Противотурбулентная присадка ПТП-12 для нефти/нефтепродуктов/ШФЛУ/обводнённых нефтей. Противотурбулентные присадки для нефти


Противотурбулентная присадка ПТП-12 для нефти/нефтепродуктов/ШФЛУ/обводнённых нефтей

Как это работает

Попадая в поток полимер присадки ПТП-12 быстро растворяется и разворачивается в длинные молекулярные цепочки по длине трубопровода.

Такие молекулярные «нити» гасят турбулентные пульсации в потоке жидкости, снижая потери энергии при перекачке по трубопроводу.

ПТП вводится в линию после насосных агрегатов, УУН и запорной арматуры во избежание деградации присадки (разрыв «нитей»).

Основную работу ПТП совершает в пристеночной области трубопровода, там, где зарождаются турбулентные завихрения при достаточно большой скорости потока.

ПТП также работает и в ядре потока, хотя и в значительно меньшей степени.

После прохождения ПТП через технологическое оборудование следующей насосной станции или принимающего терминала структура присадки разрушается, а эффект исчезает.

Технические данные ПТП-12

Химический состав:

Компонент

Номер CAS

Массовая доля, %

Поли-α-олефин

68037-01-4

25-40%

Изо-октанол

26952-21-6

55-75%

Патентованный со-носитель 1

Патентованный

0,5-3,5%

Патентованный со-носитель 2

Патентованный

0,5-3,5%

Патентованный со-носитель 3

Патентованный

0,5-3%

Физические свойства:

  • Внешний вид – жидкая однородная суспензия белого цвета;
  • Классификация опасности – не регулируется, не горючая;
  • Удельный вес 0.88 ± 0.04;
  • Температура вспышки > 65°С;
  • Температура замерзания < -55°С;
  • pH 6.0 - 8.0.

Срок годности при хранении в герметичной заводской ёмкости не менее 5 лет.

Воздействие на трубы/материалы, оборудование, перекачиваемые углеводороды:

  • Не содержит летучие фосфористые компоненты;
  • Не содержит свободный олефин;
  • Органический уровень хлорида несущественный (<0.001ppm)
  • Отсутствие коррозии, отложений или других вредных свойств;
  • Не оказывает побочного эффекта на качество перекачиваемых углеводородов, нефтепродуктов;
  • Не осаждаются на стенках трубопровода, не блокируют фильтра, не осаждаются на дне резервуаров принимающего терминала.

npo-potok.ru

Эффективность применения противотурбулентных присадок при перекачке газового конденсата по магистральному трубопроводу

Статья посвящена вопросам эффективности применения противотурбулентных присадок при перекачке газоконденсата, описаны механизм действия присадки, факторы, обуславливающие эффективность ее применения. Авторы обосновывают преимущества использования противотурбулентных присадок.

Ключевые слова: противотурбулентная присадка, гидравлическое сопротивление, газоконденсат, деструкция, турбулизация, экономия энeргозатрат.

 

В Западной территории Казахстана разрабатывается месторождение Карачаганак. Карачаганакское месторождение является одним из крупнейших нефтегазоконденсатных месторождений в мире. Трубопровод «Карачаганак — Атырау» соединяет Карачаганакский Перерабатывающий Комплекс с населенным пунктом БольшойЧаган (1 секция) и далее до НПС «Атырау» (2 секция), где производится его подключение к трубопроводу КТК. Данная транспортная система длиной 635,5 км является экспортным трубопроводом, поставляющий газовый конденсат.

Проблему повышения производительности трубопроводного транспорта можно решить увеличением мощности силовых установок, используемых на насосных станциях. Однако это обуславливается техническими трудностями и большими объёмами капиталовложений. Поэтому снижение гидродинамических затрат при перекачке нефти и конденсата, приводящие к увеличению производительности трубопровода при тех же мощностях силовых установок, представляет значительный интерес.

Потери напора на трение являются основной причиной затрат электроэнергии на перекачку жидкостей и газов по трубопроводам. Они обусловлены силами внутреннего трения между слоями движущейся жидкости. И в ламинарном и в турбулентном потоке происходит диссипация (рассеивание) механической энергии упорядоченного движения и переход ее в энергию хаотичного движения частиц жидкости. Для турбулентных течений этот переход носит многостадийных характер.

Механическая энергия движения переходит сначала в энергию крупномасштабных вихрей турбулизованной среды, затем в энергию пульсационного движения мелкомасштабных вихрей и, наконец, за счет сил вязкости — в тепловую энергию жидкости. Поэтому важной задачей является вмешательство в структуру турбулентных течений с целью снижения потерь энергии.

Противотурбулентные присадки — высокомолекулярные полимерные вещества, позволяющие уменьшить коэффициент гидравлического сопротивления перекачиваемой при турбулентном режиме жидкости.

В настоящее время областью применения противотурбулентных присадок являются трубопроводные системы с ограничением по пропускной способности или по давлению.

Их использование позволяет экономить капиталовложения, необходимые для строительства лупингов или дополнительных насосных станций. Применение противотурбулентных присадок при заданном расходе дает возможность снизить рабочее давление в трубопроводе, а это — повышение эксплуатационной надежности и экономия затрат на перекачки.

Принцип действия противотурбулентных присадок основан на эффекте Б. А. Томса [3], проявляющегося при введении в турбулентный поток жидкости очень малых количеств высокомолекулярных полимеров.

Пропускная способность страдает также при добыче и перекачке тяжелых, высоковязких нефтей. Увеличиваются энергозатраты на подъем и дальнейшую транспортировку жидкости, возможна полная остановка потока при застывании продукции.

Однако даже в отсутствие перечисленных выше факторов пропускная способность нефтепроводов и нефтепродуктопроводов может в ряде случаев значительно снижаться за счет турбулизации потока безводной нефти, вызывающей резкий рост гидравлического сопротивления и повышение энергозатрат. Применение специальных противотурбулентных присадок (ПТП) позволяет увеличить объем прокачки и снизить рабочее давление на большинстве трубопроводов, транспортирующих нефть и в том числе газовый конденсат в турбулентном режиме.

Как правило, турбулизация потока жидкости в трубопроводе возникает при определенных условиях. В первую очередь это плотность и вязкость перекачиваемой жидкости. Чем ниже плотность и вязкость углеводородной фазы, тем проще потоку перейти из ламинарного в турбулентный режим, что и происходит при перекачке легких нефтей и нефтепродуктов.

Во-вторых, важную роль играют объем перекачиваемой жидкости и скорость движения потока. Чем выше объем и скорость потока, тем выше число Рейнольдса.

И, наконец, характеристики самого трубопровода. Основной фактор в данном случае — это диаметр трубопровода: чем он меньше, тем больше вероятность турбулизации потока.

При наличии условий турбулизации потока (например, при перекачке газового конденсата по трубам недостаточного диаметра с большим расходным коэффициентом) в пристеночной области возникают пульсации, направленные не вдоль потока, а преимущественно перпендикулярно ему. Когда ламинарное течение переходит в турбулентное, резко возрастает дополнительное гидравлическое сопротивление (до 80 % от общего), что требует повышенных затрат энергии на перекачку.

При выборе противотурбулентной присадки необходимо принимать во внимание такие ее эксплуатационные характеристики как товарная форма, деструкция в турбулентном потоке, скорость растворения в нефтяных системах и ее эффективность.

Для снижения гидравлического сопротивления турбулентного потока нефти используются два типа товарных форм противотурбулентных присадок — гелеобразные и дисперсионные.

В присадках первого типа высокомолекулярный полимер растворен в углеводородном растворителе. Это такие присадки, как CDR-102, Виол, FLО (Бейкер Пайплайн Продактс) и Necаdd-547 (АО «Фортум Ойл энд Гэз»).

В дисперсионных присадках Liquid Pоwer (Коноко Спешиалити Продактс Инк.), M-FLОWTREАT (ООО «Миррико Ceрвиc»), FLО XL (Бейкер Пайплайн Продактс) и Necаdd-447 (АО «Фортум Ойл энд Гэз») гидравлически активная часть находится в виде суспензии на водной или углеводородной основе. Такая товарная форма позволяет получить добавки с большим содержанием полимера (до 25 %). Однако в их состав входят стабилизаторы и другие химические добавки (10–15 %).

В качестве ПТП применяют карбоцепные полимеры (полиметилметакрилаты, полиметоакрилаты, поли-α-олефины, полибутадиены, полистиролы) молекулярной массой более 106, которые при вводе в нефть в количестве 10–50 г/т уменьшают турбулентность потока, что снижает гидравлическое сопротивление нефтепровода. Эффективность присадки определяется природой молекулярной массой полимера эксплуатационными параметрами работы трубопровода (скоростью течения, диаметром трубопровода, температурой и вязкостью нефти и др.) [1].

При экcплуатации магиcтральных трубопроводов рeшаeтcя задача по опрeдeлeнию эффeктивноcти противотурбулeнтной приcадки в завиcимоcти от ee концeнтрации. В качестве ПТП предлагается выбрать M-FLОWTREАT, как наиболее приемлемую в условиях эксплуатации трубопроводной системы.

В уcловиях промышлeнного примeнeния ПТП «M-FLОWTREАT» ee эффeктивноcть (отноcитeльноe cнижeниe турбулeнтного cопротивлeния) опрeдeляeтcя по формулe [2]:

гдe ,  — коэффициeнты гидравличecкого cопротивлeния потока c приcадкой и бeз нee (базовый рeжим соответственно)

Риc. 1. Завиcимоcть cнижeния cопротивлeния потока кондeнcата от концeнтрации приcадки «М-FLОWTREАT»

Риc. 2. Графичecкоe опрeдeлeниe эффeктивноcти противотурбулeнтной приcадки «М-FLОWTREАT»

 

Таким образом, без технологии введения ПТП не обойтись как минимум в трех случаях. Во-первых, при перекачке газоконденсата на предпиковых и пиковых уровнях добычи природного газа. В данном случае применение противотурбулентных присадок дает существенную экономию капитальных затрат за счет отказа от строительства дополнительных трубопроводов, мощности которых не будут востребованы после прохождения пика добычи.

Во-вторых, при перекачке газоконденсата по магистральным трубопроводам. Применение противотурбулентных присадок дает экономию энергозатрат для перекачки больших объемов газоконденсата.

И в-третьих, при перекачке газоконденсата по промысловым трубопроводам, эксплуатирующимся на предельном давлении. Применение противотурбулентных присадок для снижения рабочего давления снижает риск наступления аварии и экологических катастроф, а также предотвращает потери газоконденсата.

 

Литература:

 

1.                  Прохоров, А. А. Подбор наилучшей эмпирической зависимости/ А. А. Прохоров //Тезисы докладов на 53ой Межвузовской студенческой научной конференции «Нефть и Газ-99». М. — 1999. — с.23.

2.                  Результаты применения противотурбулентной присадки «M-FLОWTREАT» при трубопроводном транспорте газового конденсата / А. Г. Егоров, К. А. Лосев, Ю. В. Сулейманова и др. //Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. — 2013. –№ 1. — С.34–35

3.                  Муратова В. И. Оценка влияния противотурбулентных присадок на гидравлическую эффективность нефтепродуктопроводов: автореф. дисс. — Уфа, 2014. — 23 с.

4.                  Прохоров, А. А. Оптимизация режимов перекачки дизельных топлив с антифрикционными полимерными присадками/А. А. Прохоров //Тезисы докладов 56 межвузовской студенческой научной конференции. М., РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. М. — 2002.- С.26.

moluch.ru

Противотурбулентная присадка для нефти Колтек | ЭкоХим

  • Стальная бочка200л
  • Пластиковая бочка150л
  • Пластиковый контейнер1м3
  • Наливной контейнер23 - 32 м3
  • >

    Противотурбулентная присадка для нефти марки   «КОЛТЕК ПТН 3170» представляет собой специально подобранную комбинацию высокомолекулярных сополимеров полиальфаолефинов в виде суспензии в комбинированном носителе (органического и/или растительного происхождения) и предназначена для увеличения объема перекачиваемой нефти путем эффективного снижения гидравлического сопротивления и потерь напора в трубопроводе при перекачке. Противотурбулентная присадка «КОЛТЕК ПТН 3170» производится двух марок А и Б в соответствии с действующими техническими условиями ТУ 2458-011-17423242-2009 с изм. 1.

    Заказать продукт

    Используется в сервисах

    Присадки к топливу Транспортировка нефти и нефтепродуктов
Применение

Необходимо строго выполнять рекомендации компании по применению присадки «КОЛТЕК ПТН 3170». Подача присадки осуществляется постоянно в напорный трубопровод ,как правило, после насоса.

Дозировка

Дозировка присадки «КОЛТЕК ПТН 3170» может колебаться в пределах от 5 г/тонна до 50 г/тонна. Необходимо использование специальных дозировочных систем по вводу присадки. Компания может поставлять необходимые дозировочные системы при промышленной поставке присадки. 

eco-chemistry.ru

Поставка противотурбулентных присадок

СЕРИЯ НАИМЕНОВАНИЕ ПРОДУКТА ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ НАЗНАЧЕНИЕ
Противотурбулентная присадка «M-FLOWTREAT» Классическая ПТП для нефти, ДТ, конденсата Снижение давления, увеличение пропускной способности нефте-, нефтепродукто- и конденсатопроводов
Присадка для снижения гидравлического трения «СНИТРЕН» ПТП для газа Снижение давления, увеличение пропускной способности газопроводов
Присадка комплексного действия «IC-FLOW» Продукт комплексного действия: ПТП + ингибитор коррозии Снижение давления, увеличение пропускной способности трубопроводов и защита от коррозии
Регенты для борьбы с асфальтосмолопарафиновыми отложениями серии Dewaxol   Dewaxol 7201 Ингибитор АСПО Предотвращение образования АСПО
Dewaxol 7315 Депрессорная присадка Понижение температуры застывания (снижение низкотемпературной вязкости углеводородов)
Dewaxol 7504 Диспергатор парафиноотложений Удаления АСПО в скважинах, нефтепроводах, резервуарах, нефтепромысловом оборудовании
Dewaxol 7604 Растворитель АСПО Промывка нефтепроводов, скважинного и нефтепромыслового оборудования от отложений АСПО
Химические продукты серии MR     MR-1055 Продукт комплексного действия со свойствами депрессора, диспергатора, ингибитора АСПО Защита оборудования и трубопроводов от отложений, снижение низкотемпературной вязкости и температуры застывания углеводородного сырья.
MR-1077 Продукт комплексного действия со свойствами деэмульгатора, депрессора, диспергатора, ингибитора АСПО Обеспечение эффективного трубопроводного транспорта водонефтяных эмульсий, осложнённых отложениями АСПО и высокой температурой застывания
MR-1088 Продукт комплексного действия со свойствами ПТП и ингибитора парафиноотложений Повышение пропускной способности трубопроводов за счёт снижения гидравлического трения при одновременном поддержании эффективного диаметра трубопровода, обусловленного защитой от образования АСПО на его внутренней поверхности, а также снижения вязкости транспортируемого сырья.
Ингибиторы гидратообразований серии Hydranox     Hydranox 8001 Ингибитор гидратообразования комплексного действия Борьба с газовыми гидратами в системах сбора и в промысловой обработке газа и нефти, в процессе обработки газоконденсатных скважин, газопроводов и насосов для перекачки сырого газа  
 Hydranox 8004 Ингибитор гидратообразования кинетического действия
Hydranox 8008 Ингибитор гидратообразования термодинамического действия

www.mirrico.ru

Противотурбулентные присадки PT FLYDE - NikaPetroTech

Противотурбулентные присадки (ПТП) PT FLYDE являются уникальным химическим решением проблем трубопроводного транспорта углеводородных жидкостей (нефть, газовый конденсат, нефтепродукты), позволяющим снижать гидравлическое сопротивление трубопроводов и увеличивать их пропускную способность без капитальных затрат.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Перекачка углеводородных жидкостей по трубопроводам обуславливается высокими скоростями потока и, как правило, турбулентным режимом течения. В отличие от ламинарного режима течения турбулентный поток характеризуется нелинейностью движения частиц жидкости: турбулентные завихрения зарождаются в пристенной области и распространяются к ядру потока (01), что является источником существенной части гидравлических потерь при перекачке в турбулентном режиме (порядка 80%).

ПТП PT FLYDE представляют собой полимеры со сверхвысокой молекулярной массой, диспергированные в органических носителях (суспензионные ПТП). Попадая в турбулентный поток полимер ПТП под воздействием углеводородов разворачивается в длинные молекулярные цепочки по длине трубопровода (02). Возникающие молекулярные «нити» гасят турбулентные завихрения в потоке углеводородов линеаризируя (позволяя течь более направлено, прямолинейно) структуру течения и снижая потери энергии (напора) при перекачке. При этом полимер ПТП работает во всем объеме обрабатываемого потока углеводородной жидкости (03).

ОСОБЕННОСТИ

– ПТП PT FLYDE вводятся в поток углеводородов специализированным дозирующим оборудованием– Типичные дозировки ПТП PT FLYDE составляют от 1 г/т до 50 г/т в зависимости от типа обрабатываемой жидкости и условий применения– ПТП PT FLYDE представлены тремя марками: PT FLYDE-H для применения в нефти, PT FLYDE-L и PT FLYDE-S для применения в нефти, газовом конденсате и нефтепродуктах

ПРЕИМУЩЕСТВА

– Повышенная эффективность суспензионных ПТП PT FLYDE по сравнению с гелевыми ПТП за счет более высокого содержания полимера– Высокий уровень снижения гидравлического сопротивления уже на маленьких дозировках– Моментальное распределение в потоке обрабатываемой жидкости и активация полимера– Полное растворение в жидких углеводородах и отсутствие осаждений на стенках трубопроводов и технологического оборудования– Низкая вязкость упрощает работу с ПТП, а высокая эффективность полимера минимизирует дозировку

nikapetrotech.com

Противотурбулентная присадка

Изобретение относится к противотурбулентной присадке для углеводородных жидкостей и может быть использовано в трубопроводном транспорте нефти, нефтепродуктов и газового конденсата. Присадка содержит полидецен-1 в качестве полимера высших α-олефинов, метиловый эфир пропиленгликоля, BNX 1076 в качестве ингибитора окислительной деструкции и стеарат кальция в качестве ингибитора термической деструкции. Присадка по изобретению обладает высокими эксплуатационными характеристиками, увеличивает пропускную способность трубопроводов, а также обеспечивает снижение энергетических затрат, возникающих при транспортировке углеводородных жидкостей. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил., 4 пр.

 

Изобретение относится к противотурбулентным присадкам для углеводородных жидкостей и может быть использовано при транспортировке в трубопроводном транспорте нефти, нефтепродуктов и газового конденсата с целью увеличения пропускной способности трубопроводов.

Известна противотурбулентная присадка FLO МХА (ТУ 2548-002-17642043-2010), состоящая из суспензии полимера со сверхмолекулярным весом, диспергированным в алкиловом спирте.

Недостатками данной присадки является высокая стоимость, необходимость дополнительного перемешивания присадки перед применением.

Известен состав для уменьшения гидравлического сопротивления, содержащий полимер, например поли-α-олефин, в количестве 1-60% и натуральный жир или масло в количестве 40-99%. Состав предпочтительно содержит также диспергирующе-стабилизирующий агент, например мыло жирной кислоты, в количестве 0,1-50% от общего веса (EA 5628, МПК C08L 23/18, опубликовано 28.04.2005 г.).

Недостатком данной присадки является высокая стоимость состава и низкая стабильность, связанная со склонностью натуральных масел к окислительным процессам при контакте с кислородом воздуха.

Известна жидкая присадка к углеводородной жидкости, содержащая высокомолекулярный полиизобутилен, имеющий молекулярную массу (3,7-4,9)⋅106 а.е.м. (патент РФ №2343187, опубликован 10.01.2009 г.).

К недостаткам изобретения можно отнести низкую растворимость присадки в углеводородной жидкости и высокую длительность ее приготовления, поскольку при получении присадки используют полиизобутилен со сверхвысокой молекулярной массой, кроме того, известная присадка имеет недостаточную продолжительность действия.

Известна противотурбулентная присадка (патент РФ №2277103, опубликован 27.05.2006 г.), получаемая полимеризацией высших α-олефинов в растворе углеводорода, и представляющая собой вязкий раствор. Противотурбулентные присадки на основе высокомолекулярных полимеров α-олефинов, растворимых в углеводородных жидкостях, вследствие возможности получения относительно недорогих сверхвысокомолекулярных, а значит, эффективных в качестве противотурбулентных присадок, полимеров получили широкое распространение. Полиальфаолефины, получаемые из альфаолефиновых мономеров, как правило, включают в себя мономеры от С4 до С16. Установлено, что именно такой состав альфаолефиновых мономеров позволяет получить полимеры, характеризующиеся наивысшим качеством и наибольшей эффективностью.

К недостаткам данного изобретения следует отнести следующее. Сверхвысокомолекулярный полимер получается лишь на начальной стадии полимеризации, и ее приходится прерывать при 20%-ной конверсии мономера, так как дальнейшая полимеризация приводит к образованию балластного полимера, не активного в снижении сопротивления (Г.В. Несын, Ю.В. Сулейманова, Н.М. Полякова, Г.П. Филатов. Антитурбулентная присадка суспензионного типа на основе полимеров высших альфаолефинов. Известия Томского политехнического университета. 2006. т. 309. №3).

Известна противотурбулентная присадка суспензионного типа (Известия Томского политехнического университета. 2006. Т. 309. №3. с. 112-115; Г.В. Несын, Ю.В. Сулейманова и др. Антитурбулентная присадка суспензионного типа на основе высших α-олефинов), приготовление которой включает полимеризацию высших α-олефинов в массе, затем полученный полимер измельчают при криогенных температурах и готовят суспензию измельченного полимера в водной или неводной среде. Однако при криогенном измельчении идет процесс деструкции полимера, что снижает его молекулярную массу и его эффективность как антитурбулентной присадки.

Известна противотурбулентная присадка (патент РФ №2579583, МПК C08F 10/14, опубликовано 10.04.2016 г.), содержащая полиолефин (смесь полиолефинов) и дисперсионную среду в соотношении, равном 1:10÷1:2. В качестве дисперсионной среды используются триглицериды жирных кислот, обладающие низкой стабильностью в связи со склонностью к окислительным процессам при контакте с кислородом воздуха.

Наиболее близким аналогом является противотурбулентная присадка (патент РФ №2505551, опубликован 27.01.2014 г.), для которой приготавливают суспензию смешением высшего поли-α-олефина со средой присадки и антиагломератом. В качестве полимера берут полимер, полученный с использованием осадителя в виде вещества с температурой кипения выше температуры кипения исходного мономера не менее чем на 73°C, а компоненты суспензии противотурбулентной присадки берут в следующем количественном соотношении, мас. %:

Полимер 25,0-55,0
Среда полимера 39,5-72,5
ПАВ 2,5-5,5

Недостатком данного изобретения является возможность большого разброса молекулярных масс макромолекул полимера в процессе его изготовления, что сказывается на нестабильности показателей присадки по сравнению с использованием промышленно производимых полимеров.

Задачей изобретения является разработка состава противотурбулентной присадки с высокими эксплуатационными характеристиками для снижения затрат на транспортировку углеводородных жидкостей.

Технический результат заключается в увеличении пропускной способности трубопроводов, снижении перепада давления и энергетических затрат, возникающих при транспортировке углеводородных жидкостей.

Технический результат достигается противотурбулентной присадкой для углеводородных жидкостей, содержащей полимер высших α-олефинов Полидецен-1, метиловый эфир пропиленгликоля, BNX 1076 в качестве ингибитора окислительной деструкции, стеарат кальция в качестве ингибитора термической деструкции, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Полидецен-1 30-40
BNX 1076 0,05-0,1
Стеарат кальция 1,0-1,5
Метиловый эфир пропиленгликоля до 100

Технический результат достигается противотурбулентной присадкой, содержащей полимер высших α-олефинов Полидецен-1, метиловый эфир пропиленгликоля, BNX 1076 в качестве ингибитора окислительной деструкции, стеарат кальция в качестве ингибитора термической деструкции, синтерол АМФ-12 в качестве ингибитора асфальто-смолистых парафиновых отложений, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Полидецен-1 28,3-36,36
BNX 1076 0,05-0,09
Стеарат кальция 1,00-1,36
Синтерол АМФ-12 6-10
Метиловый эфир пропиленгликоля до 100

На фиг. 1 представлена зависимость относительного перепада давления на участке трубопровода опытной установки при перекачке газового конденсата от дозировки противотурбулентной присадки.

На фиг. 2 представлена зависимость относительного снижения потребляемой электроэнергии на участке трубопровода опытной установки при перекачке газового конденсата от дозировки противотурбулентной присадки.

На иллюстрациях обозначены следующие элементы:

1 - присадка без ингибитора АСПО;

2 - присадка с добавлением ингибитора АСПО.

Состав противотурбулентных присадок представлен в табл. 1 и табл. 2, величины снижения перепада давления на участке трубопровода опытной установки в табл. 3.

На движение жидкости по трубопроводу оказывают влияние такие факторы, как скорость движения, диаметр, материал трубопровода, степень шероховатости его поверхности, плотность и вязкость жидкостей. При этом режим движения жидкости, с учетом влияния перечисленных факторов, характеризуется безразмерным параметром - числом Рейнольдса (Re). С увеличением Re эффективность присадок возрастает, и при достаточно больших значениях (турбулентный режим) наблюдается режим максимального снижения сопротивления, когда эффект перестает зависеть от типа полимера присадки, размера трубы и Re. Максимальное снижение сопротивления трения в технически гладких трубах определяется только концентрацией раствора используемого полимера и не зависит от диаметра трубы (Новоселов В.Ф., Муфтахов Е.М. «Технологический расчет нефтепроводов», Уфа: Изд-во УГНТУ, 1996 г. - 43 с., Бударин В.А. «Метод расчета движения жидкости», Одесса: «Астропринт», 2006 г. - 138 с.).

С увеличением вязкости система не переходит из ламинарного в турбулентный режим, поэтому присадки для снижения сопротивления можно применять для углеводородных жидкостей, имеющих кинематическую вязкость не более 15÷20⋅10-6 м2/с.

С увеличением температуры жидкости уменьшается вязкость жидкости и увеличивается эффективность присадок, т.к. повышается их растворимость при введении в поток жидкости. Однако увеличение температуры выше 60-70°C иногда приводит к снижению эффективности присадок, что объясняется снижением растворимости и выпадением из раствора полимеров, имеющих верхнюю критическую температуру смешения.

Заданная величина эффекта снижения гидродинамического сопротивления определяется на основе технико-экономического расчета с учетом типа присадки, гидромеханических параметров, существующих затрат и т.д. После определения оптимальной величины снижения сопротивления с учетом молекулярных характеристик присадок определяется концентрация присадки в углеводородных жидкостях, которая обычно лежит в пределах 50-100 г/т («Композиционные составы для снижения гидравлического сопротивления в системах трубопроводного сбора и транспорта продукции нефтяных скважин», диссертация кандидата технических наук: 02.00.13/ Хуснуллин Руслан Ринатович, Казань, 2015 г. - 149 c.).

С увеличением молекулярной массы полимера при прочих равных условиях эффект снижения сопротивления растет, что связано с увеличением линейного размера молекул с ростом молекулярной массы. Характерным свойством высокомолекулярных полимеров является деструкция (разрушение макромолекул), которая приводит к резкому снижению или полному прекращению их влияния на гидравлическое сопротивление. Деструкция полимеров, как правило, происходит при механическом давяще-трущем воздействии. С увеличением концентрации присадок влияние деструкции на гидродинамическое сопротивление снижается, с ростом температуры раствора - повышается.

Предложенный состав противотурбулентной присадки включает полимер высших α-олефинов - Полидецен-1, который обладает высокой детурбулизирующей способностью, и в сочетании с указанными компонентами обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики присадки. Соотношение компонентов определяется необходимой эффективностью присадки, а также требованиями технологичности изготовления, условиями хранения и эксплуатации. В частности, концентрация Полидецена -1 менее 30% приводит к увеличению удельного расхода присадки для достижения необходимой эффективности, концентрация более 40% приводит к повышению вязкости, что вызывает сложности при изготовлении, дозировании и хранении реагентов при низкой температуре окружающей среды. Ингибитор окислительной деструкции - BNX 1076 представляет собой пространственно-затрудненные фенолы. Его содержание менее 0,05% не обеспечивает достаточной эффективности, а более 0,1% использовать нецелесообразно. Аналогично, ингибитор термической деструкции - стеарат кальция, при содержании менее 1% не обеспечивает достаточной эффективности, более 1,5 % использовать нецелесообразно. Метиловый эфир пропиленгликоля - это растворитель, его процентное содержание в составе присадки определяется по остаточному принципу и, в общем, обусловлено предельным значением вязкости и устойчивости суспензии при низких температурах.

Допускается добавка к присадке ингибитора асфальто-смолистых парафиновых отложений (АСПО) на трубах, например синтерола АМФ-12 (оксиэтилированный неонол), который представляет собой натриевую (калиевую) соль карбоксиметилата оксиэтилированного изононилфенола - имеет структурную формулу: C9h29-C6h5-O(-Ch3-Ch3O)9-Ch3-COO-Na. Получают реакцией конденсации оксиэтилированных алкилфенолов, в качестве которых используют соединения марок "неонол" с монохлорацетатом натрия. Синтерол АФМ-12 марки А выпускают по ТУ 2481-007-14331137-2009.

При содержании в количестве менее 5% добавка не проявляет достаточной ингибирующей эффективности, в количестве более 10% использовать нежелательно, т.к. при этом снижается содержание активных компонентов самой противотурбулентной присадки.

Оценка эффективности действия противотурбулентных присадок в композиции с ингибитором АСПО и без него в газовом конденсате Ачимовских отложений Уренгойского НГКМ проводилась на лабораторной установке ООО «НТЦ Салаватнефтеоргсинтез» путем количественного определения:

1) относительного перепада давления на участке трубопровода при перекачке нефти/газового конденсата без и с использованием присадки;

2) относительного изменения потребляемой электроэнергии электроприводом насоса для перекачки 1 м3 нефти/газового конденсата (кВт⋅ч/м3) без и с использованием присадки.

Относительное снижение перепада давления рассчитывается по формуле

где - перепад давления в трубопроводе при перекачке продукта в отсутствии присадки, МПа;

- перепад давления в трубопроводе при перекачке продукта в присутствии присадки, МПа.

Относительное снижение потребляемой энергии электродвигателем насоса для перекачки нефти/газового конденсата рассчитывается по формуле (2): DRe(%)=(Е0-Еθ)⋅100/Е0,

где E0 - потребляемая энергия для перекачки жидкости объемом 1 м3 в отсутствии присадки, кВт⋅ч/м3;

Еθ - потребляемая энергия для перекачки жидкости объемом 1 м3 в присутствии присадки, кВт⋅ч/м3.

Требуемая скорость потока жидкости была предварительно рассчитана при помощи системы точного моделирования технологических процессов Aspen HYSYS.

Эффективность предлагаемой противотурбулентной присадки без добавления ингибитора АСПО (пример 1) и с добавлением (пример 2) подтверждена испытаниями на лабораторной установке, результаты представлены в таблице 1.

Результаты испытаний показали, что после ввода присадки в газовый конденсат как с добавлением ингибитора АСПО, так и без него происходит снижение перепада давления до (20,3-20,5) % и энергозатрат до (13,6-13,8) %. Снижение данных показателей указывает на повышение пропускной способности трубопровода после введения в поток присадки.

На иллюстрациях представлены зависимости относительного перепада давления (фиг. 1) и относительного снижения потребляемой электроэнергии (фиг. 2) от дозировки опытных образцов противотурбулентных присадок.

Эффективность ингибирования АСПО проводилась над используемым ингибитором АСПО и его смесью с противотурбулентной присадкой методом «холодного стержня» («cold finger test»). Суть эксперимента заключалась в следующем: в газовый конденсат добавляли ингибиторы парафиноотложений в дозировке 1000 г/т, охлаждали до температуры 10°C, затем на 30 секунд вносили предварительно взвешенные на аналитических весах металлические пластинки, охлажденные до 0°C. Пластинки вынимали, давали стечь конденсату и взвешивали. Аналогичный опыт проделывали с газовым конденсатом, не содержащим ингибитор парафиноотложений (холостой опыт), и с ингибитором, смешанным с противотурбулентной присадкой.

Эффективность действия ингибитора (Э,%) рассчитывали по формуле (3):Э(%)=(m1-m2)⋅100/m1,

где m1 - масса парафина, отложившегося на пластинке, погруженной в холостую пробу, г;

m2 - масса парафина, отложившегося на пластинке, погруженной в пробу с ингибитором, г.

Полученные данные представлены в таблице 2.

Пример 1 соответствует опыту с использованием противотурбулентной присадки (ПТП) без ингибитора АСПО, пример 2-е использованием смеси противотурбулентной присадки и ингибитора АСПО.

Из полученных данных следует, что действие ингибитора наиболее эффективно при дозировке присадки (300-500) г/т.

Готовят присадку следующим образом.

Полидецен-1 в виде полимерных гранул смешивают растворителем - метиловым эфиром пропиленгликоля. Смесь нагревают до температуры 70°C, затем добавляют ингибитор окислительной деструкции - BNX 1076 и ингибитор термической деструкции - стеарат кальция. При этом используют следующее соотношение компонентов, % масс.: Полидецен-1 - 30-40; BNX 1076 - 0,05-0,1; стеарат кальция - 1,0-1,5; метиловый эфир пропиленгликоля - до 100. Далее осуществляют постепенное охлаждение и слабое перемешивание до снижения температуры до 25°C. При этом образуется маловязкая суспензия полимера - противотурбулентной присадки.

Пример 1. Полидецен-1 в количестве 30 г смешали с 68,95 г метилового эфира пропиленгликоля, смесь нагрели до температуры 70°C, затем добавили ингибиторы окислительной и термической деструкции - BNX 1076 и стеарат кальция, соответственно 50 мг и 1 г. Далее, используя поэтапное охлаждение и слабое перемешивание, снизили температуру до 25°C, при этом образовалась маловязкая суспензия полимера.

Пример 2. При указанной в примере 1 последовательности действий используют следующие количества компонентов: Полидецен-1 - 35 г; метиловый эфир пропиленгликоля 63,73 г, BNX 1076 - 70 мг, стеарат кальция - 1,2 г. Получают присадку в виде маловязкой суспензии полимера.

Пример 3. При указанной в примере последовательности действий используют следующие количества компонентов: Полидецен-1 - 40 г; метиловый эфир пропиленгликоля 58,4 г, BNX 1076 - 100 мг, стеарат кальция - 1,5 г. Получают присадку в виде маловязкой суспензии полимера.

Пример 4. Готовят присадку по примеру 1, отмеряют 92 г полученной суспензии и добавляют в нее 8 г ингибитора АСПО - синтерола АМФ-12. После перемешивания получают готовый продукт.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет при невысоких затратах и достаточно простой технологии получить противотурбулентную присадку с высокими эксплуатационными характеристиками.

1. Противотурбулентная присадка для углеводородных жидкостей, содержащая полимер высших α-олефинов Полидецен-1, метиловый эфир пропиленгликоля, BNX 1076 в качестве ингибитора окислительной деструкции, стеарат кальция в качестве ингибитора термической деструкции, при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Полидецен-1 30-40
BNX 1076 0,05-0,1
Стеарат кальция 1,0-1,5
Метиловый эфир пропиленгликоля до 100

2. Противотурбулентная присадка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит синтерол АМФ-12 в качестве ингибитора асфальто-смолистых парафиновых отложений, при соотношении компонентов, % масс.:

Полидецен-1 28,3-36,36
BNX 1076 0,05-0,09
Стеарат кальция 1,00-1,36
Синтерол АМФ-12 6-10
Метиловый эфир пропиленгликоля до 100

www.findpatent.ru

Противотурбулентные присадки

Для снижения коэффициента гидравлического сопротивления жидкостей и газа, перекачиваемых в трубопроводах, используются противотурбулентные присадки.

При конкретных показателях плотности и скорости перекачивания рабочей среды, характерных особенностях трубопровода передвижение без пульсаций (так называемое) обязательно переходит в другой вид – турбулентный. В результате появляется добавочное сопротивление, которое в случае перекачивания маловязких сред может составлять 80 процентов от общего. В итоге существенно увеличиваются траты на перекачивание.

Противотурбулентные присадки – назначение

Полимерные присадки нашли широкое применение в нефтедобывающей индустрии – скоростное транспортирование нефтепродуктов и нефти, а также в других сферах – тушение больших пожаров, медицина, бурение и т.д. Противотурбулентные присадки помогают:

  • Повысить пропускную способность различных трубопроводов;
  • Уменьшить энергетические траты на перекачивание;
  • Улучшить эксплуатационную надежность линейного пути трубопровода;
  • Снизить риск возникновения аварий;
  • Существенно сократить вложения на возведение добавочных насосных станций.

Используя противотурбулентные присадки, стоит учитывать, что на степень снижения сопротивления оказывает влияние ряд факторов:

  • Химический состав используемых присадок, а также их молекулярные и эксплуатационные характеристики;
  • Концентрация активного элемента, скорость растворения;
  • Форма вещества – гелеобразное или в виде суспензии;
  • Температура застывания;
  • Параметры трубопровода;
  • Вязкость и плотность перекачиваемой среды.
Преимущества

Противотурбулентные присадки отличаются следующими положительными характеристиками:

  • Не изменяют физические и химические свойства нефтепродуктов и конденсата;
  • Не впитываются поверхностями трубопроводов;
  • Применяются в небольших дозировках;
  • Обеспечивают оперативное повышение пропускной способности;
  • Могут применяться избирательно, например, во время пиковой нагрузки.

Важный нюанс – противотурбулентные присадки могут использоваться с различными реагентами для нефтепромысловой добычи.

Специалистами научно-производственного предприятия «Спектропласт» были разработаны оригинальные технологии, позволяющие производить противотурбулентные присадки с уникальными качественными характеристиками. При этом стоимость остается бюджетной. Заказать и приобрести продукцию можно непосредственно на сайте или у наших торговых представителей.

ingibitory.ru