CC BY
444
УДК622.692:541
Улучшение процессов подготовки нефти
на промыслах башкирии для дальнейшей транспортировки
Д.А КОВДА, аспирант,
Б.Н. МАСТОБАЕВ, д.т.н., проф.
кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»
ФГБОу ВпО «уфимский государственный нефтяной технический университет» (450062, Россия, Республика Башкортостан, г. уфа, ул. космонавтов, 1)
E-mail:[email protected]
В обзорной статье представлена история разработки, промышленных испытаний, внедрения деэмульгаторов отечественного и зарубежного производства, применяемых для подготовки нефти на промыслах башкирии. Сделаны выводы о том, что применение определенного вида деэмульгаторов и их дозирование на одну тонну зависит от изменения физико-химических свойств и состава добываемой нефти.
ключевые слова: нефть, физико-химические свойства, реагент, деэмуль-гатор.
1зменение физико-химических свойств нефти ведет к изменению технологических процессов и применяемых технических средств.
На всем протяжении освоения нефтяных месторождений для подготовки нефти применяли большое количество зарубежных и отечественных химических реагентов. Однако нередко свойства реагентов использовали нерационально или использовался не эффективный реагент, что приводило к перерасходу и затрудняло получение нефти высокого качества, а также ухудшало ее транспортировку [1].
В связи с этим актуально исследование развития и перспектив применения химических реагентов в области подготовки нефти.
С 1942 г. был разработан и внедрен деэмульгатор НЧК, получаемый из отходов производства керосинового или газойлевого контакта [2].
Добыча эмульсионных нефтей непрерывно возрастала. На промыслах Башкирии количество эмульсионных нефтей в 1956 г. составляло 54% от добычи и в 1957 г. возросло до 60%. Применялись аммиачные НЧК, которые обладали более высокой поверхностной активностью, чем натровые (Уфимский НЧК при расходе в 1,5 раза меньше давал лучшие результаты обезвоживания нефти, чем натровые НЧК) [3-4].
За 1959-1960 гг. на промыслах и нефтеперерабатывающих заводах были проведены промышленные испытания неиоген-ных ПАВ — КАУФЭ14, УФ8, ОП-7 в качестве деэмульгатров нефти при обезвоживании и обессоливании [4].
В 1960 г. впервые в отрасли были проведены промышленные испытания и внедрения деэмульгаторов нового класса НПАВ отечественного (ОП-10) и зарубежного (диссольван 4411) производства, участие в которых принимали М.З. Мавлютова, И.И. Чанышева-Асфаган, И.Д. Муратова, В.А. Веклов. С 1962 г. эти эмульгаторы стали применять на промыслах и НПЗ страны.
В сотрудничестве с отечественными НИИ были созданы деэ-мульгаторы, обладающие антикоррозионными свойствами: полиэтоксиамин, оксафор, широко известные в стране про-галиты НМ20/40 с универсальными свойствами, ДМ43/43 для нефтей, стабилизированных механическими примесями, серии ТМ, отечественные деэмульгаторы: дипроксамин-157-65М, проксанол-305-50, проксамин-385-50, реапон-4В.
М.З. Мавлютова и Л.М. Мамбетова разработали технологию сбора, обработки и утилизации нефтесодержащих остатков, образующихся при подготовке нефтей на промыслах, и способ комплексной подготовки нефти и газа, содержащих сероводород, с применением аммиака [5].
В начале 1970-х г. помимо эмульгатора диссольван-4411 широкое применение нашел эмульгатор диссольван-4468 (Прохинор, Прогалит, Проксамин, Сепаролы).
К 1978 г. от использования НЧК отказались совсем и ввели новый комплексно действующий деэмульгатор-ингибитор коррозии Ное-Е1877-4.
В связи с тем, что с 1975 г. ассортимент применяемых деэмульгаторов-реагентов значительно сократился, это позволило стабилизировать работу установок нефти, подобрать оптимальные технологические режимы, исключило срывы технологических режимов.
В 1980-х годах внедрили технологию обезвоживания и обессоливания смеси разносортных нефтей, содержащих сероводород и ионы железа, с применением хелатообразующих реагентов.
В 1986-1987 гг. внедрена технология стабильной подготовки товарной нефти высокого качества, основанная на использовании эффекта внутритруб-ной деэмульсации в системе сбора.
В 2001 г. для разрушения эмульсии в системе сбора рекомендовалось применять деэмульгаторы Дауфакс-ДВ-02 и Прогалит-ГМ 20/40, которые при удельном расходе 80 г/т нефти давали остаточное содержание воды в нефти 5,0-4,8%. Разработанные технологии позволили получать нефть не более 5% обводнённостью, снизить затраты на энергоресурсы, сократить потери лёгких углеводородов.
Примеры результата разрушения эмульсии представлены в табл. 1 [6].
В настоящее время добываемая нефть имеет большую обводнённость и может достигать порядка 98-99%. Были выявлены наиболее эффективные химические реагенты на основе неионо-генных ПАВ, такие как Дисолван-4411, Сепарол-WF-41, Servo-5348, Visco-К-З-Е и отечественные Дипроксамин-157-65М, Проксамин-385-50,Реапон-4в, Проксанол-305-50, способствующие улучшению качества подготовки нефти, ряд новых эффективных и экономичных реагентов-деэмульгаторов серии марки СНПХ, таких как СНПХ-4410, СНПХ-4480, СНПХ-501, СНПХ-4705, успешно используемых в различных регионах России.
Таблица 1
Результаты разрушения нефтяной эмульсии различными
Деэмульгатор СНПХ-4315 применяется для промысловой подготовки нефти (путевая деэмуль-сация, глубокое обезвоживание и обессоливание на установках подготовки нефти). Его используют для разрушения (стабильных или устойчивых) водо-нефтяных эмульсий, для обезвоживания мазутов, переработки и утилизации промышленных стоков, льяльных вод. СНПХ-4315 проявляет антикоррозионные свойства по отношению к стальным, медным поверхностям, не содержит в своем составе хлорор-ганических соединений, выпускается трех марок: L, D, К (в концентрированном виде).
Деэмульгатор СНПХ-4410 предназначен для процессов обезвоживания и обессоливания нефтей в системах сбора и на установках подготовки нефти, а также для глубокого обессоливания нефти на нефтеперерабатывающих заводах. СНПХ-4410 не содержит в своем составе хлорорганических соединений и по токсикологическим свойствам относится к 4 классу опасности (малоопасные вещества). Реагент обладает слабокумулятивными свойствами. Эффективен на девонских и угленосных нефтях лёгких и средней плотности при естественных температурах добываемых эмульсий и при нагревании до 30-60°С.
Маслорастворимый деэмульгатор СНПХ-4460 предназначен для промысловой подготовки высоковязких нефтей в системах сбора и на установках подготовки нефти. Эффективен при обработке смесей эмульсий различных горизонтов. СНПХ-4460 представляет собой композицию из различных ПАВ в спиртовоароматическом растворителе. СНПХ-4460 не содержит в своём составе хлорорганиче-ских соединений. Он может выпускаться и в концентрированном виде — СНПХ-4460 марка «К». По токсичности СНПХ-4460 относится к 3 классу опасности (умеренно-опасные вещества). Величина ЛД50 составляет 2500 мг/кг. Препарат не обладает кожно-раздражающим воздействием на неповреждённую кожу.
деэмульгаторами
Реагент Дозировка, г/т Отстой воды, %, за Остаточное содержание воды, %
0,5 ч 1 ч 2 ч
Реапон 50 28 60 96,5 8,2
80 30 62 98 6
РИФ 50 29 61 96 8,3
80 30 62 97 7,2
СНПХ-4460 50 26 58 96 8,5
80 28 60 97 6,8
СНПХ-4410 50 24 57 96 8,7
80 25 58 97 7,1
Дауфакс ДВ-02 50 32 62 97 7
80 36 64 99 5
Прогалит ГМ 20/40 50 31 62 96 9
80 32 64 99 4,8
Таблица 2
Основные характеристики некоторых деэмульгаторов нефтяных эмульсий
Деэмульгатор Содержание активного вещества, % мас. Кинематическая вязкость при 20°С, мм2/с, не более Плотность при 20°С, кг/м3 Температура застывания, °С, не выше
СНПХ-4315<^» 45-55 60 920-980 -45
СНПХ-4315<^» 45-55 70 890-970 -45
СНПХ-4315«К» Не менее 58 Не опред. 930-1050 Не опред.
СНПХ-4410 45-55 20-50 910-980 -50
СНПХ-4460 45-55 20-50 910-970 -45
СНПХ-4460 «К» 80-90 300-370 Не опред. Не опред.
СНПХ-4705А 45-55 80 850-1050 -45
СНПХ-4480 45-55 70 910-970 -50
СНПХ-4480 «К» Не менее 58 Не опред. 930-990 Не опред.
Схема подбора и испытания деэмульгаторов [9]
Деэмульгаторы марки СНПХ-4705А предназначены для разрушения водонефтяных эмульсий, содержащих до 200 мг/л сульфида железа, а также для путевой деэмульсации при пониженной температуре эмульсии. Кроме обезвоживания, деэмульгаторы проявляют высокий обессоливающий эффект, а также эффект ингибирования АСПО. Деэмульгаторы марки СНПХ-4705А эффективно работают как при подаче в систему сбора, так и на установках подготовки нефти, эффективны при обработке смеси эмульсий девонского и угленосного горизонтов. Деэмульгаторы СНПХ-4705А не содержат хлорор-ганических соединений и по токсичности относятся к 4 классу опасности (малоопасные вещества). Основные характеристики некоторых высокоэффективных деэмульгаторов приведены в табл. 2 [7].
Поскольку определённая стадия технологического процесса и условия реализации каждой конкретной технологии в большей либо меньшей степени различаются, становится очевидным, что высокая эффективность подготовки нефти в целом может быть достигнута лишь при использовании деэмульгаторов с отвечающими этим условиям свойствами. При значительном увеличении ассортимента и появлении большого количества различных по особенностям действия деэмульгаторов с одной стороны, появляется возможность повышения эффективности технологии подготовки нефти за счёт целенаправленного исполь-
зования деэмульгатора с определёнными свойствами, с другой — становится очевидной необходимость методологичекого подхода к подбору деэмульгаторов для использования при конкретных параметрах технологического процесса. При этом необходимо также учитывать и свойства эмульсий [8]. Схема подбора и испытания деэмульгаторов показана на схеме.
Оптимизация применения деэмульгаторов позволит наилучшим образом решать технологические задачи в рамках совмещённой технологии при минимальных затратах на подготовку нефти. Рациональное их применение деэмульгаторов важно также в целях снижения затрат, поскольку доля деэмульгаторов в себестоимости подготовки нефти довольно значительна и составляет порядка 10% [8].
При оценке эффективности деэмульгаторов наиболее важными параметрами являются:
• расход деэмульгатора на 1 т эмульсии;
• время отстоя эмульсии, т.е. время разрушения или расслоения эмульсии;
• количество отстоявшейся воды и солей в нефти после отстоя;
• температура отстоя и её влияние на скорость разрушения эмульсии.
Потребление зарубежных деэмульгаторов уменьшилось настолько, что уже в 2006 г. доля потребления отечественных деэмульгаторов увеличилась до 95,4%. При этом удельные расходы на приобретение деэмульгаторов сократились на 48% [10].
Как показал опыт эксплуатации месторождений Республики Башкортостан суммарный удельный расход реагентов-деэмульгаторов в целом по РБ постепенно возрастает. С течением времени одни реагенты приходится заменять другими. Удельный расход реагентов на установках подготовки нефти сокращается, а удельный расход реагентов, подаваемых в систему сбора на промыслах, непрерывно растет.
В работе по результатам исследования применяемых деэмульгаторов в процессе подготовки нефти в РБ были сделаны выводы о том, что применение определенного вида деэмульгатора, а также его дозирование на тонну нефти при подготовке нефти, главным образом, зависит непосредственно от изменений физико-химических свойств и состава добытой нефти.
список литературы
1. Ситдикова С.Р. Применение химических реагентов для совершенствования процессов подготовки нефти: Автореферат дисс. на соискание уч. ст. кандидата технических наук. — Уфа, 2003. — 23 с.
2. Никитина АА., Беляева А.С., Кунакова Р.В. Этапы развития методов переработки кислых гу-дронов // История и педагогика естествознания. — 2013. — Вып. 1. — С. 20-23.
3. Мавлютова Магрифа Закиевна (К 100-летию со дня рождения) // Нефтяное хозяйство. — 2013. — № 8. — 128 с.
4. Мастобаев Б.Н. История применения химических реагентов и технологий в трубопроводном
транспорте нефти и нефтепродуктов. Автореферат дисс. на соискание уч. ст. доктора технических наук. — Уфа, 2003. — 50 с.
5. Роль БашНИПИнефти в развитии нефтяной индустрии Башкортостана / Под ред. Е.В. Лозина. — Уфа: РИЦ АНК «Башнефть», 1997. — 128 с.
6. Молодые ученые — решению важнейших проблем нефтедобычи АНК «Башнефть». Матер. VI научно-техн. конф. молодых уч. и спец. ДООО «Башнипинефть» / Под ред. Р.М. Гилязова. — Уфа: Башнипинефть, 2001. — Вып. 107. — 202 с.
7. Деэмульгаторы. Адрес доступа: http://neftpx. ru/demulsifiers/ (дата обращения 02.02.2014).
8. Космачева Т.Ф. Совершенствование технологии подготовки нефти на основе оптимизации применения деэмульгаторов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Бугульма, 2005. — 157 с.
9. Модульнефтегазкомплект. Адрес доступа: http://mngk.ru/services/services/73/ (дата обращения 02.02.2014).
10. Савченков А.П. Химическая технология промысловой подготовки нефти. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. — 179 с.
MPROVED PROCESSES FOR THE PREPARATION OF OIL IN THE OIL FIELDS OF BASHKORTOSTAN FOR FURTHER TRANSPORTATION
KovdaD.F., Graduate Student,
Mastobaev B.N., Prof.
Ufa State Petroleum Technological University (1, Kosmonavtov str., Ufa, 450062, Russian Federation)
E-mail:[email protected]
ABSTRACT
The paper contains the development history, industrial testing, implementation demulsifiers domestic and foreign production used for the preparation of oil in the oil fields of Bashkiria, also concluded that the use of a certain kind of demulsifiers and their dosage per ton depends on the changes in the physical and chemical properties and composition of crude oil.
Keywords: oil, physical and chemical properties, reagent, demulsifier.
REFERENCES
1. Sitdikova S.R. Primenenie himicheskih reagentov dlja sovershenstvovanija processov podgotovki nefti. Diss. na soiskanie uchenoj stepeni kandidata tehnicheskih nauk [The use of chemicals to improve the processes for oil. Diss. of Cand.of Tech. Sci.]. Ufa. 2003. 23 p.
2. Nikitina A.A., Beljaeva A.S., Kunakova R.V. Istorija i pedagogika estestvoznanija — History and Pedagogy of Natural Science, 2013. Issue 1. pp. 20-23.
3. Mavljutova Magrifa Zakievna (K 100-letiju so dnja rozhdenija) [Mavlyutova Magrifa Zakievna (the 100th anniversary of his birth)]. Neftjanoe hozjajstvo — Oil industry. 2013, no.8, p. 128.
4. Mastobaev B.N. Istorija primenenija himicheskih reagentov i tehnologij v truboprovodnom transporte nefti i nefteproduktov. Diss. na soiskanie uchenoj stepeni doktora tehnicheskih nauk [History of the use of chemical reagents and technologies in the pipeline transport of oil and oil products. Diss. of Doctor of Tech. Sci.]. Ufa. 2003. 50 p.
5. Rol' BashNIPInefti v razvitii neftjanoj industrii Bashkortostana [BashNIPIneft role in the development of the oil industry of Bashkortostan]. Ed. E.V. Lozin. Ufa: Bashneft Publ., 1997. 128 p.
6. Molodye uchenye — resheniju vazhnejshih problem neftedobychi ANK «Bashneft'». Trudy VI nauchno-tehn. konf. molodyh uch. i spec. DOOO «Bashnipineft'» [Young scientists — addressing the critical issues of oil production Bashneft: Proc. of the VI Scientific and Technical. Conf. sci. young. and spec. BashNIPIneft]. Ed. R.M. Giljazov. Ufa: Bashnipineft Publ., 2001. Issue 107, 202 p.
7. Demulsifiers. Available at: http://neftpx.ru/demulsifiers/.
8. Kosmacheva T.F. Sovershenstvovanie tehnologii podgotovki nefti na osnove optimizacii primenenija dejemul'gatorov. Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni kandidata tehnicheskih nauk [Improving technology for oil-based optimization application demulsifiers. Diss. of Cand. of Tech. Sci.]. Bugulma. 2005. 157 p.
9. Modulneftegazkomplekt. Available at: http://mngk.ru/services/services/73/.
10. Savchenkov A.P. Himicheskaja tehnologija promyslovoj podgotovki nefti [Chemical technology field oil.]. Tyumen : TyumGNGU, 2011. 179 p.
ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ № 1 2014
