способ трубопроводного транспорта высоковязких нефтей

Формула изобретения

1. Способ трубопроводного транспорта высоковязких нефтей, включающий совместную перекачку нефти с водой и щелочным агентом, отличающийся тем, что перед смешением с водой часть нефти обрабатывают озоном при расходе от 8 до 15 г озона на 1 кг нефти.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед подачей в трубопровод вязкой нефти озонированную нефть диспергируют в потоке воды со слабощелочной реакцией при расходе не ниже 5% к объему перекачиваемой нефти.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротранспорту высоковязких нефтей и нефтепродуктов по магистральным трубопроводам и может быть использовано для перекачки вязких, содержащих воду нефтяных сред, а также высокопарафинистых нефтей по нефтепромысловым трубопроводам.

Известны способы транспорта высоковязких, застывающих при высокой температуре и нефтепродуктов (патент США N 3307567, кл. 173-13, 1964; [1] авт. св. СССР N 184709, 1966), основанные на перекачке нефти (нефтепродукта) по маловязкому пристенному слою, создаваемому водой.

Недостатками известных способов являются большое содержание водной фазы, подаваемой в трубопровод (до 30 40%), необходимость строгого поддержания постоянного специально подобранного режима перекачки, усложнение конструкции трубопровода из-за необходимости применения специальных и многочисленных механических устройств для ввода воды в пристенную область, ограниченную стенкой трубы, и объемом перекачиваемой нефти, ухудшение коммерческих свойств перекачиваемой нефти из-за образования значительных количеств стойкой эмульсии обратного типа, необходимость утилизации больших объемов воды на конечном пункте перекачки нефти.

Известны способы перекачки высоковязких нефтей (нефтепродуктов), основанные на применении дисперсных структур потока нефти в водных растворах различного рода (ионогенных и неионогенных) поверхностно-активных веществ (ПАВ) и активирующих добавок типа водорастворимых фосфатов, силикатов, карбонатов и водорастворимых полимеров или их смесей ([2] патент США N 3425429, кл. 137-13, 1967; авт. св. СССР N 287775, 1970).

Недостатками данных способов являются высокие расходы на приобретение больших объемов дорогостоящих водорастворимых синтетических ПАВ и активирующих добавок, технология получения растворов композиций сложна и трудоемкая, требует организации строгого аналитического контроля, больших капитальных и эксплуатационных затрат, а при изменении физико-химической характеристики перекачиваемой нефти необходима смена применяемых реагентов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ совместного транспорта нефти с водой, в котором необходимое для создания дисперсной структуры и пристенного водного слоя поверхностно-активное вещество получают непосредственно в процессе перекачки самой вязкой нефти [3] В этом способе поверхностно-активные эмульгаторы лиофильного типа получают омылением присутствующих в нефти нафтеновых кислот добавкой от 0,05 до 1,4% щелочного агента (едкие натр или калий, аммиак и др. ).

Недостатком способа является узкая область применения способа, ограниченная нефтями с высокими кислотными числами. При недостатке нафтеновых кислот и других омыляемых веществ в составе нефти необходимого количества лиофильных ПАВ не образуется. В этих случаях по прежнему необходим ввод в нефтяную фазу эмульгаторов, получаемых, например, омылением некоторых легких асфальтовых нефтей, или необходимо применение традиционных синтетических ПАВ.

Задачи изобретения повышение эффективности способа гидротранспорта любых высоковязких нефтей (нефтепродуктов) путем исключения применения традиционных лиофильных поверхностно-активных веществ.

Это достигается тем, что перед смешением с водой, имеющей слабощелочную реакцию, часть нефти обрабатывают озоном при расходе от 8 до 15 г озона на 1 кг нефти. При этом перед подачей в трубопровод вязкой нефти озонированную нефть диспергируют в потоке со слабощелочной реакцией при расходе не ниже 5% к объему перекачиваемой нефти.

В предлагаемом способе в качестве лиофильного ПАВ используется продукт окисления высокомолекулярной части (полиареновые и гетероароматические соединения) нефти озоном. В результате реакции наблюдается разрушение поликонденсированных ароматических систем, раскрытие гетероароматических циклов, а при последующем гидролитическом расщеплении образующихся продуктов происходит накопление в объеме нефти кислородсодержащих соединений кислотного характера: (поли-)карбоновых кислот, альдегидокислот и эфиров. Такие продукты придают обработанной озоном нефти высокую поверхностную активность на границе с водой, имеющей слабощелочную реакцию, а также способность образовалась маловязкие эмульсии прямого типа. В зависимости от физико-химических свойств перекачиваемой нефти условия озонолиза (расход озона, а для высокозастывающих и температура) могут несколько изменяться, но в любом случае лиофильные ПАВ в необходимом количестве образуются вне зависимости от их состава.

Для большинства высоковязких нефтей оптимальными условиями генерации лиофильных ПАВ, обеспечивающими наибольший их выход, высокую поверхностную активность, образование маловязких эмульсий прямого типа, наименьшую способность к самокоагуляции и выделению в отдельную фазу, являются расход озона от 8 до 15 г на 1 кг нефти и температуре, обеспечивающая вязкость нефти, не ниже 10 20 сСт.

Далее без операции выделения из реакционной массы образующихся ПАВ проозонированную указанным образом нефть используют для перекачки исходной высоковязкой нефти (нефтепродукта) в качестве поверхностно-активного продукта. При этом озонированный продукт сначала диспергируют в потоке воды, имеющей слабощелочную реакцию (pH 7,3 7,7), а полученную смесь озонированной нефти и воды далее используют для перекачки исходной нефти обычным образом.

Для сокращения эксплуатационных затрат озонированию может быть подвергнута только небольшая часть транспортируемой нефти. При этом расход озонированной нефти по крайней мере не должен быть меньше 5% от объема перекачиваемой нефти. При небольших объемах перекачки и наличии озоногенератора повышенной мощности озонированию может подвергаться больший объем вязкой нефти.

Получаемые этим способом маловязкие эмульсии нефти в воде, в силу лиофильности образующихся поверхностно-активных соединений, являются малоустойчивыми и легко разделяются на исходные фазы на конечных пунктах доставки нефти без дополнительных дефицитных и дорогостоящих синтетических деэмульгаторов и применения нагрева.

Применение озонированной нефти в качестве поверхностно-активного реагента делает способ перекачки высоковязких нефтей (нефтепродуктов) универсальным, легко регулируемым и пригодным для транспортировки нефтей и нефтепродуктов в не зависимости от их физико-химических характеристик.