Критерии выбора эффективных углеводородных растворителей для удаления асфальто-смоло-парафиновых отложений

• Автор: Турукалов, Михаил Богданович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

Введение
1 Литературный обзор. Общая характеристика осложнений, обу 8 словленных асфальтеносмолопарафиновыми отложениями
1.1 Химический состав отложений. Характеристика органических ком 9 понентов асфальтеносмолопарафиновых отложений
1.2 Физическая структура АСПО. Механизмы образования отложений тяжелых органических соединений

1.2.1 Механизмы отложения парафинов и асфальтенов

1.2.2 Отдельные факторы, влияющие на образование АСПО

1.3 Способы предотвращения образования и удаления АСПО

1.4 Химические способы удаления АСПО

1.5 Цель и задачи научных исследований

2 Характеристика объектов и методов исследования
2.1 Текущее состояние проблем АСПО при добыче и транспортировке нефти
2.2 Исходные вещества и материалы
2.3 Приборы и оборудование
2.4 Методика проведения эксперимента и обработки результатов
3 Методика подбора состава и критерии применимости углеводо родных растворителей АСПО
3.1 Основные тенденции в области разработки растворителей АСПО. Анализ научнотехнической и патентной литературы за годы
3.2 Физикохимические аспекты растворения и диспергирования ком понентов АСПО в углеводородах различных классов
3.3 Методика подбора состава углеводородного растворителя АСПО
3.4 Критерии применимости углеводородных растворителей АСПО
4 Полученные результаты, их анализ и обсуждение
4.1 Показатели и характеристики растворителей АСПО
4.2 Изучение моющей, растворяющей и диспергирующей способности углеводородных растворителей по отношению к твердым АСПО
4.2.1 Исследование влияния группового состава на эффективность рас творителя
4.2.2 Исследование влияния фракционного состава на эффективность 2 растворителя
4.2.3 Исследование влияния добавок ПАВ на эффективность и техноло 0 гичность растворителя
4.3 Изучение эффективности растворения полужидких АСПО
4.4 Статистическая обработка результатов лабораторных испытаний 6 5 Технологические схемы удаления АСПО в нефтяных скважинах 3 с применением углеводородных растворителей
Основные выводы
Список использованных источников


Основными проблемами, обусловленными присутствием парафинов, являются отложения на поверхности нефтепромыслового оборудования и трубопроводов в результате значительного снижения температуры нефтяного потока, отложения на дне резервуаров и цистерн, и трудности в добыче и транспортировке нефти изза высокой температуры ее застывания. Следует отметить, что количественное содержание парафина в нефти не является фактором, определяющим тяжесть возникающих осложнений. Адамантан был впервые выделен в году из Чехословацкой нефти. Название адамантан происходит от греческого слова алмаз. Данным названием адамантан обязан своей структуре, аналогичной алмазной решетке высокосимметричной и лишенной напряжений. Помимо адамантана в нефти присутствуют его гомологи диамантан и триамантан рисунок 2, а также метили этилзамещенные адамантаны. Отметим, что содержание адамантанов в нефти невелико. Уникальная структура адамантана обусловливает его необычные физические и химические свойства. Углеродный скелет адамантана представляет собой связанную стсвязями трехмерную каркасную структуру, поэтому адамантаны еще называют каркасными углеводородами. Гомологический ряд полимантанов подчиняется общей бруттоформуле С4П6Н4Щ, где п1,2,3,. Адамантан кристаллизуется с образованием гранецентрированной кристаллической решетки, что нехарактерно для органических веществ. Следствием необычной структуры является одна из самых высоких температур плавления среди органических веществ 9 С. С . Химические свойства адамантанов характеризуются высокой термической стабильностью, устойчивостью к окислению и биоразложению. Результаты наблюдений показали, что отделение адамантанов в новую фазу из дегазированного потока нефти происходит при снижении давления иили температуры, причем в данном случае отложение может приводить к крайне негативным последствиям. В нефтегазовых потоках адамантаны распределяются между сосуществующими фазами паровой, жидкой, твердой. Значительные снижения температуры и давления также приводят к кристаллизации адамантанов, однако последствия, как правило, менее серьезны. В работе сообщается, что на кристаллах адамантанов могут откладываться другие тяжелые органические соединения, осложняя проблему. Слово асфальтены было предложено Жаном Батистом Буссенго в году во Франции . Буссенго изучал природные битумы, обнаруженные в то время в восточной части Франции и Перу. Он назвал нерастворимое в спирте, но растворимое в скипидаровом масле твердое вещество, полученное из остатка дистилляции, асфальтенами. Нелленштейн в году определил фракцию асфальтенов сырой нефти как нерастворимую в низкокипящих парафиновых углеводородах, но растворимую в четыреххлористом углероде и бензоле . По Пфайферу асфальтены фракция, нерастворимая в нормальном гептане, но растворимая в толуоле. В последнее время химики определяют асфальтены как фракцию, осаждаемую добавлением низкокипящих парафиновых растворителей, таких как нормальный пентан, и растворимую в бензоле, полученную из различных углеродистых источников нефть, уголь, горючие сланцы . Асфальтены являются наиболее высокомолекулярными, полярными и ароматичными компонентами нефти подавляющее число гетероэлементов содержится в асфальтенах. Асфальтены в выделенном состоянии представляют собой рыхлые твердые вещества от темнокоричневого до черного цвета при нагревании не плавятся, а увеличиваются в объеме и вспениваются, образуя затем углеродистый остаток кокс 4. Асфальтены химически активные вещества они легко окисляются до карбенов, сульфируются, нитруются, гидрируются труднее, чем смолы. Асфальтены лиофильны по отношению к ароматическим углеводородам, в которых они образуют коллоидные растворы, но лиофобны по отношению к низкомолекулярным алканам . В литературе 4, , отмечается, что асфальтены следует выделять из нефти добавлением мл алканового осадителя на 1 грамм образца. Спейт отмечает, что выделение асфальтенов недостаточным количеством алканового осадителя приводит к существенным ошибкам в определении количества асфальтенов и к попаданию значительного количества смол в асфальтеновую фракцию.