Мангышлакской (2) нефтей во времени после термообработки

 

Перекачка термообработанной нефти применяется в Индии на нефтепроводе Нахоркатья-Ганхати-Барауни (L = 1158 км, D = 400 и 350 мм, G = 3,25 и 2,25 млн.т/год).

Нефть месторождения Нахоркатья содержит 11,5 % парафина и имееттемпературу застывания 32°С. Благодаря термообработке при 87...102°С, ее транспортируют при 18°С (минимальная температура на глубине заложения трубопровода).

Принципиальная схема данного нефтепровода приведена на рис. 2.10. Нефть, имеющая температуру 37...52°С, поступает с промысла по трубопроводу 1 в резервуарный парк 2 сырой нефти.

 

 

 

Рис. 2.10. Принципиальная технологическая схема перекачки термообработанной

нефти по трубопроводу Нахаркатья-Ганхати-Барауни:

1 - подводящий трубопровод; 2,8,13 - резервуары; 3,7 -технологические насосы; 4 - теплообменник типа «труба в трубе»; 5 - печь подогрева;

6 - колонны статического охлаждения; 7- подпорный насос; 10,12 -основные насосы; 11 -магистральный нефтепровод; ГНС - головная насосная станция; ПНС - промежуточная насосная станция; КП - конечный пункт

 

Для обеспечения всасывающей способности насосов в резервуарах ее температура поддерживается на уровне 37...42°С. Далее насосами 3 нефть прокачивается через теплообменник 4 типа "труба в трубе", где частично нагревается нефтью, уже прошедшей термообработку, и поступает в печь подогрева 5. Здесь ее нагревают до 87... 102°С. После печи горячая нефть, выполнив роль теплоносителя в теплообменнике 4 поступает в колонны статического охлаждения 6, количество которых равно 30. В колоннах нефть охлаждается с заданной скоростью и далее насосами 7 закачивается в резервуары 8 головной перекачивающей станции. В дальнейшем осуще­ствляется изотермическая перекачка нефти.

Если термообработка высокопарафинистой нефти дает хорошие результаты, т.е. получаются низкие температуры застывания, эффективная вязкость и статическое напряжение сдвига, а также нефть имеет длитель­ный срок восстановления реологических свойств, то ее можно транспортировать как обычную маловязкую. При этом надо учитывать, что потери на трение для каждого последующего перегона будут возрастать.

Однако применение данной технологии сдерживается очень высокими капитальными вложениями в пункты термообработки. Расчеты показывают, что при производительности нефтепровода 8 млн.т/год капиталовложения в пункт термообработки (в ценах 1980 г.) составляют 37,4 млн.руб,при производительности 18 млн.т/год - 76 млн.руб, а при произ­водительности 38 млн.т/год -152 млн.руб. Это очень дорого. Поэтому при технико-экономическом сравнении вариантов транспорта высокопарафинистыхнефтей способ термообработки, как правило, проигрывает.

 

Перекачка высокозастывающих парафинистых нефтей

С депрессорными присадками

 

Применение депрессорных присадок (депрессаторов) - веществ, уменьшающих температуру застывания, вязкость и предельное напряжение сдвига высокозастывающих парафинистых нефтей - один из перспективных способов их транспорта.

Депрессорные присадки уже давно применяются для снижения температуры застывания масел. Однако для нефтей эти присадки оказалисьмалоэффективны.

Типичным природным депрессатором являются асфальто-смолистые вещества, содержащиеся в нефти. Поэтому одним из способов улучшения

реологических свойств высокопарафинистых нефтей является добавка к ним продуктов, богатых асфальто-смолистыми веществами - гудрона, битума и др.

Значительно больший эффект улучшения реологических свойств достигается при применении специально полученных присадок. Для высокопарафинистых нефтей эффективными депрессаторами являются созданные в нашей стране присадки ДН-1 и ВЭС - 503, представляющие собой полимерные поверхностно-активные вещества. За рубежом получили распространение присадки типа "Paramins", разработанные фирмой "Эссо Кемикл". Их добавляют к нефтям в количестве 0,02...0,15% масс. По внешнему виду они представляют собой парафнообразную массу, приобретающую подвижность лишь при 50...60°С.

Полимерные присадки вводятся в нефть при температуре 60...70°С, когда основная масса твердых парафинов находится в растворенном состоянии. Если это сделать при температурах ниже температуры кристаллизации парафина, то эффект от обработки нефти присадкой будет низким. Однако последующий нагрев нефти до температуры выше температуры плавления парафинов вновь повышает эффективность депрессатора.

Замечено, что на эффективность действия присадок существенно влияют также интенсивность перемешивания и темп охлаждения нефти. Если охлаждение обработанной депрессатором нефти происходит при турбулентном режиме течения ее реологические свойства несколько хуже, чем при охлаждении в ламинарном режиме. Влияние условий охлаждения связано, по-видимому, с эффектом термообработки, а не с действи­ем присадки.

Механизм действия присадок (депрессаторов) в настоящее время совсем ясен. Предполагается, что молекулы присадок адсорбируются, на поверхности выпадающих из нефти кристаллов парафина, мешая их росту. В результате образуется текучая суспензия кристаллов парафина в нефти.

Положительный опыт применения депрессаторной присадки ДПН-1 накоплен в АО «Северные магистральные нефтепроводы». Благодаря ее введению в диапазоне температур перекачки предельное направление сдвигауменьшается в 10 раз, пластическая вязкость в 1,8...2,2 раза, а температура застывания снижается с + 6...8 до - 8...-12°С. В целом по своему»«действию на перекачиваемую нефть ДНП-1 превосходит зарубежные аналоги,но стоит значительно дешевле.

Уменьшение затрат на обработку присадкой достигается тем, что она вводится в еще неостывшую нефть, поступающую с установок ее подготовки в НГДУ.

Применение присадки ДПН-1 в зимний период позволило увеличить пропускную способность отдельных участков нефтепровода Уса – Ухта - Ярославль до 87,5 %. При этом одновременно произошло уменьшение перепада давления на перекачку.

Положительно сказалось применение присадки и на величине давления, необходимого для возобновления перекачки после остановок нефтепровода. Так, до обработки присадкой, пуск трубопровода после остановки зимой на 2...3 сут происходил при значении пускового давления, в 1,8...2 раза превышающем рабочее давление при стационарной перекачке, а выход его на прежний режим составлял 1...2 сут. Пуск же нефтепровода, заполненного нефтью, обработанной происходит, при той же длительности простоя происходит при давлении, практически равном рабочему давле­нию стационарного режима, а выход трубопровода на режим происходи всего за 2...3 ч. Это говорит о том, что высокозастывающая нефть, обработанная депрессорной присадкой, становится ньютоновской жидкостью, длительное время сохраняет эффект обработки и при остановке нефтепровода в ней не образуется кристаллическая решетка.

Нефти, обработанные присадками, перекачиваются в настоящее время по западно-европейским трубопроводам Роттердам-Рейн, Иль-де-Франс, Финнар-Гринжемаут. Благодаря введению присадок в количестве 0,12...0,15% масс, удалось снизить величину пластической вязкости в 2...4 раза и динамическое напряжение сдвига в 50...70 раз (при температуре перекачки 277...288 К). Наличие в нефти присадок существенно облегчает пуск нефте­провода после остановок. Так, даже после 13 суток простоя нефтепровод Финнар-Гринжемаут его удалось пустить без каких-либо осложнений.

При введении присадок в нефть, в основном, стараются обеспечить их равномерное распределение по всему объему. Однако при этом расход присадок велик и затраты на них значительны. Известны разработки, когда в целях удешевления транспортировки высокопарафинистой нефти присадкой обрабатывают не всю нефть, а только кольцевой пристенный слой, устойчивость которого необходимо поддерживать, такие работы выполнялись во ВНИИСПТиефть О.В. Сазоновым и Ю.А. Сковородниковым.