Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий

• Автор: Заббаров, Руслан Раисович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Высокоустойчивые водноуглеводородные эмульсии

и их физикохимические свойства.

1.1.1. Понятие об эмульсии.

1.1.2. Физикохимические свойства нефтяных эмульсий1 I

1.2. Способы разрушения эмульсий типа вода в нефти

1.2.1. Внутритрубная деэмульсация за счет подачи реагентов

1.2.2. Гравитационное разделение нефти и воды.

1.2.3. Центрифугирование

1.2.4. Фильтрация через твердые поверхности.
1.2.5. Термохимическое воздействие
1.2.6. Электродегидрирование
1.2.7. Барботаж попутным нефтяным газом.
1.2.8. Ультразвуковое излучение.
1.3. Разрушение высокоустойчивых эмульсий.
Г лава 2. Экспериментальная часть.
2.1. Выбор сырья для проведения экспериментов.
2.2. Выбор способов обезвоживания для проведения
процесса разрушения.
2.3. Проведение процесса деэмульгирования.
2.3.1. Проведение процесса разрушения эмульсий
с применением водосолевого раствора
2.3.2 Синергизм комбинированного воздействия реагента и солевого раствора.
2.3.3. Проведение процесса разрушения эмульсий
методом термомеханического воздействия
2.3.4 Моделирование процесса термомеханического
обезвоживания высокоустойчивых эмульсий
2.4. Характеристика обезвоженной углеводородной
части эмульсий.
Глава 3. Обсуждение результатов
3.1. Разрушение эмульсий с применением
водносолевого раствора
3.1.1. Термическое разрушение эмульсий.
3.1.2. Разрушение эмульсий с использованием деэмульгатора
3.1.3. Разрушение эмульсии при воздействии
солевого раствора
3.1.4. Разрушение эмульсий комбинированным воздействием
3.2. Обезвоживание путем испарения водной фазы эмульсии
с наложением механического воздействия на кипящую жидкость.
3.2.1. Математическое моделирование процесса.
3.2.2. Проведение процесса на
опытноэкспериментальной установке.
3.3. Исследование свойств обезвоженной углеводородной
части эмульсий.
Глава 4. Технологическая часть.
4.1 Описание технологии деэмульгирования комбинированным способом
4.2 Описание технологии термомеханического деэмульгирования
4.3. Техникоэкономическое обоснование разработанных
методов деэмульгирования.
Основные результаты и выводы.
Библиографический список.
Приложение 1. Материальные балансы разрушения эмульсий
различными способами.
Приложение 2. Акт
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Нефтяные эмульсии, а именно эмульсии вода в нефти в ряде случаев обладают достаточной устойчивостью, даже при высокой концентрации дисперсной фазы воды, что возможно только в том случае, если стабилизирующим фактором являются повышенные структурномеханические свойства поверхностных слоев на каплях эмульгированной воды. Строение поверхностных слоев на границе раздела нефтьвода весьма сложно, и компоненты, входящие в их состав, отличаются большим разнообразием. Первые указания на строение и состав защитных слоев на каплях эмульгированной воды и на их роль в устойчивости нефтяных эмульсий были сделаны крупнейшим ученымнефтяником Л. Г. Гурвичем, указавшим на коллоидную природу веществ, образующих защитную пленку. Дальнейшие исследования ряда авторов показали, что в состав поверхностных слоев на границе раздела нефтьвода входит ряд веществ нафтеновые кислоты, низкомолекулярные смолы, коллоидные частицы высокомолекулярных смол и асфальтенов, ми кро кристаллы парафина, а также частицы минеральных и углистых суспензий. Наиболее вероятным является предположение об образований поверхностного слоя на границе раздела нефтьвода в результате скопления на этой границе минеральных, высококонденсированных углеродистых частиц и микрокристаллов парафина под влиянием избирательного смачивания водной фазой гидрофильных участков их поверхности. Наряду с процессом скопления на поверхности раздела обеих жидкостей частиц, осуществляется адсорбция асфальтосмолистых веществ, переходящих при этом в гелеобразное состояние, что приводит к цементированию частиц в единый монолитный слой. Гели асфальтосмолистых веществ сольватируются со стороны нефтяной фазы, что приводит к утолщению поверхностного слоя и к проявлению расклинивающего действия при сближении капелек воды, покрытых такими слоями. На устойчивость эмульсий большое влияние оказывают дисперсность системы физикохимические свойства эмульгаторов, образующих на поверхности раздела фаз адсорбционные защитные оболочки наличие на глобулах дисперсной фазы двойного электрического заряда температура смешивающихся жидкостей величина эмульгированной пластовой воды. Чем выше дисперсность эмульсии, тем она устойчивее при всех прочих равных условиях. Однако вследствие огромного увеличения поверхности раздела между двумя жидкостями система, полученная диспергированием, приобретает большой запас свободной поверхностной энергии и становится термодинамически неустойчивой. ПАВ. Устойчивость нефтяных эмульсий в большей степени зависит также от электрического заряда на поверхности частиц глобул. Образующийся двойной электрический слой защищает частицы эмульсии от слипания подобно адсорбционным оболочкам. Происхождение двойного электрического заряда на границе раздела фаз объясняется следующим образом. В гомогенной однородной фазе при равновесных условиях электрический потенциал любого компонента имеет постоянную величину во всем объеме. Водная фаза нефтяной эмульсии хороший электролит, диссоциированный на положительные и отрицательные ионы. На границе раздела фаз нефтьвода эти ионы адсорбируются. Ионы, способные поляризоваться, адсорбируются только на поверхностях, состоящих из полярных молекул. Микроучастки поверхности капельки полярной воды, несущие определенный заряд, адсорбируют противоположно заряженные ионы. При этом ионы электролита, имеющие противоположный знак, не адсорбирую гея, но под действием сил электростатического притяжения остаются вблизи адсорбционных ионов, образуя с ними на поверхности адсорбента двойной электрический слой. Частицы, имеющие на своей поверхности одинаковые заряды, взаимно отталкиваются. Влияние температуры на устойчивость нефтяных эмульсий можно объяснить следующим образом. При повышении температуры устойчивость эмульсии понижается, так как механическая прочность адсорбционных оболочек, особенно содержащих парафин и церезин, снижается до нуля, в результате чего капли сливаются и эмульсия разрушается. При понижении температуры таких эмульсий механическая прочность адсобционных оболочек повышается, что влечет за собой и соответствующее повышение стойкости эмульсий.