Разработка методики оценки эффективности и подбор растворителей асфальто-смолистых и парафиновых отложений на нефтепромысловом оборудовании

• Автор: Герасимова, Екатерина Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание

Список сокращений

Введение

1 Анализ проблемы образования АСПО на поверхности нефтепромыслового оборудования

1.1 Состав и основные свойства АСПО

1.2 Растворяющая способность реагентовудалителей АСПО

1.2.1 Растворимость смол и асфальтегов

1.2.2 Растворимость парафиновых углеводородов

1.3 Способы удаления АСПО с нефтяного оборудования

1.4 Классификация углеводородных растворителей

1.5 Методы оценки эффективности растворителей АСПО
1.5.1 Лабораторная оценка растворителей АСПО
1.5.2 Промысловая оценка эффективности удалитслей АСПО
1.6 Способы утилизации АСПО
1.7 Основные выводы к первой главе
2 Объекты и меч оды проведения исследований
2.1 Объекты исследований
2.1.1 Состав и свойства АСПО
2.1.2 Состав и свойства реагентов, применяемых
при разработке методики
2.1.3 Стандартные методы исследований
2.2 Анализ лабораторных методик определения
эффективности растворителя АСПО
2.3 Основные недостатки существующих методик
определения эффективности растворителя АСПО
2.4 Основные выводы ко второй главе
3 Разработка методики определения эффективности растворителей АСПО
3.1 Обоснование параметров и краткое описание
разработан ной методики
3.2 Оценка качества методики
3.2.1 Основные термины и определения
3.2.2 Основные допущения и общие требования
к проведению эксперимента
3.2.3 Оценка показателей повторяемости и воспроизводимости методики
3.2.4 Лабораторные исследования оценки
разработанной методики 6В
3.3 Оценка эффективности бинарного растворителя
по разработанной методике
3.4 Основные выводы к третьей главе
4 Разработка технологии удаления АСПО
и утилизации отходов обработки
4.1 Анализ тепловых методов удаления АСПО
и применяемых растворителей
4.2 Исследование физикохимических свойств некоторых
отходов нефтехимических производств
4.2.1 Объекты и методы исследований
4.2.2 Стандартные методы исследований
4.2.3 Экспериментальные исследования по определению растворяющей способности ТС и КОРЭ
4.3 Способ применения КОРЭ и ТСП в качестве растворителейтеплоносителей
4.4 Основные выводы к четвертой главе
Основные выводы
Список использованных источников


Растворы асфальтснов ведут себя аналогично компактным ассоциированным полимерам [9). В процессе формирования АСПО частицы АСВ сами принимают участие в формировании отложений, являясь центрами кристаллизации [, , ]. Разгазирование и охлаждение нефти сопровождается кристаллизацией твердых углеводородов. С увеличением содержания асфальтенов увеличивается и дисперсность раствора. Но в то же время ' при образовании АСПО АСВ частицы, являясь естественными ПАВ, могут адсорбироваться на гранях возникающих кристаллов парафина, сообщая им большее сродство с окружающей средой и препятствуя их укрупнению []. Смолы оказывают влияние и на выпадение асфальтсновьтх частиц. Ориентируясь к асфальте новому ядру ассоци агами полярными фрагментами, а углеводородными - к дисперсионной среде, смолы образуют сольватный слой, препятствующий укрупнению асфальтеновых частиц и облегчающий их растворение в углеводородных растворителях. Химические и физико-химические процессы с участием АСВ носят коллективный характер. Асфальтены не являются индивидуальными компонентами, а образуют ассоциативные комбинации, в центре которых локализованы стабильные свободные радикалы. Возникновение сольватной оболочки из диамагнетиков является непременным условием существования парамагнитных частиц в растворах. Образование сольватных оболочек ослабляет силы притяжения парамагнитных молекул и препятствует их рекомбинации в результате теплового движения. Смолы состоят из диамагнитных молекул, часть из которых способна переходить в возбужденное триплетное состояние или подвергаться гомолизу. Поэтому смолы являются потенциальными источниками асфальтенов. Свойства АСВ определяются не элементным составом, а, прежде всего, степенью межмолекулярного взаимодействия компонентов. R*,-R*2 . Равновесие при нагреве сдвигается вправо. При деасфальтизации НДС появляется осадок АСВ. Это обусловлено взаимодействием асфальтенов с растворителями парафинового типа. Одновременно с появлением свободных радикалов происходит их отторжение. Доломатовым М. С5 = А * exp (Т AS +Wa. Is), (1. АСВ [, ]. Сверхакцепторная способность асфальтенов была использована для определения ПИ линейных органических молекул неароматического характера. Определение проводилось по растворимости асфальтенов в данном веществе с использованием соотношения (1. ПИ и СЭ асфальтенов. Эту информацию невозможно получить известными методами фотоэлектронной спектроскопии, полярографии и др. Эта задача была решена М. Ю. Доломатовым с помощью специально разработанных методов интегральной электронной спектроскопии многокомпонентных смесей (ИЭСМС). В работе // впервые было выдвинуто понятие о многокомпонентных смесях как системах квазичастиц, образующих статистический ансамбль и определяющих рсакциониоспособность системы. Показано, что методы ИЭСМС позволяют исследовать энергию граничных молекулярных орбиталей (определяющих ПИ и СЭ) этих частиц и, следовательно, прогнозировать и реакционную способность. Полученные значения среднего ПИ и СЭ для асфальтенов различного происхождения свидетельствуют о чрезвычайно высокой способности асфальтенов принимать и отдавать электроны. Последнее обстоятельство позволило сделать вывод о суперэлектроноакцепторных и суперэлектронодонорных свойствах асфальтенов по сравнению с другими органическими веществами [, ]. В пользу этого свидетельствуют эксперименты. Гак, в конце -х годов прошлого столетия для асфальтенов обнаружена зависимость их растворимости от Г1И растворителя []. Дальнейшие исследования на этой основе привели к методике направленного подбора растворителей АСВ [, , , ]. Большинство теоретических положений описывают свойства и поведение смол и асфальтенов в условиях, когда они представлены в виде систем, находящихся в составе углеводородной среды. Содержание смол и асфальтенов значительно ниже, чем в АСПО. Также в составе АСПО присутствуют механические примеси, вода и другие включения, которые придают особые свойства. На свойства АСПО влияют механизм и причины их образования на поверхности нефтепромыслового оборудования.