Диссертация (1172997), страница 8
Текст из файла (страница 8)
К наиболее важным следует отнести: контроль рабочей температурыгликоля, снижение и контроль концентрации кислорода в системе теплоносителя.Этого можно добиться, например, созданием азотной подушки над сосудамихранения гликоля, а также эксплуатацией систем под давлением превышающиматмосферное во избежание проникновения воздуха в систему. Также порезультатам исследований процесса деструкции гликолей автор [46] сделал вывод,что скорость деградации абсорбента возможно уменьшить за счет сокращениявремени контакта гликоля с теплопередающей поверхностью испарителя(нагревателя).
Для увеличения окислительной и термической стабильностигликолей и их водных растворов используются вещества с подвижным атомомводорода (HIn). При отрыве подвижного атома водорода образуются малоактивныерадикалы (In*), которые могут предотвращать развитие радикальных реакций (4,4'дигидрокси-2,2-дифенилпропан(бисфенол),2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол(ионол)) [6].
Широко распространенным методом снижения скорости коррозииявляется введение в систему ингибитора коррозии. Нормы проектированиягликолевых систем осушки и теплоносителя предусматривают установку системфильтрации, позволяющих удалять как продукты коррозии, так и деструкциигликолей.Следуетотметить,что,несмотрянаразнообразиеметодовпопредотвращению снижения качества гликоля, ни один из них должным образом неописывает способы борьбы с отложениями ПЭГ и не оговаривает условияэксплуатации гликолевых систем, при которых образование ПЭГ минимально,концентрируясь, в основном, на окислительной деструкции.461.8 ВыводыУхудшение производительности или выход из строя установок регенерациигликоля и теплообменников, использующих в качестве теплоносителя водныерастворы гликолей, из-за образования отложений является актуальной проблемой.Как было показано выше, значительное количество исследований [31, 32, 47-51]посвящено изучению механизмов деструкции гликолей.
В этих исследованияхуказывается, что деструкция гликоля протекает по двум основным направлениями:окисление кислородом и термодеструкция. Основными продуктами деструкциигликолей являются органические кислоты, существенно снижающие рН иувеличивающие скорость протекания коррозионных процессов. В последнее времяв системах регенерации гликолей на установках осушки газа, а также в системах,где растворы гликолей используют в качестве теплоносителей, были обнаруженыолигомеры ПЭГ (ПЭО) [13, 41, 42]. Изучение механизма образования ПЭГ всистемах нефтедобычи является актуальной задачей. В данной главе былирассмотрены условия протекания реакций полимеризации гликолей по различныммеханизмам: радикальная полимеризация, поликонденсация с кислым катализом,поликонденсация с основным катализом, катионная и анионная полимеризацияэтиленоксида, являющегося одним из продуктов деградации МЭГ, полимеризациявинильных соединений, образующихся в результате внутримолекулярнойдегидратации гликолей.
Для понимания механизма образования ПЭГ в системахрегенерации гликолей и теплоносителя необходимо сопоставить условия в данныхсистемах с условиями протекания реакций полимеризации, проходящих поразличным механизмам.На основе изучения и анализа литературных источников сформулированыследующие основные задачи исследования:1. Определение компонентного состава гликолей и отложений системтеплоносителя и регенерации гликолей, подтверждение наличия в нихолигомеров ПЭГ.2.
Изучениефизико-химическихсвойствводныхиводногликолевых47растворов олигомеров ПЭГ, а также условий, приводящих к образованиюгетерофазных систем.3. Изучение механизма образования гелей ПЭГ в условиях, характерных длясистем, использующих водные растворы гликолей при добыче нефти и газа.4. Изучение реологических свойств водных и водногликолевых растворовгелей ПЭГ.5. Формулирование условий эксплуатации систем регенерации гликолей наустановках осушки газа, а также систем, где водные растворы гликолейиспользуют в качестве теплоносителей, при которых замедляется илипредотвращается образование олигомеров и гелей ПЭГ.48ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ2.1 Материалы и реагентыДля проведения экспериментов в работе использовали следующие вещества:Образцы ПЭГ с молекулярными массами 4000, 6000 и 8000 Да по ТУ 2481008-71150986-2006 с Изм.1-3 (ООО «Диаэм»);МЭГ 1-й сорт по ГОСТ 19710-83 (концентрация МЭГ по сертификату качества– 99,98 % мас.);Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72, натрия хлорид квалификации х.ч.по ГОСТ 4233-77;Сульфат натрия десятиводный квалификации х.ч.
по ГОСТ 4171-76;Ацетат натрия трехводный (ч) по ГОСТ 199-78;Сульфат железа(II) гептагидрат 1-й сорт по ГОСТ 6981-94;Гидроксид натрия марки ТР по ГОСТ 2263-79;Соляная кислота марка Б 1-й сорт по ГОСТ 857-95;Бихромат калия (вс) по ГОСТ 2652-78;Хлорид железа(II) четырехводный по ТУ 6-02-609-86;Хлорид железа(III) шестиводный (ч) по по ГОСТ 4147-74;Хлорид кальция дигидрат по ТУ 6-09-5077-83 с изменениями 1-6;Хоноэтаноламин марки В-90 по ТУ 2423-003-93747542-2012;Орто-ксилол нефтяной по ТУ 38.101254-72Е;Азот (осч) по ГОСТ 9293-74 с изм.
1-3.При получении результатов Главы 5 использовали следующие реагентынефтепромысловой химии:Antifrogen® SOL Clean (Clariant) жидкость для очистки систем отопления. Этобесцветная прозрачная жидкость на основе эфира гликоля с температуройплавления 44 оС, кипения - 250 оС, вспышки - 110 оС, эффективной вязкостью 7,3мПа х с (20 оС) и плотностью 1,05 г/см3 (20 оС).492.2. Методы исследованияКонцентрацию остатка после прокаливания измеряли по ГОСТ 27184-86.
Впредварительно прокаленную фарфоровую чашку помещали 50 см3 раствора МЭГи взвешивали. Содержимое чашки медленно упаривали досуха на электрическойплитке, не допуская кипения и разбрызгивания, затем прокаливали до постоянноймассы и взвешивали.Концентрацию механических примесей измеряли по ГОСТ Р 50558-93, метод2.Водородный показатель растворов измеряли мультиметром Orion–5 STAR(Thermo Scientific, США).Для анализа водного раствора ТЭГ системы технологического нагреваплатформы ПА-Б и системы регенерации платформы ПА-Б, определенияконцентрации МЭГ и третичных аминов в водном растворе МЭГ системырегенерации платформы ПА-А использовали метод газовой хроматографии [79,80].Для исследования качественного состава отложений гликолевых системиспользовали методы пиролитической газовой хроматомасс-спектрометрии игазовой хроматомасс-спектрометрии [82].Измерение концентрации ПЭГ в отложениях и растворах МЭГ, общейконцентрации солей в водном растворе МЭГ системы регенерации платформы ПАА и водном растворе ТЭГ системы технологического нагрева платформы ПА-Б(проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ)[83].Концентрацию хлорид-ионов в образцах ТЭГ системы регенерацииплатформы ПА-Б определяли методом ионообменной ВЭЖХ.Концентрацию хлоридов в водном растворе МЭГ системы регенерацииплатформы ПА-А измеряли методом зонального капиллярного электрофореза [84].Концентрацию ионов железа и кальция в образцах измеряли методоматомно-абсорбционной спектроскопии, согласно [86, 87].50ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ3.1 Идентификация полиэтиленгликолей в различных системахнефтегазовых предприятийУчитывая, что гликоли находят широкое применение в нефте- и газодобычепри первичной подготовке нефти и газа исследование их состава носит актуальныйхарактер.
Целью данной главы является изучение состава водных растворовмоноэтиленгликоля и триэтиленгликоля, а также образцов осадка из различныхсистем нефтегазодобывающих предприятий. По результатам анализа во всехпроанализированных образцах обнаружены полимеры со структурой, подобнойПЭГ.
В главе обобщены результаты анализов образцов водных растворов гликолейи образцов осадков во взаимосвязи с технологическими параметрами гликолевыхсистем.3.1.1 Исследование образца теплоносителя и отложений из различныхсистем берегового технологического комплексаКак известно, МЭГ в течение нескольких десятилетий используют дляборьбы с образованием гидратов в трубопроводах от морских нефте- игазодобывающих платформ до БТК [19, 20]. Водный раствор гликоля(концентрация МЭГ, 80-90 % объемн.) закачивают в трубопроводы, по которымдвижется газожидкостная (мультифазная) смесь, состоящая из газового конденсата(нефти), природного газа и воды.
При движении мультифазной смеси потрубопроводам раствор МЭГ насыщается водой, которая содержится в продукциидобывающих скважин или конденсируется из газа. Так обеспечивается, снижениетемпературы гидратообразования. Концентрация МЭГ в водном растворе на входев БТК уменьшается до 55-70 % объемн.Раствор моноэтиленгликоля на БТК отделяется от жидких углеводородов всепараторах и подается на регенерацию. В системе регенерации из насыщенногоМЭГ удаляют воду. При этом обеспечивается его первоначальная концентрация –5180-90 % объемн.
Принципиальная схема процесса регенерации МЭГ БТК проекта«Сахалин-2» показана на рисунке 7.Рисунок 7 – Принципиальная схема процесса регенерации моноэтиленгликоляБТК проекта «Сахалин-2»Мультифазная смесь, которая приходит с платформы, состоит из газовогоконденсата (нефти), природного газа и 55-65%-ного водного раствора МЭГ. Даннаясмесь поступает в сепараторы первой и второй ступеней, где происходит ееразделение на газовый конденсат, газ и водный раствор моноэтиленгликоля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
