Вдосконалення процесу зневоднення та знесолення нафтових емульсій неіоногенним деемульгатором

 

 

Розроблено основи технології зневоднення та знесолення нафт різних типів новим неіоногенним деемульгатором на основі блок-кополімерів оксидів алкенів.

Вперше виявлено, що основними факторами агрегативної стійкості емульсій нафт парафінової та парафіно-нафтенової основи Долинського та Гнідинцівського родовищ є наявність міцного адсорбційного шару природних стабілізаторів. Показано, що адсорбційний шар стабілізаторів емульсії нафти нафтенової основи Семенівського родовища має слабкі структурно-механічні властивості – емульсії цієї нафти нестійкі.

Встановлено, що в стабілізаторі емульсій долинської нафти переважну кількість становлять парафінові компоненти – 71, 81% мас., вміст смол та асфальтенів 13, 74 та 14, 45% мас. відповідно; вміст парафінових компонентів в стабілізаторі емульсій гнідинівської нафти становить 40, 75% мас., смол 8, 41% мас., а асфальтенів – 50, 84% мас; стабілізатор емульсій нафт західносибірського родовища відноситься до асфальтенового типу, вміст асфальтенів складає 63, 35% мас., смол – 19, 14% мас., парафінів – 17, 51% мас.

Розроблено новий деемульгатор на основі блок-кополімерів оксидів алкенів. Гідрофільну частину макромолекули активної речовини деемульгатора отримано шляхом послідовного оксипропілювання пропіленгліколю з утворенням поліоксипропіленгліколя з його наступним оксіалкілюванням сумішшю оксидів етилену і пропілену. Вперше показано, що при наявності оксипропіленових груп в гідрофільній частині макромолекул руйнуються емульсії різних типів.

Розроблено товарну форму деемульгатора ПМ, який складається з активної речовини (отриманий блок-кополімер) – 50% мас., метилового спирту – 10% мас., води – до 100% мас. Вивчено фізико-хімічні властивості нового деемульгатора (в’язкість, густина, температура застигання, рН середовища, поверхневі властивості, фазовий розподіл). Встановлено антикорозійні властивості деемульгатора та виявлено його незначний вплив на ефективність промислових інгібіторів корозії.

Вивчено основні закономірності зневоднення та знесолення нафт з різними типами стабілізаторів емульсії деемульгатором ПМ. Встановлено взаємозалежності між температурою і кількістю деемульгатора на одиниці міжфазної поверхні та вибрані оптимальні умови деемульгування. Для забезпечення ефективного зневоднення при температурі 333 К мінімальна кількість деемульгатора ПМ на одиниці міжфазної поверхні становить: для емульсій з парафіновим та змішаним типом стабілізаторів – 7-7, 5•10-8 г/см2. При температурі 353 К: для емульсій з парафіновим та змішаним типом стабілізаторів – 7-7, 5•10-8 г/см2, з асфальтеновим типом стабілізатора – 15•10-8 г/см2.

Універсальний характер дії отриманого деемульгатора підтверджено його високою деемульгуючою здатністю при руйнуванні нафтових емульсій, стабілізованих природними емульгаторами різних типів.

Проведені дослідно-промислові випробування деемульгатора ПМ на ряді нафтовидобувних та нафтопереробних підприємствах України (ВАТ “Укрнафта”, АТ “Укртатнафта” та АТ “Херсоннафтопереробка”). Внесені зміни в технологічну схему ЕЛЗУ з врахуванням фізико-хімічних властивостей розробленого деемульгатора. У промислових умовах деемульгатор ПМ виявив високу зневоднюючу та знесолюючу здатність: залишковий вміст води в підготовлених нафтах на нафтовидобуваних підприємствах не перевищує 1%, а вміст залишкових солей після електрознесолення – не вище 3 мг/л. При зневодненні нафт із парафіновим та змішаним типом стабілізатора на промислах питома витрата деемульгатора ПМ становить 35-60 г/т, в процесах електрознесолення – 8, 9-22, 1 г/т (залежно від типу стабілізатора емульсії).

Деемульгатор ПМ впроваджено на підприємствах АТ “Укртатнафта”, АТ “Херсоннафтопереробка” та ВАТ “Укрнафта”. Економічна ефективність від впровадження нового деемульгатора на об’єктах ВАТ “Укрнафта” за період з 1. 01. 99 по 31. 12. 00 складає 753 348, 78 грн, а на АТ «Укртатнафта» з 11. 01. 99 по 30. 09. 01 – 1 664 921, 52 грн.

 

 

1. Топільницький П. І. Максимик В. Я. Лабораторні та промислові дослідження вітчизняного деемульгатора ПМ // Нафтова і газова промисловість. – 1998. – №3. – С. 47-49.

2. Топільницький П. І. Максимик В. Я., Денисюк А. М. Застосування деемульгатора ПМ ЗАТ “Укртатнафта” // Нафтова і газова промисловість – 1998. – №4. – С. 54-57.

3. Топільницький П. І. Максимик В. Я. Визначення оптимальних умов зневоднення нафтових емульсій деемульгатором ПМ // Вісник Державного університету “Львівська політехніка” – 1999. – №374. – С. 98-100.

4. Патент 35503А України, МПК 7С 10G 33/04. Спосіб зневоднення та знесолення нафтових емульсій / В. М. Матицин, С. П. Лейтар, В. А. Журба, А. М. Денисюк, Б. В. Галюк, Б. В. Середюк, Б. Л. Литвин, М. М. Братичак, П. І. Топільницький, В. Я. Максимик, О. О. Фаст – №99105760; Заявл. 21. 10. 1999; Опубл. 15. 03. 2001, Бюл. № 2. – 5с.

5. Топільницький П. І., Грущак В. Т., Максимик В. Я. Дослідження деемульгуючої здатності деемульгатора ПМ і вплив факторів на деемульгуючу здатність // Тези І-ої наукової конференції студентів та аспірантів “Нафтові та газові ресурси України: проблеми пошуку, видобутку, транспорту, переробки та використання”. – Івано-Франківськ. -1997. – С. 9-10.

6. Братичак М. М., Топільницький П. І., Максимик В. Я., Ромашко І. С. Розробка та впровадження неіоногенного деемульгатора ПМ // Тези І-ої науково-технічній конференції “Поступ в нафтопереробній та нафтохімічній промисловості”. -Львів. -1998 р. – С. 21.

7. Топільницький П. І., Максимик В. Я. Проблеми підготовки нафти до переробки // Тези ІІ-ої науково-технічній конференції “Поступ в нафтопереробній та нафтохімічній промисловості”. -Львів. -1999 р. – С. 49.

8. Братичак М. М., Топільницький П. І., Максимик В. Я., Ромашко І. С. Розробка та впровадження вітчизняних деемульгаторів нафтових емульсій // Матеріали конференції “Розробка та застосування поверхнево-активних речовин у нафтогазовій промисловості” – Київ. – 1999. – С. 7-9.

9. Топільницький П. І., Максимик В. Я., Гриців Ю. М. Використання неіоногенних поверхнево-активних речовин в підготовці нафти до переробки // Матеріали 6-ої Міжнародної науково-практичної конференції “Нафта і газ України 2000”. -Івано-Франківськ. – 2000 р. – С. 158-159.

10. Топильницкий П. И., Максимик В. Я., Лепак В. З. Реагенты для подготовки и переработки нефти // Научно-практическая конференция “Газ. Нефть – 2002”. – Уфа. – 2002 г. – С. 149-150.

 

 

Максимик В. Я. Вдосконалення процесу зневоднення та знесолення нафтових емульсій неіоногенним деемульгатором. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 17. 07 – хімічна технологія палива та пальномастильних матеріалів. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2002.

Дисертація присвячена розробці основ технології зневоднення та знесолення нафт, які видобуваються та переробляються в Україні. Досліджено природні стабілізатори емульсій нафт Долинського та Гнідинцівського родовищ, а також нафт, які переробляються на АТ “Укртатнафта”, вивчено основні фактори агрегативної та седиментаційної стійкості емульсій цих нафт. Розроблено новий неіоногенний деемульгатор на основі оксидів етилену та пропілену, вивчено його фізико-хімічні та експлуатаційні властивості. Встановлено оптимальні умови використання розробленого деемульгатора при руйнуванні нафтових емульсій з різними типами стабілізаторів при підготовці нафт на промислах та нафтопереробних заводах. Розроблена технологічна схема електрознесолення нафт, яка дозволяє оптимізувати витрату деемульгатора.

Ключові слова: нафтова емульсія, стабілізатор, зневоднення, знесолення, деемульгатор.

 

 

Максимик В. Я. Усовершенствование процесса обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий неионогенным деэмульгатором. – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05. 17. 07 – химическая технология топлива и топливосмазочных материалов. – Национальный университет “Львивська политэхника”, Львов, 2002.

Диссертация посвящена разработке основ технологии обезвоживания и обессоливания нефтей, которые добываются и перерабатываются в Украине.

Исследованы эмульгирующие свойства нефтей, которые добываются и перерабатываются в Украине. Показано, что основным фактором стабилизации их эмульсий есть адсорбционный слой, который состоит из природных эмульгаторов и стабилизаторов. Стабилизатор эмульсий нефти Долинского месторождения относится к парафиновому типу, Гнидынцивского – смешанному, а смеси смолистых нефтей, которые поступают на АТ “Укртатнафта” – асфальтеновому. Установлено, что самой высокой эмульгирующей способностью обладает нефть Долинского месторождения, а наименьшей – Гнидынцивского. Исследованы зависимости факторов седиментационной устойчивости нефтяных эмульсий. Получен новый неионогенный деэмульгатор на основе оксидов этилена и пропилена. Впервые показано, что при наличии оксипропиленовых групп в гидрофильной части макромолекул разрушаются эмульсии различных типов. Разработана товарная форма деэмульгатора, исследованы его физико-химические и эксплуатационные свойства. Установлены зависимости содержания остаточной воды и солей после обработки нефти разработанным деэмульгатором от его удельного расхода, температуры и типа эмульсии.

Проведены опытно-промышленные испытания разработанного деэмульгатора на предприятиях нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли Украины. В промышленных условиях деэмульгатор показал высокую деэмульгирующую способность: остаточное содержание воды в подготовленных нефтях на нефтедобывающих предприятиях не превышает 1%, а содержание остаточных солей после электрообессоливания – не выше 3 мг/л. При обезвоживании нефтей из парафиновым и смешанным типом стабилизатора на промыслах удельный расход деэмульгатора составляет 35-60 г/т, в процессах электрообессоливания – 8, 9-22, 1 г/т (в зависимости от типа стабилизатора эмульсии).

Ключевые слова: нефтяная эмульсия, стабилизатор, обезвоживание, обессоливание, деэмульгатор.

 

 

Maksymyk V. Ya. The improvement of the dewaterization and demineralization of oil emulsions by non-ionogenic demulsifier. – Manuscript.

The thesis for Ph. D. Award (technical sciences) by speciality 05. 17. 07 – chemical technology of fuel and fuel-lubricating materials. – National University “Lvivska Polytechnica”, Lviv, 2002.

The theses deal with the development of technological bases for the processes of Ukrainian oil dewaterization and demineralization. Natural emulsion stabilizes of Dolina's and Gnidynci's oils, also oils used by joint-stock company «Ukrtatnaphta» were investigated. The main factors of aggregate and sediment stability of these emulsions were studied. The new non-ionogenic demulsifier was developed on the basis of ethylene and propylene oxides. Deemulsifier physico-chemical and operation properties were examined. The optimal conditions of developed demulsifier application were established in accordance with different types of stabilizes during oil treatment at oil-field and refineries. Flow diagram of oil electric demineralization allowing to optimize the demuslifier consumption was developed.

Key words: oil emulsion, stabilizer, dewaterization, demineralization, demulsifier.