Введение 6
Глава 1. Теоретические сведения о теме исследования 9
1.1 Причины разрушения трубопроводных коммуникаций 9
1.2 Коррозионные поражения трубопроводов при транспортировки
нефти и газа
1.3 Классификация коррозионных поражений 12
1.4 Основные факторы, влияющие на образование АСПО 13
1.5 Анализ состава нефти и её влияние на процесс образования АСПО 14
1.6 Изучение механизма парфинизации внутренней поверхности
трубопровода
1.7 Изучение процесса обессеривания нефтяного сырья 16
1.8 Анализ состава АСПО в трубопроводных системах 18
1.9 Анализ патентов по теме исследования 20
Глава. 2 Методы борьбы с АСПО 31
2.1 Основные направления предотвращающие АСПО 31
2.2 Химические методы борьбы с АСПО 32
2.3 Предложение технологической схемы по очистке трубопроводов от нефтешлама
Глава 3. Экспериментальная часть 41
3.1 Разработка методики получения гелевого состава 41
3.2 Результаты эксперимента 47
3.3 Расчетный анализ гелевых поршней 49
3.4 Материальный баланс 50
Заключение 53
Список используемых источников 54
На мировом рынке Российская Федерация занимает лидирующие позиции по трубопроводному экспорту нефти, газа и других сырьевых отраслей. Трубопроводный транспорт в России стал интенсивно развиваться во второй половине 20 столетия и в настоящее время составляет серьезную конкуренцию водному и железнодорожному транспорту по удельному весу и объему грузопотоков.
Примером экспорта большого объема сырья в Самарской области является химическое предприятие ПАО «Тольяттиазот», которое входит в десятку российских компаний по реализации продукции в нефтехимической промышленности и является единственным в мире химическим предприятием способным ежегодно производить около 3 миллионов тонн аммиака. Компания ПАО « Тольяттиазот» транспортирует большой объем сырья, в среднем около 85 % от общего объема производимой продукции, следовательно, отложения примесей на внутренних стенках трубопроводов является актуальной проблемой, как для предприятия, так и для всей России.
В процессе эксплуатации сырья пропускная способность трубопроводов уменьшается, так как со временем внутренние стенки труб подвергаются коррозии, а также на стенках образуются скопления различных отложений, в которых содержатся примеси, ухудшающие качество транспортируемой продукции. Для трубопроводного экспорта высококачественного продукта необходимо проводить внутреннюю очистку труб от АСПО, опрессовочной воды, механических примесей, или других различных загрязнений, и особенно важно подвергать предварительной глубокой очистке сам транспортируемый продукт.
Например, сырой нефти, которою необходимо подвергать очистке от солей и воды, что будет способствовать уменьшению коррозии, а так же серы и металлов, которые наносят большой экологический вред, накапливаясь в отходах производства. И особенно важно подвергать нефть процессу депарафинизации, так как самыми распространенными видами загрязнений трубопроводов являются парафиновые отложения. Образование парафиновых отложений напрямую зависит от состава нефти и от термодинамических условий, при её транспортировки. Как правило, парафины по внутренним стенкам нефтепровода распределяются достаточно неравномерно, поэтому произвести очистку от отложений, которые создают переменный диаметр внутри нефтепровода, будет сложно с помощью известных методов очистки, а именно механических, тепловых, физических или химических. Данные методы будут иметь ряд недостатков, именно поэтому, в настоящее время наиболее эффективно применяют вязкоупругие гелевые поршни, как метод отчистки трубопроводов от парафиновых отложений, а так же от других продуктов корриционных процессов или механических примесей.
Вязкоупругие гелевые разделительные поршни имеют широкие композиционные составы, что позволяет формировать поршни различной прочности, вязкости и эластичности. Для каждого конкретного случая гелевый поршень формируется, в зависимости от длины, диаметра, технического состояния трубопровода и от наличия или отсутствия камер пуска-приема очистных устройств, а также от применяемого рабочего агента.
Целью бакалаврской работы является разработка методики получения гелевого состава для наиболее эффективного использования в процессе очищения трубопроводов от отложений нефтепродуктов, а также коррозионных процессов и других видов загрязнений.
Для поставленной цели, решаются следующие задачи:
1. Проанализировать состав нефти и её влияние на образование отложений на внутренних стенках трубопровода.
2. Изучить состав отложений и их воздействие на трубопроводный транспорт.
3. Проанализировать химические методы очистки трубопроводов от нефтешлама.
4. Проанализировать патенты по теме исследования.
5. Провести оптимизацию технологии получения гелевого поршня.
6. Провести экспериментальные исследования.
В ходе бакалаврской работы был проанализирован состав отложений на внутренних стенках нефтегазопроводов, а также непосредственно их влияние на трубопроводный транспорт. Были изучены методы борьбы с АСПО для очистки трубопроводов. Так же был проведен анализ состава нефти и её примесей, влияющих на образования нефтешлама при транспортировки нефтепродуктов. Проведен патентный поиск по составу вязкоупругих разделительных гелевых поршней на основе водорастворимых полимерах, для дальнейшего исследования и усовершенствования физико- химических свойств поршня.
Борьба с образованием АСПО определяется многими способами очистки, которые тоже были изучены в данной работе и среди которых был рассмотрен преимущественно гелевый разделительный поршень, как метод очистки.
В экспериментальной части были рассмотрены методики получения гелевых композиции, а также проведен анализ сравнения упругостей гелевых разделительных поршней. Сила упругости поршня во втором эксперименте, где к прототипу был добавлен карбамид, превысила на 0,0987 Н силу упругости 1 изготовленного поршня. Сила упругости четвертого поршня, где компонентом повышающим упругость так же является карбамид, превысила на 0,0569 Н силы упругости третьего изготовленного поршня.
В настоящее время известные способы предотвращения образований АСПО в трубопроводах не позволяют полностью решить проблему, поэтому проблема очистки трубопроводов от АСПО остается актуальной. Для её решения целесообразно продолжить исследования составов вязкоупругих гелевых поршней, для улучшения физико-химических свойств гелевых композиции.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
