Одним из эффективных и доступных способов улучшения реологических свойств высоковязких нефтей и нефтепродуктов является применение углеводородных разбавителей-конденсатов и маловязких нефтей.
Использование разбавителей позволяет довольно существенно снизить вязкость и температуру застывания нефти. Во-первых, понижается концентрация парафина в смеси, т.к. часть его растворяется легкими фракциями разбавителя. Во-вторых, если в маловязкой жидкости, используемой в качестве разбавителя, содержатся асфальтосмолистые вещества, последние, адсорбируясь на поверхности кристаллов парафина, препятствуют образованию прочной структурной решетки.
Для оценки влияние добавления маловязкого разбавителя на работу нефтепровода с разбавителями используется формула М.М. Кусакова:
, (2.44)
где а - коэффициент, определяемый в результате лабораторных исследований свойств смесей нефти с разбавителем; k – его массовая концентрация.
Потери напора Hн при перекачке вязкой нефти равны
, (2.45)
где QН - расход вязкой нефти.
Для разбавленной нефти:
. (2.46)
Если наложить условие, что Нсм = Нн, то в трубопроводе устанавливается расход
, (2.47)
то есть в 
раз больше.
Расход смеси QСМ складывается из нового расхода высоковязкой нефти 
и расхода разбавителя QP:
. (2.48)
Поделив обе половины данного уравнения на Qсм и принимая во внимание, что по определению Qp / Qсм = К, получим
. (2.49)
Расход нефти в трубопроводе после её разбавления
, (2.50)
т.е. расход нефти изменяется в 
раз, где QP / QСМ = K.
Чтобы разбавлением добиться увеличения производительности трубопровода по нефти должно выполняться условие
. (2.51)
Если необходимости в увеличении производительности трубопровода по нефти нет 
, то с помощью разбавления можно уменьшить потери напора на трение.
Подставляя в формулу Лейбензона параметры смеси, будем иметь
. (2.52)
Таким образом, при разбавлении высоковязкой нефти потери напора на трение уменьшаются в eamk/(1 - K)2-m раз. Максимальный эффект будет иметь место при ламинарном режиме перекачки. Чем более развит турбулентный режим, тем снижение потерь напора меньше.
Теоретически возможен случай, когда m = 0 и положительный эффект от разбавления отсутствует. Однако высоковязкие нефти в зоне квадратичного трения турбулентного режима не перекачиваются.
Перекачка высоковязких нефтей в смеси с разбавителями распространена достаточно широко. Так, в нашей стране на самарской базе смешения часть высокопарафинистой мангышлакской нефти смешивается с маловязкими нефтями Поволжья и закачивается в нефтепровод “Дружба”.
Разбавление высоковязких нефтей и нефтепродуктов бензинами и керосинами для облегчения перекачки практически не осуществляется, т.к. их доставка на месторождения требует больших капитальных и эксплуатационных затрат. Для мазутов и гудронов такие разбавители также нецелесообразны поскольку на конечных пунктах нужны установки по разгонке смеси.
Целесообразнее всего в качестве разбавителей использовать маловязкие нефти. Если на месторождении добываются нефти разных свойств - высоковязкие, высокопарафинистые и маловязкие, то разбавляя вязкие нефти маловязкими, можно добиться резкого снижения вязкости и температуры застывания смеси и, таким образом, облегчить их перекачку.
Рисунок 2.21 - Изменение эффективной вязкости смеси нефти с нефтепродуктами (3 % мас., 20 оС)
Использование ПНГ
В работе [7] в качестве разбавителя предлагается использовать жидкий продукт, состоящий из смеси бензино-дизельной фракции и кислородсодержащих продуктов, получаемый путем пароуглекислотной конверсии попутного нефтяного газа в синтез-газ и последующей его конверсией на катализаторе Фишера-Тропша при соотношением CO:H2 1:1,8÷3, температуре 190-300°C и давлении 0,12-40,0 МПа, а газообразные продукты направляют на смешение с исходным попутным нефтяным газом.
Исходный продукт - попутный нефтяной газ подвергают пароуглекислотной конверсии с получением нефтяного синтез-газа с соотношением CO:H2 1:1,8÷3 и последующей конверсией его на катализаторе Фишера-Тропша при температуре 190-300°C и давлении 0,12-40,0 МПа с выделением жидкого углеводородного разбавителя, состоящего их смеси бензино-дизельной фракции и кислородсодержащих продуктов, и углеводородного газа и последующей рециркуляцией их в исходный попутный нефтяной газ. Выделенный жидкий углеводородный разбавитель в количестве 3-20% об. вводят в исходную нефть. Подготовленную таким образом нефть транспортируют потребителю.
Замечание 1: Интересен также такой факт: на реологические свойства нефтяной смеси оказывает влияние температура смешиваемых компонентов. Гомогенная смесь получается если смешение производится при температуре на 3...5 градусов выше температуры застывания вязкого компонента. При неблагоприятных условиях смешения эффективность разбавителя в значительной степени уменьшается и может произойти даже расслоение смеси.
Таблица 2.2. Результаты применения в качестве разбавителя продуктов переработки ПНГ.
Замечание 2: Венесуэла (страна с самыми высокими объемами доказанных запасов нефти) впервые в истории импортировала нефть из России и Алжира в 2014 году. Компания PDVSA осуществила сделки по покупке двух партий по 2 млн барр российской нефти Urals от китайской Petrochina и еще 2 партий легкой сахарской нефти Saharan Blend из Алжира от компании Sonatrach.
Венесуэла будет использовать импортированную легкую нефть для разбавления более тяжелой добываемой в стране нефти, чтобы создать смесь, которая является более приемлемой для мировых переработчиков.
Лигрои́н или На́фта — смесь жидких углеводородов, получают при прямой перегонке нефти или крекинге нефтепродуктов (выход 15-18 % от массы сырья). Прозрачная желтоватая жидкость. Ранее вырабатывался главным образом как моторное топливо для тракторов.
СОВМЕСТНЫЙ ТРАНСПОРТ НЕФТИ (КОНДЕНСАТА) И ГАЗА
Дата: 2019-02-18, просмотров: 1554.
