Перекачка с разбавителями

Улучшения реологических свойств (вязкость, напряжение сдвига и температура застывания), транспортируемых вязких нефтей и нефтепродуктов можно, добиться путём смешения их с разбавителями. В качестве разбавителей могут применяться конденсаты, бензины, керосины, маловязкие нефти. Если на месторождении добываются нефти разных сортов — вязкие, высокопарафинистые и маловязкие, то разбавляя вязкие нефти маловязкими, можно добиться резкого снижения вязкости и тем­пературы застывания смеси и таким образом обеспечить их пере­качку на заданное расстояние. Смешение различных нефтей возможно только в том случае, если оно не нарушает технологи­ческих требований, предъявленных к нефтяному сырью.

Для некоторых.вязких высокопарафинистых нефтей требуется добавлять'очень большое количество, разбавителя (иногда до 70%), чтобы заметно снизить вязкость и температуру застывания образующейся смеси.

Совместная перекачка вязких или парафинистых высокозасты­вающих нефтей или нефтепродуктов с водой является одним из эффективных способов транспорта. Существует несколько вариан­тов гидротранспорта.

Один из них заключается в образовании смеси нефти или нефтепродукта с водой. Существенное снижение вязкости смеси и, следовательно, снижение потерь на трение можно получить в том случае, когда образуется смесь типа «нефть в воде» (Н/В). Такая водонефтяная смесь представляет собой взвесь частиц нефти различных размеров в воде. Частицы нефти окру­жены водяной пленкой, и контакта нефти с внутренней поверх­ностью трубы не происходит. В результате этого по всей внутрен­ней поверхности трубы образуется водяное кольцо, по которому скользит водонефтяная смесь. Это явление было названо эффектом скольжения. Для улучшения условий образования и сохранности (срока жизни) эмульсий типа Н/В в водонефтяную смесь добавляют различные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эти вещества, растворенные в воде, улучшают смачиваемость водой внутренней поверхности трубы, что приводит к ревкому снижению потерь на трение при перекачке.

При некоторых скоростях перекачки и температурах эмульсия типа Н/В переходит в обратную —типа «вода в нефти» (В/Н). Эмульсии типа В/Н сплошной фазой имеют нефть, в кото­рую включены частицы воды различных размеров. Такие эмульсии имеют часто вязкость даже большую, чем исходная нефть при рассматриваемых температурах. Уменьшение объема воды в смеси ухудшает устойчивость эмуль­сии. Увеличение объема транспортируемой воды улучшает устой­чивость эмульсии, но снижает экономические показатели данного вида гидротранспорта. В результате экспериментальных иссле­дований было установлено, что минимальное количество воды должно быть около 30% общего объема транспортируемой смеси.

Термообработка – один из способов повышения эффективности трубопроводного транспорта вязких нефтей и нефтепродуктов. Она заключается в следующем. Нефть или нефтепродукт нагре­вают до некоторой температуры, а затем охлаждают с заданной скоростью. Оптимальные температура нагрева и скорость охла­ждения подбираются лабораторным путем для каждого нефте­продукта. В результате этого резко снижаются эффективная вязкость и температура застывания термообработанной нефти. Если эти параметры сохраняются низкими значительное время, то нефть можно перекачивать по трубопроводу при изотерми­ческом режиме, как обычную маловязкую жидкость.

Магистральный трубопровод для транспортировки нефти на заданное расстояние будет отличаться от трубопровода для перекачки маловязкой нефти только наличием пункта термообработки на головной перекачивающей станции.

В последние годы начинает рас­пространяться новый способ улучшения реологических свойств высокозастывающих нефтей перед их перекачкой по трубопро­водам — добавление специальных нефтерастворимых присадок.

Перед добавлением присадок нефть следует нагревать до пол­ного расплавления парафина и образования истинного раствора парафина в нефти. В дальнейшем, при движении нефти с присад­ками по трубопроводу, она, как правило, не нуждается в подогреве на промежуточных станциях.

При остановке перекачки в нефти образуется структурный каркас, характеризующийся пониженной прочностью, что облег­чает возобновление перекачки.

Наиболее распространенным способом трубопроводного транспорта вязких и высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов в настоящее время является перекачка предварительно нагретых жидкостей — так называемая горячая перекачка. При этом способе нефть или нефтепродукт нагревается на головном пункте трубопровода и насосами закачивается в магистраль. Через каждые 25—100 км по длине трассы трубопровода устанавливаются промежуточные тепловые станции, где остывшая нефть вновь подогревается. На рис. приведена принципиальная технологи­ческая схема магистрального горячего трубопровода.

Рис.. Принципиальная схема горячего магист­рального трубопровода

Нефть с промысла по трубопроводу 1 подается в резервуарный парк 2 головной перекачивающей станции. Резервуары оборудуются подогревательными устройствами, с помощью которых поддержи­вается температура нефти, позволяющая выкачать ее насосами 5, которые прокачивают нефть через дополнительные подогрева­тели 4. В резервуарах применяют, как правило, паровые подогреватели змеевикового или секционного типа. Подогреватели для потока нефти бывают паровыми или огневыми и устанавливаются либо между подпорными и основными насосами 5, либо после основных насосов. Через подогреватели можно пропускать всю перекачиваемую нефть, повышая ее температуру до заданной величины. Иногда через подогреватели перекачивают только часть транспортируемой нефти, нагревают ее до более высокой температуры, чем расчетная, а на выходе из станции смешивают с холодным потоком, получая заданную температуру подогрева. После теплообменных аппаратов 4 поток нефти проступает в основ­ные насосы 5 трубопровода и закачивается в магистраль. По мере движения нефти по трубе, она остывает и на некотором расстоянии температура ее станет низкой, что приводит к значительному повышению потерь на трение. Чтобы можно было транспортиро­вать нефть на значительное расстояние, ее по пути подогревают на промежуточных тепловых станциях 6 и 7. Если нефть транс­портируется на большое расстояние, то кроме тепловых соору­жаются и промежуточные насосные станции 8, как правило, совмещенные с тепловыми станциями 9. На данной схеме еще указаны две промежуточные тепловые станции 10 и 11, а также сырьевой парк 12 нефтеперерабатывающего завода.