CC BY
82
Раздел 05.17.07 Химическая технология топлива
и высокоэнергетических веществ
УДК 622.276.6 DOI: 10.17122/bcj-2019-1-122-124
И. Р. Хайрудинов (гл.н.с., д.х.н., проф.) Р. И. Хайрудинов (асп.) 2, Г. М. Сидоров (д.т.н., проф.) 2, Д. И. Ягафарова (магистрант) 2
ПОДГОТОВКА ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ К ТРАНСПОРТИРОВКЕ ПУТЕМ ЕЕ РАЗБАВЛЕНИЯ
1 АО Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан, департамент фундаментальных исследований 450065, г. Уфа, ул. Инициативная, д. 12, тел. (347) 2422511 2 Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра технологии нефти и газа 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1, e-mail: khayrudinov@inhp.ru
I. R. Khayrudinov R. I. Khayrudinov 2, G. M. Sidorov 2, D. I. Yagafarova 2
PREPARATION OF HIGH-VISCOSITY OIL FOR TRANSPORTATION BY DILUTING IT
1 JSC Institute of Petroleum Refining and Petrochemistry 12, Initsiativnaya Str, 450065, Ufa, Russia, tel. (347) 24225H 2 Ufa State Petroleum Technological University 1, Kosmonavtov Str, 450062, Ufa, Russia, e-mail: khayrudinov@inhp.ru
Представлены результаты экспериментов по компаундированию Ашальчинской высоковязкой нефти с различными разбавителями, в качестве которых взяты прямогонная дизельная фракция, газовый конденсат, нефти разных месторождений. Показано, что при разбавлении высоковязкой нефти легкими разбавителями требуется их дозировка в пределах 20—28 % для достижения вязкости конечной смеси 84—94 сСт (при 20 оС), а при использовании нефтей в качестве разбавителей высоковязкой нефти дозировка достигает 75—93 % при том же интервале вязкости компаундов. По результатам анализов сделан вывод о целесообразности использования в качестве разбавителя прямогонной дизельной фракции, которая из-за высокого содержания серы является только полуфабрикатом для последующего облагораживания вторичными процессами.
Ключевые слова: высоковязкая нефть; компаундирование; прямогонная дизельная фракция; газовый конденсат; западно-сибирская нефть; карбоновая нефть; значение вязкости компаундов высоковязкой нефти и указанных разбавителей.
The results of experiments on the compounding of Ashalchinskaya high-viscosity oil with various diluents, which are taken as straight-run diesel fraction, gas condensate, oil from different fields, are presented. It was shown that by diluting of high-viscosity oil with light diluents, their dosage is required within 20—28 % to achieve a viscosity of the final mixture of 84—94 cSt (at 20 0C), and by using oils as diluents of high-viscosity oil, the dosage reaches 75—93 % with the same viscosity range of compounds. Based on the analysis results, it was concluded that it is advisable to use a straight-run diesel fraction as a diluent, which, due to its high sulfur content, is only a semifinished product for subsequent refining with secondary processes.
Key words: carbon oil; compounding; gas condensate; high viscosity oil; straight-run diesel fraction; viscosity of high viscosity oil compounds and specified diluents; West Siberian oil.
Дата поступления 22.01.19
В современной нефтедобыче вследствие выработки активных ресурсов легких нефтей намечается тенденция роста объемов извлечения высоковязких нефтей. Такие нефти при подъеме на поверхность остывают и переходят в состояние жидкости со сложными реологическими свойствами. На поверхностях нефтедобывающего и транспортируемого оборудования происходит оседание парафинов и смол, резко ухудшая их производительность. При остановке перекачки нефти по трубопроводу происходит выход трубопровода из строя и последующая замена его основных технологических узлов.
Применение углеводородных разбавителей, а именно, газового конденсата и маловязких нефтей, является достаточно эффективным и доступным способом улучшения реологических свойств высоковязких и высокозас-тывающих нефтей 1.
Из литературных данных 2 известно, что, например, в Канаде наиболее распространенными разбавителями являются пентан и кон-денсатная смесь (сумма углеводородов С6 и более), добавляемые в количестве 28% на высоковязкую нефть (ВВН). Полученная маловязкая нефть, названная разработчиками композиции «дильбит», может транспортироваться на значительные расстояния, в том числе для переработки на НПЗ. В связи с дефицитом ресурсов пентана на отдельных предприятиях добычи ВВН используется обычная легкая
нефть, для которой расход разбавителя превышает 30% в массе «дильбита».
Целью данной работы было изучение способов подготовки ВВН к транспортировке по трубопроводам путем их компаундирования с различными разбавителями.
В качестве разбавителей для подготовки к транспортировке ВВН на примере нефти Ашальчинского месторождения были выбраны следующие компоненты:
- карбоновая нефть Ашальчинского месторождения (КН);
- нефть Западно-Сибирского месторождения (ЗСН);
- Уренгойский газовый конденсат (ГК);
- дизельная фракция прямогонная (ДФ).
Анализы проб нефти и разбавителей проводили по стандартным методикам анализа, действующим в отечественной нефтепереработке:
- плотность при 20 оС определяли по ГОСТ 3900-85;
- вязкость при 20 оС определяли по ГОСТ 6258-85 в градусах ВУ с последующим пересчетом на кинематическую вязкость;
- содержание серы определяли по ГОСТ Р 51947-00;
- фракционный состав определяли по ГОСТ 2177-99.
В табл. 1 представлены результаты определения качественных показателей исходной ВВН и компонентов, взятых для ее разбавления.
Таблица 1
Характеристика исходной высоковязкой нефти и компонентов для ее разбавления
Свойства продуктов разбавления исходная высоковязкая нефть разбавители
газовый конденсат дизельная фракция западносибирская нефть карбоновая нефть
Плотность при 20 оС, кг/ м3 965.2 762.0 822.5 882.0 904.9
Содержание серы, % мас. 4.06 0.01 0.99 1.14 3.25
Вязкость при 20 оС, сСт 2140.0 0.9 2.7 30.2 49.2
Разгонка по ГОСТ 2177-99:
НК, оС 92 71 130 52 52
10 %, оС 253 91 170 129 139
20 %, оС 325 100 180 174 209
30 %, оС - 107 195 229 260
40 %, оС - 114 214 284 31 5
50 %, оС - 123 230 333 321
60 %, оС - 134 248 341 -
70 %, оС - 151 270 - -
80 %, оС - 175 293 - -
90 %, оС - 221 324 - -
95 %, оС - 273 344 - -
КК, оС 340 280 365 349 331
выход,% - 96 98 - -
200 оС,% об. 5 86 33 26 17
300 оС,% об. 16 - 83 44 35
Характеристика свойств полученных модельных смесей
Таблица 2
модельные смеси, % мас.
Свойства полученных смесей ВВН 80%+ ВВН 72%+ ВВН 25% + ВВН 7%+
ГК 20% ДФ 28% ЗСН 75% КН 93%
Плотность при 20 оС, кг/м3 923.7 925.1 901.8 910.5
Содержание серы, % мас. 3.38 3.28 2.06 3.26
Вязкость при 20 оС, сСт 84 94 72 83
Разгонка по ГОСТ 2177-99, % об.:
НК, оС 91 146 80 87
до 200 оС выкипает 23 12 16 15
до 300 оС выкипает 37 37 34 33
В табл. 2 представлены результаты анализов модельных смесей, составленных из высоковязкой нефти и различных разбавителей.
Из данных, представленных в табл. 2, следует, что для разбавления ВВН легкими нефтяными разбавителями (ГК, ДФ) требуется их дозировка в количестве всего 20—28 % мас.
При этом сохраняется высокая плотность смеси (923.7-925.1 кг/м3), достигаются удовлетворительная кинематическая вязкость при 20 °С (84-94 сСт) и более высокие выходы фракций, выкипающих до 300 оС (37% об.).
При разбавлении ВВН обычными нефтя-ми требуется очень высокая их дозировка (75—
Литература
1. Коршак A.A., Нечваль A.M. Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов.— СПб.: Недра, 2008.- 488 с.
2. Степанов В.А., Арчегов В.Б. История развития нефтегазового направления в России // Нефтегазовая геология. Теория и практика.- 2009.-Т.4, №1.- С. 1-12.
93 % мас.), зато достигаются более низкая плотность (901.8—910.5 кг/м3), приемлемые величины кинематической вязкости при 20 оС (72—83 сСт), но выходы фракций, выкипающих до 300 °С, будут более низкими (33—34 % об.).
Учитывая такие особенности компаундирования ВВН с разбавителями, необходимо отметить, что более выгодным, на наш взгляд, будет применение ДФ, которая из-за своих товарных свойств, приведенных в табл. 1, является лишь полуфабрикатом, требующим вторичной гидропереработки для получения из нее дизельного топлива класса «Евро».
References
1. Korshak A.A., Nechval' A.M. Proyektirovaniye i ekspluatatsiya gazonefteprovodov [Design and operation of gas and oil pipeline]. St. Petersburg, Nedra Publ., 2008, 488 p.
2. Stepanov V.A., Archegov V.B. Istoriya razvitiya neftegazovogo napravleniya v Rossii [The history of the development of oil and gas areas in Russia]. Neftegazovaya geologiya. Teoriya i praktika [Oil and gas geology. Theory and practice], 2009, vol.4, no.1, pp.1-12.
