Вдосконалення процесу зневоднення та знесолення нафтових емульсій неіоногенним деемульгатором

Національний університет “Львівська політехніка”

 

Максимик Володимир Ярославович

 

УДК 665. 662. 4+665. 614

 

 

05. 17. 07 – Хімічна технологія палива та пальномастильних матеріалів

 

АВТОРЕФЕРАТ

на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

 

Львів – 2002

 

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Національному університеті «Львівська політехніка» Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент Топільницький Петро Іванович, Національний університет «Львівська політехніка», доцент кафедри хімічної технології переробки нафти та газу”.

Офіційні опоненти - доктор технічних наук Стефаник Юрій Васильович, Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, завідувач відділу проблем геотехнології горючих копалин

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Світлицький Віктор Михайлович, компанія Укргазвидобування НАК “Нафтогаз України”, начальник науково-технічного управління. 

 

Провідна установа - Український науково-дослідний інститут нафтопереробки “МАСМА”, відділ присадок і олив, м Київ. 

 

Захист відбудеться “25” жовтня 2002 р. о 1415 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35. 052. 07 у Національному університеті «Львівська політехніка» (79013, Львів-13, вул. С. Бандери, 12, корп. 8, ауд. 339).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету «Львівська політехніка» (79013, Львів, вул. Професорська, 1).

 

 

Актуальність теми. При видобутку та первинній переробці нафта, яка містить мінеральні солі, двічі контактує з водою – на промислах пластова вода своїм напором витісняє нафту з пористої породи, та в процесі підготовки на нафтопереробних заводах, коли нафта промивається прісною водою. В результаті такого контактування в шарі нафт утворюються емульсії “вода в нафті”.

Тип утворених на промислах емульсій визначається складом їх природних стабілізаторів і залежить від фізико-хімічних характеристик нафт, способу їх видобутку та ступеня виробітку родовищ. Вітчизняні нафтопереробні заводи переробляють суміші нафт родовищ України та імпортованих, що також зумовлює утворення емульсій різних типів. Перед транспортуванням та переробкою нафти з неї необхідно вилучити воду та мінеральні солі.

Відомий широкий асортимент речовин, які використовують як деемульгатори в процесах зневоднення та знесолення, і тому важливим є вибір серед них ефективного деемульгатора для певної нафти та конкретних умов її підготовки. Однак, більшість деемульгаторів є ефективними лише при руйнуванні емульсій певних типів.

До поставленої задачі в Україні виробництво деемульгаторів було відсутнє. Емульсійні властивості нафт, які видобувають і переробляють в Україні вивчені недостатньо. Тому актуальною є розробка деемульгатора універсальної дії, розробка основ технології зневоднення та знесолення нафт різних типів.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тематика проведених досліджень є складовою частиною наукового напрямку кафедри хімічної технології переробки нафти та газу Національного університету “Львівська політехніка” ─ “Розробка наукових основ одержання високооктанових компонентів моторних палив, поверхнево-активних речовин і допоміжних матеріалів з нафтової та газової сировини”. Робота включена в Національну науково-технічну програму “Нафтопереробка та нафтохімія 1992-2010 рр”. Дисертаційна робота виконана у відповідності до угоди “Дослідження нових модифікацій вітчизняного деемульгатора для знесолення та зневоднення нафт і пасткових продуктів” (№ державної реєстрації 0100U003131).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є розробка основ технології процесів зневоднення та знесолення нафт, створення універсального деемульгатора на основі блок-кополімерів оксидів етилену та пропілену.

Для досягнення мети необхідно: дослідити емульгуючі властивості нафт; вилучити та дослідити фізико-хімічні властивості природних стабілізаторів нафтових емульсій; отримати активну частину деемульгатора та дослідити його властивості; визначити оптимальні умови зневоднення та знесолення нафтових емульсій з використанням отриманого деемульгатора.

Об’єкт дослідження ─ водні емульсії нафт Долинського, Гнідинцівського, Семенівського родовищ та суміші західносибірських нафт.

Предмет дослідження ─ процес зневоднення та знесолення нафт неіоногенним деемульгатором на основі блок-кополімерів оксидів етилену та пропілену.

Методи дослідження ─ визначення дисперсності нафтових емульсій седиментаційним аналізом; дослідження фізико-хімічних властивостей природних стабілізаторів нафтових емульсій методами рентгенівської фотоелектронної та ІЧ-спектроскопії; отримання активної частини деемульгатора ступеневою полімеризацією і дослідження його властивостей вимірюванням поверхневого натягу та термохімічним відстоюванням.

Наукова новизна одержаних результатів. Досліджено емульгуючі властивості нафт, які видобуваються та переробляються в Україні. Показано, що основним фактором стабілізації їх емульсій є адсорбційний шар, який складається з природних емульгаторів та стабілізаторів. Встановлено типи і фізико-хімічні характеристики стабілізаторів емульсій нафт парафінової (Долинського родовища), парафіно-нафтенової основи (Гнідинцівського родовища) та суміші смолистих нафт, які надходять на АТ “Укртатнафта”. Розроблено новий неіоногенний деемульгатор на основі оксидів алкенів, гідрофільна частина макромолекули якого складається з суміші оксидів етилену та пропілену. Вперше показано, що при наявності оксипропіленових груп в гідрофільній частині макромолекул руйнуються емульсії різних типів. Встановлено залежність вмісту залишкової води та солей після обробки нафти розробленим деемульгатором від його питомої витрати, температури та типу емульсії.

Практичне значення роботи. Визначено оптимальні умови одержання нового універсального деемульгатора ПМ та організовано його промислове виробництво на ТзОВ “Фірма “Барва”. Розроблений деемульгатор впроваджено на нафтовидобувних та нафтопереробних підприємствах ВАТ “Укрнафта”, АТ “Херсоннафтопереробка” та АТ “Укртатнафта”. Встановлені оптимальні умови процесів зневоднення та знесолення нафт різних типів з використанням розробленого деемульгатора, вдосконалена схема процесу знесолення. Економічний ефект від його застосування на нафтовидобувних та нафтопереробних підприємствах України