НПКФ "Нефтехимтехнологии"
Россия, Кемерово,
ул.40 лет Октября, 2
тел. 8(3842)77-37-93
e-mail: nhtkem@narod.ru



Полимерная депрессорная присадка к нефтям и мазутам.

Краткие сведения о депрессорно-реологических присадках

В общем случае депрессорно-реологические присадки представляют собой растворы высокомолекулярных соединений (основной активный компонент) в углеводородном растворителе. Иногда в состав присадок входят различные добавки, повышающие их эффективность и обеспечивающие дополнительные потребительские свойства. В качестве высокомолекулярных соединений наиболее часто используются полимеры следующей природы:

- сополимеры этилена и винилацетата:


- полиэтилен и его сополимеры с ?-олефинами:



-полиалкил-(мет)-акрилаты и их сополимеры:


, где n и m могут принимать любые значения, R - углеводородный радикал, X и Y - функциональные группы.

Молекулярная масса полимера подбирается в зависимости от природы нефти или нефтепродукта, в которые вводится присадка. В случае нефти она составляет 2-10 тыс. а.е.м., в случае мазутов - 5-10 тыс. а.е.м. В более лёгких топливах, дизельных или печных, необходимая молекулярная масса полимера составляет 3-5 тыс. а.е.м. Такие полимеры представляют собой твёрдые или высоковязкие продукты. Поэтому присадки, изготавливаемые на их основе, содержат растворитель, концентрация которого может достигать 90% от товарной формы. Кроме того, в присадки часто добавляются небольшие количества промотирующих веществ, усиливающих действие основного компонента. В действительности растворитель играет роль бoльшую, нежели простое разбавление присадки. Он влияет на форму макромолекулы полимера, что очень важно для его успешной работы. Таким образом, подбор растворителя является существенным элементом разработки рекомендаций по применению присадки. На практике в качестве растворителя используют ароматические углеводороды или ароматизированные фракции нефтепереработки и нефтехимии.

Механизм действия присадок заключается в их влиянии на образование пространственной структуры нефти при кристаллизации содержащихся в ней парафинов. Нефти разных месторождений по составу представляют собой смеси парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, а также сравнительно небольшого количества смолистых и асфальтеновых соединений. Ароматические и нафтеновые углеводороды характеризуются низкими температурами застывания и невысокой вязкостью и на перекачку нефти влияют положительно. Парафиновые углеводороды делятся на линейные (нормальные) и разветвлённые (изопарафины). Последние имеют хорошие низкотемпературные свойства. Наиболее проблемными компонентами нефти являются нормальные парафины. Они ограниченно растворяются в смесях углеводородов и при охлаждении легко кристаллизуются. По мере снижения температуры кристаллы парафинов постепенно растут и в какой-то момент начинают слипаться между собой, образуя пространственную структуру. В результате подвижность нефти резко уменьшается. Насколько быстро будет проходить этот процесс, зависит от двух характеристик: содержания нормальных парафинов в нефти (обычно оно составляет 2-10%) и их температуры плавления, достигающей 60, а в редких случаях и 70 оС. Чем больше значения этих характеристик, тем быстрее застывает нефть. При этом температура плавления н-парафинов на этот процесс влияет сильнее, чем их содержание в нефти. На образование пространственной структуры влияют также смолы и асфальтены, но это влияние неоднозначно. Как правило, смолы препятствуют росту и слипанию кристаллов, а асфальтены этому способствуют.

Процесс образования отложений на стенках трубопроводов происходит по иному механизму, но тоже зависит от содержания парафинов в нефти и их характеристик и от температуры самой нефти, а также от температуры стенки трубы, её профиля и шероховатости.

Роль присадок заключается в модификации поверхности кристаллов парафинов таким образом, что они теряют способность к слипанию. Чем эффективнее присадка, тем на более ранней стадии кристаллообразования она начинает оказывать влияние на этот процесс. Для того чтобы присадка действовала оптимальным образом, строение и размеры её макромолекулы должны соответствовать геометрии поверхности кристалла. Эти характеристики, в свою очередь, зависят от ряда факторов: молекулярной массы и молекулярно-массового распределения полимера, концентрации активных функциональных групп, длины линейного участка молекулы полимера, которым он сорбируется на поверхности кристалла парафина, пространственной формы макромолекулы, на которую влияют условия введения присадки в нефть: природа растворителя, концентрация в нём присадки и её температура. Практика также показывает, что даже равномерное смешение присадки с нефтью в полевых условиях иногда представляет собой серьёзную проблему. Поэтому для нефти каждого месторождения экспериментальным образом подбирается присадка и разрабатывается технология её применения, а для введения присадки в нефть монтируется специальный узел смешения.

Особенностью применения депрессорных присадок любого типа является также то, что при хранении нефти с присадкой действие присадки постепенно ослабевает, то есть, температура застывания нефти со временем повышается, стремясь к исходному значению, наблюдаемому в отсутствие присадки. Это объясняется тем, что в объёме нефти постоянно протекают процессы структурирования. Присадка их замедляет, но полностью предотвратить не может. В зависимости от эффективности присадки температура застывания нефти восстанавливается в широком диапазоне: при хранении от 2 до 90 суток. Поэтому стабильность действия различных депрессорных присадок в нефти подлежит изучению. Обычно требуется, чтобы присадка обеспечивала необходимую температуру застывания нефти в продолжение всего времени транспортировки с некоторым запасом, который устанавливает потребитель.

Транспортные компании России используют присадки отечественного и зарубежного ассортимента. Кроме ДМН-2005 применение находят ДПН, ДПН-1, ДПН-128. По химической природе все присадки близки. Разница в их действии объясняется особенностями состава и технологий ввода присадок в нефть. При этом важно иметь в виду, что восприимчивость нефтей к присадкам индивидуальна. То есть, для каждой нефти необходимо подбирать одну из присадок, действие которой будет выражено в наибольшей степени. Вместе с тем практические результаты свидетельствуют о том, что присадка ДМН-2005 характеризуется наиболее универсальным действием, то есть эффективна в большинстве нефтей.

Товарные депрессорные присадки представляют собой воскообразные вещества с температурой застывания выше 30-40 оС. Поэтому при обращении с ними общими являются стадии разогрева, изготовления разбавленных растворов и дозировки в нефть. Общее описание этих операций дано в разделе ... нашего сайта. Конкретные рекомендации дают разработчик или поставщик.



Главная :: Продукция :: ДМН-2005 :: Краткие сведения о депрессорно-реологических присадках