авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Развитие технологий и технических средств для борьбы с отложениями в нефтяных емкостях

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КОНОНОВ ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ

РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ БОРЬБЫ С ОТЛОЖЕНИЯМИ В НЕФТЯНЫХ ЕМКОСТЯХ

Специальность: 07.00.10 – ИСТОРИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ

25.00.19 – Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа 2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мастобаев Борис Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Зенцов Вячеслав Николаевич

кандидат технических наук

Локшин Александр Адольфович

Ведущая организация: Государственное унитарное предприятие «Институт проблем транспорта энергоресурсов»

Защита состоится 24 ноября 2010 г. в 14 час. 30 мин. на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.01 при ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан 23 октября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета А.М. Сыркин

Актуальность работы. В настоящее время в связи с увеличением нефтедобычи, ростом экспорта и внутреннего потребления нефти и нефтепродуктов остро встает вопрос их транспортировки и хранения. В процессе хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов в емкостях, особенно в емкостях большого объема, происходит образование и накопление отложений, количество которых иногда достигает полезного объема емкости в год. Наличие отложений приводит к недоиспользованию объема нефтяных емкостей, а также к возникновению коррозионно-опасных зон под осадком, к затруднению обследования состояния резервуаров. Кроме снижения полезного объема емкостей, накопление отложений ведет к осложнению процесса их эксплуатации, к затруднению количественного и качественного учета нефти, к снижению технико-экономических показателей работы нефтяных резервуаров и транспортной системы в целом. Для повышения эффективности использования мощности нефтяных емкостей необходимо сохранение их полезного объема.

Научное прогнозирование и разработка конкретных предложений по развитию способов борьбы с отложениями в нефтяных емкостях возможны только на основе анализа исторического опыта. Несмотря на существование значительного количества работ, посвященных борьбе с нефтяными отложениями, комплексного и обобщающего исследования не проводилось.

Настоящая работа посвящена комплексному анализу проблем борьбы с образованием, накоплением и удалением отложений в нефтяных емкостях и выявлению наиболее перспективных методов и технических средств для удаления осадка. Изучение существующих технологий и устройств для удаления и предотвращения образования и накопления отложений весьма актуально и представляет большой практический интерес для разработки новых и усовершенствованию существующих систем, позволяющих эффективнее бороться с нефтяными отложениями.



Целью исследования является изучение и анализ развития технологий и технических средств борьбы с отложениями в нефтяных емкостях, выявление и усовершенствование наиболее эффективного устройства, применяемого на предприятиях топливно-энергетического комплекса России.

Задачи исследования:

  1. провести исторический анализ причин образования и накопления отложений в нефтяных емкостях;
  2. провести комплексный анализ существующих технологий и технических средств для предотвращения накопления и удаления уже образовавшихся нефтеосадков;
  3. разработать классификацию способов борьбы с нефтеосадком в емкостях. Рассмотреть технико-экономические показатели различных способов, применяемых для борьбы с придонными отложениями, и определить наиболее перспективный способ борьбы с нефтяными отложениями;
  4. определить рациональные параметры струйного гидравлического смесителя (СГС) для использования его в конкретных резервуарах различной вместимости с использованием усовершенствованных математических зависимостей и провести исследования работы СГС, а также сравнительный анализ смесителя СГС и применяемых на предприятиях топливно-энергетического комплекса России других систем и устройств.

Научная новизна. Впервые произведен анализ развития отечественных и зарубежных технологий и устройств для борьбы с нефтяными отложениями, выявлены их достоинства и недостатки.

На основе анализа существующих технологий и устройств предложена классификация способов борьбы с отложениями в нефтяных емкостях, определены наиболее эффективные способы борьбы с отложениями в нефтяных емкостях – гидравлический и гидромеханический.

Впервые определены рациональные параметры эффективной работы смесителя СГС (производительность, рабочее давление, скорость струй, геометрические размеры) в резервуарах различных объемов.

Проведен анализ технико-экономических показателей СГС и применяемых на предприятиях топливно-энергетического комплекса России других систем и устройств, принцип действия которых основан на гидравлическом и гидромеханическом способах предотвращения накопления нефтяных отложений, выявивший перспективность применения СГС.

Практическая значимость. Определены рациональные параметры работы СГС, которые были использованы при разработке конструкции СГС для размыва и предотвращения накопления осадка в товарных резервуарах на ОАО «Салаватнефтеоргсинтез».

Основные положения работы использованы при написании учебного пособия «Борьба с отложениями в нефтяных емкостях», которое используется в учебном процессе факультета трубопроводного транспорта Уфимского государственного нефтяного технического университета при подготовке студентов по направлению 130500 «Нефтегазовое дело».

Материалы диссертационной работы могут быть использованы при создании обобщающих историко-технических трудов, посвященных развитию нефтяного дела в России и зарубежом.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на: 55-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ: Уфа – 2004; Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2005»: Уфа – 2005; Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2006»: Уфа – 2006; Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2007»: Уфа – 2007; VII конференции молодых ученых и специалистов организаций группы «ЛУКОЙЛ»: Бургас (Болгария) – 2007; 59-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ: Уфа – 2008; IV Международной учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2008»: Уфа – 2008.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных трудов, в том числе 4 статьи, из них 3 статьи опубликованы в журналах перечня ВАК Министерства образования и науки РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов, библиографического списка и приложений. Содержание работы изложено на 178 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц, 118 рисунков. Библиографический список включает 112 наименований.

1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ В НЕФТЯНЫХ ЕМКОСТЯХ

Во всех добываемых нефтях в процессе транспортировки и хранения происходит выпадение осадков. Образование осадков в нефтяных емкостях приводит к снижению полезного объема, возникновению коррозионно-опасных водяных линз, затруднению обследования состояния емкости. Для эффективной борьбы с отложениями необходимо выяснить сущность, а также установить основные закономерности этого процесса.

Образование осадка в емкостях связано с выделением и последующим осаждением твердой фазы. Выделение твердой фазы зависит от физико-химических характеристик нефти, температуры и ряда других факторов, а интенсивность накопления осадков зависит от конструктивных и технико-эксплуатационных особенностей емкостей.

Нефтеосадки внутри резервуара распределяются неравномерно. На рисунке 1 представлено распределение нефтеосадка и характерные зоны по уровню коррозионного поражения нижнего пояса стенки резервуара РВСПК-50000.

а)

б) в)

а – распределение осадка по днищу резервуара типа РВС; б, в – распределение осадка по днищу резервуара типа ЖБР

Рисунок 1 – Профили донных отложений по сечению днища в резервуарах

Из таблицы 1 видно, что содержание механических примесей в нефтеосадках составляет 52–88%, а углеводородов 12–42%. Состав нефтеосадка представляет собой смесь асфальтенов, парафинов, масел и воды. Наличие в отложениях солей хлора и серы, воды приводит к коррозии днища и нижнего пояса стенки резервуара.

В 1961 г. В.Ф. Нежевенко одну из работ посвящает вопросу образования парафинистого осадка в емкости малого объема в условиях нефтепромысла. Основная цель данной работы заключалась в определение скорости образования осадка и составлении рекомендаций о возможности отстоя нефти от взвешенного парафина. В результате проведенных экспериментов было установлено, что снижение температуры в резервуаре происходит крайне медленно. Выделившиеся в результате охлаждения нефти кристаллы парафина оседают с небольшой скоростью. Осевшие кристаллы парафина не переходят в жидкое состояние даже при пребывании нефти в более высокой температуре. Отстой нефти практически не сказывается на общем содержании парафина и не имеет никакого смысла.

Таблица 1 – Физико-химические характеристики отложений при хранении нефтей, добываемых в Республике Татарстан

№ п/п Параметры Значения
1 Содержание нефтепродуктов 14-42%
2 Содержание механических примесей 52-88%
3 Состав осадка:
Асфальтены 6-25%
Смолы 7-20%
Парафины 1-4%
Масла 70-80%
Вода 0,3-8%
Водорастворимые соли 0,2-1%
4 Хлористые соли 33-1100 мг/л
5 Сера 1,5-5,3%
6 Содержание металлов:
Ванадий 1,410-2 - 9,510-2 %
Никель 2,410-3 - 810-3 %
7 Плотность жидкой фазы 940-950 кг/м3

В середине 1960-х В.П. Тронов в своих исследованиях установил, что смолы нельзя рассматривать как компонент, способный самостоятельно быть источником образования строительного материала для формирования смоло-парафиновых отложений. Для образования большого количества осадка необходимо присутствие кристаллов парафина. Одновременное присутствие всех перечисленных компонентов ведет к образованию большого объема осадка с плотной консистенцией.





Для установления закономерностей процесса осадкообразования в парафинистых нефтях В.П. Свиридовым и Г.Э. Лерке в 1972 году были проведены исследования нефтей с четырех месторождений. На основе полученных результатов была построена зависимость общего содержания взвеси от температуры для каждой изучаемой нефти (рисунок 2).

Из графика, представленного на рисунке 2, следует, что с изменением температуры изменяется и содержание твердой фазы. Это связано с процессом выделения парафина, являющегося основным составным элементом образовавшегося осадка. Таким образом, при понижении температуры происходит дополнительная кристаллизация парафина, что, в свою очередь, приводит к адсорбции асфальто-смолистых веществ на них. Другие компоненты рассматриваемых нефтей (механические примеси и вода) почти не влияют на общее содержание взвеси при понижении температуры.

  Общее содержание-3

Рисунок 2 – Общее содержание смоло-парафиновой взвеси в зависимости от температуры для различных нефтей

В 1988 году В.Я. Юрцын, А.Г. Соколова, В.Г. Калачаева, В.В. Гафнер провели исследования по образованию высокомолекулярных органических соединений, смолисто-асфальтеновых веществ (САВ), парафиновых отложений на стенках нефтяных резервуаров, а также физико-химические свойства этих отложений.

Установлено, что максимальные отложения происходят в осенне-зимний период в верхней части резервуара (8–11 м от днища), не освещаемой и не прогреваемой солнцем. На расстоянии 6–7 м от крыши резервуара толщина отложений уменьшается (таблица 2).

Таблица 2 – Результаты замеров отложений на стенках резервуаров РВС-10000 в зимний период

№ РВС Месяц Толщина отложений, см, при расстоянии от крыши резервуара, м Объем отложений, м3 Потери нефти, т
1 2 3 4 5 6
11 декабрь 0 1,4 1,9 2,1 - -
январь 0 1,6 3,2 2,0 1,2 1,2 9,245 7,3
12 декабрь 0 1,6 1,9 2,1 - -
январь 0,5 2,0 2,0 1,3 1,5 2,0 8,67 7,55
13 декабрь - 1,0 1,4 1,09 - -
январь - 2,0 2,1 2,5 2,7 1,7 12,52 10,0
14 декабрь - 0,8 0,9 1,2 - -
январь - - 1,7 1,8 2,5 1,6 5,22 4,1
15 декабрь - 1,2 1,7 2,0 - -
январь 0,5 2,8 2,5 3,0 1,5 1,5 12,4 9,9


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.