Разработка технологии получения веществ, снижающих вязкость тяжелых нефтей и их применение

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире из года в год непрерывно растет добыча и переработка нефти различного качества для удовлетворения потребности экономики стран в моторном топливе, минеральных и смазочных маслах, парафине, асфальтене, нафтеновых кислотах, углеводородных растворителях и др. При этом значительная часть добываемой нефти имеет высокую вязкость из-за присутствия в нем значительного количества парафина, смол, асфальтенов и других сопутствующих углеводородам веществ. Такие нефти имеют плохую текучесть, что отрицательно сказывается при их транспортировке по трубопроводам и промышленной переработке на специализированных предприятиях. С целью решения данной проблемы ведутся исследования по созданию эффективных понизителей вязкости тяжелых нефтей1. На сегодняшней день широко используются различные депрессаторы и растворители, снижающие вязкость тяжелых нефтей. Необходимо обосновать научные решения разработки веществ, облегчающих трубопроводной транспортировку нефтей по трубопроводу, т.е. снижающие их вязкости в следующих направлениях: определение зависимости вязкости местных нефтей от химического и коллоидно-химических свойств, разработка эффективных композиции на основе созданных ПАВ для снижения вязкости высокопарафинистых и смолистых нефтей, определение влияния электромагнитных сил на снижения вязкости и повышение текучести местных тяжелых нефтей. В настоящее время в Республике достигнуты определенные научно-практические результаты в области применения поверхностно-активных веществ, электро-физических и других методов при трубопроводной транспортировке нефтяных продуктов. Получены важные результаты в области уменьшения применяемые экспортируемые депрессаторов, в разработке поверхностью активных веществ на основе местных нефтей снижающие вязкости тяжелых нефтей. В третьем направлении Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан намечены важные задачи «дальнейшая модернизация и диверсификация промышленности путем перевода ее на качественно новый уровень, направленные на опережающее развитие высокотехнологичных обрабатывающих отраслей, прежде всего по производству готовой продукции с высокой добавленной стоимостью на базе глубокой переработки местных сырьевых ресурсов»2 В этом аспекте, научные исследования в направленные на импортозамещение веществ понижающих вязкость нефтей созданных из вторичного сырья приобретают важное значение. Данные диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в указах Президент Республики Узбекистан УП-4707 от 4 марта 2015 года «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства на 2015-2019 годы», У П-4947 от 7 февраля 2017 года «Стратегия действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистана в 2017-2021 годах» и Постановлением Президента Республики Узбекистан № ПП-3236 от 23 августа 2017 года «О программе развития химической промышленности на 2017-2021 годы» а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования: является разработка технологии получения поверхностно-активных веществ, снижающих вязкость тяжелых нефтей на основе хлопкового фосфатидного концентранта и соапстока, а также их применения в сочетании с ЭМО при транспортировке по трубопроводам. Научная новизна исследования: определены особенности химического состава и коллоид-химическая свойств местных тяжелых нефтей, обусловливающие их высокую вязкость и низкую текучесть; определены структурно-реологические свойства местных тяжелых Джаркурганского, Мингбулакского и других месторождений нефтей и их влияния на качественные показатели получаемых нефтесмесей; созданы научно-обоснованные способы получения ионогенных и неионогенных ПАВ из фосфатидного концентрата, хлопкового соапстока; созданы эффективные композиции на основе полученных веществ для снижения вязкости тяжелых нефтей; доказано введение предлагаемой композиции ПАВ оказывает депрессорную активность на высокопарафинистые нефти, переводя тугоплавкие парафины из твердого состояния в жидкое, где образуется новая нефтяная система которая, застывает при более низких температурах; доказано положительное влияние ЭМО местных тяжелых нефтей (при напряжении магнитного поля равном 1000-2500 эрстед) на снижение вязкости и повышение их текучести. разработан комбинированный способ понижения вязкости тяжелых нефти и оптимальные технологические режимы, путем совместного использования ЭМО и созданный композиции ПАВ. Заключение 1. Разработаны принципы создания нефтисмесей с учетом их классификации по составу, коллоидно-химическим и реологическим свойствам. 2. Разработаны математические основы прогнозирования показателей вязкости и текучести нефтесмесей при различных долевых содержаниях их компонентов. 3. Установлено, что технический хлопковый фосфатидный концентрат, получаемый гидратацией масла снижает вязкость тяжелых нефтей (ПАВ-1). 4. Показано, что доомыленный хлопковый соапсток проявляет поверхностно активные свойства при понижении вязкости высоко смолистых нефтей (ПАВ-2). 5. Разработан способ получения ПАВ из СЖК ХС в виде высших жирных спиртов и их модификации методами оксиэтилирования (ПАВ-3) и сульфирования (ПАВ-4). 6. Разработаны композиции для понижения вязкости и повышения текучести местных тяжелых нефтей на основе ПАВ-1, 2, 3 и 4. 7. Разработан комбинированный способ понижения вязкости тяжелых нефтей с использованием синтезированных ПАВ и их композиций, а также ЭМО последних. 8. На основе разработанных математических моделей выявлены следующие оптимальные технологические режимы комбинированного способа снижения вязкости тяжелых нефтей: количество добавляемой ПАВ (Xi) - 0,05% от массы нефти; напряженность электромагнитного поля (Х2) -2500 эрстед; температура нефти (Хз) - 40°С; скорость перемешивание фаз (Хд) - 150 об./мин. 9. Внедрение предлагаемого способа снижения вязкости тяжелых нефтей позволили получить экономический эффект в размере 52,0 млн. сум в год (акты прилагаются в диссертации).