Диссертация (1172997)
Текст из файла
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)ИМЕНИ И. М. ГУБКИНА»На правах рукописиБРИКОВ АЛЕКСАНДР ВАЛЕРИЕВИЧИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ ИРАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИХ УДАЛЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИГЛИКОЛЕВЫХ СИСТЕМ В НЕФТЕГАЗОДОБЫЧЕСпециальность - 02.00.11 – Коллоидная химияДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степени кандидата технических наукНаучный руководитель:доктор технических наук, профессорМагадова Любовь АбдулаевнаМосква - 20192ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ5ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР91.1 Применение гликолей в технологических процессахнефте- и газодобычи1.2 Свойства гликолей9201.3 Проблемы, возникающие при эксплуатации гликолевыхсистем в нефте- и газодобыче261.4 Исследования состава отложений в гликолевых системах331.5 Факторы, влияющие на процессы деградации гликолей341.5.1 Влияние температуры на процесс деградации гликолей341.5.2 Влияние кислорода на процесс деградации гликолей341.5.3 Влияние аминов на процесс деградации гликолей351.5.4 Влияние ионов металлов на процесс деградации гликолей371.6 Механизмы образования полимерных (олигомерных) гликолей381.7 Методы предотвращения выхода из строя гликолевыхсистем из-за образования отложений1.8 ВыводыГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ4446482.1 Материалы и реагент482.2 Методы исследования49ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ503.1 Идентификация полиэтиленгликолей в различныхсистемах нефтегазовых предприятий503.1.1 Исследование образца теплоносителя и отложенийиз различных систем берегового технологического комплекса503.1.1.1 Исследование состава МЭГ и отложенийиз межтрубного пространства теплообменника«Насыщенный МЭГ / Регенерированный МЭГ»5333.1.1.2 Исследование состава осадка системы обессоливания БТК653.1.1.3 Исследование состава МЭГ из емкостисмешения системы обессоливания БТК723.1.1.4 Исследование состава МЭГ из расширительной емкостисистемы теплоносителя БТК753.1.2 Исследование образцов МЭГ из системы низкотемпературнойсепарации газа и регенерации МЭГ морской платформы ПА-А773.2 Исследование физико-химических и реологических свойстврастворов и гелей полиэтиленгликолей823.2.1 Влияние полиэтиленгликолей на вязкость растворов икоэффициент конвективного теплообмена823.2.2 Изучение образования гетерогенных систем в водно-гликолевыхрастворах полиэтиленгликолей3.2.2.1 Влияние концентрации и типа солей86863.2.2.2 Влияние концентрации воды на растворимостьполиэтиленгликолей в водно-гликолевом растворе893.2.3 Изучение механизма образования гелей полиэтиленгликолейв водных и водно-гликолевых растворах913.2.4 Изучение реологических свойств водных и водно-гликолевыхрастворов гелей полиэтиленгликолей993.2.4.1 Исследование зависимости вязкости и плотности гелей,полученных из водных растворов полиэтиленгликолей,от концентрации полиэтиленгликолей3.2.4.2 Изучение реологических свойств гелей полиэтиленгликолей99105ГЛАВА 4 Методы предотвращения осложнений, вызванныхобразованием полиэтиленгликолей и гелей полиэтиленгликолей,при эксплуатации гликолевых систем нефте- и газодобывающихпредприятий4.1 Проблемы, вызванные образованием полиэтиленгликолей и1134гелей полиэтиленгликолей, при эксплуатации гликолевых системнефте- и газодобывающих предприятий1134.2 Удаление полиэтиленгликолей с использованиемреагента HelaminBRW-1501204.3 Удаление полиэтиленгликолей с использованием ксилола1234.4 Контроль качества гликолей и их водных растворов1274.4.1 Показатели качества для водного раствора МЭГсистемы регенерации платформы ПА-А1274.4.2 Показатели качества для водного раствора ТЭГ системытехнологического нагрева платформы ПА-Б1354.4.3 Показатели качества для ТЭГ системы осушки газа ирегенерации гликоля платформы ПА-Б1394.5 Рекомендации по предотвращению образования отложений игелей ПЭГ в гликолевых системах148ЗАКЛЮЧЕНИЕ149СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ151СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1525ВВЕДЕНИЕСовременные технологии добычи, подготовки и транспортировки нефти игаза в значительной степени основываются на применении моно-, ди- итриэтиленгликолей (МЭГ, ДЭГ, ТЭГ), что связано с рядом их ценных свойств.Основными направлениями применения гликолей при добыче нефти и газаявляются: осушка газа, ингибирование образования гидратов, в системах обогреваи охлаждения в качестве теплоносителя.
Зачастую системы и установки, в которыхиспользуются гликоли и водногликолевые растворы, являются ключевымизвеньями в процессах добычи, подготовки и транспортировки нефти и газа.Поэтому обеспечение их бесперебойной работы, высокой производительности иснижения межремонтных интервалов является важной задачей.Актуальностьистепеньразработанноститемыисследования.Эксплуатация гликолевых систем сопровождается рядом осложнений, например,образованием солеотложений в испарителях систем регенерации, ухудшениемкачества гликолей, связанным с их температурной деградацией и т.д.
Часто приэксплуатации гликолевых систем отмечается снижение их производительности до30 %, а также увеличение расходов на техническое обслуживание и ремонт. Вгликолевых системах нефте- и газодобычи образование гелей является серьезнойтехнической проблемой. Особенно остро эта проблема стоит при добыче газа нашельфе и отмечалась на газовом терминале Бактон (побережье Северного моря,Англия), блоке морских платформ Менза (Мексиканский залив, США), береговомтехнологическом комплексе проекта «Сахалин-2» (о. Сахалин, РФ) и блокеморских платформ NAM L9 (Северное море, Нидерланды) [1].В этой связи изучение состава и условий образования, наряду спредупреждением образования отложений и гелей в гликолевых системах нефте- игазодобывающих предприятий является актуальной задачей.Согласно анализу литературных данных, в настоящее время работ,посвященныхисследованиюсостава,механизмаиусловийобразованияорганических отложений и гелей в гликолевых системах, чрезвычайно мало.6Важность таких исследований не вызывает сомнений, поскольку определениесостава, механизма и условий образования органических отложений и гелей вгликолевых системах позволит разработать рекомендации для предотвращенияобразования органических отложений и гелей и, соответственно, предупредитьцелый ряд негативных последствий с этим связанных.Цель и основные задачи работы.
Определение причин, приводящих кухудшению эксплуатационных характеристик гликолевых систем объектовдобычи и подготовки нефти и газа. Разработка технологии по предотвращениюухудшения эксплуатационных характеристик данных систем. Для достиженияпоставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:1. Исследование химического состава отложений из систем теплоносителя ирегенерации гликолей.2. Определение условий, приводящих к образованию отложений в водных иводногликолевых растворах.3. Определение условий, приводящих к образованию гелей в системахрегенерации гликолей.4. Изучение реологических свойств гелей, образуемых из водных иводногликолевых растворов.5.
Разработка показателей качества гликолей и их водных растворов дляборьбы с образованием отложений и гелей в системе теплоносителя ирегенерации гликолей.6. Подбор эффективного растворителя для удаления отложений из системыгликолевого теплоносителя.Научная новизна.1. Показано, что образование полиэтиленгликолей (ПЭГ) в рабочих жидкостяхсистем теплоносителя и регенерации гликоля приводит к образованию отложенийи гелей.72. Показано, что при взаимодействии с ионами кальция и железа (II) и (III) из водных,водногликолевыхигликолевыхрастворовПЭГобразуютсягели,представляющие собой дилатантные жидкости.Теоретическая и практическая значимость.1.
Предложен количественный показатель содержания ПЭГ в водногликолевыхрастворах для систем осушки и регенерации гликоля, а также теплоносителя,контроль которого приводит к улучшению эксплуатационных характеристики замедлению образования органических отложений в данных системах.Разработаны стандарты предприятия «Сахалин Энерджи ИнвестментКомпани Лтд.» по контролю качества гликолей.2. Разработана технология промывки систем водногликолевого теплоносителя,эффективно удаляющая отложения на нефтедобывающей платформеПильтун-Астохская Б проекта «Сахалин-2».Методология и методы исследования. Поставленные в работе задачирешались путем патентного поиска, а также анализа научно-техническойлитературы,лабораторныхреологическихисследований,включающихприменение совокупности взаимодополняющих физико-химических методованализа: газовой хроматографии (ГХ), газовой хроматомасс-спектрометрии(ГХ/МС),пиролитическойхроматомасс-спектрометрии(Пи-ГХ/МС),высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), атомно-абсорбционнойспектроскопии (ААС).Положения, выносимые на защиту:1.
Общий характер образования ПЭГ в гликолевых системах нефте- игазодобывающих предприятий на примере предприятия «Сахалин ЭнерджиИнвестмент Компани Лтд.»2. Закономерности образования гелей при взаимодействии водногликолевых игликолевых растворов ПЭГ с ионами кальция и железа (II) и (III) в условияхреальных промысловых систем регенерации гликолей. Полученные гелиявляются дилатантными жидкостями.83. Критерии качества водногликолевых растворов для систем теплоносителя ирегенерации гликолей и условия эксплуатации данных систем, при которыхзамедляется образование органических отложений и гелей.Степень достоверности результатов проведенных исследованийИзложенные в работе научные положения достаточно полно подтвержденырезультатами экспериментальных исследований с использованием современногонаучно-исследовательского оборудования и воспроизводимостью полученныхданных.Апробациярезультатовисследования.Основныеположениядиссертационной работы докладывались и обсуждались на VII Международномпромышленно-экономическомфоруме«Стратегияобъединения:Решениеактуальных задач нефтегазового и нефтехимического комплексов на современномэтапе» (г.
Москва, 2014 г.); Всероссийской конференции «Теория и практикахроматографии» с международным участием, посвященная памяти проф. М.С.Вигдергауза (Самара, 2015 г.); VII Научно-практической конференции молодыхспециалистов компании «Сахалин Энерджи Инвестмент Компани, Лтд.» (ЮжноСахалинск, 2015 г.), Юбилейной 70-ой международной молодежной научнойконференции «Нефть и газ – 2016» (Москва, 2016), ХХ Менделеевском съезде пообщей и прикладной химии (Екатеринбург, 2016).Публикации. По теме диссертации опубликована 1 монография и 12 работ,из них 6 в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАКМинистерства науки и высшего образования РФ.9ГЛАВА 1. Литературный обзор1.1 Применение гликолей в технологических процессах нефте- и газодобычиМоно-, ди- и триэтиленгликоли (МЭГ, ДЭГ и ТЭГ) находят широкоеприменение в процессах нефте- и газодобычи.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
