Система водонефтеподготовки: достижения, нерешенные проблемы и возможные пути их решения (стр. 2 )

Выше перечисленные недостатки свойственны, в той или иной степени амплитудности и всем остальным типам реагентов указанным в п.1.

«В настоящее время практически на всех месторождениях получение товарной обезвоженной нефти достигается введением специальных поверхностно-активных реагентов — деэмульгаторов. Поскольку стоимость нефти на мировом рынке снижается при содержании в ней воды более 0,2%, при более 0,5% считается некондиционной и подлежит переработке, то требования к эффективности деэмульгаторов весьма высоки.

Однако до настоящего времени основным условием необходимой эффективности деэмульгаторов считался подбор для нефти конкретных месторождений. Причем этот подбор осуществляется в основном лишь эмпирически: перебором возможных вариантов смесей из нескольких реагентов и проверкой их действия на те или иные водонефтяные эмульсии. Из-за отсутствия научных основ получения композиционных деэмульгаторов существенного повышения их эффективности за последние полвека не произошло, в то время как большинство других технологий претерпело кардинальное изменение.

В работе предлагается научно обоснованный способ повышения эффективности деэмульгаторов путем получения их «наномодификаций» (будем называть такие «наномодификации» также нанодеэмульгаторами) [1].» (Повышение эффективности деэмульгаторов путём получения их наномодификиции Вестник Тюменского государственного университета. 2009 №6 »

п.1.2 Применение пресной воды с целью обессоливания низкообводнённой нефти. Вброс пресной воды в водонефтяную эмульсию и приводящий к снижению содержания высокоминерализованной водной фракции в нефти может приводить к обессоливанию нефти только в одном случае – за счёт задействования механизма разбавления высокоминерализованной водной фракции находящейся в нефти в высокодиспергированой форме (миллиарды микро капель в одном литре нефти), т. е. необходимо достигнуть разбавления каждой отдельно взятой капли воды с высоким солесодержанием с последующим увеличением её (капли) потенциальной энергии и выпадении (за счёт задействования гравитационной составляющей) из нефти за счёт разницы в удельном весе воды и нефти. Интересно, за счёт какой системы диспергирования и смешения несмешивающихся жидкостей предполагается достижение (к стати говоря, в большинстве случаев, достигаемого с той или иной степенью эффективности) заявляемого результата? Снижения солесодержания (за счёт «вывода» из нефти водной фракции с повышенным солесодержанием – высокосольватированная форма) по факту применения пресной воды можно достичь только за счёт так называемого процесса пересольватации находящейся в нефти стабилизированной (с точки зрения энергетических – электрохимических взаимодействий) мелкодисперсной высокоминерализованной водной фракции с изменением энергетической выгодности её нахождения в нефти за счёт вноса в растворитель (нефть) дополнительных низкоминерализованных объектов приводящих к его (растворитель) реорганизации, в т. ч. с «вымыванием» реагентных (сильнополярных) составов в первую очередь техногенного происхождения (деэмульгаторы, ингибиторы различного целеприменения и др.) с границы раздела фаз вода/нефть, т. е. за счёт ликвидации последствий предшествующих технологических операций – естественно с увеличением затрат. Так то «чудодейственные» и «облагораживающие» - патент на изобретение RU2243366, свойства деэмульгаторов ни у кого сомнений не вызывают, нужно только «очень грамотно» (методом научного «тыка») на протяжении очень длительного времени подобрать «очень точную» его дозировку.

п. 2. Применение ёмкостного оборудования любого типа с целью достижения эффективного фазораздела также противоречит его основному энергетическому принципу и приводит к образованию «промслоёв» во всех типах ёмкостного оборудования на всех водонефтеподготавливающих этапах с сокращением его пропускной способности и заниженными качественными характеристиками подготавливаемых нефти и подтоварной воды. К стати говоря, увеличение времени «отстоя» не всегда приводит к достижению требуемого результата, так как ускорения фазораздела различного рода сольватированно связанных форм неоднородностей в различных фазах (в нефти, в воде) с увеличением времени «отстоя» не происходит, а их агрегативная стойкость наоборот со временем увеличивается, с необходимостью осуществления «рециклинговых» мероприятий. Кроме того, необходимость расширения ёмкостного парка (связанного с низкой скоростью фазораздела) приводит к увеличению «подпорного» давления по отношению к поступающей на нефтеподготавливающий объект эмульсии с месторождения (закон сохранения импульса) – сокращение объёмов добываемой на месторождении нефти (в некоторых случаях до 20 %). Хотим заметить, что любые версии технологических служб о

возможности решения задачи снижения содержания нефтепродукта в воде, возможно осуществить за счёт расширения парка ёмкостного оборудования связанными с «ортодоксальными» представлениями о механизмах фазораздела не состоятельны по следующим причинам: 1) Увеличение времени задержки (отстоя) наоборот может приводить к стабилизации состояния воды с завышенным содержанием различного рода неоднородностей за счёт продолжающихся упорядочивающих процессов оптимизирующих систему электрохимических взаимодействий в свободнодисперсной системе с последующей её стабилизацией в энергетическом режиме с большей агрегативной устойчивостью (согласно минимизации Гиббсовской составляющей); 2) Любое увеличение ёмкостного парка приводит к созданию дополнительного подпорного давления (в закрытой гидрогазодинамической системе) к приходящей с месторождения нефтяной эмульсии с сокращением её объёма, что противоречит основным целям нефтедобывающего предприятия; 3) Установка дополнительной ёмкости гарантированно приведёт к последующему её заполнению различного рода проблемными жидкостями («промслой») с сокращением её производительности (пропускной способности) и необходимостью утилизации накапливающихся продуктов фазораздела (дополнительные финансовые издержки).

п.3 Применение электродегидраторов в системе нефтеподготовки принцип действия которых основан на воздействии на эмульсию электрического поля переменной частоты (напряжением 20..30 кВ) на электродной паре (электрического поля высокой напряжённости в межэлектродном пространстве при прохождении через него нефти) должно приводить, по мнению технологической службы, ответственной за нефтеподготовку, к снижению содержания остаточной воды и хлористых солей в нефти за счёт так называемого процесса объёмной реструкторизации глобул воды с их последующим объединением и гидростатическим перераспределением согласно удельному весу. Заметим, что любые объемноструктурные изменения любого объекта находящегося в упругой среде (вода в нефти) должны приводить к возникновению звуковых волн, однако никакого «звукового сопровождения» при работе электродегидраторов до сих пор зафиксировано не было. Также необходимо учесть, очень важный факт хорошо известный из курса электрохимии, что «…вода в непосредственном контакте с ионом находится в состоянии диэлектрического насыщения, т. е. практически полностью теряет способность ориентироваться по отношению к внешнему электрическому полю, и имеет при этом диэлектрическую проницаемость около 6…»

Наличие результатов по обезвоживанию и обессоливанию нефти в электродегидраторах достигается не за счёт объёмно структурных изменений молекулярных ассоциатов (водяных капель) воды, а за счёт инициирования приэлектродных электролизных процессов с образованием сильно полярных образований (таких как хлор, различные соединения содержащие гидроксогруппы, активные формы кислорода и водорода и т. д.) относящиеся к ПАВ-ам с деэмульгирующими свойствами. А по факту применения электродегидраторов сбрасываемая после обезвоживания нефти вода имеет особо высокий уровень некондиционности с точки зрения её последующей утилизации (см. ИТС8-2015 стр. 17). Кроме прочего, необходимо учесть сверх высокие эксплутационные затраты на их использования (энергопотребление десятки и сотни кВт, теплопотребление вплоть до 1500С, дополнительный вброс реагента, низкая производительность, многоступенчатость и т. д.), а также гарантированное образование веществ не относящихся к группе предельных углеводородов (хлорорганические соединения, органические кислоты, спирты, кетоны и пр.). Со времён дедушки Фарадея известно, что основная часть электрической мощности в гальванических процессах расходуется на изменение степени окисления присутствующих в растворе ионов (вызывает вопрос, на совершение каких физико-химических и термо - динамических процессов расходуется потребляемая электродегидраторами мощность?).

Принцип действия электродегидратора: при попадании нефтяной эмульсии в электрическое поле, частицы воды, заряженные отрицательно, перемещаются внутри элементарной капли, придавая ей грушевидную форму, острый конец которой обращен к положительно заряженному электроду. С переменой полярности электродов капля вытягивается острым концом в противоположную сторону. Если частота переменного тока равна 50 Гц, то капля будет изменять свою конфигурацию 50 раз в секунду. Под воздействием сил притяжения отдельные капли, стремящиеся к положительному электроду, сталкиваются друг с другом, и при достаточно высоком потенциале заряда происходит пробой диэлектрической оболочки капель. В результате мелкие капли воды сливаются и укрупняются, что способствует их осаждению в электродегидраторе. Поскольку соль в нефти растворена в воде, удаление соли и воды одновременно с помощью электродегидратора - это простое решение. Однако произвести обессоливание в один этап не возможно. Поэтому при высокой концентрации соли, в нефть добавляютпресную воду и промывают несколько раз в электродегидраторе, состоящем из двух-трех последовательно соединенных ступеней

И на основе этой технической «белибердятины» принимаются сверхзатратные финансовые решения (ведь действительно, обезвоживание и обессоливание нефти в электродегидраторах происходит, за счёт какой дополнительной технологической и финансовой нагрузки - ни кто этим вопросом не задаётся, особенно с учётом того факта, что весь «электродигидраторный» парк находиться на балансе основных фондов предприятия).