Научная статья на тему 'Интенсификация процесса обезвоживания нефти комплексным физическим воздействием'

Интенсификация процесса обезвоживания нефти комплексным физическим воздействием Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
256
57
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕФТЬ / OIL / ПОДГОТОВКА / PREPARATION / ДЕЭМУЛЬГАТОР / DEMULSIFIER / МИКРОВОЛНЫ / MICROWAVE / МАГНИТНОЕ ПОЛЕ / MAGNETIC FIELD

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Верховых А. А., Ермеев А. М., Елпидинский А. А.

В статье исследовано влияние отдельного и комплексного воздействий на процесс обезвоживания нефти.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Интенсификация процесса обезвоживания нефти комплексным физическим воздействием»

УДК 665.622.43.0666

А. А. Верховых, А. М. Ермеев, А. А. Елпидинский

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТИ КОМПЛЕКСНЫМ ФИЗИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ

Ключевые слова: нефть, подготовка, деэмульгатор, микроволны, магнитное поле.

В статье исследовано влияние отдельного и комплексного воздействий на процесс обезвоживания нефти. Keywords: oil, preparation, demulsifier, microwave, magnetic field. This article describes the influence of individual and complex effects on the dewatering process oil.

Введение

Важнейшим фактором при решении проблем добычи, сбора и подготовки нефти является эффективность применяемого реагента-

деэмульгатора. Он должен обеспечивать требуемую глубину обезвоживания в системах добычи, сбора продукции нефтяных скважин и в технологических процессах подготовки. Однако увеличение дебита тяжелых высоковязких нефтей требует разработки и внедрения более эффективных, но и более дорогих реагентов-деэмульгаторов, селективных к данным нефтям. Меж тем, следует учитывать специфические условия каждого конкретно нефтепромыслового хозяйства. В каждом отдельном случае выбирают тот способ обезвоживания, который наиболее пригоден для той или иной нефти [1]. Альтернативным путем обезвоживания устойчивых водонефтяных систем является применение различных физических полей, которые в сочетании с дешевыми реагентами-деэмульгаторами могут обеспечить остаточное содержание воды в нефти, не превышающее требований ГОСТ 51858-2002.

В работе [2] по изучению влияния магнитного поля на процесс обезвоживания нефтяных эмульсий для решения данной проблемы было изучено разнонаправленное воздействие постоянного и переменного магнитного поля. Было показано, что в ходе опытов воздействие переменного магнитного поля оказалось эффективнее источников постоянного магнитного поля. Конечно, и его использование выйдет более дорогим, так как требуется наличие электроэнергии. Вместе с тем, отмечено, что магнитная обработка малоэффективна без использования реагентов.

Наиболее интересным выглядит возможный потенциал комплексного физического воздействия, когда на эмульсии накладывают два и более полей: акустико-микроволновое, акустико-магнитное, электроакустическое и т. д. Теоретически, различные их механизмы при сочетании способны проявлять синергетический эффект, интенсифицируя таким образом процесс деэмульгирования.

В данной статье рассматривается совокупное воздействие микроволновой и магнитной обработки нефтяных эмульсий в присутствии реагентов-деэмульгаторов.

Экспериментальная часть

В исследованиях использовалась модель искусственной эмульсии с содержанием воды 40%, приготовленной из нефти с плотностью 896 кг/м3. В эмульсию дозировались (из расчета 100 грамм реагента на 1 тонну эмульсии) деэмульгаторы: СНПХ-4315Д, Рекод-118, Лапрол-4202, Лапрол-6003, Реапон-4В, ЬМЬ - 4312. Предварительно для исследуемой нефтяной эмульсии подбирали режим микроволновой обработки. В среднем, более предпочтительной оказалась мощность 300 Вт. Именно она и была использована для исследования совместного воздействия микроволнового излучения и магнитного поля на нефтяную эмульсию.

Обезвоживание нефтяной эмульсии проводили при комнатной температуре (22°С) тремя способами:

№1 - разрушение эмульсии проводилось химическим методом (добавление деэмульгатора) без использования магнитного поля и с нагревом в термостате;

№2 - химический метод сочетался с воздействием постоянного магнитного поля и нагревом в термостате;

№3 - химический метод проводился в сочетании с воздействием постоянного магнитного поля и нагревом в СВЧ-печи (300 Вт).

Результаты опыта представлены в таблице 1 и на рисунке 1.

Из таблицы 1 видно, что в большинстве случаев методом термохимического обезвоживания не достигается значительной степени разрушения водонефтяной эмульсии. Использование магнитного поля улучшает динамику обезвоживания и, в целом, обеспечивает несколько более полное отделение воды. Яркими примерами этого являются сочетания магнитного поля с такими реагентами, как Рекод 118, Реапон-4В, Лапрол 4202.

Наиболее эффективным можно назвать использование комплексного физического воздействия, где введение реагента сочетается с применением магнитного поля и СВЧ нагрева. В этом случае значительный рост степени обезвоживания наблюдался у трех реагентов: СНПХ-4315Д (степень обезвоживания после двух часов отстоя выросла до 60%), Лапрол-4202 (до 50%), ЬМЬ-4312 (до 95%), Рекод 118 (до 90%). Меж тем, следует отметить, что при комплексном

воздействии на эмульсию во всех проведенных опытах наблюдается улучшение динамики процесса деэмульгирования.

Таблица 1 - Результаты воздействия на нефтяную эмульсию различными способами обезвоживания

Степень обезвоживания, % об.

№ 15 мин 30 мин 45 мин 60 мин 75 мин 90 мин 105 мин 120 мин

СНПХ-4315Д 12 25 25 25 25 25 25 25

СНПХ-4315Д + маг. поле 15 25 25 25 25 30 30 30

СНПХ-4315Д + маг. поле + СВЧ 25 50 50 55 55 60 60 60

Рекод 118 5 5 5 5 20 25 25 25

Рекод 118 + маг. поле 60 65 75 75 80 80 80 85

Рекод 118 + маг. поле + СВЧ 75 75 82,5 82,5 85 85 90 90

Лапрол-4202 0 0 5 5 7,5 7,5 10 15

Лапрол-4202 + маг. поле 0 5 10 15 20 22,5 25 25

Лапрол-4202 + маг. поле + СВЧ 20 38 40 47,5 50 50 50 50

Лапрол-6003 0 2,5 2,5 7,5 10 12,5 17,5 17,5

Лапрол-6003 + маг. поле 0 2,5 2,5 5 10 17,5 17,5 20

Лапрол-6003 + маг. поле + СВЧ 10 10 12,5 15 17,5 20 20 25

Реапон-4В 0 2,5 2,5 5 5 5 5 5

Реапон-4В + маг. поле 0 5 7,5 10 10 10 10 10

Реапон-4В + маг. поле + СВЧ 10 12 12,5 15 20 20 22,5 22,5

ЬМЬ-4312 50 70 75 75 75 75 75 75

ЬМЬ-4312+ маг. поле 50 75 75 75 75 75 75 75

ЬМЬ-4312+ маг. поле + СВЧ-лучи 82 85 90 92,5 95 95 95 95

Способы воздействия: ■ Деэмульгатор, нагрев в термостате

Деэмульгатор, магнитное поле, нагрев в термостате □ Деэмульгатор, магнитное поле, СВЧ-нагрев

Рис. 1 - Сводные данные обезвоживания нефтяной эмульсии различными способами

Заключение

Как видно, сочетание магнитного поля и микроволнового нагрева обеспечивает разную глубину обезвоживания нефти. Видимо, их воздействие в большей степени зависит от эффективности применяемого реагента. Можно отметить, что наибольшую степень разрушения эмульсии комплексным методом удалось достичь именно в тех случаях, когда применялись наиболее активные деэмульгаторы, в частности, Рекод 118 и LML-4312. Таким образом, значимая эффективность физического воздействия, применяемого совместно с реагентом-деэмульгатором, будет достижима при осмысленном подборе последнего.

Литература

1. Левченко Д.Н. Эмульсии нефти с водой и методы их разрушения. - М.: Химия, 1967.

2. Гимазова Г.К., Вахитова А.К., Ермеев А.М., Елпидинский А.А. Изучение влияния магнитного поля на процесс обезвоживания нефтяных эмульсий // Вестник технол. ун-та, 2015, №8 - С.107.

© А. А. Верховых - магистр каф. химической технологии переработки нефти и газа КНИТУ, [email protected]; А. М. Ермеев - аспирант той же кафедры, [email protected]; А. А. Елпидинский - доцент той же кафедры, [email protected].

© A. A. Verhovyh - Master of the Department of Chemical Engineering of Oil and Gas KNRTU, [email protected]; A. M. Ermeev - Graduate student of the same department, [email protected]; A. A. Elpidinsky - Associate Professor of the same department, [email protected].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.