 |
Механизм формирования АСПО
|
|
|
|
Под механизмом «парафинизации» понимается совокупность процессов,
приводящих к накоплению твердой органической фазы на поверхности оборудо-
вания. При этом, образование отложений может происходить либо за счет сцепле-
ния с поверхностью уже готовых, образовавшихся в потоке частиц твердой фазы,
либо за счет возникновения и роста кристаллов непосредственно на поверхности
оборудования [11].
Вероятность закрепления частиц парафина на поверхности оборудования в
условиях действующей скважины практически ничтожна – парафиновая частица
может закрепиться на стенке оборудования, но при условии, что первоначально
она застрянет на ней чисто механически [11].
При транспортировании нефти по трубопроводу протекают следующие
процессы. Нефть поступает в трубопровод и контактирует с охлажденной метал-
лической поверхностью. При этом возникает градиент температур, направленный
перпендикулярно охлажденной поверхности к центру потока. За счет турбулиза-
ции потока температура нефти в объеме снижается. При этом параллельно проте-
кают два процесса:
– выделение кристаллов н-алканов на холодной поверхности;
– кристаллизация н-алканов в объеме нефти.
Практически важным является не само по себе выделение парафинов, а от-
ложение их на поверхности труб и оборудования по направлению теплопередачи
[9]. Такие отложения формируются при соблюдении ряда условий: наличия в
нефти высокомолекулярных углеводородов, в первую очередь метанового ряда;
снижения температуры потока до значений, при которых происходит выпадение
твердой фазы; наличия подложки с пониженной температурой, на которой кри-
сталлизуются углеводороды и с которой они настолько прочно сцепляются, что
|
|
|
возможность срыва отложений потоком при заданном технологическом режиме
практически исключается.
Исследованиями последних лет достоверно установлено, что прямой связи
между содержанием парафина и интенсивностью его отложения нет [4]. Отсут-
ствие такой связи обусловлено, прежде всего, существенным различием состава
твердых углеводородов – «парафина», а именно, различием в соотношениях аро-
матических, нафтеновых и метановых соединений в высокомолекулярной части
углеводородов, которое при стандартных методах исследования нефтей не опре-
деляется. Между тем, доказано, что именно различия в составе твердых углеводо-
родов в основном и предопределяют особенности формирования парафиновых от-
ложений. Чем выше содержание углеводородов с разветвленными структурами –
ароматических, нафтеновых и изоалкановых, тем менее прочными оказываются
парафиновые отложения, поскольку такого типа соединения обладают повышен-
ной способностью удерживать кристаллическими образованиями жидкую массу.
Углеводороды метанового ряда – особенно высокомолекулярные парафины, наоборот, легко выделяются из раствора с образованием плотных структур. Ясно, что рыхлые и полужидкие кристаллические отложения сравнительно легко могут быть удалены естественным потоком жидкости в процессе эксплуатации скважин, не вызывая никаких осложнений, и, наоборот, плотные и прочные отложения, сформированные в основном из н-алканов, создают серьезные осложнения, на ликвидацию которых затрачивается много средств и труда [11].
Транспортировка нефти
Как правило, пункты переработки (НПЗ, нефтебазы, нефтеналивные терминалы) или места дальнейшего сбыта нефти находятся в отдалении от мест нефтепромыслов, что обусловливает необходимость быстрого и экономичного способа доставки. Существует несколько способов транспортирования: нефтепроводы, танкеры, авиационный транспорт, автомобильные и железнодорожные цистерны.
|
|
|
| 
|
| Наземный нефтепровод диаметр 1.4 метра | Супертанкер класса ULCC |
Использование нефтепроводов является самым безопасным и экономически выгодным способом транспортировки нефти и нефтепродуктов. Кроме того, скорость перемещения нефти по ним значительно выше, чем при перевозке любым другим видом транспорта. Общая протяженность магистральных нефтепроводов России составляет около 50-ти тысяч километров. Наиболее крупная на сегодняшний день система нефтепроводов «Дружба» была введена в эксплуатацию в 1960-м году и работает по настоящее время. Общая ее протяженность составляет 8 900 километров. «Дружба» обеспечивает ежегодный экспорт 66,5 млн. тонн нефти.
Транспортирование по воде осуществляется на гигантских судах – танкерах, вместительностью в сотни тысяч тонн. Цена перевозки одного барреля нефти на таких морских судах находится в обратной пропорции от вместительности судна, чем объясняются их огромные размеры. Но в случае аварии выход нефти приводит к экологическим катастрофам. Для снижения риска возникновения таких последствий Международная морская организация приняла рекомендации Евросоюза о выводе из эксплуатации однокорпусных нефтяных танкеров и постановление о перевозке только в двухкорпусных танкерах.
| 
|
| Рисунок 2. Железнодорожная цистерна. | Рисунок 3. Автомобильная цистерна. |
Еще один распространенный способ перевозки – железнодорожные и автомобильные цистерны. Железнодорожные цистерны – всесезонный вид транспорта, используется для транспортирования нефти к пунктам, находящимся вдали от нефтепроводов. Данный вид транспорта связан с высокими трудозатратами, связанными с работами по погрузке и разгрузке, а также по очистке емкостей от асфальто-смолистых парафиновых отложений (АСПО), и по этим причинам является второстепенным. Автоцистерны предназначены для перевозки небольших объемов, как правило, для доставки на АЗС.
Методы борьбы с АСПО
| Рисунок 4. Отложения парафинов на трубах |
Борьба с АСПО предусматривает проведение работ по двум направлениям.
|
|
|
Во-первых, по предупреждению (замедлению) образования отложений. К таким
мероприятиям относятся: применение гладких (защитных) покрытий; химические
методы (смачивающие, модификаторы, депрессаторы, диспергаторы); физические
методы (вибрационные, ультразвуковые, воздействие электрических и электро-
магнитных полей). Второе направление – удаление АСПО. Это тепловые методы
(промывка горячей нефтью или водой в качестве теплоносителя, острый пар,
электропечи, индукционные подогреватели, реагенты при взаимодействии с кото-
рыми протекают экзотермические реакции); механические методы (скребки,
скребки-центраторы); химические (растворители и удалители) [2, 13].
Как показывает практика, наиболее эффективным является предупрежде-
ние отложения смолопарафиновых веществ, так как при этом достигается наибо-
лее устойчивая и безаварийная работа нефтепромыслового оборудования, снижа-
ются затраты на добычу и перекачку нефти.
Существует несколько наиболее известных и активно применяемых в неф-
тедобывающей промышленности методов борьбы с АСПО, но многообразие усло-
вий разработки месторождений и различие характеристик добываемой продукции
часто требует индивидуального подхода и даже разработки новых технологий.
|
|
|
