Исследование методов снижения потерь от испарения при хранении нефти

Нефть представляет собой вещество светло-каштанового цвета. Плотность - 0,65-1,05 г/см3. Нефти у которых плотность меньше 0,83, называются легкой нефтью, между 0,831-0,860 - средней, а те у которых плотность выше 0,860, - тяжелой нефтью [1,2]. Температура замерзания нефти колеблется от -60 до + 30°C, в зависимости от содержания парафина в составе. Вязкость сильно варьируется (от 1,98 до 265,90 мм²/с), это зависит от легких фракций в нефти. Нефтяные парафины - это воскоподобная смесь твердых углеводородов   2x групп,   резко отличающихся друг от друга по свойствам:

• •    парафины С 17 Н 36 - С 35 Н 72 ,

• •    церезины С 36 Н 74 - С 55 Н 112 .

Температура плавления парафинов: 27 - 71°С, церезинов: 65 - 88°С [3].

Цвет: белый (высокоочищенные и очищенные марки) или от светложелтого    к    светло-коричневому    (неочищенные    парафины).

Плотность очищенного парафина 0,880-0,915   г/см3   (15°C).

При одинаковой температуре плавления церезины имеют более высокую плотность                          и                          вязкость.

В зависимости от фракционного состава, температуры плавления и структуры, парафины делятся на: жидкие (1пл < 27 °C), твердые (1пл = 2870°C) и микрокристаллические   (1пл >60-80 °C)   - церезины.

Содержание парафина в нефти иногда достигает 13 - 14% и более.

По содержанию парафинов нефть подразделяется на:

• •    малопарафинистые - с содержанием парафинов менее 1,5 % по массе;

• •    парафинистые - 1,5 - 6,0 %;

• •    высокопарафинистые - более 6 %.

В отдельных случаях содержание парафина достигает 25%. При температуре его кристаллизации, близкой к температуре пласта, существует реальная возможность выхода парафина в слой в твердой фазе при разработке залежи.

При перегонке нефти, церезины концентрируются в осадке, парафин перегоняется с дистиллятом.

Церезины после перегонки мазута представляют собой смесь циклоалканов и в меньшей степени твердых аренов и алканов.

Температура парафинонасыщения нефти характеризует превращение однофазной нефти в двухфазную (нефть и твердый парафин) в условиях термодинамического равновесия [4]. Твердая фаза, отделяющаяся от нефти, содержит вместе с парафином, смолы, асфальтен и другие вещества. Точное определение температуры кристаллизации, обеспечивающее отделение парафина при различных давлениях, или температуры насыщения нефти парафином, имеет важное значение. Для определения температуры насыщения нефти парафином, используются визуальное наблюдение, рефрактометрические, фотометрические и ультразвуковые методы.

Для определения температуры насыщения парафина, путем визуального наблюдения нефть охлаждается и температура, соответствующая началу кристаллизации парафина, т.е., температура насыщения регистрируется. Процесс кристаллизации парафина можно наблюдать под микроскопом. Во время таких наблюдений также изучается кинетика кристаллизации и размер кристаллов. Процесс кристаллизации можно изучать как в атмосферных так и в условиях пластового давления и температуры.

Определение температуры парафинонасыщения нефти рефрактометрическим методом основано на регистрации изменения температуры, при которой световой луч преломляется в момент кристаллизации. Определение температуры насыщения фотометрическим методом основано на регистрации изменения интенсивности светового потока проходящего через нефть. Это изменение связано с переходом из однофазного в двухфазное состояние, который происходит с образованием кристаллов парафина в нефти. Изменение светового потока прямо пропорционально количеству частиц парафина во взвешенном состоянии.

Изучая кристаллизацию нефти в лабораторных условиях, во избежание потерь при хранении нефти, мы пришли к следующему выводу что, нет необходимости проводить очистку парафина, содержащегося в нефти, а наоборот необходимо добавить ещё парафина.

В ходе эксперимента отбирались пробы нефти в 3 стеклянных емкостях. К каждой добавляли 10%, 20% и 30% парафина. При смешивании нефти с парафином в этих процентах, температура замерзания снижается (с 9°C до 0°C). Затем было добавлено 30%, 40%, 50% парафина. В это время температура замерзания резко поднялась до 20-25°С. Нефть кристаллизуется чисто, даже если парафин плавится при разных температурах, нефть не испаряется и потери не происходят. Это связано с тем, что поверхность земли, заменяющая резервуар, будет покрыта слоем парафина.

Для этого парафин дополнительно перемешивается с нефтью, закаченной в траншею, вырытую на определенной глубине в почве, а не в резервуар. Её можно закачать в траншею или в открытый полупогружной резервуар, предварительно поместив внутри обогреватель. В предлагаемом методе парафин в нефти останется в кристаллической форме, несмотря на температуру окружающей среды - 30 Т, 35 Т, 40 Т. При различных транспортировках, например, на перерабатывающий завод и т.д., кристаллы режутся на кубики пилой. В этом случае испарения не происходит, а нефть в виде кристаллов транспортируется на грузовиках в нефтеперерабатывающий завод. На НПЗ нефть нагревается, отделяется от парафина, очищается от различных отложений и из нее добываются нефтепродукты. Парафин необходим для предотвращения потерь при испарении.