Совершенствование методов подготовки углеводородного сырья для процессов нефтехимии и нефтепереработки

Актуальность работы.

Параметры и результаты технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии определяются качеством поступающего на переработку углеводородного сырья, что, в свою очередь, напрямую зависит от эффективности используемых методов его подготовки и очистки. Современный этап развития химии и технологии углеводородов характеризуется прогрессирующим ухудшением свойств и качества перерабатываемых нефтей из-за увеличения обводненности, коррозионной агрессивности, содержания серы, солей и пр. В этой связи снижение влияния указанных негативных факторов на разделение и трансформации углеводородного сырья является одним из приоритетных направлений науки и техники.

В технологических процессах подготовки сырья для нефтепереработки и нефтехимии используются химические реагенты различного назначения, но в осложненных условиях традиционные химические методы и стандартные технологии во многих случаях оказываются недостаточно эффективными. Наряду с химическими используется ряд физических методов воздействия на нефть и водно-органические смеси, в том числе и обработка их магнитным полем, что позволяет в ряде случаев улучшить их свойства и облегчить разделение.

При достаточно широком практическом применении методов магнитной обработки жидкостей на сегодняшний день отсутствует общепринятая теория, поясняющая механизм воздействия магнитного поля на водно-органические (углеводородные) дисперсные системы. В связи с этим актуальным представляется исследование магнитной обработки жидкостей как способа подготовки углеводородного сырья к дальнейшей переработке, анализа разработки и совершенствования технических средств для магнитной обработки и оценки целесообразности и перспективности ее дальнейшего развития.

Целью работы являются исследование воздействия магнитной обработки на свойства нефтяного сырья для нефтепереработки и нефтехимии и комплексная оценка развития и перспективности дальнейшего применения магнитной обработки в технологии нефти и нефтехимии.

Основные задачи исследования: изучение механизма влияния магнитной обработки на свойства углеводородного сырьяэкспериментальное определение оптимальных параметров совместного воздействия на углеводородное сырье химическими реагентами и магнитным полемвыявление основных тенденций и закономерностей разработки технологий и технических средств для магнитной обработкиоценка развития магнитной обработки как способа воздействия на сырую нефть и определение наиболее перспективных направлений совершенствования технических средств магнитной обработки и технологий их применения. Научная новизна.

Впервые проведено изучение механизма магнитной обработки как способа совершенствования процессов подготовки и очистки нефти и нефтепродуктов.

Обоснована целесообразность и эффективность совместного применения химических реагентов и магнитной обработки.

Впервые для оценки перспективности направлений совершенствования технологий магнитной обработки путем анализа патентной информации использован статистический критерий — коэффициент Джини, с помощью которого установлено наиболее перспективное направление совершенствования аппаратов магнитной обработки водно-органических смесей — наземный аппарат на основе постоянных магнитов.

Практическая значимость заключается в том, что материалы исследований используются ООО «Инжиниринговая компания «ИНКОМП-нефть» «при разработке технических средств магнитной обработки и ООО «Институт «Уралсибнефтепроект» «для обоснования включения установок магнитной обработки в проектную документацию по созданию нефтехимических комплексов.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались: на научно-практической конференции «Промышленная экология. Проблемы и перспективы» (Уфа, 2001 г.) — II Международной научной конференции «История науки и техники», (Уфа, 2001 г.) — научно-практической конференции «Энергоресурсосбережение в РБ» (Уфа, 2001 г.) — II Международной научно-технической конференции «Наука, образование, производство в решении экологических проблем» (Уфа, 2001 г.) — XV Международной научно-технической конференции «Реактив-2002» (Уфа, 2002 г.) — IV Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2003 г.) — 55-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 2004 г.) — II научной конференции «Приоритетные направления развития науки, технологий и техники» (Египет, Шарм-эль-Шейх, 2004 г.).

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из четырех глав, основных выводов, библиографического списка из 406 наименований, содержит 156 страниц машинописного текста, в том числе 44 рисунка, 29 таблиц, 2 приложения.

Публикации.

Содержание диссертации изложено в 16 научных публикациях, в том числе 4 монографиях, 6 статьях, тезисах шести докладов.

ВЫВОДЫ.

1 На основании формализации априорной информации и результатов проведенных лабораторных исследований обоснован механизм влияния магнитного поля на физические свойства водно-углеводородных смесей в 4 основных направлениях — воздействие на асфальто-смолистые вещества, минеральные компоненты и соли, степень коррозионной агрессивности и эффективность разрушения эмульсии.

2 С использованием вероятностно-статистических методов для совместного физико-химического воздействия на свойства водонефтяных эмульсий Западной Сибири выбраны марки наиболее эффективных реагентов — деэмульгаторы Союз-А и ХПД-005 и определен оптимальный режим магнитной обработки — переменное магнитное поле с импульсной и синусоидальной формой изменения напряженности.

3 Исследованы основные тенденции создания оборудования для магнитного воздействия на водно-углеводородные системы. Предложена классификация аппаратов магнитной обработки на основании их конструктивных и технологических особенностей.

4 Предложена методика оценки перспективности направлений совершенствования методов магнитной обработки нефти и нефтепродуктов по стабильности интереса изобретателей, для чего впервые использован коэффициент Джини. Выявлена наиболее перспективная конструкция систем магнитной обработки — аппарат наземного типа на основе постоянных магнитов.

5 Созданная в диссертационной работе методика определения оптимальных параметров совместного магнито-химического воздействия на водно-углеводородные системы внедрена в ООО «Институт «Уралсибнефтепроект» «и используется при проектировании объектов нефтедобычи, нефтепереработки и нефтехимии.