Технологии перекачки высокозастывающих и высоковязких нефтепродуктов и нефтей
Высокозастывающая нефть – это нефть, у которой температура застывания выше или равна минимальной температуре окружающей трубопроводной среды.
Высоковязкая нефть (нефтепродукт) – это нефть (нефтепродукт), у которой кинематическая вязкость при температуре окружающей трубопроводной среды настолько большая, что процессу ее перекачки свойственны большие потери напора.
Все технологии перекачки высокозастывающих и высоковязких нефтепродуктов и нефтей можно разделить на два типа:
Технологии, которые не изменяют реологические свойства нефти или нефтепродуктов. К ним относятся:
- перекачка нефти в капсулах, перемещающихся в газе и маловязкой нефти;
- создание внутреннего пристенного слоя из маловязкой нефти;
- попеременная перекачка воды и нефти;
- уменьшение степени шероховатости поверхности трубопровода.
Технологии, которые изменяют реологические свойства нефтепродуктов и нефти. К ним относятся:
- перекачка со специальными присадками, которые снижают вязкость нефти;
- разрушение парафинистой структуры нефти при помощи предварительного подогрева;
- разбавление нефти маловязкими углеводородными разбавителями;
- подогрев нефти во время перекачки;
- путевой электроподогрев;
- использование трубопроводов с теплоносителем.
Основные способы перекачки высоковязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов
Основными способами перекачки высокозастывающих и высоковязких нефтепродуктов и нефтей являются:
- Перекачка предварительно подогретой нефти.
- Перекачка нефти с присадками.
- Перекачка обработанной термический нефти.
- Гидротранспорт вязкой нефти.
- Перекачка с разбавителями.
Улучшение реологических свойств высоковязкой нефти можно достичь при помощи ее смешения со специальными разбавителями. В качестве разбавителей обычно используются маловязкая нефть, бензин, конденсаты и керосин. Для особо высоковязких нефтей может потребоваться большое количество разбавителя (до 70 %). Количество разбавителя определяется в результате лабораторных исследований. Основным разбавителем является маловязкая нефть, которая обычно добывается на том же месторождении, что высоковязкая. Керосин, бензин и конденсаты используются в качестве разбавителей крайне редко. В настоящее время единственным объектом, где они применяются, является нефтепровод Ллойдминстер – Хардсити, находящийся в Канаде. Их подача осуществляется по параллельному трубопроводу.
Одним из самых эффективных способов перекачки высоковязких и высокозастывающих нефтей является их совместная перекачка с водой. Данным способ может осуществляться двумя методами. При первом в трубопровод закачивают вязкое сырье и воду, чтобы нефтепродукт двигался внутри водяного кольца. Для успешного его протекания используются специальные «спиральные» трубы. На внутренней поверхности у них имеется винтовая нарезка или приваренная проволока. Эта особенность конструкции обеспечивает вращение потока, из-за чего возникают центробежные силы. Так могут перекачиваться только те нефти, плотность которых ниже, чем у воды. Широко распространения он не получил, из-за сложности изготовления труб. Второй метод предполагает образование смеси из воды и нефти. В такой смеси частицы нефти окружены водяной пленкой, таким образом она не контактирует с поверхностью труб. Это способствует снижению потерь на трение при перекачке. Данные методы широко используются в Индонезии.
Предварительная термообработка нефти подразумевает нагревание нефти до определенной температуры и охлаждении с установленной скоростью. Данные параметры подбирают по результатам лабораторных опытов. Результатом такой обработки становится снижение вязкости нефти, а также снижение температуры застывания. Эти параметры могут сохраняться от 3 до 20 дней, что делает возможным перекачку такой нефти, как маловязкой жидкости. Данный способ успешно используется в Индии.
В Российской Федерации перекачку высокозастывающих и высоковязких нефтей осуществляют при помощи добавления в них специальных присадок. Такими присадками являются присадки на основе эфира метакриловой кислоты и беззольные сополимеры этилена. Молекулы данных присадок адсорбируются на кристаллах парафина, что замедляет их рост. Перед добавкой присадок, необходимо сначала разогреть нефть до полного расплавления парафина. Во время своего движения по трубам, она уже не нуждается в подогреве.
Самым распространенным способом является горячая перекачка. Нефть нагревается на головном пункте и закачивается в магистраль. Примерно через каждые 20 – 100 километров на трассе установлены тепловые станции, где остывшая нефть опять нагревается. Принципиальная схема горячей перекачки изображена на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема горячей перекачки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 – трубопровод; 2 – резервуарный парк; 3 – насосы; 4 – подогреватели; 5 – основные насосы; 6,7,9, 10,11 – промежуточные тепловые станции; 8 – промежуточные насосные установки; 12 – сырьевой парк.
