Интенсификация процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей посредством волновой обработки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.07, кандидат технических наук Власова, Галина Владимировна

  • Власова, Галина Владимировна
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2012, Астрахань
  • Специальность ВАК РФ05.17.07
  • Количество страниц 112
Власова, Галина Владимировна. Интенсификация процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей посредством волновой обработки: дис. кандидат технических наук: 05.17.07 - Химия и технология топлив и специальных продуктов. Астрахань. 2012. 112 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Власова, Галина Владимировна

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1 Обзор основных научно-исследовательских направлений в области очистки углеводородного сырья от механических примесей

1.1 Характер и состав загрязнений в нефтях, газовых конденсатах и нефтепродуктах. Источники их появления

1.2 Влияние загрязнений на работу

промышленного оборудования

1 .ЗПредставления о природе и строении углеводородного сырья как нефтяной дисперсной системы

1.4 Изменение строения и свойств нефтяных дисперсных

систем под влиянием внешних воздействий

1.5 Очистка нефтей, газовых конденсатов и

нефтепродуктов от загрязнений

1.6 Основные типы промышленных аппаратов

для магнитной и ультразвуковой обработки жидкостей

Заключение по обзору и постановка задач исследования

Глава 2 Объекты и методы экспериментальных исследований

2.1 Характеристики нефтей, газового конденсата,

и применяемых материалов

2.2 Методы подготовки и анализа углеводородного сырья

2.3 Проточная установка обработки углеводородного сырья ультразвуком и магнитным полем

2.4 Математическое планирование эксперимента и статистическая обработка результатов

Глава 3 Результаты экспериментальных исследований процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей

3.1 Влияние гранулометрического состава механических примесей и волновых воздействий на эффективность процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей

3.2 Влияние природы и микроэлементного состава сырья

на процесс очистки от механических примесей

3.3 Механизм комбинированного воздействия ультразвука и магнитного поля на процесс очистки углеводородного сырья

Глава 4 Разработка технологии очистки

углеводородного сырья от механических примесей

с использованием волновой обработки и

её технико-экономическая оценка

4.1 Первичная подготовка углеводородного сырья

к дальнейшей переработке по технологии с использованием

волновой обработки

4.2 Оценка экономической эффективности процесса подготовки углеводородного сырья к дальнейшей переработке

по технологии с использованием волновой обработки

Выводы

Литература

Приложения

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Химия и технология топлив и специальных продуктов», 05.17.07 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Интенсификация процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей посредством волновой обработки»

Введение

Добываемое углеводородное сырье содержит минеральные соли, пластовую воду и различные механические примеси (частицы горных пород, цемента, продуктов коррозии нефтепромыслового оборудования и плотные углеродистые образования самой нефти или конденсата) [65; 72; 98]. Они образуют с нефтью или конденсатом сложную дисперсную систему «углеводородное сырье - водный раствор солей - твердое тело» [29], разделение которой проводится на промыслах в основном методом отстаивания. При этом частицы, размер которых меньше одного микрона остаются в углеводородном сырье во взвешенном состоянии.

Присутствие механических примесей в углеводородном сырье, помимо значительного износа оборудования [34; 125; 129] затрудняет переработку нефти и конденсата, повышает зольность мазутов и гудронов, образует отложения в холодильниках, теплообменниках и печах. Это приводит к снижению эффективности технологического оборудования вследствие уменьшения коэффициента теплопередачи, приводит к износу насосов, уменьшает срок службы дорогостоящих катализаторов вторичных процессов переработки углеводородного сырья[18; 47; 54]. Механические примеси также являются стабилизаторами трудноразделимых водонефтяных эмульсий, которые попадая с углеводородным сырьем в нагревающую аппаратуру, интенсивно испаряются и, резко расширяясь в объеме, нарушают технологический режим работы нефтеперерабатывающих установок, снижая их производительность, потребляя излишнее тепло на подогрев и испарение [37; 61; 88].

В этой связи исследования состава механических примесей размером меньше одного микрона, содержащихся в сырье различной природы и уменьшение их количества в сырье, приобретает особое значение.

Как известно, механические примеси удаляют из углеводородного сырья физическими методами, которые включают очистку под воздействием гравитационных, центробежных, электродинамических сил, очистку путем

5

фильтрования через пористые перегородки, а также очистку с помощью комбинации этих методов [52]. Но при этом возникают проблемы с наличием большого парка резервуаров и длительным временем отстоя, подбором фильтрующего материала, подходящего для мелкодисперсных частиц, а также величины напряженности электрического поля для обработки углеводородного сырья различной природы.

Существующие в настоящее время способы уменьшения количества механических примесей, в особенности мелкодисперсных, в углеводородном сырье недостаточно эффективны. Перспективным направлением решения проблемы является дальнейшее совершенствование методов очистки углеводородного сырья от механических примесей размером меньше одного микрона, содержащихся в нефтяном и конденсатном сырье при его подготовке к дальнейшей переработке.

Основная цель диссертационной работы заключалась в повышении эффективности технологии очистки углеводородного сырья различной природы (нефтяного и конденсатного) от механических примесей посредством комбинированной волновой обработки углеводородного сырья ультразвуком и магнитным полем в процессе фильтрации на волокновом титановом материале в динамическом режиме.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и принятых в тексте списка сокращений и приложений.

В первой главе представлен обзор состояния проблемы очистки углеводородного сырья от нежелательных компонентов, таких как минеральных солей, воды и механических примесей. Рассмотрены представления о природе и строении углеводородного сырья как нефтяной дисперсной системы. Приводятся сведения об изменении строения и свойств нефтяных дисперсных систем под влиянием внешних воздействий, об основных способах очистки углеводородного сырья от механических примесей и применении волновых воздействий в процессах добычи, транспортировки и

переработки углеводородного сырья. Анализ литературных данных позволил определить основную цель и задачи исследования.

Во второй главе приведены характеристики нефтей, газового конденсата и материалов, использованных при выполнении настоящей диссертации. Описаны методы определения физико-химических и дисперсных свойств объектов исследования. Обоснован выбор и описаны методики проведения исследований процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей.

В третьей главе экспериментально изучен и описан процесс очистки углеводородного сырья от механических примесей посредством комбинированного воздействия ультразвуком и магнитным полем при фильтрации сырья через фильтры на основе волокновых титановых материалов с помощью метода математического планирования по схеме ПФЭ.

В четвертой главе предложены принципы выбора рабочих и конструкционных параметров БВО в зависимости от характеристик обрабатываемого сырья и рабочих режимов технологической цепи в месте его установки, разработаны рекомендации по предупреждению остановок технологического оборудования ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань» по причине присутствия мелкодисперсных механических примесей в углеводородном сырье, предложена технология очистки углеводородного сырья от механических примесей размером меньше одного микрона на основе волновой обработки и использования титанового фильтра и проведен анализ ее экономической эффективности.

Автор выражает глубокую и искреннюю благодарность научному руководителю, доктору технических наук, профессору Пивоваровой H.A., научному консультанту, кандидату химических наук, доценту Кирилловой Л.Б. и коллегам из ФГБОУ ВПО «АГТУ», Инженерно-технического центра ООО «Газпром добыча Астрахань», Центральной заводской лаборатории -отделу технического контроля ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань».

Глава 1 Обзор основных научно-исследовательских направлений в области очистки углеводородного сырья от механических

примесей

1.1 Характер и состав загрязнений в нефтях, газовых конденсатах и нефтепродуктах. Источники их появления Частицы, образующие загрязнения в нефтях и газоконденсате могут быть твердыми, пластичными и жидкими. Твердые и пластичные инородные включения, распределенные в углеводородном сырье и продуктах во взвешенном виде, называются механическими примесями (см. рис. 1). Вода в виде микрокапель, образующих с нефтью водонефтяную эмульсию, носит название эмульсионной воды.

Размер частиц в микронах Рисунок 1 - Классификация механических примесей в нефтях, газовых

конденсатах и нефтепродуктах

Количество, структура, химический и гранулометрический состав содержащихся примесей в углеводородном сырье и нефтепродуктах изменяются в довольно широких пределах (см. рис. 2).

до 20 мкм

до 20 мкм

Г

Гравитационная очистка, фильтрование

Гравитационная очистка, фильтрование, химические методы

Гравитационная очистка, фильтрование, электрическое поле

Гравитационная очистка, фильтрование, центробежная очистка

Рисунок 2 - Изменение размера частиц механических примесей в технологическом потоке и способов очистки углеводородного сырья от

механических примесей

Нефть, поступающая с нефтепромыслов на нефтеперерабатывающий завод (НПЗ), почти всегда содержит различные механические примеси (частицы горных пород, цемента, продуктов коррозии нефтепромыслового оборудования и плотных углеродистых образований самой нефти или конденсата) и пластовую воду, в которой растворены минеральные соли, как правило, хлориды и бикарбонаты Na, Ca, Mg, и реже карбонаты и сульфаты[18; 65; 95; 98; 105; 122].

Водонефтяные эмульсии, улавливаемые на очистных сооружениях НПЗ, можно разделить на два типа [122]:

- эмульсии обратного типа «вода в нефти». В них содержание дисперсной фазы (воды) в дисперсионной среде (нефти) может достигать 90-95 %. Обычно этот тип эмульсий характерен для так называемой «оперативной» ловушечной нефти, которая отличается относительно повышенным содержанием механических примесей (до 0,2-0,5 % масс.) и сравнительно невысокой агрегативной и кинетической устойчивостью;

эмульсии «множественные», характеризующиеся повышенным содержанием различных механических примесей. Такие эмульсии отличаются тем, что в них содержатся диспергированные в нефти относительно крупные глобулы воды, в которых, в свою очередь, содержатся капельки нефти и высокодиспергированные в нефти механические загрязнения, состоящие из частиц асфальтовых веществ, песка, глины и т.п. [67]. Содержание механических примесей в таких эмульсиях может достигать 10 % масс. Они очень стойкие, их трудно разрушить с помощью традиционных методов [32].

Для выбора эффективных мер по обеспечению чистоты углеводородного сырья следует классифицировать загрязнения по источникам их образования.

Сырьевые загрязнения содержатся в недостаточно очищенных на промысле сырой нефти или газоконденсате, а именно, минеральные вещества в виде оксида кремния и некоторых металлов (железа, алюминия, кальция, натрия, магния и т.д.) и пластовая вода, с растворенными в ней хлористыми солями [72].

Технологические загрязнения образуются в процессах первичной подготовки и переработки углеводородного сырья.

Применение ингибиторов коррозии на НПЗ и газоперерабатывающих заводах (ГПЗ) является совершенно необходимым мероприятием, однако их роль в процессах переработки может быть не только положительной. Побочным эффектом может стать их участие в образовании как органических, так и неорганических отложений, вспенивании газоконденсата в электродегидраторах, амина - на установках сероочистки, в химической и механической дезактивации катализаторов гидроочистки и риформинга, осмолении и потемнении продуктов [52; 76; 107].

Атмосферные загрязнения в виде пыли и влаги могут попадать в углеводородное сырье как в процессе его подготовки к дальнейшей переработке, так и при транспортировании, перекачке и хранении. По химическому составу твердые атмосферные загрязнения представляют собой, как правило, содержащиеся в почве оксиды кремния, кальция, алюминия,

магния и других элементов с небольшой (до 1%) примесью органических соединений. Основным источником обводнения углеводородного сырья при транспортировании, перекачке и хранении может служить атмосферная влага, находящаяся в воздухе в виде водяных паров [88].

Контактные загрязнения образуются при взаимодействии углеводородного сырья с конструкционными материалами, из которых изготовлены основное и вспомогательное оборудование, резервуары и трубопроводы.

К контактным загрязнениям в первую очередь относятся продукты коррозии металлов, а также частицы, образовавшиеся при воздействии углеводородного сырья на различные неметаллические материалы (прокладки, сальниковые уплотнения, защитные покрытия внутренних полостей и другие), сопровождаемом частичным разрушением этих материалов [33; 68].

Известно, что потери от коррозии приносят чрезвычайно большой ущерб: примерно около 10 % ежегодной добычи металла расходуется на покрытие безвозвратных потерь вследствие коррозии. И все же основной ущерб от коррозии металла связан не столько с потерей большого количества металла, сколько с выходом из строя самих металлических конструкций при потере ими необходимой прочности, герметичности и других необходимых качеств [30].

Износные загрязнения представляют собой металлические, пластмассовые и другие частицы в виде микростружек и микроопилок, образующихся в результате фрикционного износа технологического оборудования (рабочих органов насосов, деталей запорной и регулирующей арматуры и т.п.) для хранения, транспортирования и переработки углеводородного сырья. При наличии в углеводородном сырье твердых частиц фрикционный износ узлов и деталей сопровождается их абразивным износом, что ещё больше увеличивает степень его загрязненности [23].

Остаточные загрязнения попадают в углеводородное сырье при его перекачке по незачищенным трубопроводам. Эти загрязнения имеют разнообразный химический и структурный составы. Они попадают во

11

внутренние полости трубопроводов при его изготовлении, монтаже и подготовке к эксплуатации (металлические и неметаллические отходы от слесарных и сварочных работ - стружка и опилки, брызги металла, остатки сварочного флюса, а также остатки воды после опрессовки) [45; 48].

Гранулометрический состав твердых загрязнений - одна из важных их характеристик, так как размер частиц загрязнений, наряду с их концентрацией в углеводородном сырье, является определяющим при выборе метода очистки [52].

1.2 Влияние загрязнений на работу промышленного оборудования Как уже упоминалось, в добываемом углеводородном сырье содержатся минеральные соли, пластовая вода и различные механические примеси (частицы горных пород, цемента, продуктов коррозии нефтепромыслового оборудования и плотные углеродистые образования самой нефти или газового конденсата) [65; 95; 98; 105; 117; 122].

Водорастворимые соли, преимущественно хлориды, ведут себя по-разному. Хлорид натрия ЫаС1 практически не гидролизуется. Хлорид кальция СаС12 подвержен гидролизу с образованием соляной кислоты максимум на 10%. Зато хлорид магния М§С12 гидролизуется на 90 % даже при низких температурах. Продукты гидролиза (соляная кислота) вызывают коррозию аппаратуры. При разложении сернистых соединений, содержащихся в нефти и газоконденсате, образуется сероводород. Если коррозия металла проходит в присутствии сероводорода, то могут образоваться пирофорные формы сульфида железа, самовоспламеняющиеся при доступе воздуха в сухом состоянии [1]. Наряду с этим, вместе с соляной кислотой сероводород вызывает усиленную комбинированную коррозию.

Анализ причин отказов УЭЦН в ОАО «Самаранефтегаз» за период 2007 -2009 г.г. показал, что одной из основных причин преждевременных отказов насосов является засорение механическими примесями, в первую очередь проточных каналов рабочих органов. Из 725 скважин вынос абразива

12

приходится на 94 скважины, 631 скважина - засорение неабразивными механическими примесями, приводящее к срыву подачи, перегреву удлинителя; 38 скважин — комбинированные осложнения, где помимо механических примесей присутствуют другие осложнения: солеотложения, коррозия, АСПО [68; 73].

Компания «Удмуртнефть» разрабатывает 28 месторождений на территории Удмуртской Республики. Добыча жидкости составляет 160 тыс. м3 в сутки, нефти — 17,5 тыс. тонн в сутки. Механизированный фонд насчитывает 3827 скважин. Средний межремонтный период (МРП) по всему фонду — 1077 суток. Согласно результатам проводимых совещаний «День качества», в 2009 году на не отработавших 365 суток скважинах причиной отказов оборудования в 117 случаях из 585 были механические примеси, что составляет 20% от всех отказов. Это лишний раз подтверждает, что эффективная борьба с негативным влиянием механических примесей на работу глубинно-насосного оборудования, процессы транспортировки и подготовки нефти, закачке попутно добываемой воды является одной из важнейших задач при эксплуатации месторождений. Поэтому для любого нефтедобывающего предприятия ее удачное решение непременно приводит к улучшению показателей успешности работы [45; 51].

В основном к отказам установок с электроцентробежным насосом (УЭЦН) по причине механических примесей относится механический износ рабочих органов УЭЦН зачастую в случаях их эксплуатации после проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП), либо после проведения прострелочно-взрывных работ (ПВР) [68].

Последствиями влияния механических примесей на работу установок штангового насоса (УШГН) становились заклинивания плунжеров в цилиндре ШГН, нередко приводившие к обрыву штанг, забиванию фильтров насосов, отказу работы клапанных пар. Таким образом, при высоком уровне организационной работы с фондом УШГН и УЭЦН борьба с механическими примесями имеет определяющее значение для повышения показателей работы

13

механизированного фонда, так как на засорение глубинно-насосного оборудования (ГНО) приходится большая доля от общего количества отказов [51].

С 1998 года при эксплуатации установок аминовой очистки газа от кислых компонентов, установки гидроочистки ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань» происходило вспенивание раствора амина, ускоренное образование корковых отложений в лобовом слое катализатора реактора Р-1, что приводило к необходимости частых остановок установок в целом. Выполняемые предприятием мероприятия недостаточно эффективны для обеспечения необходимой степени очистки углеводородного сырья от механических примесей и длительного периода стабильной работы технологического оборудования и срока службы катализатора [30; 76].

Механические примеси, содержащиеся в углеводородном сырье, в процессе транспортировки могут вызвать интенсивный износ деталей насосов (уплотнений, рабочих колес, винтов, пластин, подшипников), что служит причиной снижения их подачи и уменьшения коэффициента полезного действия, возможно также заклинивание рабочих органов насосов. Из-за износа торцовых уплотнений насосов значительно возрастают объемные потери перекачиваемых продуктов.

Действие большинства ингибиторов коррозии основано на образовании ими защитной пленки на поверхности металла. Пока пленка остается целостной, металл находится под защитой. Но практически во всех перекачиваемых средах в том или ином количестве содержатся механические примеси, которые, действуя как абразив, эту пленку повреждают, в результате чего поверхность металла начинает корродировать. Ни замена ингибитора на более качественный, ни увеличение его дозировки, ни совершенствование технологии его подачи в этой ситуации не способны усилить антикоррозионную защиту металла. Эту проблему можно решить лишь комплексно, объединив подбор оборудования, технологию ингибирования и борьбу с механическими примесями [23; 30; 33].

Исследования по оценке влияния механических примесей на надежность работы двигателей проведены ЗАО "НАМИ-Хим" (с участием 25-го ГосНИИ МО РФ). В ходе исследований проведена оценка влияния механических примесей в бензине и дизельном топливе на надежность работы автомобильных двигателей.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что наибольшую опасность представляют механические загрязнения в топливе для дизельных двигателей автомобилей. Наличие механических частиц приводит к изнашиванию элементов насосов и топливной автоматики. Особенно опасно воздействие механических частиц на плунжерные пары, величина зазоров в которых составляет не более 7 мкм.

Абразивные частицы примесей, содержащиеся в дизельном топливе, значительно ускоряют износ прецезионных пар и сопловых отверстий форсунок, что приводит к неравномерной подаче топлива, ухудшению процесса его сгорания и увеличению расхода, нарушению режима работы дизельного двигателя на холостых оборотах и при малых нагрузках, затруднению пуска двигателя и уменьшению его мощности. Это в свою очередь вызывает перегрев двигателя и увеличение дымления в результате неполного сгорания топлива.

Присутствие в дизельном топливе свободной воды даже в небольшом количестве ведет к неравномерному его распылению, изменяет поверхностное натяжение капель топлива, что вызывает значительное увеличение их размеров. При наличии воды усиливаются процессы коррозии, повышается склонность топлива к окислению, что способствует увеличению его загрязненности. Одновременно вода - одно из наиболее активных веществ, способствующих коагуляции твердых частиц [52; 65].

Загрязняющие примеси в бензине при попадании в карбюратор вызывают засорение его каналов, изнашивание жиклеров. Это ухудшает работу топливной аппаратуры, в том числе и клапанов поплавкового механизма, экономайзера, клапана подачи топлива и других элементов. Кроме снижения надежности из-за воздействия механических составляющих, увеличивается расход топлива и

уровень выброса продуктов сгорания в атмосферу. Последнее существенно ухудшает экологические условия, особенно в городской черте [3].

Наличие в бензине воды отрицательно сказывается на работе карбюраторного двигателя. При попадании в бензин вода ухудшает его низкотемпературные свойства, снижая прокачиваемость и повышая температуру начала кристаллизации. При отрицательных температурах окружающего воздуха это приводит к переобледенению рабочей смеси в карбюраторе. Обледенение карбюратора может происходить даже при положительных температурах окружающего воздуха (до + 10 °С), так как испарение бензина в карбюраторе связано со значительными потерями теплоты, вследствие чего температура дроссельной заслонки может понизиться до - 10 °С и ниже, а содержащаяся в бензине вода превратится в лед. Забивка кристаллами льда топливных фильтров и замерзание отстойной воды в топливном баке приводят к прекращению подачи бензина и остановке двигателя [3; 75].

Исследованиями подтверждено, что, например, в резервуарах нефтебаз и АЗС (объектов нефтепродуктообеспечения - ОНПО) имеет место наличие в топливе механических частиц размером до 50 мкм, причем преобладают частицы размером 5... 15 мкм, т.е. наиболее опасные для деталей топливной автоматики автомобильных двигателей. Наличие этих частиц в топливе может оказать отрицательное влияние на надежность работы двигателей, а также на их мощностные, экономические и экологические показатели [52].

1.3 Представления о природе и строении углеводородного сырья как нефтяной дисперсной системы

Классическим признаком любых дисперсных систем, в том числе нефтяного происхождения, служит обычно различие агрегатных состояний дисперсной фазы и дисперсионной среды, т.е. гетерогенность.

Нефтяные дисперсные системы (НДС), состоящие их двух фаз, по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды можно разделить на 8 типов [46; 97; 103].

Однако заметим, что в большинстве случаев реальные нефтяные системы в процессах добычи, транспортировки, переработки и применения являются полигетерогенными, т.е. состоят из трех и более фаз. Например, нефть в процессе атмосферной перегонки представляет собой НДС с дисперсной фазой двух типов - газовой, возникающей за счет кипения низкокипящих компонентов, и твердой из-за присутствия природных асфальтенов.

После подъема на поверхность нефть представляет собой "газированный" золь или суспензию, которая по достижении точки росы лишается диспергированной газовой фазы. Нефти, залегающие на больших глубинах (для вязких нефтей - порядка нескольких километров), находятся в стеклообразном состоянии геля. Этот факт может иметь большое значение при разработке в будущем сверхглубоких месторождений. В процессе транспортировки нефтяные и газоконденсатные системы представляют собой НДС, содержащие одновременно в диспергированном состоянии твердую и газовую фазы [111].

Присутствие в нефтях различных механических примесей, солей и воды делает НДС ещё более сложными. Частицы дисперсной фазы НДС характеризуются некоторой структурной организацией, определяющей в общем свойства системы, восприимчивость ее к различным внешним воздействиям [60].

В соответствии с классическим определением [96; 97] частица дисперсной фазы - это элемент дисперсной структуры нефтяных систем преимущественно сферической формы, способный к самостоятельному существованию при данных неизменных условиях и построенный из компонентов системы в соответствии с их значением потенциала межмолекулярного взаимодействия. Частицей дисперсной фазы НДС (рисунок 3) является сложная структурная единица (ССЕ).

Рисунок 3 - Схема сложной структурной единицы нефтя ной дисперсной

системы

В составе дисперсной частицы различают более упорядоченную внутреннюю область (или ядро) и сольватную оболочку, окружающую ядро и образованную из соединений менее склонных к межмолекулярным взаимодействиям с ядром. Изменение внешних условий вызывает в НДС гетерофазные флуктуации, приводящие к реорганизации структуры системы, т.е. изменению размеров и состава структурных элементов НДС [61; 82; 91].

Ядро дисперсной частицы может быть образовано парафиновыми или высокомолекулярными аренами и смолисто-асфальтеновыми веществами в зависимости от природы НДС, а также частицами механических примесей различного состава и размеров.

Природа сил межмолекулярного взаимодействия в НДС рассматривается в многочисленных работах, которые можно разделить на две группы. К одной принадлежат работы, в которых развиваются представления о зарядовых взаимодействиях, а к другой - об обменных взаимодействиях.

Так, например, согласно [91; 109] строение НДС объясняется с позиций

классической коллоидной химии посредством построения двойного

электрического слоя. Взаимодействие компонентов осуществляется на основе

зарядового механизма, внешние воздействия приводят к разрушению

структуры не на первичные частицы, а на агрегаты из них. Присутствующие

18

глобулы воды, молекулы которой представляют диполи, а также ПАВ подчиняются зарядовым взаимодействиям [87; 128].

Завоевывают признание представления о взаимодействиях в НДС, основанные на силах притяжения - отталкивания нейтральнозаряженных частиц - свободных радикалов и диамагнитных молекул, т.е. основанные на обменных взаимодействиях. В работах [90; 97; 103; 111; 116] показано, что обменные взаимодействия являются следствием принципа Паули. А подавляющее большинство соединений в нефтях и газоконденсатах являются незаряженнными, в т ч. смолы и асфальтены, несмотря на содержание гетероатомов, имеют минимальное количество полярных молекул.

Благодаря работам проф. Унгера Ф.Г. и его школы было выявлено значение процесса гемолитической диссоциации в ковалентных жидкостях, к которым относятся нефтяные системы, как процесса образования радикалов под влиянием различных внешних воздействий и его решающего вклада в общую энергию межмолекулярных взаимодействий. Нефть и нефтепродукты представляют собой уникальные системы, в которых в больших количествах присутствуют радикалы, не рекомбинировавшие после процессов гемолиза [115; 116].

Носителями парамагнитных свойств в нефтяных системах являются свободные стабильные радикалы, образующиеся вследствие гемолитической диссоциации молекул асфальтенов. Практически все свободные радикалы нефти сконцентрированы в составе асфальтенов, и смолистых веществ, молекулы которых и состоят из таких радикалов и продуктов их рекомбинации. Диамагнитные молекулы смол способны переходить в триплетное состояние или диссоциировать на радикалы при небольших энергетических воздействиях (около десятка кДж/моль) [97; 116; 130].

Для асфальтенов, представляющих собой полирадикалы, равновесный процесс превращения молекул в бирадикалы и, далее, в полирадикалы, является слабоэнергетичным (10-25 кДж/моль) [116].

Смолистые вещества присутствуют практически во всех нефтепродуктах, начиная от бензиновых фракций, кончая остатками, за исключением глубоко гидроочищенных светлых фракций [116]. Молекулы смол имеют меньшие размеры и значительно меньше радикалов, однако существование мостиковых связей типа -СН2 - О-, -СН2 -S- и другими, делает их способными образовывать свободные долгоживущие радикалы при слабоэнергетических воздействиях. Энергия этих связей весьма низка и составляет порядка 0,5 - 25 кДж/моль [96; 111].

Это дает основания полагать, что энергетически слабые внешние воздействия способны оказывать заметное влияние на состояние НДС [2; 9; 118]. Они способны приводить к гомолитической диссоциации гетеросоединений и углеводородов, имеющих низкую энергию связей, в особенности диамагнитных молекул смол (при этом возникают новые радикалы), к деформации или распаду водородных связей, а также за счет изменения мультиполь-мультипольных взаимодействий [20].

1.4 Изменение строения и свойств нефтяных дисперсных систем под влиянием внешних воздействий Существование, возникновение или разрушение ассоциативных комбинаций в НДС зависит от сил между молекулами, определяющими состав ассоциата, его размеры и стабильность.

Магнитная обработка изменяет Еакт и динамическую вязкость, причем для парафиновых и высокопарафинистых нефтей эти показатели, в большинстве случаев, понижаются на 3 - 20%, а для смолистых нефтей чаще всего возрастают на 5 - 15%. Установлено, что определяющим фактором эффективности магнитной обработки для улучшения реологических показателей является соотношение бензольных к спиртобензольным смолам менее единицы [62; 89].

Облучение ультразвуком при перегонке нефтяного сырья приводит к перераспределению углеводородов по фракциям, и, как следствие, к изменению

в выходах и качестве продуктов перегонки: выход светлых дистиллятов увеличивается на 3-4,5% масс, в зависимости от типа нефти. Рост выхода нефтяных дистиллятных фракций на 30-70% по сравнению с традиционным способом перегонки достигают при сочетании акустической и гидромеханической обработок в роторно-пульсационном аппарате [84]. Предварительная магнитная обработка повышает выход дистиллятных фракций на 2-6% при вакуумной перегонке остатков[25; 78; 79].

При акустическом воздействии происходит уплотнение надмолекулярных структур и перераспределение углеводородных частиц за счет энергии, вносимой в дисперсную систему ультразвуковым полем [15]. Изменение энергетического состояния нефтяной системы прослеживали по изменению концентрации парамагнитных центров при различных температурах. До определенной температуры нефтяная система, обработанная в акустическом поле, находится в более активном состоянии, чем необработанная, т.к. количество ПМЦ в обработанной фракции выше. После достижения определенной температуры происходит резкое нарастание парамагнитной активности для необработанной фракции, в то время как в обработанной системе повышение температуры ведет к пологому и почти линейному нарастанию концентрации ПМЦ (для легкого каталитического газойля 1=120°С). Инициирование соединений радикального характера переводит сырье в активное состояние и обеспечивает более эффективную переработку[22; 83].

Свойства дисперсных систем обусловлены видом контакта между частицами дисперсной фазы. В соответствии с принципом Гемгольца их образование сопровождается уменьшением избыточной межфазной энергии Гиббса и соответствующим ростом энтропии системы, а процесс формирования заканчивается образованием структуры более термодинамически устойчивой. Под внешними воздействиями структуры могут разрушаться, становясь агрегативно и кинетически неустойчивыми. По данным теоретических расчетов, сила взаимодействия частиц дисперсной фазы в коагуляционных структурах составляет в среднем Ю"10 Н на контакте, а на расстоянии 10"8—10"7

21

м энергия взаимодействия (сцепления) составляет около 10"ПН. Главная особенность дисперсных систем - сильно развитая межфазная поверхность и, как следствие, большое значение избыточной поверхностной энергии Гиббса. Механическое воздействие, в частности вибрация, разрушают структуру НДС [56; 60]

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА НДС Эффект воздействия ультразвука на НДС заключается в разрушении внешних оболочек надмолекулярных структур - дисперсных частиц. При этом углеводороды, их формирующие, переходят в дисперсионную среду. Однако ближе к ядру плотность переходного слоя увеличивается, потенциал парного взаимодействия с ядром возрастает и энергии ультразвука недостаточно для его разрушения.

Ультразвуковая обработка может воздействовать на углеводороды и на молекулярном уровне, вызывая разрушение молекул смол - наиболее неустойчивых соединений нефтяных систем. Образующиеся при этом свободные радикалы могут стать ядром новых дисперсных частиц меньшего размера, более легких и мобильных, а также вступать в реакции с другими свободными радикалами того же происхождения. В обоих случаях масса новых молекул или дисперсных частиц будет меньше исходных, а, следовательно, вероятность их перехода в дистилляты возрастает. Соотношение компонентов условной дисперсной частицы и переходного слоя изменяется, так же как плотность упаковки и прочность надмолекулярных структур [27; 35; 38; 55; 66; 104; 112; 127].

МАГНИТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА НДС Приложение внешнего воздействия к НДС заставляет элементарные группировки, в частном случае соприкасающиеся, деформироваться либо изменять ориентацию в пространстве, что приводит к образованию «дефектов» системы, которые мгновенно занимают наиболее вакантные другие элементы

22

нефтяной дисперсной системы, приводя, таким образом, к общему изменению энергетического равновесия в системе [103]. В этих случаях важная роль отводится вращательным (спиновым) степеням свободы молекул. При этом изменение ориентации группировки происходит за счет поворота каждой молекулы вокруг своей собственной оси, приводящего к перемещению ее центра тяжести, однако не нарушающего взаимный контакт соседних молекул. Дальнейшее развитие межмолекулярных взаимодействий приводит к синерезису — самопроизвольному уплотнению с уменьшением объема дисперсной фазы, сопровождающимся вытеснением иммобилизованной жидкой дисперсионной среды. Причем образующиеся при контракции объема уплотненные структуры сохраняют в генетической памяти информацию об удаленной иммобилизованной фазе, отражающуюся в системе внутренних напряжений, распределенных в структуре. Эти напряжения способствуют быстрому разрушению структуры в определенных направлениях при повторной обработке.

Магнитная обработка оказывает влияние на дисперсные, реологические и парамагнитные характеристики нефтяного сырья [17; 26; 44; 49; 63; 89]. Наложение магнитного поля на движущуюся НДС вызывает возбуждение молекул углеводородов и гетеросоединений, приводящее к синглет-триплетным переходам электронов и гомолитической диссоциации, в результате чего увеличивается количество парамагнитных центров (углеродных радикалов). Вновь образовавшиеся углеродные радикалы становятся центрами образования новых дисперсных частиц меньших размеров, что наряду с уменьшением в результате «дробления» первоначальных дисперсных частиц ведет к повышению гомогенности системы в целом [50; 82; 114]. Однако роль магнитного поля не ограничивается генерацией новых радикалов и стремлением системы к гомогенизации. В отсутствии внешнего ориентирующего фактора надмолекулярные образования с парамагнитными частицами в ядре находятся в хаотическом состоянии. При наложении магнитного поля на такую систему (рисунок 4) происходит ориентация спинов

23

в направлении вектора поля или против него [4; 28]. Воздействие магнитного поля вызывает магнитоупорядочение, приводящее к сильно коррелированным системам, проявляющим коллективные свойства. При этом молекулы изменяют свое местоположение в пространстве, нарушая сложившуюся организацию.

Рисунок 4 - Спиновая модель взаимодействия молекулярных систем под воздействием постоянного магнитного поля

Изменения межъядерных расстояний и искажения геометрии молекул, вызванные столкновениями, приводят в действие законы изменения энергии взаимодействия между ядрами в зависимости от расстояния, зачем следуют квантовые скачки электронных переходов и элементарные акты гомолиза. Это ведет к возникновению диссоциативно-ассоциативных процессов. Рост количества дисперсной фазы за счет массы дисперсионной среды проходит по механизму свободнорадикальных процессов гомолиза или возбуждения, в результате чего образуется все большее количество радикалов, которые, в свою очередь, связывают парамагнитные молекулы в ассоциаты за счет обменных взаимодействий [116].

Ориентация спиновых диполей в направлении магнитного поля приводит к освобождению иммобилизированной части слоев, окружавших ядро. Перераспределение вещества ограничивается траекториями диффузного

движения молекул НДС, совпадающими с вектором магнитного поля. Размер частиц уменьшается, возникают новые мелкие центры ассоциации из освободившихся парамагнитных молекул.

При этом изменяется взаимное расположение молекул и надмолекулярных образований, что приводит к искажению их геометрии и освобождению иммобилизированной части слоев, окружающих ядро [115; 116].

Воздействие постоянного магнитного поля «фиксирует» новую структуру НДС, характеризующуюся большей гомогенностью и парамагнитной активностью, меньшей вязкостью и поверхностным натяжением. Длительность существования этой структуры зависит от многих факторов: состава нефтяной дисперсной системы, температуры, давления, режима потока, геометрии транспортных линий [50].

1.5 Очистка нефтей, газовых конденсатов и нефтепродуктов от

загрязнений

Химические и физико-химические методы очистки углеводородного сырья и нефтепродуктов применяются для их обезвоживания, а также для удаления из них асфальтосмолистых, кислотных, некоторых гетероорганических соединений и различных механических примесей [52].

Химические методы очистки основаны на реакциях, протекающих между содержащейся в углеводородном сырье водой и вводимыми в него реагентами.

Физико-химические методы очистки основываются на способности некоторых веществ-адсорбентов удерживать молекулы воды, находящиеся в сырье и нефтепродукте в эмульгированном и растворенном состоянии.

Наибольшим разнообразием отличаются физические методы очистки углеводородного сырья, которые можно разделить на три самостоятельные группы: удаление свободной воды и механических примесей гидромеханическими методами, под влиянием волновых воздействий, и с помощью комбинации этих методов.

ГРАВИТАЦИОННАЯ ОЧИСТКА НЕФТЕПРОДУКТОВ На твердую частицу или микрокаплю воды, находящуюся в нефтепродукте, действуют гравитационная сила (сила тяжести) и выталкивающая (архимедова) сила, расположенные в вертикальной плоскости и направленные в противоположные стороны. Под действием этих сил происходит выпадение взвешенных в нефтепродукте загрязнений; такой процесс получил название отстаивания или седиментации. Эффективность очистки нефтепродуктов от твердых загрязнений путем отстаивания зависит от их плотности, а также от плотности и вязкости нефтепродукта, размеров частиц загрязнений и их концентрации. Обычно нефтепродукты представляют собой малоконцентрированые суспензии, в которых твердые загрязнения содержатся в сравнительно небольших количествах, поэтому при оседании отдельных частиц не наблюдается их взаимодействие между собой (происходит так называемое свободное осаждение) [65; 98].

Сила сопротивления жидкой среды зависит от плотности и вязкости нефтепродукта, а также от размера осаждающейся частицы, ее формы и характера движения. Ламинарное обтекание жидкостью частицы характерно для малого размера частиц и значительной вязкости нефтепродукта. При этом сила сопротивления жидкой среды равна сумме всех элементарных сил трения между частицей и обтекающим ее пограничным слоем.

С увеличением размера частиц или уменьшением вязкости нефтепродукта скорость движения частицы повышается, в результате чего под действием инерционных сил разрушается окружающий ее пограничный слой жидкости, а в зоне пониженного давления, образующейся за кормовой поверхностью частицы, возникают завихрения, т.е. обтекание частицы приобретает турбулентный характер. Вследствие увеличения перепада давления между лобовой и кормовой поверхностями частицы главную роль при определении силы сопротивления жидкой среды начинает играть лобовое сопротивление.

Скорость осаждения частиц загрязнений в нефтепродукте можно рассчитывать по любому из критериальных уравнений, описывающих этот процесс [99].

Механизм осаждения микрокапель воды в нефтепродукте при гравитационной очистке отличается от механизма осаждения твердых частиц ввиду различного фазового состояния этих загрязнений[65; 98; 122].

До настоящего времени наиболее распространен способ гравитационной очистки нефтепродуктов отстаиванием их в резервуарах, служащих в данном случае статическим отстойником. Преимущества этого способа — осуществление очистки без применения какого-либо специального оборудования и возможность совмещения операции по очистке нефтепродукта с его хранением. Недостаток статических отстойников заключается в длительности процесса очистки, что не сказывается при длительном хранении нефтепродукта, но играет существенную роль при необходимости оперативной выдачи его потребителю (например, на предприятиях изготовителях, где процессы нефтепереработки лимитируются вместимостью товарного парка, куда поступает готовая продукция) [99].

ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ОЧИСТКА НЕФТЕПРОДУКТОВ

На твердую частицу или микрокаплю воды при центробежной очистке действует центробежная сила, которая приложена к частице в радиальном направлении от оси вращения. Одновременно на частицу, как и при гравитационной очистке, действует выталкивающая (архимедова) сила, направленная противоположно центробежной силе, т.е. к оси вращения, однако, в отличие от процесса гравитационной очистки, при определении выталкивающей силы учитывается не ускорение свободного падения, а центробежное ускорение.

Сопротивление движению частицы, как и при гравитационной очистке, оказывает сила сопротивления жидкой среды [52; 99].

Для создания центробежного поля при очистке нефтепродуктов используются аппараты двух типов — неподвижные, в которых вращается поток нефтепродукта, и вращающиеся, в которых нефтепродукт движется вместе с ротором аппарата. Устройства первого типа получили название гидроциклонов, а второго - центрифуг (центробежных сепараторов).

В гидроциклонах центробежная сила возникает при закручивании потока нефтепродукта, поступающего в неподвижный корпус цилиндрической, цилиндроконической или конической формы. В зависимости от способа подвода нефтепродукта и конструкции устройства, закручивающего поток, гидроциклоны можно разделить на аппараты с боковым подводом (тангенциальным или спиральным) и аппараты аксиального типа (с завихрителями в виде винта или розетки). Наибольшее распространение получили гидроциклоны, у которых завихрение потока нефтепродукта обеспечивается его тангенциальным вводом в аппарат [65; 99].

Центрифуги относятся к аппаратам, в которых центробежная сила возникает в результате вращения подвижной части аппарата — ротора, приводимого в движение от постороннего источника электроэнергии с помощью электрического, механического, гидравлического, пневматического приводов или же путем использования для этой цели энергии потока нефтепродукта с применением соплового устройства [99].

Центрифуги могут быть толстослойными (с трубчатым ротором) и тонкослойными (с цилиндрическими, коническими, спиральными, радиальными вставками). Движение нефтепродукта в центрифуге может осуществляться параллельно образующей ротора, в плоскости его поперечного сечения или под углом к его оси, по винтовой линии и т.д. Подвод нефтепродукта к ротору выполняется осевым или радиальным (по всей длине ротора), причем направление потока во втором случае может быть из центра к периферии или наоборот.

Для улучшения тонкости очистки созданы тонкослойные центрифуги, в которых ротор с помощью вставок различной конструкции (цилиндрических,

конических, спиральных и других) разделен на отдельные камеры, радиальные размеры которых значительно меньше, чем в толстослойных центрифугах, что уменьшает длину траектории частиц загрязнений. Эффективность очистки в таких устройствах повышается также благодаря уменьшению проскальзывания нефтепродукта относительно ротора, которое происходит в толстослойных центрифугах.

Для очистки нефтепродуктов от твердых частиц применяются и другие конструкции центрифуг (с секторно-секционным ротором, с камерами лабиринтного типа и т.п.). Для обезвоживания нефтепродуктов в настоящее время применяются главным образом тонкослойные центрифуги с трубчатым пустотелым ротором или тонкослойные центрифуги с коническими тарелками, так как при других конструкциях трудно обеспечить непрерывный отвод из ротора сепарируемой воды [123].

Центрифуги позволяют осуществлять удаление загрязнений из нефтепродуктов при малом гидравлическом сопротивлении и постоянной пропускной способности, поэтому они находят довольно широкое применение для очистки и обезвоживания нефтепродуктов. Наибольшее распространение получили центрифуги в масляных системах двигателей внутреннего сгорания (автомобильных, тракторных, судовых) и в гидравлических системах различного назначения, т.е. при многократной циркуляции нефтепродукта, что повышает эффективность очистки. Центрифуги находят также применение для очистки и обезвоживания масел при заправке самолетов в аэропортах, в установках для регенерации масел и т.д., однако одноразовое центрифугирование не всегда обеспечивает достаточно полное удаление загрязнений.

Центрифуги по сравнению с другими устройствами для очистки нефтепродуктов имеют следующие преимущества: постоянство пропускной способности и гидравлического сопротивления на всем протяжении рабочего цикла, способность работать при больших перепадах давления, нечувствительность к пульсации потока очищаемого нефтепродукта,

29

способность самоочищаться в процессе эксплуатации. Однако центрифуги имеют довольно сложную конструкцию, трудоемки в изготовлении, требуют квалифицированного обслуживания, нуждаются в постороннем источнике энергии. Существенный недостаток центрифуг — их сравнительно малая пропускная способность, что делает невозможным их использование для очистки больших количеств нефтепродукта [52].

ОЧИСТКА НЕФТЕПРОДУКТОВ ФИЛЬТРОВАНИЕМ Для очистки нефтепродуктов (см. рис. 5) применяются фильтры различной конструкции, выбор которой зависит от условий эксплуатации и требований к чистоте нефтепродукта [52; 99].

Углеводородное

Очищенное

углеводородное сырьё

Рисунок 5 - Очистка углеводородного сырья фильтрованием 1 - мелкодисперсные частицы механических примесей; 2 - крупнодисперсные частицы

механических примесей

В современных фильтрах для очистки нефтепродуктов применяют разнообразные материалы с широким диапазоном фильтрационных показателей

и физико-химических свойств, разным химическим составом сырья и фильтрующего материала [65; 72; 74].

Основной недостаток фильтров, затрудняющий их эксплуатацию и обслуживание, - это ограниченный ресурс работы, связанный с постепенной закупоркой пор фильтрующего материала частицами загрязнений и возрастающим вследствие этого перепада давления до предельно допустимой величины [52].

Увеличение срока службы фильтрующих элементов может быть достигнуто за счет регенерации их удалением загрязнений путем смыва их струей жидкости, продувки воздухом, механического воздействия (скребками, щетками, вибраторами и т.п.), но не все фильтрующие материалы являются стойкими к таким воздействиям.

Металлические проволочные сетки (см. рис. 6), наиболее устойчивы в условиях регенерации, поэтому они широко применяются при очистке нефтепродуктов, так как имеют и другие преимущества: высокую прочность, стабильную поровую структуру. Недостаток всех металлических сеток и фильтрующих материалов на их основе - значительная стоимость [74].

Рисунок 6 - Металлические сетки Рисунок 7 - Проницаемые волокновые

материалы

Современные тенденции использования материалов для фильтрования различных сред, в т.ч. агрессивных, при повышенных температурах, это

применение проницаемых волокновых и порошковых материалов (см. рис. 7) на основе металлов, устойчивых к воздействию высокой температуры и коррозии [13; 93; 94; 126]. Разработаны новые способы получения композиционных проницаемых материалов с широким диапазоном пористости (30-90%) и высокими пределом прочности (до 118 МПа) и коэффициентом гидравлического сопротивления, позволяющим использовать их при значительных перепадах давления, удешевляют стоимость таких материалов более чем втрое [12; 14; 101; 102]. Например, для изготовления высокопористого титана с волокнистой структурой используют титановое волокно диаметром 35-150 мкм в виде спутанного кокона, получаемого в вакууме экстракцией из расплавленного электронным лучом металла с последующим высокоскоростным затвердеванием на диске-кристаллизаторе [12; 101].

Рисунок 8 - Волокновый титановый фильтр

Необходимо отметить, что разработанные новые технологии получения таких материалов, позволяют целенаправленно конструировать их структуру и свойства и производить изделия с минимальными отходами, а также решать многие проблемы охраны окружающей среды [14]. Еще одним несомненным достоинством волокновых фильтрующих материалов является обеспечение объемного механизма фильтрации за счет более интенсивной турбулизации потока [92].

ОЧИСТКА С ПОМОЩЬЮ ВОЛНОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Осаждение находящихся в нефтепродукте твердых загрязнений под действием электрокинетических сил осуществляется в результате взаимодействия между заряженным электродом и частицей [52; 65; 98].

Наиболее распространены электростатические очистители с однородным и неоднородным электрическими полями. При использовании однородного электрического поля частицы загрязнений при движении в потоке нефтепродукта получают заряд в результате трибоэлектризации. Принцип работы очистителей, в которых создается неоднородное электрическое поле, основан на ионизации частиц загрязнений и их последующем осаждении на электроде, который имеет заряд противоположного знака [99].

Обезвоживание углеводородного сырья и нефтепродуктов в электродегидраторах имеет следующие преимущества: меньшие габаритные размеры аппаратов по сравнению со статическими и динамическими отстойниками; отсутствие движущихся частей, как у центрифуг; постоянство пропускной способности и перепада давления в отличие от фильтров-сепараторов; возможность автоматизации процесса обезвоживания [37; 122].

Очистка углеводородного сырья и нефтепродуктов с помощью волновых воздействий от ферромагнитных частиц загрязнений может проводиться магнитными очистителями[24; 52; 85; 114; 125]. Для создания магнитного поля применяются постоянные магниты или электромагниты, однако на практике используются главным образом постоянные магниты, позволяющие при одинаковых габаритных размерах и массе магнитного очистителя создать более высокую напряженность магнитного поля.

К преимуществам магнитных очистителей относится возможность улавливания весьма мелких ферромагнитных частиц (до 0,5 мкм), которые практически не задерживаются другими средствами очистки. Необходимость удаления таких частиц связана с их каталитическим воздействием на процессы окисления нефтепродуктов, в частности, смазочных масел, и способствуют возникновению в этих нефтепродуктах инкреторных загрязнений. Недостаток

магнитных очистителей — узкая область их применения, ограниченная очисткой нефтепродуктов только от ферромагнитных загрязнений или агрегатированных с ними частиц [52; 125].

Иногда для очистки нефтепродуктов от механических загрязнений используют упругие колебания, создаваемые вибрационными очистителями. Механизм действия вибрационного поля на загрязнения заключается в коагуляции твердых частиц, облегчающей их последующее удаление из нефтепродукта путем отстаивания или фильтрования [52; 98].

В вибрационных очистителях излучаются ультразвуковые волны высокой или низкой частоты. Высокочастотные очистители имеют в качестве источника колебаний магнитострикционные или пьезоэлектрические преобразователи, соединенные с колебательными элементами, а низкочастотные очистители оснащены электродинамическими или электромагнитными вибраторами.

Магнитострикционные преобразователи с частотой ультразвуковых колебаний от 18 до 23 кГц при кратковременном воздействии ультразвука на загрязненный нефтепродукт обеспечивают эффективное агрегирование мелкодисперсных частиц [37; 122].

Помимо укрупнения частиц загрязнений упругие колебания могут использоваться для разрушения молекул инкреторных загрязнений нефтепродукта (смол и других продуктов окисления углеводородов).

Недостаточная изученность процесса взаимодействия твердых частиц при воздействии на суспензию ультразвуковых колебаний сдерживает применение вибрационной очистки углеводородного сырья и нефтепродуктов.

ОЧИСТКА КОМБИНИРОВАННЫМИ МЕТОДАМИ

Комбинированные методы очистки углеводородного сырья и нефтепродуктов от загрязнений основаны на одновременном воздействии на них двух или нескольких силовых полей или на сочетании действия силового поля с фильтрованием нефтепродукта через пористую перегородку[52; 57; 64; 80; 106; 108; 119; 120; 121].

Совместное действие центробежного и электрического полей нашли применение в гидроциклонах и центрифугах, снабженных электризующим устройством [99].

Совместное использование центробежного и магнитного полей нашло применение в центробежных устройствах, в роторе которых устанавливаются постоянные магниты для удержания ферромагнитных частиц, а на диа- и парамагнитные загрязнения действует только центробежная сила.

Наибольшее распространение среди комбинированных средств очистки получили устройства, сочетающие действие силового поля с фильтрованием. К ним относятся фильтрующие центрифуги, магнитные фильтры и вибрационные (акустические) фильтры [52].

При центробежном фильтровании с помощью фильтрующих центрифуг нефтепродукт под воздействием центробежной силы проходит через стенку ротора, выполненную из пористого материала. При этом перепад давления на фильтрующей перегородке создается центробежной силой, а задержка частиц загрязнений осуществляется пористым материалом.

В магнитном фильтре устранен недостаток магнитного очистителя, заключающийся в выборочном удалении только ферромагнитных частиц, в нем помимо постоянных магнитов установлен фильтрующий элемент, задерживающий немагнитные загрязнения [68]. Обычно в таких устройствах сменный фильтрующий элемент (металлическая сетка) предохраняет поверхность постоянных магнитов от попадания на них смол и других продуктов окисления углеводородов нефти. Магнитные фильтры устанавливаются преимущественно в циркуляционных системах смазки и гидропривода, где имеется опасность попадания в смазочное масло или гидравлическую жидкость большого количества износных загрязнений в виде металлических частиц.

При вибрационном фильтровании нефтепродукт проходит через колеблющуюся пористую перегородку, что предотвращает осаждение частиц

загрязнений на ее поверхности, снижает гидравлические потери и увеличивает ресурс работы фильтрующего элемента.

Вибрационные фильтры могут быть высокочастотными (с частотой колебаний 15—70 кГц) и низкочастотными (с частотой колебаний до 2 кГц). В качестве источника упругих колебаний в них применяются те же устройства, что и в вибрационных очистителях [120].

Хотя комбинированные методы очистки нефтепродуктов получили ограниченное распространение ввиду сложности конструкции большинства применяемых для этих целей очистителей, тем не менее некоторые из них довольно перспективны и не требуют значительных затрат при дооборудовании существующих очистителей.

1.6 Основные типы промышленных аппаратов для магнитной и ультразвуковой обработки жидкостей

АППАРАТЫ ДЛЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТЕЙ В настоящее время серийно производимых промышленных аппаратов для магнитной обработки жидкостей на территории России относительно немного[17; 44; 52; 59; 72; 74; 81]. Среди них можно упомянуть следующие: Магнитные преобразователи MWS (фирма «Магнитные водные системы», Москва); АКВАМАГНИТ (ЗАО «ЭКСПО» Хабаровский край); ГМС -гидромагнитные системы (компании «Энирис-СГ, Москва); АМО-25УХЛ4 (Чебоксарский опытно-экспериментальный завод «Энергозапчасть»); гидромультиполи ЦМТ (Центр магнитных технологий, Москва); магнитные активаторы (Сибирский химический комбинат г. Северск Томской области).

Аппараты для магнитной обработки жидкостей (AMO) можно классифицировать по нескольким признакам: по способу получения магнитного поля, по расположению магнитов или электромагнитов, по производительности, по направлению вектора магнитного поля по отношению к движущемуся потоку жидкости, по числу пересечений магнитного поля и т.д.

AMO в литературе называют по-разному: магнетизаторы, магнитные активаторы, магнитроны, омагничиватели, устройства для магнитной обработки и т.п.

Для создания магнитного поля используют постоянные магниты или электромагниты из отдельных секций в виде обмоток и магнитопроводов. Постоянные магниты, несомненно, более просты в эксплуатации, т.к. не требуют подводки электроэнергии, легко монтируются в AMO, не создают угрозы взрыва в присутствии воспламеняющихся газов, имеют невысокую стоимость. К недостаткам их можно отнести невозможность оперативной настройки по напряженности магнитного поля, снижение индукции при длительной эксплуатации при высоких температурах, вибрациях, ударах. В отличие от постоянных магнитов, электромагниты позволяют регулировать интенсивность магнитного поля при изменении параметров питающего тока в зависимости от характеристик потока и обрабатываемой жидкости.

Другая группа определяется расположением магнитов или электромагнитов внутри аппарата или снаружи его. В первом случае изолированные кожухом магниты или катушки располагаются внутри корпуса, сам корпус, выполненный из ферромагнитного материала, является магнитопроводом. Достоинством таких аппаратов является малое рассеяние поля, компактность, а недостатками труднодоступность и невозможность эксплуатации при высоких температурах.

При внешнем расположении катушек, создающих магнитное поле (или магнитов) AMO содержит немагнитный корпус и систему секций электромагнитов и магнитопроводов. Секции выполнены полукольцевыми в поперечном сечении и расположены попарно снаружи корпуса и концентрично ему. При этом, так же как и в предыдущем случае создается поперечное однородное регулируемое (при использовании электромагнитов) магнитное поле. Достоинства: легко демонтируется для ремонта и проверок, выдерживает высокие температуры.

В зависимости от производительности могут применяться следующие типы AMO: магнитный туннель (внешнее расположение магнитов), производительность до 2 м3/час; AMO средней производительности от 2 до 80 -100 м /час. (как внешнее, так и внутреннее расположение магнитов); послойные

Л

аппараты свыше 80 - 100 м /час. (внутренне расположение магнитов).

Магнитные туннели могут применяться в лабораторных исследованиях и на небольших установках. Обрабатываемая жидкость проходит по диамагнитной трубке, расположенной между магнитами или катушками электромагнитов. Активная зона в таком аппарате - это участок трубки, находящийся между магнитами. Основной особенностью магнитного туннеля является возможность создания поля высокой напряженности. Аппарат состоит из катушек, расположенных внутри корпуса, изготовленного из ферромагнитного материала. Катушки закрепляются внутри корпуса фиксаторами-сердечниками. Пространство между катушками составляет зону активного зазора.

Характеристика основных промышленных установок для магнитной обработки приводятся в Приложении А.

АППАРАТЫ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТЕЙ

Существуют различные методы получения упругих колебаний звукового и ультразвукового диапазонов частот. Для этой цели чаще всего используются генераторы на электронных лампах, транзисторах и тиристорах, работающие в импульсном или непрерывном режиме. Первые нашли наибольшее применение в теплоэнергетике для предотвращения накипи, депарафинизации мазутопроводов, вторые успешно применяются при ультразвуковой очистке изделий от различных загрязнений, а также при сварке, диспергировании, эмульгировании, для интенсификации массообмена в химической и пищевой промышленности.

Устройства, служащие для получения ультразвука, называются ультразвуковыми преобразователями [52; 58; 72; 98; 99; 112]. Они

подразделяются на две основные группы: механические и электромеханические. В электромеханических ультразвук получается путём преобразования колебаний электрического тока соответствующей частоты в механические колебания с помощью магнитострикционных преобразователей.

Все ультразвуковые аппараты идентичны по принципу действия и состоят из конструктивно обособленных блоков импульсного генератора и преобразователя. Генератор состоит из источника постоянного тока, переключающего устройства, конденсатора-накопителя и узла управления

Первые промышленные аппараты изготовлялись и изготовляются и теперь в Швейцарии, Англии и Австралии [52; 84].

В России существует промышленное производство ультразвуковых аппаратов. Так, Лаборатория акустических процессов и аппаратов Бийского технологического института Алтайского государственного технического университета имени И.И. Ползунова ООО «Центр ультразвуковых технологий» разрабатывает и выпускает разнообразное и многопрофильное оборудование [58].

Характеристика основных промышленных ультразвуковых генераторов приведена в Приложении Б.

Заключение по обзору и постановка задач исследования

Анализ результатов научных исследований на основе литературных источников в области очистки углеводородного сырья от механических примесей показывает, что существующие в настоящее время способы уменьшения количества примесей размером меньше одного микрона в углеводородном сырье недостаточно эффективны. По результатам проведенного исследования была определена основная цель и задачи исследования.

Целью работы является повышение эффективности технологии очистки углеводородного сырья различной природы (нефтяного и конденсатного) от механических примесей посредством комбинированной волновой обработки углеводородного сырья ультразвуком и магнитным полем в процессе фильтрации на волокновом титановом материале в динамическом режиме.

Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи:

- мониторинг отказов технологического оборудования, связанных с наличием в углеводородном сырье частиц минеральной фазы размером меньше одного микрона;

- интенсификация процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей путем волновых воздействий различной природы;

- исследование влияния параметров ультразвука и магнитного поля на глубину очистки углеводородного сырья от механических примесей различной природы и механизма протекающих процессов;

- изучение влияния природы фильтрующего элемента (высокопористый титан с волокнистой структурой) на степень очистки углеводородного сырья от механических примесей;

- создание технологии очистки углеводородного сырья от механических примесей размером меньше одного микрона на основе волновой обработки и использовании титанового фильтра;

- оценка технико-экономических показателей разработанной технологии очистки углеводородного сырья от механических примесей размером меньше одного микрона на основе волновой обработки и использования титанового фильтра.

Похожие диссертационные работы по специальности «Химия и технология топлив и специальных продуктов», 05.17.07 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Химия и технология топлив и специальных продуктов», Власова, Галина Владимировна

выводы

1. Проведено комплексное исследование гранулометрического состава механических примесей и его влияния на надежную работу технологического оборудования ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань».

2. Установлено, что в нефтяном сырье содержится от 51 % до 93 % мелкодисперсных (размером меньше 20 мкм) от количества отделяемых механических примесей; газоконденсатное сырье содержит меньшее количество мелкодисперсных примесей - 71 % по отношению к нефтяному сырью. Эти мелкодисперсные примеси трудно поддаются очистке существующими физическими методами.

3. Подобраны эффективные параметры процесса очистки углеводородного сырья от механических примесей магнитным полем: магнитная индукция в активном зазоре магнитного туннеля (фактор X)) -0,15 Тл, линейная скорость потока через магнитное поле (фактор Х2) - 0,2 м/с. Такие параметры позволяют достичь степень очистки углеводородного сырья от крупнодисперсных механических примесей (размером больше 20 мкм) до 80 %, а от мелкодисперсных - до 57 %.

4. Установлено, что ультразвуковая обработка (частота колебаний 45 кГц) позволяет выделить из нефтяного сырья от 27 % до 48 % крупнодисперсных механических примесей, из газоконденсатного - 55 %; степень очистки от мелкодисперсных частиц для нефтяного сырья от 33 % до 65 %, для газоконденсатного - 73 %.

5. Предложен способ эффективной совместной волновой обработки парафинистого нефтяного и конденсатного сырья в процессе очистки от механических примесей. Лучшие результаты в процессе удаления механических примесей (степень очистки для нефтяного сырья ~ 84 %, для конденсатного - 78 %) достигаются при совместном воздействии на углеводородное сырьё ультразвуком и магнитным полем (магнитная индукция 0,15 Тл) при линейной скорости потока сырья через активный зазор магнитного туннеля 0,2 м/с.

6. Предложен механизм комбинированного волнового воздействия и фильтрации через фильтры на основе волокновых титановых материалов на процесс отделения механических примесей от углеводородного сырья.

7. Разработана технология, позволяющая достичь степени (до 92 %) очистки углеводородного сырья от механических примесей, учитывающая природу сырья и механических примесей в сырье при помощи рационального сочетания вариантов волновой обработки углеводородного сырья и фильтрации через фильтры на основе волокновых титановых материалов.

8. Определена технико-экономическая эффективность технологии очистки углеводородного сырья от мелкодисперсных механических примесей с использованием волновых воздействий и волокнового титанового фильтра на действующей комбинированной установке У-1.731 ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань». Планируемый экономический эффект при внедрении БВО и волокнового титанового фильтра на действующей установке составит 813,28 тыс. руб. Затраты на внедрение БВО окупятся за два года.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Власова, Галина Владимировна, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

1. В. Spooner, M.Sheilan, Сульфиды железа - воздействие на аминовые установки // Нефтегазовые технологии, № 6, 2010 г., с. 90-95.

2. Chen J., Tang F., He P. Magnetic separation of fluid catalytic cracking equilibrium catalyst. Trans. Nonferrous Metals Soc. China, 1998, v. 8, № 2, p. 319

3. http://www.e-him.ru/attachment25.htm

4. http://www.femto.com.ua Энциклопедия физики и техники

5. http ://www. filtrlab.ru/filter.htm

6. http://www.markenfilter.ru/rus-full-list.htm

7. http://www.pchk.ru/shop/UID 98.html

8. http://www.pharmtech.rU/docs/millipore/2/laboratory filters.pdf

9. Magnetic separation is attractive for a desulfurization process and reduce catalyst consumption in FCC units. Chem.Eng., 1997, v. 104, № 7, p. 17

10. UOP800-79. Vanadium, Nickel and Iron in Petroleum Oils by Atomic Absorption Spectrophotometry.

11. A.B. Колодяжный, Т.Н. Ковальчук, Ю.В. Коровин, В.П. Антонович Определение микроэлементного состава нефтей и нефтепродуктов. Состояние и проблемы // Методы и объекты химического анализа, 2006 г., т. 1, № 2, с. 90-104.

12. Анциферов В. Н. Разработка технологии получения функциональных проницаемых материалов, организация наукоемкого производства. Номер гос. регистрации: 01200305204. Дата материала: 30.03.2005

13. Анциферов В.Н., Макаров A.M., Остроушко А.А. Проблемы порошкового материаловедения. Ч. VII. Высокопористые проницаемые ячеистые материалы - перспективные носители катализаторов. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. - 158 с.

14. Анциферова Ирина Владимировна Автореф. дис. ... д. техн. наук Управление экологическими рисками при получении материалов из титана методом порошковой металлургии. 2005

15. Ахметов Б.Р., Евдокимов И.Н., Елисеев Н.Ю. Некоторые особенности надмолекулярных структур в нефтяных средах // Химия и технология топлив и масел, 2002 г., № 4, с.41-43

16. Ахназарова C.JL, Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1985. -327 с.

17. Баран Б.А., Криворучко А.П. Применение магнитного поля в процессах водоподготовки // Химия и технология воды, 2001, т. 23, №2, с. 135-141.

18. Биккулов А.З. Органические нефтяные отложения и их утилизация. - Уфа, 1997. - 180 с.

19. Бозорт Р. Ферромагнетизм (Перевод с англ.) - М.: Мир, 1956. -

289 с.

20. Борсуцкий З.Р., Ильясов С.Е. Исследования механизма магнитной обработки нефтей на основе результатов лабораторных и промысловых испытаний. // Нефтепромысловое дело, 2002 г., № 8, с. 28-37

21. Брицке М.Э. Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ. М.: Химия, 1982.-214 с.

22. Бурдина Н.Г., Доломатов М.Ю. Определение концентрации парамагнитных центров в органических средах по электронным спектрам поглощения // Сборник научных трудов «Нефтепереработка и нефтехимия». Выпуск XXXIII, Уфа, 2001г. - 136 с.

23. Бурлов В.В., Алцыбеева А.И., Парпуц И.В. Защита от коррозии оборудования НПЗ. - СПб.: Химиздат, 2005. - 248 с.

24. Велес Парра Р.. Пивоварова H.A. Пути повышения эффективности аппаратов для магнитной обработки жидкостей. // Вестник Астраханского ГТУ. Серия «Механика». - Астрахань: изд-во АГТУ, 1998 г., с. 111-114

25. Власова Г.В., Пивоварова H.A., Пименов Ю.Т., Щугорев В.Д., Зимина С.Г., Адаспаева С.А. Интенсификация процесса перегонки мазута

совместным воздействием магнитного поля и ультразвука // Технологии нефти и газа, № 5, 2008г., с. 20-24

26. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления. Справочник / Ю.М. Кострикин, H.A. Мещерская, О.В. Коровин, М.: Энергоатомиздат, 1990. - 254 с.

27. Володин Ю.А., Тонкогубова Т.Д., Глухоедова Т.В., Клокова Т.П., Глаголева О.Ф Влияние ультразвука и времени релаксации на степень дисперсности нефтяных систем // Материалы 2-го Междун. симпозиума «Наука и технология углеводородных дисперсных систем», Уфа, 2-5 окт. 2000 г., т. 1, с. 33

28. Вонсовский C.B. Магнетизм. - М.: Наука, 1971. - 1032 с.

29. Г. Пафти, К. Рочестер. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел / Перевод Б.Н. Тарасевича. - М.: Мир, 1986. - 488 с.

30. Г.И. Литвинова, H.A. Пивоварова, И.Ф. Белова, Ю.Ш. Анкешева, В.В. Романова, И.А. Сорокина Распределение ингибитора коррозии в потоках ректификационной колонны атмосферной перегонки стабильного конденсата // Транспорт и подземное хранение газа, 2010 г., №2, с. 53-59.

31. Г.Ф. Большаков Образование гетерогенной системы при окислении углеводородных топлив. - Новосибирск: Наука Сиб. отд-е , 1990.

- 248 с.

32. Газизов A.A. Увеличение нефтеотдачи неоднородных пластов на поздней стадии разработки. - М.: Недра, 2002. - 640 с.

33. Гафаров H.A., Кушнаренко В.М., Бугай Д.Е. и др. Ингибиторы коррозии: в 3-х томах. Т.2. Диагностика и защита от коррозии нефтегазопромыслового оборудования под напряжением. - М.: Химия, 2002.

- 367с,

34. Генералов И.В. Повышение эффективности эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН, в осложненных условиях Самотлорского месторождения. Автореф. дис. ...к.т.н., Уфа., 2005, 20с., Уфимский, гос. нефтн. техн. университет

35. Глаголева О.Ф. Влияние ультразвука на реологические свойства нефтей. // Химия и технология топлив и масел. 2008 г., №2, с. 25

36. Глаголева О.Ф., Клокова Т.П., Володин Ю.А. Определение параметров частиц дисперсной фазы в нефтяных системах колориметричеким методом. Метод, руководство. - М.: РГУ НиГ, 1996. - 14 с

37. Глущенко В.Н. Обратные эмульсии и суспензии в нефтегазовой промышленности. - М.: Интерконтакт Наука, 2008. - 725с.

38. Гончарук В.В., Маляренко В.В., Яременко В.А. Использование ультразвука при очистке воды // Химия и технология воды, 2008 г., т. 30, № 2, с. 253-277.

39. ГОСТ 25784-83. Топливо нефтяное. Метод определения натрия, калия и кальция в газотурбинном топливе.

40. ГОСТ 26929-94 Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов

41. ГОСТ Р 51925 - 2002. Бензины. Определение марганца методом атомно-абсорбционной спектроскопии.

42. Государственный стандарт союза ССР. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. ГОСТ 17.4.3.01-83 (CT СЭВ 3847-82)

43. Давыдова C.JI, Тагасов В.И. Нефть и нефтепродукты в окружающей среде: Учеб. пособие. - М.: Изд-во РУДН, 2004. - 163 с.

44. Душкин С.С., Евстратов В.Н. Магнитная подготовка на химических предприятиях. - М.: Химия, 1986. - 144с.

45. Емельянов A.B. Повышение безопасности и ресурса промыслового оборудования в условиях воздействия механических примесей и отложения солей. Автореф. дис. ...к.т.н., Уфа., 2003, 24с., Уфимский, гос. нефтн. техн. университет

46. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. - М.: Агар, 2003. -

317 с.

47. Ибрагимов Н.Г. Осложнения в нефтедобычи. - М.: Изд-во Монография, 2003. - 302 с.

48. Инюшин Н. В., Шайдаков В. В., Емельянов А. В., Чернова К. В. Анализ эксплуатации промысловых трубопроводов Ватьеганского месторождения НГДУ "Повхнефть" // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело". 2002. URL: http://www.ogbus.ru/autors/shai 3.pdf

49. Камчатский П. Новые технологии слива, хранения и разогрева мазута // Новые технологии, 2004 г., № 1, с. 12-15.

50. Классен В.И. Омагничивание водных систем. - М.: Химия, 1982. - 296 с.

51. Клыков В.Ю., Емельянов Д.В. Проблемы с выносом механических примесей и пути решения при эксплуатации на месторождениях ОАО «УДМУРТНЕФТЬ» // Инженерная практика, 2010 г., № 2, с. 49-55

52. Коваленко В.П., Турчанинов В.Е. Очистка нефтепродуктов от загрязнения. - М.: Недра, 1990. - 160с.

53. Кошкин Н. И., Ширшевич М.Г. Справочник по элементарной физике. - М.: Наука, 1980. - 208 с.

54. Кудрявцев И.А Совершенствование технологии добычи нефти в условиях интенсивного выноса механических примесей (на примере Самотлорского месторождения). Автореф. дис. ...к.т.н., Тюмень., 2004, 24с., ТюмГНГУ

55. Кузеев И.Р., Хафизов Ф.Ш., Саммигуллин Г.Х. и др. Акустическая интенсификация процесса каталитического крекинга. Труды АО «Ново-Уфимский НПЗ» Вып. 2. «Исследование, интенсификация и оптимизация химико-технологических систем переработки нефти». -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1996 г., с. 63 - 70

56. Курочкин А.К. НДС и ультразвук. Матер. 2-го Междун. симпозиума «Наука и технология углеводородных дисперсных систем», Уфа, 2-5 окт. 2000, Науч. тр. Т. 1, Уфа, 2000, с. 31 -32.

57. Куценко А.Н., Тлиш Р.Д. Подготовка промышленных вод электромагнитным методом. - М.: ИВЦ «Маркетинг», 1997. - 209 с.

58. Лаборатория акустических процессов и аппаратов Бийского технологического института Алтайского государственного технического университета имени И.И. Ползунова, ООО «Центр ультразвуковых технологий». Аппараты ультразвуковые. Каталог продукции, www.u-sonic.ru

59. Лаптев А.Б., Черепашкин С.Е., Ахияров Р.Ж. Устройство для магнитной обработки жидкости // Патент РФ № 54035 от 10.06.2006 г., Б.И. № 16.

60. Ларионов С.А., Архипова О.В., Обухова С.А. Влияние механического воздействия на свойства нефтяных дисперсных систем. - Уфа, 2000, с.47-50

61. Левченко Д.Н., Бергштейн Н.В., Николаева Н.М. Технология обессоливания нефтей на нефтеперерабатывающих предприятиях. -М.: Химия, 1985.- 186 с.

62. Лоскутова Ю.В. Влияние магнитного поля на реологические свойства нефтей. Автореф. дис. ... канд. хим. наук. Томск, 2003, ИХН СО РАН, 21 с.

63. Луцко В.Е., Писарева С.И., Андреева Л.Н. Влияние магнитного поля на антиоксидантные и парамагнитные свойства нефтяных дисперсных систем. Сб. трудов НПФ Геофит. - Томск: изд-во ТГУ, 2002 г., т. 2, с. 288293.

64. Маганов Р., Саяхов Ф. И экологично, и экономично. // Нефть России, 1998, № 2, с. 46-47

65. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти. М.: Химия, 2001.-568 с.

66. Маргулис М.А. Основы звукохимии. — М.: Высш.школа, 1984. —

272 с.

67. Марданенко В.П., Беньковский В.Г. О методике выделения и исследования природных эмульгаторов воды и нефти // Химия и технология топлив и масел, 1965г., №7, с. 41-45.

68. Меркушев Ю.М., Иванов С.Ф. Опыт применения низкоадгезионных ЭЦН на фонде скважин, осложненных неабразивными механическими примесями // Материалы семинара «Осложненные условия эксплуатации нефтепромыслового оборудования. Способы борьбы с механическими примесями», г. Нижневартовск, 9-10 февраля 2010 г.

69. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов, утвержденных Министерством экономики РФ, Министерством финансов РФ, Государственным комитетом РФ по строительной, архитектурной и жилищной политике от 21.06.1999 г. № ВК477

70. Методические рекомендации по оценке эффективности инновационных проектов. Вторая редакция. - М.: Экономика, 2000. - 303 с.

71. Методические рекомендации по расчету экономической эффективности инновационных мероприятий. СТП 05780913.6.8-2005 ООО «Газпром добыча Астрахань», Изм. № 3 от 12.04.2010 г.

72. Мирзаджанзаде А.Х., Кузнецов O.JL, Басниев К.С. и др. Основы технологии добычи газа. - М.: ОАО Издательство «Недра», 2003. - 880 с.

73. Мисник В.В., Галикеев P.M. Методика прогнозирования глубины образования асфальтосмолопарафиновых отложений в скважинах // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело", 2011 г., №6, с. 345-349. URL: http://www.ogbus.m/authors/Misnik/Misnik_l .pdf

74. Наговицын Э.А. Оборудование для снижения влияния механических примесей при добыче нефти механизированным способом // Инженерная практика, 2010 г., № 2, с. 90-96.

75. О.Ф. Глаголева, В.М. Капустин, Т.Г. Гюльмисарян, Е.А. Чернышева и др. Технология переработки нефти. Часть первая: первичная переработка нефти. - М.: Химия, изд-во «КолосС», 2005. - 400 с.

76. Отчет о научно-исследовательской работе УДК 665.642.2 «Разработка способа интенсификации очистки циркулирующего аминового раствора от механических примесей» по теме № 16/2000 от 02.01.2000г.

(АГТУ) № 197 от 24.03.2000 (ООО АГП), № гос. регистрации 010910039294 Инв. № 02960003005 Астраханский государственный технический. Пивоваров А.Т., Пивоварова H.A., Чудиевич Д.А. и др. Астрахань, АГТУ, 2000г., 47с.

77. Патент № 2397794 Способ промысловой подготовки парафинистой нефти / Пивоварова H.A., Кириллова Л.Б., Власова Г.В. и др., -Заявлено 27.04.2009 г., дата публикации 27.08.2010 г.

78. Патент RU № 2142496 МПК С 10 G 15/10 Чесноков Б.П., Надиров Н.К., Кирюшатов O.A., и др. Способ инициирования химических реакций в процессе переработки нефти и нефтепродуктов и устройство для его осуществления. Заявл. 5.5.97 Опубл. 10.12.99. БИ 1999, № 34

79. Патент RU № 2230094 МПК 7 С 10 G 29/20. Способ перегонки остаточных нефтепродуктов / Пивоварова H.A., Белинский Б.И, Пивоваров А.Т. и др.; Приоритет. 10.10.02

80. Патент РФ 2055171 МПК С1 6 Е 21И 43/25 № 93055695/03 Атемов И.М., Искужиев Б.А., Петров Н.М. и др Способ интенсификации добычи нефти. Заяв. 14.12.93 Оп. 27.02.96 БИ №6

81. Патент РФ 2167824 С02Р1/48 Велес Парра Р., Пивоварова H.A. Магнитный туннель. Приоритет от 05.03.98. Регистр. 27.05.2001

82. Пивоварова H.A. Возможности воздействия магнитных полей на нефтяные системы // Сб. научн. трудов «Теория и практика добычи, транспорта и переработки газоконденсата». АНИПИГаз, Астрахань: изд-во АГТУ, 1999 г., вып. 1, с. 209-213.

83. Пивоварова H.A. Новые технологии в химической, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, основанные на безреагентных методах // Прикладная физика, 1999 г., №1, с. 127-133

84. Пивоварова H.A. Современные подходы к интенсификации процессов переработки углеводородного сырья. // Химия и технология углеводородов, 2004 г., № 4, с. 3-6

85. Пивоварова H.A. Технологические аспекты выбора параметров магнитного активирования углеводородных систем // Известия ВУЗов: Химия и химическая технология, 2004 г., № 9, с. 142-146.

86. Пивоварова H.A., Туманян Б.П., Береговая Н.М. Особенности определения размера частиц дисперсной фазы гудронов // Наука и технология углеводородов, 2001г., № 4, с. 168-169

87. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ применения / Под ред.Л.П. Зайченко. - СПб: Профессия, 2004. - 240 с.

88. Позднышев Т.Н. Стабилизация и разрушение нефтяных

эмульсий. - М.: Недра, 1982. - 224 с,

89. Р.Н. Ширяева, Ф.Х. Кудашева, Л.А. Ковалева, Р.Н. Гимаев Улучшение реологических свойств высоковязких нефтей // Химия и технология топлив и масел, 2005 г., № 3, с. 36-38.

90. Ратов А.Н. Российский химический журнал. 1995, т.39, №5, с. 106

91. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. Избранные труды. - М.: Наука, 1978. - 568 с.

92. Ребиндер П.А. Проблемы физико-химической механики волокнистых и пористых дисперсных структур и материалов // Материалы конференции. - Рига: изд-во «Зинатне», 1967. - 624 с.

93. Рябичева Л.А. Развитие технологий изготовления изделий из порошковых материалов/ Ресурсозбер1гаюч1 технологи виробництва та обробки тиском MaTepiajiiB у машинобудуванш: 36. наук. пр. - Луганськ: Вид-во СНУ iM. В. Даля, 2009. - 424 с.

94. Рябичева Л.А. Технологическое применение волокновых материалов / Л.А. Рябичева, В.И. Сало // Металлообработка, 2001, №1, с. 4952

95. Сагирова Л.Р., Котенёв Ю.А. Классификация отложений солей, их состав и структура на месторождениях Ноябрьского региона // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело", 2011, №5, с. 189-195. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Sagirova/Sagirova_l.pdf

96. Сафиева Р.З. Физико-химия нефти. - М.: Химия, 1998. - 448с.

97. СафиеваР.З. Нефтяные дисперсные системы: состав и свойства. М.: Химия, 1996.-328с.

98. Сбор и подготовка нефти и газа. Ю.Д. Земенков, JI.M. Маркова, А.Д. Прохоров, С.М. Дудин. -М.: Издательский центр «Академия», 2009. — 160 с.

99. Скобло А.И. и др. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. - М.: ООО «Недра-Бизнес-центр», 2000. - 677 с.

100. Спектрометр атомно-абсорбционный «МГА-915». Руководство по эксплуатации 915.00.000.00.00.РЭ. Санкт-Петербург, 2001. - 34 с.

101. Способ получения титанового порошка, Патент, №2178341, Страна РОССИЯ

102. Способ синтеза фуллереносодержащих фаз, Патент, №2188249, Страна РОССИЯ

103. Сюняев З.И., Сафиева Р.З., Сюняев Р.З. Нефтяные дисперсные системы. - М.: Химия, 1990. - 226 с.

104. Т.П. Клокова, Ю.А. Володин, О.Ф. Глаголева Влияние ультразвука на коллоидно-дисперсные свойства нефтяных систем // Химия и технология топлив и масел, 2006 г., № 1, с. 32-34.

105. Такаева М.А., Пивоварова H.A., Кириллова Л.Б., Власова Г.В., Щугорев В.Д., Ахмадова Х.Х. Особенности обессоливания парафинистой нефти. Часть 1. Возможности волнового воздействия и активирующих добавок при обессоливании нефти // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ, № 6, 2009 г., с. 86-88.

106. Такаева М.А., Пивоварова H.A., Кириллова Л.Б., Власова Г.В., Щугорев В.Д., Ахмадова Х.Х. Особенности обессоливания парафинистой нефти. Часть 2. Экспериментальное исследование влияния волновых воздействий и активирующей добавки на процесс обессоливания парафинистой нефти // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ, № 1,2010 г., с. 84-86.

107. Тараканов Г.В., Нурахмедова А.Ф., Попадин Н.В. Глубокая переработка газовых конденсатов / Под ред. Г.В. Тараканова. - Астрахань: типография «Факел» ООО «Астраханьгазпром», 2007. - 276 с.

108. Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановка. -М: Энергия, 1987. - 184 с.

109. Теоретические основы химмотологии / Под ред. Браткова A.A. -

М.: Химия, 1985.-320 с.

110. Технологический регламент установки первичной переработки стабильного конденсата У-1.731 ГПЗ ООО «Газпром добыча Астрахань». 3418-ТР У-1.731

111. Туманян Б.П. Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем. М.: ООО «ТУМА ГРУПП». Издательство «Техника», 2000.-336 с.

112. Туманян Б.П. Ультразвук на промысле и не только. // Нефть

России, 1997 г., № 7, с. 45-46

113. Ульянов A.A. Школьникам и первокурсникам о минералогии. -

Геовикипедия. http://wiki.web.ru.

114. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н., Гейнц Э.Р. и др. Использование магнитронных устройств для омагничивания жидких сред. Сб. науч. трудов. Электрон и электромеханические системы и устройства. Науч. произв. центр «Полюс», Томск, 1997, с. 179 - 183

115. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н., Гейнц Э.Р. и др. Магнитные технологии в нефтедобыче. Сб. науч. трудов. Электронные и электромеханические системы и устройства. - Томск: НПЦ Полюс, 1997. - с. 179-190.

116. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н., Фундаментальные аспекты химии нефти. Природа смол и асфальтенов. Новосибирск: Наука, 1995. - 192 с.

117. Филиппов А.Г., Андреев А.Е., Мерчева B.C. и др. Твердые нормальные алканы конденсата Астраханского газоконденсатного

месторождение // Наука и технология углеводородов, 2001, №4(17), с. 170171

118. Хасанов М. М., РагулииВ. В., Михайлов А. Г., Шайдаков В. В., Никитин Р. В., Лаптев А. Б., Князев В. Н. Воздействие магнитного поля на отложения карбонатных осадков в скважинах // Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело". 2002. URL: http://www.ogbus.ru/autors/Khasanov l.pdf

119. Хафизов Ф.Ш. Разработка технологических процессов при использовании волновых воздействий. Автореф. дис. ... д.т.н., Уфа, 1996, 45с., УГНТУ

120. Хисматуллина Ф.Р. Исследование физико-химических эффектов в фильтрационных потоках углеводородных систем в высокочастотном электромагнитном поле. Автореф. дис. ...к.ф-м.н., Уфа., 1997,19с., Башк. гос. ун-т.

121. Хисматуллина Ф.Р., Ковалева Л.А. Моделирование высокочастотного электромагнитного воздействия на газожидкостную систему в пористой среде. // Материалы 2-го Междун. симпозиума «Наука и технология углеводородных дисперсных систем», Уфа, 2-5 окт. 2000, т. 2, с. 121-123

122. Хуторянский Ф.М. Подготовка к переработке стойких высокообводненных ловушечных эмульсий НПЗ. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 2006. -152 с.

123. Чернышева Е.А., Глаголева О.Ф.Технология и аппаратурное оформление нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств // ООО« Центр исследований и разработок ЮКОС», 2003 г., с. 2-10

124. Шайдаков В.В. Механические примеси в нефтедобыче // Инженерная практика, 2010 г., № 2, с. 98-103

125. Шайдаков Е.В., Полетаева О.Ю., Шайдаков В.В., Уметбаев В.В., Катрич Н.М., Балаганов Д.М. Магнитная коагуляция механических примесей

// Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело", 2011, №4, с. 102-114. URL: http://www.ogbus.m/authors/ShaidakovEY/ShaidakovEV_l .pdf

126. Шведков Е. Д., Денисенко Э. Т., Ковенский И. И. Словарь-справочник по порошковой металлургии. - Киев: Наукова думка, 1982. -270с.

127. Шепелев И.И., Твердохлебов В.П., Кривоносенко А.В, Хузеев А.П. Интенсификация процесса разрушения нефтяных и водномасляных эмульсий с использованием электроимпульсного воздействия. // Материалы IV Международной конференции в 2-х томах. Томск: «STT», 2000, т.2., с. 420-22.

128. Шехтер Ю. Н., Крейн С. Э., ТетеринаЛ. Н. Маслорастворимые поверхностно-активные вещества.— М.: Химия, 1978. - 300 с.

129. Шмидт A.A. Повышение эффективности эксплуатации скважин осложненных содержанием мехпримесей в продукции. Автореф. дис. ...к.т.н., Уфа., 2007, 18с., Самарский, гос. техн. университет

130. Ю.В. Лоскутова, Н.В., Сизова, Н.В. Юдина, Т.В. Петренко Влияние магнитной обработки на антиоксидантные и парамагнитные свойства смолисто-асфальтеновых компонентов нефти // Нефтехимия, т.45, 2005 г., С.145- 150.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.