Сапалы эмульгаторды пайдаланып мұнай эмульсияларын қалай тиімді бөлуге болады?

Неліктен мұнай тұрақты эмульсиялар түзеді және эмульгаторды тиімді ететін факторлар

Мұнайдың табиғи эмульгаторлары: Асфальтендер, шайырлар және нафтен қышқылдары

Табиғи мұнайда сумен араласуға көмектесетін кейбір заттар табиғи түрде болады. Оларға көбінесе сөз болатын асфальтендер, шайырлар және нафтен қышқылдары жатады. Өндіру кезінде қозғалыс пен араластыру кезінде бұл молекулалар мұнай мен судың жанасқан шекарасында жиналуға бейім болады. Олар мұнайдың ішінде жүзіп жүрген кішкентай су тамшыларын қоршаған қорғаныш қабаттарын құрайды, бұл тамшылардың қайтадан бірігуіне кедергі жасайды. Күрделі құрылымды асфальтендер беттерде жақсы жиналатындықтан осы жұмыста ерекше тиімді. Ал нафтен қышқылдары интерфейстің зарядталуын өзгерту және беттік керілуін төмендету арқылы басқаша әсер етеді. Ерекше қызықтысы, асфальтеннің өте аз мөлшері (салмағы бойынша 0,1%-ден аз) болғанымен, ол әлі де өте тұрақты эмульсиялар тудырады. Бұл бүкіл қоспаны кәдімгі мұнайға қарағанда әлдеқайда қоюырақ етеді, кейде бес есе дейін қоюырады. Ал қоюырақ болу — мұнайды сорғылау мен өңдеу қиын деген сөз, бұл тазарту зауыттары мен тасымалдау компанияларының операциялық шығындарын әрине жоғарылатады.

Негізгі эмульсияның ыдырау механизмдері: флокуляция, коалесценция және интерфазалық пленканың бұзылуы

Тиімді эмульсияның ыдырауы үш тәуелді кезең арқылы жүреді:

• Флокуляция , онда тамшылар зарядтардың бейтараптануы немесе полимерлік көпірлер арқылы топтасады;
• Коалесценция , біріккен тамшылардың гравитациялық бөліну үшін жеткілікті дәрежеде үлкейуіне мүмкіндік береді; және
• Интерфазалық пленканың бұзылуы , ондағы демульсификатор молекулалары май-су интерфейсіндегі табиғи стабилизаторларды бәсекелестіріп ығыстырады.

Жоғары сапалы химиялық демульгаторлар табиғи жолмен болатынан гөрі беткейлерге тез сіңеді, содан кейін мұнай мен судың арасындағы мықты интерфейстік пленкаларды ерітеді немесе жұмсартады. Бұл әрекет көбінесе интерфейстердегі желімділікті 70-ден 90 пайызға дейін төмендетеді. Бұл өнімдердің тиімділігінің негізі олардың құрамындағы суға және мұнайға тартылу қасиеттерінің дұрыс үйлесімінде. Бұл тепе-теңдік эмульсияны бұзу тиімділігін және олардың әртүрлі түрдегі шикі мұнаймен үйлесімділігін анықтайды. Сынақтар көрсеткендей, барлығы дәл келген жағдайда сепараторлар үшін өңдеу уақыты 50%-дан астам төмендейді, бұл барлық операциялардың тиімділігін арттырады.

Дұрыс эмульгаторды таңдау: Беттік белсенді заттар химиясы, HLB және шикі мұнайға сәйкестік

Ионды емес және ионды эмульгаторлар: Интерфейстік белсенділік пен тұздың төзімділігінің айырмашылықтары

Нейондық эмульгаторлар өндірілген судағы тұздың жоғары мөлшерін басқаларға қарағанда жақсырақ өңдейді, бірақ мұнай мен судың арасындағы күшті шекараны құруда олар соншалықты жақсы нәтиже бермейді. Керісінше, ионды эмульгаторлар осы шекараларды ерекше жақсы бұзады, әсіресе тұздылығы төмен сумен жұмыс істегенде. Бірақ тұзды орталарда осы иондық түрлер шынымен тұнба түсіруі немесе толықтай тиімсіз болуы мүмкін болғандықтан, абай болу керек. Гидрофилді-липофилді тепе-теңдік (HLB) жүйесі операторларға дұрыс эмульгаторды таңдау кезінде нақты нәрсе береді. Көптеген мамандар мұнай өңдеу кезінде мұнайдағы су эмульсияларын алу үшін 4-тен 6-ға дейінгі HLB мәндері жақсы жұмыс істейтінін байқайды. Осы тепе-теңдікті дұрыс таңдамау жиі жағдайда мұнайдан судың толық бөлінбеуіне әкеліп соғады, бұл операциялық шығындарды қатты көтереді. Өткен жылы Petroleum Science журналында жарияланған кейбір зерттеулер дұрыс емес HLB сәйкестендіруден туындаған шығындардың шамамен 15%-ға дейін жеткенін көрсетті, демек бұл фактор табыстың соңғы нәтижесі үшін өте маңызды.

Фильмге тез өту үшін полимерлік эмульгаторлар мен тармақталған құрылымдар

Тармақталған тізбекті полимерлік эмульгаторлар біртіндеп құрылымдарына қарағанда асфальтенге бай интерфейстік пленкаларға шамамен 40 пайыз жылдамырақ енеді, себебі олар пленка құрылымын жақсырақ бөлшектеуге мүмкіндік беретін бекіту нүктелерінің көп болады. Бұл полимерлік құрылымдар 150 градус Цельсийден жоғары температура кезінде де жақсы жұмыс істейді, бұл бумен ысытып, ауырлық арқылы дренажды (SAGD) қысқаша айтқанда, жылулық мұнай өндіру әдістері үшін өте маңызды. Нақты әлемдегі сынақтар тармақталған нұсқалардың әртүрлі алаңдарда өңделген мұнайдың BS&W деңгейін тұрақты түрде 0,5 пайыздан төмен ұстау үшін эмульсияның бөлінуін жеңілдетуші заттың қажеттілігін шамамен 30 пайызға дейін азайтатынын көрсетті.

Эмульгатордың өнімділігін растау: ыдыста сынау бойынша ең жақсы тәжірибе мен өріспен сәйкестік

Өнеркәсіп саласында эмульгаторларды тез сынайтын зертханалық әдіс ретінде әлі күнге дейін ыдыстағы сынақ қолданылады, бірақ оның жұмыс істеуі протоколдарға қатаң сәйкес болуына байланысты. Нәтижелердің мағыналы болуы үшін өндірістің нақты ағымынан алынған, алғашқы эмульсия қасиеттерін сақтап қалатын мұнай үлгілері қажет. Сынақ жүргізген кезде шынайы қоймалжын шарттарына ұқсас жағдайларды қамтамасыз ету маңызды. Бұл температураны шамамен 5 градус Цельсийге дейінгі дәлдікпен сақтауды, стандартты шайқау әдістері арқылы қажетті қысу күшін қолдануды және нақты өндірістегі су құрамына сәйкес келетін қатынастарды сақтауды білдіреді. Біз зерттейтін нәрселерге бөліну жылдамдығы (минутына мл), тұнба қалдығы мен отырып қалған судың мөлшері (идеалды түрде 0,5 пайыздан аспауы керек) және қабаттар арасындағы шекара қаншалықты айқын көрінетіндігі жатады. Егер әлі де білінетін бұлтылық сақталып қалса, бұл әдетте қалдық қатты заттар немесе тамшылардың толық бірігуімен қателік туындағанын көрсетеді.

Түтікшелердегі қию күштері, айналасында жүзіп жүретін газ көпіршіктері және электростатикалық тұздың ішіндегі болжамсыз күтудің уақыты сияқты күрделі жағдайлар болатын нақты әлемдегі жұмыстарды сәйкестендіру үшін зертханалық сынақтар жеткіліксіз. Сондықтан ыдыстағы сынақ нәтижелері көбінесе объектіде болып жатқан нәрсеге мүлдем ұқсамайды. Мысалы, үлкен май айдау зауытының бірінде жеңіл мұнайдың қоспаларынан ауыр мұнай қоспаларына ауысқаннан кейін тұздан тазартқыштың тиімділігі 40% төмендеді. Енді бұны қалай шешуге болады? Сатылап жүргізілетін алаңдағы растаудан бастаңыз. Зертханалық сынақтарда ұсынылған дозаның жартысынан бастаңыз, үш күн бойы сепаратордың жұмысын бақылаңыз, содан кейін шикі мұнайдың құрғау деңгейін және түзілген судың сапасын бақылай отырып, біртіндеп өзгерістер енгізіңіз. Бұл кері-алға әдісі химиялық заттарды артық пайдаланудан туындайтын проблемаларды, мысалы, жабдықта шөгінділердің пайда болуын және қалдықтарды төгу шығындарының өсуін немесе керісінше, жеткіліксіз өңдеуден туындайтын тоқтап қалулар мен коррозия проблемаларын болдырмауға көмектеседі. Нәтижесінде, жағдайлар өрісте тұрақты өзгеріп отырған кезде, ешкім бақыланатын ортада жеткілікті деп саналмайды.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Мұнайда тұрақты эмульсиялардың пайда болуының себебі не?

Мұнайдағы тұрақты эмульсиялар асфальтендер, шайырлар мен нафтен қышқылдары сияқты табиғи эмульгаторлардың әсерінен су тамшыларының айналасында қорғаныс қабатын түзіп, олардың бірігуіне кедергі жасауынан туындайды.

Эмульсияның ыдырау процесін қалай жақсартуға болады?

Эмульсияның ыдырауын химиялық эмульгаторларды қолдану арқылы жақсартуға болады, олар флокуляция, коалесценция және беттік жұқа қабаттың бұзылуы сияқты механизмдерді қолданып, беттік желімділікті төмендетеді.

Эмульгаторды таңдауда Гидрофильді-Липофильді Тепе-теңдік (HLB) қандай рөл атқарады?

HLB мұнай өңдеу үшін қажетті эмульгаторды таңдауға көмектеседі, су-май эмульсиясын түзу үшін 4-тен 6-ға дейінгі мәндер тиімді, бұл амалдың құнын және тиімсіздігін азайтады.

Полимерлі эмульгаторлар қашан қолданылады?

Жылулық мұнай өндіру әдістері сияқты жоғары температуралы жағдайларда қабаттың тереңіне дейінгі өту үшін полимерлі эмульгаторлар, әсіресе тарамдалған түрлері қолданылады.

Эмульгаторды растау үшін нақты әлемдегі сынақтар неге маңызды?

Нақты әлемдегі сынақтар маңызды, себебі олар лабораториялық сынақтар көбінесе қайталай алмайтын құбырлардағы ысырылу, газ көпіршіктері және әртүрлі жағдайлар сияқты күрделі факторларды ескереді, бұл операцияларда дәл растауды және тиімділікті қамтамасыз етеді.