Кристаллизация нефтяных парафинов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 300 1977

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ НЕФТЯНЫХ ПАРАФИНОВ

Н. В. ЮДИНА, Н. В. ПОЛЯЕВА

(Представлена научно-методическим семинар-ом органических кафедр химико-технологического факультета)

Изучение процесса кристаллизации в парафиносодержащих системах проводилось многими исследователями [1, 2]. Но несмотря на это связь между началом кристаллизации и застыванием в одной и той же системе мало изучена. Это объясняется сложной природой нефти, представляющей смесь углеводородов и других органических соединений различного молекулярного веса.

Нами представлены результаты таких исследований для нефтей Западной Сибири в табл. 1 и на рис. 2.

Температура застывания оценивалась по потере текучести [3], когда происходит образование дисперсной структуры, иммобилизующей

Рис. 1. Схема установки для исследования кристаллизации нефтяных парафинов. 1—воздуходувка; 2— зажим; 3 — реометр; 4 — осушающая, склянка; 5—сосуд Дьюара; 6 — кювета; 7 — термопара; 8 —гальванометр; 9 — микроскоп !

у

весь объем жидкой фазы. Температура массового выделения кристаллов парафина определялась по кривым охлаждения при одновременном наблюдении под микроскопом. Схема установки для исследования кристаллизации парафинов приведена на рис. 1.

9. Заказ 3388.

129

со о

Таблица 1

Влияние термообработки и времени выдержки на температуру застывания нефтей

Нефть Температура, застывания при температуре термообработки, °С Температура застывания при выдержке нефти после термообработки +70°С, сутки

20 30 40 50 60 70 80 90 1 2 3 4 5

Никольская —11 ^13 — 13 -15 —24 -30 — 15 -18 —29 —27 —12 — 11 -ГО

Первомайская -25 ! ^27 —26 —34 —56 —53 -31 —30 -49 —42 —28 -28 —24

Озерная -14 -12 —14 -16 —24 —54 —38 —30 —29 —23 -20 -19 —15

Шингинская -30 -31 -32 —35 - -65 —68 —54 -45 --68 —68 -68 -65 —-65

Варьеганская —4 —9 —11 -15 -27 -45 —38 —29 . —45 -45 —45 -45 -43

При охлаждении нефти парафины выделяются по определенным температурам в зависимости от молекулярного веса и строения. При этом в первую очередь выделяются углеводороды, имеющие самую высокую температуру плавления. Кристаллическая сетка образуется в момент застывания нефтей. Устойчивость этой температуры зависит от содержания того или иного количества углеводорода и структуры их кристаллов [4].

Кривые охлаждения, приведенные на рис. 2, имеют температурные остановки. Они появляются за счет выпадения твердых углеводородов, имеющих близкие температуры плавления и молекулярный вес. Следует отметить, что температурные остановки лежат несколько выше, чем температуры застывания нефтей. По-видимому, температурные остановки характеризуются серийным выпадением кристаллов парафина, что подтверждается непосредственным наблюдением их под микроскопом. А застывание нефтей обусловливается образованием коагуляционной структуры, которая охватывает всю массу нефти и лишает ее подвижности.

Немаловажно.е значение при исследовании кристаллизации нефтяных парафинов имеет установление влияния термообработки на температуру застывания. Полагают, что температура застывания нефти уменьшается за счет увеличения активности ас-фальтено-смолистых веществ при нагреве, или причиной является уменьшение сольватной оболочки кристаллов. Если в результате термообработки нефти удается получить крупнокристаллическую структуру., неспособную образовать пространственную сетку, то она застывает при более низкой температуре [5]. Кривые охлаждения в этом случае свидетельствуют о снижении температуры выделения кристаллов.

Выводы

1. Показано, что температура застывания нефтей обусловливается коагуляцией кристаллической массы парафина в структурную сетку.

2. Установлен механизм застывания нефти с разделенными во времени процессами выделения кристаллов парафина и образования коагуляционной сетки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Э. А. Александрова, А. П. Гришин, А. А. Петрова. Исследование температур начала кристаллизации и структурного застывания растворов парафина. Изв. вузов СССР, «Нефть и газ», 1971, 6, стр. 47—51.

2. Н. И. Черножуков, В. В. В айн штейн, Б. И. Картинин. О кристаллизации твердых парафинов нефти. ХТТ и М„ 1969, № 6, стр. 15—18.

3. Б. М. Рыбак. Анализ нефти и нефтепродуктов. М., Гостоптехиздат, 1962.

4. Б. У. Уразгалиев, Г. А. Велик, Ж. Е. Кошебеков. Реологические свойства товарных нефтей Эмбы и Мангышлака. Тр. ин-та химии нефти и природных солей АН Каз. ССР, т. 1, 1970, стр. 3—9.

5. О. М. А л ь ч и к о в а, В. П. Коновалов. К проблеме снижения температуры застывания высокопарафинистых нефтей. Тр. ин-та химии нефти и природных солей АН Каз. ССР, т. 3, 1971, стр. 96—99.

бо /го т мо !оо Збо ш

8/земя. се/г

Рис. 2. Кривые охлаждения нефтей. Озерная: 1—нетермообработанвая; 2 — термообработка +50° С; 3 — термообработка + 70° С. Первомайская: 1—нетермообра-ботанная; 2 — термообработка +50° С