RU2542647C1 - Viscous oil products and fluids transportation method - Google Patents
Viscous oil products and fluids transportation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542647C1 RU2542647C1 RU2013135340/06A RU2013135340A RU2542647C1 RU 2542647 C1 RU2542647 C1 RU 2542647C1 RU 2013135340/06 A RU2013135340/06 A RU 2013135340/06A RU 2013135340 A RU2013135340 A RU 2013135340A RU 2542647 C1 RU2542647 C1 RU 2542647C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aqueous solution
- density
- monoethanolamine
- oil
- liquid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области транспортировки по трубопроводам вязких нефтепродуктов и жидкостей, плотность которых больше плотности воды, и может найти применение на магистральных нефтепроводах, межзаводских и внутризаводских трубопроводах нефтеперерабатывающих предприятий при перекачке тяжелых жидких углеводородов и продуктов нефтепереработки, а также других высоковязких и неньютоновских жидкостей, имеющих плотность больше плотности воды.The proposed technical solution relates to the field of transportation of viscous petroleum products and liquids through pipelines whose density is higher than the density of water, and can be used in main oil pipelines, inter-plant and in-plant pipelines of oil refineries when pumping heavy liquid hydrocarbons and oil products, as well as other highly viscous and non-Newtonian liquids having a density greater than the density of water.
Известна технология транспортировки тяжелых нефтей и битумов в виде эмульсий, в которой дисперсионной фазой является вода с поверхностно-активными веществами ПАВ для создания в сплошной фазе стабильной водной дисперсной эмульсии. (Химические средства и технологии в трубопроводном транспорте нефти / Б.Н. Мастобаев, A.M. Шаммазов, Э.М. Мовсумзаде. - М.: Химия, 2002. - 296 с., стр.123-126).A known technology for the transportation of heavy oils and bitumen in the form of emulsions, in which the dispersion phase is water with surfactants surfactants to create a stable aqueous dispersed emulsion in the continuous phase. (Chemicals and technologies in pipeline oil transportation / B.N. Mastobaev, A.M. Shammazov, E.M. Movsumzade. - M.: Chemistry, 2002. - 296 p., Pp. 123-126).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится расслоение водно-нефтяной эмульсии из-за разности плотностей нефтепродукта или жидкости и воды даже при применении ПАВ, а также высокий расход воды, достигающий 43% от расхода перекачиваемых нефтепродукта иди жидкости. Это приводит к повышению гидравлического сопротивления и энергозатрат при транспортировке тяжелых нефтей и нефтепродуктов по трубопроводу.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include the separation of the water-oil emulsion due to the difference in the densities of the oil product or liquid and water even when using a surfactant, as well as the high water consumption reaching 43% of the flow rate of the pumped oil product or liquid. This leads to an increase in hydraulic resistance and energy consumption during transportation of heavy oils and oil products through the pipeline.
Известен способ перемещения вязких нефтей и нефтепродуктов, заключающийся в создании кольцевого концентрического слоя воды у внутренней поверхности трубы и придания потоку нефти и воды вращательного движения лопастными мешалками, установленными за участками, где происходит изменение скоростей потоков по величине или направлению, с угловой скоростью, определяемой по формулеA known method of moving viscous oils and petroleum products, which consists in creating an annular concentric layer of water near the inner surface of the pipe and giving the flow of oil and water a rotary movement with paddle mixers installed behind the sites where the flow rates change in magnitude or direction, with an angular velocity determined by the formula
где ω - угловая скорость вращения мешалки, 1/с;where ω is the angular velocity of rotation of the mixer, 1 / s;
g - ускорение свободного падения, м2/с;g is the acceleration of gravity, m 2 / s;
R - радиус трубопровода, м (Описание изобретение к патенту РФ №2262035, F15D 1/02, 2005).R is the radius of the pipeline, m (Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2262035, F15D 1/02, 2005).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится неустойчивость концентрического слоя воды у внутренней поверхности трубы за счет разности плотностей воды и перекачиваемых нефти или нефтепродукта, что приводит к возрастанию гидравлического сопротивления и энергозатрат.The reasons that impede the achievement of a given technical result include instability of the concentric water layer near the inner surface of the pipe due to the difference in the densities of water and the pumped oil or oil product, which leads to an increase in hydraulic resistance and energy consumption.
Известен способ извлечения и перемещения высоковязких нефтепродуктов путем образования водных дисперсий в присутствии соленой воды с соленостью более 0,6% по массе и с применением водорастворимых сульфированных дисператоров, содержащих высокомолекулярных фракции от 4 до 25% (Описание изобретения к патенту РФ №2190151, F17D 1/17, 2002).There is a method of extracting and moving highly viscous petroleum products by forming aqueous dispersions in the presence of salt water with a salinity of more than 0.6% by weight and using water-soluble sulfonated dispersants containing high molecular weight fractions from 4 to 25% (Description of the invention to RF patent No. 2190151, F17D 1 / 17, 2002).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится расслоение водно-нефтяной эмульсии из-за разности плотностей соленой воды и перекачиваемой нефти, что приводит к повышению гидравлического сопротивления и энергозатрат при транспортировке нефтей и нефтепродуктов.The reasons that impede the achievement of the desired technical result include the separation of the water-oil emulsion due to the difference in the densities of salt water and the pumped oil, which leads to an increase in hydraulic resistance and energy consumption during transportation of oil and oil products.
Известен способ получения стабильной эмульсии и поверхностно-активной добавки для ее приготовления, включающей углеводородную фазу и содержащей природное поверхностно-активное вещество, водную фазу, содержащую электролит и поверхностно-активную добавку, включающую амин, в частности моноэтаноламин и этоксилированный спирт, при содержании поверхностно-активной добавки в количестве, которое эффективно активирует природное поверхностно-активное вещество и стабилизирует эмульсию, а электролита - в количестве от более 10 мас.ч./млн до 100 мас.ч./млн (Описание изобретение к патенту РФ №2142498, C10L 1/32, B01F 3/08, 1998).A known method of obtaining a stable emulsion and a surface-active additive for its preparation, comprising a hydrocarbon phase and containing a natural surfactant, an aqueous phase containing an electrolyte and a surface-active additive comprising an amine, in particular monoethanolamine and ethoxylated alcohol, when containing an active additive in an amount that effectively activates a natural surfactant and stabilizes the emulsion, and an electrolyte in an amount of more than 10 parts per million to 100 mA c.ppm (Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2142498, C10L 1/32, B01F 3/08, 1998).
К причинам, препятствующим достижения заданного технического результата, относится невозможность создания устойчивого кольцевого слоя воды у внутренней поверхности трубы, так как предлагаемый способ направлен на создание устойчивых водных капель эмульсии внутри сплошной жидкой фазы углеводородов, а для уменьшения гидравлического сопротивления и энергозатрат необходимо устойчивое расслоение дисперсной и сплошной фазы у стенки трубопровода.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the impossibility of creating a stable annular layer of water at the inner surface of the pipe, since the proposed method is aimed at creating stable water droplets of the emulsion inside the continuous liquid phase of hydrocarbons, and to reduce hydraulic resistance and energy consumption, stable separation of dispersed and continuous phase at the wall of the pipeline.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту по совокупности признаков и принятым за прототип является способ перемещения вязких нефтей и нефтепродуктов, заключающийся в формировании коаксиального концентрического слоя жидкости у внутренней поверхности трубы путем добавления внутрь водно-спиртового раствора в количестве 17,4-53% массовых, плотность которого равна плотности перекачиваемых нефти или нефтепродукта (Описание изобретения к патенту РФ №2448283, F15D 1/02, 2012).The closest technical solution to the claimed object in terms of features and adopted as a prototype is a method for moving viscous oils and oil products, which consists in the formation of a coaxial concentric layer of liquid on the inner surface of the pipe by adding inside an aqueous-alcoholic solution in an amount of 17.4-53% by mass, whose density is equal to the density of the pumped oil or oil product (Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2448283, F15D 1/02, 2012).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невозможность использования вводно-спиртового раствора, плотность которого равна плотности тяжелого вязкого нефтепродукта или жидкости для перекачивания их по трубопроводу. В этом случае под действием силы Архимеда кольцевой слой водно-спиртового раствора деформируется: легкий вводно-спиртовой раствор заполняет верхнюю часть трубы, а тяжелая вязкая нефть или нефтепродукт под действием силы тяжести опускается в нижнюю часть трубы, поэтому тяжелая вязкая нефть или нефтепродукт начинают течь без кольцевого вводно-спиртового слоя, что увеличивает гидравлическое сопротивление и энергозатраты на перемещение тяжелой нефти или нефтепродукта.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the impossibility of using an aqueous-alcoholic solution, the density of which is equal to the density of a heavy viscous oil product or liquid for pumping them through the pipeline. In this case, under the influence of the Archimedes force, the ring layer of the aqueous-alcoholic solution is deformed: a light water-alcoholic solution fills the upper part of the pipe, and heavy viscous oil or oil product falls under the influence of gravity into the lower part of the pipe, therefore, heavy viscous oil or oil product begins to flow without ring water-alcohol layer, which increases hydraulic resistance and energy consumption for the movement of heavy oil or oil product.
Задачей предлагаемого технического решения является уменьшение гидравлического сопротивления и энергозатрат при перекачивании по трубопроводу вязких нефтепродуктов и жидкостей, плотность которых больше плотности воды.The objective of the proposed technical solution is to reduce hydraulic resistance and energy consumption when pumping through the pipeline viscous petroleum products and liquids whose density is greater than the density of water.
Техническим результатом является создание устойчивого кольцевого слоя маловязкого водного раствора жидкости за счет нейтрализации силы тяжести и силы Архимеда, возникающих при разности плотностей вязкого нефтепродукта или жидкости, плотность которых больше плотности воды, и маловязкого водного раствора жидкости, двигающейся в коаксиальном концентрическом слое у внутренней поверхности трубопровода.The technical result is the creation of a stable annular layer of a low-viscosity aqueous solution of liquid by neutralizing the gravity and Archimedes forces arising from the density difference between a viscous oil product or a liquid whose density is higher than the density of water and a low-viscosity aqueous solution of a liquid moving in a coaxial concentric layer near the inner surface of the pipeline .
Поставленный технический результат достигается тем, что в способе перемещения вязких нефтепродуктов и жидкостей, заключающемся в формировании коаксиального концентрического слоя жидкости у внутренней поверхности трубы путем образования ее водного раствора, плотность которого равна плотности перекачиваемых нефти или нефтепродукта, при этом для образования водного раствора в воду предварительно добавляют поверхностно-активное вещество (ПАВ) - моноэтаноламин в количестве (0,006-0,014)% массовых и смешивают с хлоридом кальция, взятым в количестве (1,1-20)% массовых.The technical result is achieved by the fact that in the method of moving viscous oil products and liquids, which consists in the formation of a coaxial concentric layer of liquid at the inner surface of the pipe by forming its aqueous solution, the density of which is equal to the density of the pumped oil or oil product, while for the formation of the aqueous solution in water add a surfactant (surfactant) - monoethanolamine in an amount of (0.006-0.014)% by weight and mixed with calcium chloride taken in quantity there are (1.1-20)% of the mass.
Использование в качестве водного раствора ПАВ моноэтаноламина с концентрациями (0,006-0,014)% массовых, обеспечивающего снижение поверхностного натяжения на границе водного раствора и перекачиваемого вязкого нефтепродукта или жидкости, и хлорида кальция с концентрацией (1,1-20)% массовых, обеспечивающего плотность водного раствора, равную плотности перекачиваемых вязкого нефтепродукта или жидкости, позволяет после формирования кольцевого концентрического слоя этого раствора у внутренней поверхности трубы, обеспечивать его устойчивость по всей длине трубопровода из-за отсутствия разницы сил тяжести и силы Архимеда, заставляющей этот солевой раствор с ПАВ и вязкий нефтепродукт или жидкость перемешиваться друг с другом, а так как при этом вязкость раствора значительно меньше вязкости перекачиваемых вязкого нефтепродукта или жидкости, то гидравлическое сопротивление и энергозатраты уменьшаются.The use of monoethanolamine as an aqueous surfactant solution with concentrations (0.006-0.014)% by mass, providing a decrease in surface tension at the interface between the aqueous solution and the pumped viscous oil or liquid, and calcium chloride with a concentration of (1.1-20)% by mass, ensuring the density of the aqueous a solution equal to the density of the pumped viscous oil or liquid, allows after the formation of an annular concentric layer of this solution at the inner surface of the pipe to ensure its stability the entire length of the pipeline due to the absence of a difference in gravity and Archimedes forces, causing this salt solution with a surfactant and viscous oil or liquid to mix with each other, and since the viscosity of the solution is much lower than the viscosity of the pumped viscous oil or liquid, the hydraulic resistance and energy costs are reduced.
Растворение в воде ПАВ - моноэтаноламина уменьшает поверхностное натяжение на границе кольцевого слоя «водный раствор - вязкий нефтепродукт или жидкость», предотвращает их перемешивание и увеличивает устойчивость этой границы по всей длине трубопровода.The dissolution of surfactant - monoethanolamine in water reduces the surface tension at the boundary of the annular layer "aqueous solution - a viscous oil product or liquid", prevents their mixing and increases the stability of this border along the entire length of the pipeline.
Уменьшение концентрации ПАВ в воде ниже заявленного предела 0,006% массовых не позволяет увеличить устойчивость границы слоев водного раствора и вязкого нефтепродукта или жидкости, особенно в зоне местных сопротивлений: поворотов, вентилей, задвижек, сужений и расширений трубопровода, что приводит к перемешиванию водного раствора и перекачиваемых вязкого нефтепродукта или жидкости, а значит увеличению гидравлического сопротивления и энергозатрат.A decrease in the concentration of surfactants in water below the declared limit of 0.006% by mass does not allow increasing the stability of the boundary between the layers of an aqueous solution and a viscous oil product or liquid, especially in the zone of local resistance: turns, valves, valves, contractions and expansion of the pipeline, which leads to mixing of the aqueous solution and the pumped viscous oil or liquid, which means an increase in hydraulic resistance and energy consumption.
Увеличение концентрации ПАВ в воде выше заявленного предела 0,014% массовых незначительно понижает поверхностное натяжение водного раствора хлорида кальция и не влияет на повышение устойчивости на границе кольцевого слоя «водный раствор - вязкий нефтепродукт или жидкость», а значит не приводит к дополнительному уменьшению гидравлического сопротивления и энергозатрат.An increase in the concentration of surfactants in water above the declared limit of 0.014% by mass slightly reduces the surface tension of an aqueous solution of calcium chloride and does not affect the increase in stability at the boundary of the annular layer "aqueous solution - viscous oil or liquid", and therefore does not lead to an additional decrease in hydraulic resistance and energy consumption .
Таким образом, создание маловязкого водного раствора ПАВ, где в качестве ПАВ используют моноэтаноламин с концентрацией (0,006-0,014)% массовых, и хлористого кальция с концентрацией (1,1-20)% массовых, обеспечивающей равенство плотности этого водного раствора с перекачиваемым вязким нефтепродуктом или жидкостью, позволяет увеличить устойчивость при кольцевом двухслойном течении этого раствора с перекачиваемыми вязким нефтепродуктом или жидкостью, когда этот раствор подается в пристенной слой трубопровода, и предотвратить перемешивание раствора и перекачиваемых вязкого нефтепродукта или жидкости за счет нейтрализации турбулентных пульсаций молекулами ПАВ, а равенство плотностей - нейтрализует центробежные силы.Thus, the creation of a low-viscosity aqueous solution of surfactants, where monoethanolamine with a concentration of (0.006-0.014)% by mass, and calcium chloride with a concentration of (1.1-20)% by mass is used as a surfactant, ensuring the density of this aqueous solution is equal to the pumped viscous oil or liquid, it allows to increase the stability in the annular two-layer flow of this solution with pumped viscous oil or liquid, when this solution is fed into the wall layer of the pipeline, and prevent mixing of the solution and viscous oil or fluid pumped due to the neutralization of turbulent pulsations by surfactant molecules, and the equality of densities neutralizes centrifugal forces.
На фигуре представлена схема установки по предлагаемому способу перемещения вязких нефтепродуктов или жидкостей.The figure shows the installation diagram of the proposed method for moving viscous petroleum products or liquids.
Установка включает в себе линейные части трубопровода 1 и колено 2 с внутренним диаметром D, дифманометр 3 для измерения перепада давления на всей длине трубопровода. Установка содержит емкость для вязкого нефтепродукта или жидкости 4, в которую опущен всасывающий патрубок центробежного насоса 5, а нагнетательный патрубок 6, имеющий наружный диаметр d (меньший внутреннего диаметра D трубопровода 1 на удвоенную величину коаксиального концентрического слоя водного раствора моноэтаноламина и хлорида кальция CaCl2) и установленный осесимметрично на входе с линейной частью трубопровода 1.The installation includes linear parts of the pipeline 1 and elbow 2 with an inner diameter D, a differential pressure gauge 3 for measuring the pressure drop along the entire length of the pipeline. The installation contains a container for a viscous oil product or liquid 4 into which a suction nozzle of a centrifugal pump 5 is lowered, and a discharge nozzle 6 having an outer diameter d (less than the inner diameter D of pipeline 1 by twice the coaxial concentric layer of an aqueous solution of monoethanolamine and calcium chloride CaCl 2 ) and mounted axisymmetrically at the inlet with the linear part of the pipeline 1.
Для измерения расхода вязкого нефтепродукта или жидкости установлен ротаметр 7, а сам расход регулируется вентилем 8. Установка также содержит смеситель 9 для смешения водного раствора ПАВ - моноэтаноламина с хлористым кальцием с образованием солевого раствора CaCl2, плотность которого равна плотности перекачиваемого вязкого нефтепродукта или жидкости, смеситель для воды 10 с мешалкой 11, соединенный трубкой и вентилем 12 со смесителем 9, бак 13 с жидким ПАВ - моноэтаноламином, соединенный трубкой и вентилем 14 со смесителем 10, а также бункер 15 с дозатором 16 для подачи хлористого кальция в смеситель 9. Для измерения плотности вязкого нефтепродукта или жидкости в емкости 4 установлен денсиметр 17, а в смесителе 9 установлен денсиметр 18 для измерения плотности водного раствора ПАВ и хлористого кальция. В смеситель 9 опущен всасывающий патрубок насоса 19, нагнетательный патрубок которого соединен трубкой через вентиль 20 с коаксиальным кольцевым зазором 21, образованным на входе трубопровода 1 нагнетательным патрубком 6. Для измерения расхода водного раствора ПАВ - моноэтаноламина и хлористого кальция, нагнетаемого насосом 19 из смесителя 9 в коаксиальный кольцевой зазор 21, установлен ротаметр 22, а для измерения концентрации ПАВ - моноэтаноламина в воде смеситель 10 снабжен концентратором 23.To measure the flow rate of a viscous oil product or liquid, a flowmeter 7 is installed, and the flow rate is controlled by a valve 8. The installation also contains a mixer 9 for mixing an aqueous solution of a surfactant - monoethanolamine with calcium chloride to form a CaCl 2 salt solution, whose density is equal to the density of the pumped viscous oil product or liquid, a water mixer 10 with a mixer 11 connected by a pipe and valve 12 to a mixer 9, a tank 13 with a liquid surfactant - monoethanolamine, connected by a pipe and valve 14 with a mixer 10, as well as a hopper 15 s ozatorom 16 for supplying calcium chloride to the mixer 9. For measuring the density of a viscous oil or fluid in the container 4 installed densimeter 17, and in the mixer 9 is densitometer 18 for measuring the density of the aqueous solution of surfactant and calcium chloride. The suction pipe of the pump 19 is lowered into the mixer 9, the discharge pipe of which is connected by a pipe through the valve 20 to the coaxial annular gap 21 formed by the discharge pipe 6 at the inlet of the pipe 1. To measure the flow rate of an aqueous surfactant solution, monoethanolamine and calcium chloride, pumped by the pump 19 from the mixer 9 a rotameter 22 is installed in the coaxial annular gap 21, and for measuring the concentration of surfactants - monoethanolamine in water, the mixer 10 is equipped with a concentrator 23.
Установка по предлагаемому способу перемещения вязких нефтепродуктов или жидкостей работает следующим образом.Installation according to the proposed method for moving viscous petroleum products or liquids works as follows.
Денсиметром 17 измеряют плотность вязкого нефтепродукта или жидкости в емкости 4. Регулируя расход моноэтаноламина из бака 13 в смеситель 10 с помощью вентиля 14, перемешивая моноэтаноламин в воде мешалкой 11, создают раствор заданной концентрации, который контролируют концентратометром 23. Заполняют полученным водным раствором моноэтаноламина заданной концентрации из емкости 10 через трубку с вентилем 12 смеситель 9, подают из бункера 15 с помощью дозатора 16 соль хлорида кальция в смеситель 9. Включают мешалку смесителя 9 и, регулируя расходы водного раствора ПАВ из емкости 10 и соли хлорида кальция из бункера 15 с помощью вентиля 12 и дозатора 16, создают в смесителе 9 водный раствор моноэтаноламина и хлорида кальция с плотностью (которую контролируют денсиметром 18) равной плотности вязкого нефтепродукта или жидкости, которую контролируют денсиметром 17.Densimeter 17 measures the density of a viscous oil or liquid in a tank 4. By adjusting the flow of monoethanolamine from tank 13 to mixer 10 using a valve 14, stirring monoethanolamine in water with a stirrer 11, a solution of a given concentration is created, which is controlled by a concentration meter 23. Fill the resulting aqueous solution of monoethanolamine with a given concentration from the tank 10 through the tube with the valve 12, the mixer 9 is fed from the hopper 15 using a dispenser 16, the calcium chloride salt into the mixer 9. Turn on the mixer of the mixer 9 and, by adjusting the flow of water surfactant solution from the tank 10 and the calcium chloride salt from the hopper 15 using the valve 12 and the dispenser 16, create in the mixer 9 an aqueous solution of monoethanolamine and calcium chloride with a density (which is controlled by a densimeter 18) equal to the density of a viscous oil product or liquid, which is controlled by a densimeter 17 .
Включают центробежный насос 5, которым по нагнетательному патрубку 6 подают вязкий нефтепродукт или жидкость в трубопровод, расход которой устанавливают вентилем 8 и контролируют ротаметром 7. Одновременно включают насос 19, которым по нагнетательному патрубку с вентилем 20 подают в коаксиальный кольцевой зазор 21 водный раствор моноэтаноламина и хлорида кальция из смесителя 9. Расход этого водного раствора контролируют ротаметром 22.A centrifugal pump 5 is turned on, through which a viscous oil product or liquid is supplied through a discharge pipe 6 to a pipeline, the flow rate of which is established by a valve 8 and controlled by a rotameter 7. At the same time, a pump 19 is turned on, which an aqueous solution of monoethanolamine is fed into a coaxial annular gap 21 and calcium chloride from mixer 9. The flow rate of this aqueous solution is controlled by a rotameter 22.
Так как плотности перекачиваемых вязкого нефтепродукта или жидкости, подаваемых по нагнетательному патрубку центробежного насоса 5, и водного раствора моноэтаноламина и хлористого кальция, подаваемого в коаксиальный кольцевой зазор 21, равны, то силы тяжести и силы Архимеда перекачиваемого вязкого нефтепродукта или жидкости и водного раствора моноэтаноламина и хлористого кальция будут также равны, а значит коаксиальный слой водного раствора моноэтаноламина и хлорида кальция будет устойчиво двигаться вдоль внутренней поверхности трубопровода 1, а перекачиваемый вязкий нефтепродукт или жидкость внутри этого коаксиального концентрического слоя водного раствора моноэтаноламина и хлорида кальция.Since the densities of the viscous oil or liquid pumped through the centrifugal pump 5 discharge pipe and the aqueous solution of monoethanolamine and calcium chloride supplied to the coaxial annular gap 21 are equal, the gravity and Archimedes forces of the pumped viscous oil or liquid and the aqueous solution of monoethanol calcium chloride will also be equal, which means that the coaxial layer of an aqueous solution of monoethanolamine and calcium chloride will stably move along the inner surface of the pipe oprovoda 1, and oil is pumped viscous or liquid inside the coaxial concentric layer of an aqueous solution of monoethanolamine and calcium chloride.
Содержащийся в водном растворе хлорида кальция моноэтаноламин в заявленных в формуле изобретения концентрациях повышает поверхностное натяжение на границе этого раствора с перекачиваемым вязким нефтепродуктом или жидкостью, а значит увеличивает устойчивость этой границы по всей длине трубопровода, предотвращает перемешивание водного раствора с вязким нефтепродуктом или жидкостью, снижает гидравлическое сопротивление и энергозатраты.The monoethanolamine contained in the aqueous solution of calcium chloride in the concentrations stated in the claims increases the surface tension at the boundary of this solution with the pumped viscous oil or liquid, and therefore increases the stability of this border along the entire length of the pipeline, prevents mixing of the aqueous solution with viscous oil or liquid, reduces the hydraulic resistance and energy consumption.
Кроме того, так как водный раствор моноэтаноламина и хлорида кальция имеет вязкость, значительно меньшую вязкости перекачиваемых вязкого нефтепродукта или жидкости, то гидравлическое сопротивление, измеряемое дифманометром 3, и энергозатраты будут намного меньше на всех участках трубопровода 1, потому что перекачиваемый вязкий нефтепродукт или жидкость не соприкасаются с внутренней поверхностью трубопровода.In addition, since the aqueous solution of monoethanolamine and calcium chloride has a viscosity significantly lower than the viscosity of the pumped viscous oil or liquid, the hydraulic resistance measured by a differential pressure gauge 3 and energy consumption will be much lower in all sections of the pipeline 1, because the pumped viscous oil or liquid is not in contact with the inner surface of the pipeline.
Пример 1. Необходимо перекачивать мазут M100 при температуре 20°С плотностью ρ=1015 кг/м3 и динамической вязкостью µ=81,2 Па·с [Жидкое топливо (котельный мазут) (Электронный ресурс). - 2012. - Режим доступа: httphttp://www.sergey_osetrov.narod.ru/Projects/Boiler/FLUID_FUEL_OR_BOILER_FUEL_OIL.htm] на расстояние L=10 км в трубопроводе диаметром D=0,1 м с расходом q=0,001 м3/с или 3,6 м3/час. Содержание моноэтаноламина в водном растворе принимаем равным нижнему пределу, заявляемому в формуле изобретения - 0,006% массовый.Example 1. It is necessary to pump M100 fuel oil at a temperature of 20 ° C with a density ρ = 1015 kg / m 3 and a dynamic viscosity of µ = 81.2 Pa · s [Liquid fuel (boiler oil) (Electronic resource). - 2012. - Access mode: httphttp: //www.sergey_osetrov.narod.ru/Projects/Boiler/FLUID_FUEL_OR_BOILER_FUEL_OIL.htm] for a distance L = 10 km in a pipeline with a diameter of D = 0.1 m with a flow rate of q = 0.001 m 3 / s or 3.6 m 3 / hour. The content of monoethanolamine in an aqueous solution is taken equal to the lower limit claimed in the claims is 0.006% by weight.
Этот раствор приготавливают в смесителе 10 при работе мешалки 11, а моноэтаноламин подают в смеситель 10 из бака 13. Концентрацию контролируют концентратомером 23. Далее выбираем по справочникам водный раствор хлористого кальция, имеющий при t=20°C и массовой концентрацией x1=1,6% плотность, равную плотности перекачиваемого мазута, при этом динамическая вязкость этого раствора CaCl2 составляет µ1=1,35·10-3 Па·с (Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издание 8. Л.: Химия, 1976, с.520-521). Этот раствор, как и вода, плохо растворим в мазуте и имеет вязкость, в 60 тыс. раз меньшую, чем вязкость мазута.This solution is prepared in mixer 10 with mixer 11, and monoethanolamine is fed into mixer 10 from tank 13. The concentration is monitored by a concentration meter 23. Next, select from the directories an aqueous solution of calcium chloride having at t = 20 ° C and mass concentration x 1 = 1, 6% density, equal to the density of the pumped fuel oil, while the dynamic viscosity of this CaCl 2 solution is µ 1 = 1.35 · 10 -3 Pa · s (Pavlov KF, Romankov PG, Noskov A.A. Examples and tasks on the course of processes and apparatuses of chemical technology. Edition 8. L .: Chemistry, 1976, p.520-521). This solution, like water, is poorly soluble in fuel oil and has a viscosity 60 thousand times lower than the viscosity of fuel oil.
Для формирования коаксиального концентрического слоя у внутренней поверхности трубы из этого водного раствора ПАВ - моноэтаноламина и хлористого кальция толщиной δ=1 мм его расход должен составлять q1=5,03·10-6 м3/c или 0,018 м3/час. Этот расход подают насосом 19 из смесителя 9 в коаксиальный кольцевой зазор 21, регулируют его подачу вентилем 20 и контролируют расход ротаметром 22.To form a coaxial concentric layer at the inner surface of the pipe from this aqueous surfactant solution - monoethanolamine and calcium chloride with a thickness of δ = 1 mm, its flow rate should be q 1 = 5.03 · 10 -6 m 3 / s or 0.018 m 3 / h. This flow rate is supplied by the pump 19 from the mixer 9 to the coaxial annular gap 21, its flow rate is controlled by the valve 20, and the flow rate is controlled by the rotameter 22.
По нагнетательному патрубку 6 диаметром d=98 мм центробежного насоса 5 мазут с плотностью ρ=1015 кг/м3 подают на вход линейной части трубы 1 диаметром D=100 мм с заданным расходом q=3,6 м3/час, который регулируют вентилем 8 и контролируют ротаметром 7.On the discharge pipe 6 with a diameter d = 98 mm of a centrifugal pump 5 fuel oil with a density ρ = 1015 kg / m 3 is fed to the inlet of the linear part of the pipe 1 with a diameter of D = 100 mm with a given flow rate q = 3.6 m 3 / h, which is controlled by a valve 8 and control with a rotameter 7.
Так как плотности перекачиваемого мазута и водного раствора ПАВ и хлорида кальция равны, то обе жидкости, не смешиваясь, движутся вдоль линейной части трубопровода 1. На повороте в колене 2 они также не смешиваются, так как центробежные силы обеих жидкостей из-за равенства плотностей будут равны, а водный раствор ПАВ - моноэтаноламина увеличивает устойчивость границы раздела обеих жидкостей за счет снижения поверхностного натяжения.Since the densities of the pumped fuel oil and the aqueous solution of surfactants and calcium chloride are equal, both liquids, not mixing, move along the linear part of pipeline 1. At the bend in the elbow 2, they also do not mix, since the centrifugal forces of both liquids will be equal are equal, and an aqueous solution of a surfactant - monoethanolamine increases the stability of the interface of both liquids by reducing surface tension.
При этом доля расхода раствора хлорида кальция составляет 0,5% от расхода перекачиваемого мазута.In this case, the proportion of the flow rate of the solution of calcium chloride is 0.5% of the flow rate of the pumped fuel oil.
Гидравлическое сопротивление на 10 км трубопровода составляет 2,86 ат, а удельные энергозатраты Е=7,7·10-2 кВт·час/т.The hydraulic resistance per 10 km of the pipeline is 2.86 at, and the specific energy consumption is E = 7.7 · 10 -2 kW · h / t.
При перекачке такого мазута с раствором метилового спирта в воде по способу, выбранному за прототип, с характеристиками, указанными в таблице, гидравлическое сопротивление составит 4,37 ат, а удельные энергозатраты Е=11,8·10-2 кВт·час/т, то есть возрастают в 1,52 раза. Это связано с невозможностью уравнивания плотности перекачиваемого мазута с плотностью спиртового раствора, что приводит к перемешиванию перекачиваемого мазута с этим спиртовым раствором, созданию эмульсии и потере на некоторой длине трубопровода маловязкого пристенного кольцевого слоя, а отсутствие ПАВ - молекул моноэтаноламина не позволяет нивелировать турбулизацию потоков обеих жидкостей на их кольцевой границе в трубе, особенно в местных сопротивлениях, что снижает устойчивость течения маловязкого раствора и перекачиваемого мазута.When pumping such fuel oil with a solution of methyl alcohol in water according to the method selected for the prototype, with the characteristics indicated in the table, the hydraulic resistance will be 4.37 atm, and the specific energy consumption E = 11.8 · 10 -2 kW · h / t, that is, increase by 1.52 times. This is due to the impossibility of equalizing the density of the pumped fuel oil with the density of the alcohol solution, which leads to the mixing of the pumped fuel oil with this alcohol solution, the creation of an emulsion and the loss of a low-viscosity wall ring layer over a certain length of the pipeline, and the absence of surfactants - monoethanolamine molecules does not allow leveling the turbulence of the flows of both liquids on their annular boundary in the pipe, especially in local resistances, which reduces the stability of the flow of low-viscosity solution and pumped m Zoot.
Пример 2. Тот же мазут, температура, расход, диаметр и длина трубопровода, тот же раствор хлористого кальция, его расход и вязкость, та же толщина коаксиального концентрического слоя, что и в примере 1, но концентрация ПАВ - 0,01% массовый, то есть средняя для заявляемого по формуле изобретения диапазона концентраций ПАВ.Example 2. The same fuel oil, temperature, flow rate, diameter and length of the pipeline, the same solution of calcium chloride, its flow rate and viscosity, the same thickness of the coaxial concentric layer as in example 1, but the surfactant concentration is 0.01% mass, that is, the average for the claimed range of surfactant concentrations according to the claims.
Гидравлическое сопротивление составляет 2,7 ат, а удельные энергозатраты 0,073 кВт·час/т, то есть уменьшаются в 1,62 раза по сравнению со способом, выбранным за прототип.The hydraulic resistance is 2.7 at, and the specific energy consumption of 0.073 kW · h / t, that is, reduced by 1.62 times compared with the method selected for the prototype.
Пример 3. Те же параметры мазута и хлористого кальция, что и в примерах 1 и 2, те же параметры трубопровода, но концентрация ПАВ - 0,014% массовых, то есть наибольшая для заявляемого по формуле изобретения диапазона концентраций ПАВ.Example 3. The same parameters of fuel oil and calcium chloride as in examples 1 and 2, the same parameters of the pipeline, but the concentration of surfactants is 0.014% by mass, that is, the largest for the claimed range of concentrations of surfactants.
Гидравлическое сопротивление 2,68 ат, а удельные энергозатраты 0,0723 кВт·час/т то есть уменьшаются в 1,63 раза по сравнению со способом, выбранным за прототип.The hydraulic resistance is 2.68 at, and the specific energy consumption of 0.0723 kW · h / t is reduced by 1.63 times compared with the method selected for the prototype.
Пример 4. Те же параметры мазута и водного раствора хлористого кальция и трубопровод, что и в примерах 1-3, но в отсутствие ПАВ - моноэтаноламина (контрольный пример).Example 4. The same parameters of fuel oil and an aqueous solution of calcium chloride and the pipeline, as in examples 1-3, but in the absence of a surfactant - monoethanolamine (control example).
Гидравлическое сопротивление 3,46 ат, а удельные энергозатраты 0,0875 кВт·час/т, то есть снижаются в 1,26 раза, по сравнению со способом, выбранным за прототип, но выше на 20-29% по сравнению с водным раствором CaCl2 и ПАВ - моноэтаноламином (по заявленному способу).The hydraulic resistance is 3.46 at, and the specific energy consumption is 0.0875 kW · h / t, that is, they are reduced 1.26 times compared to the method chosen for the prototype, but higher by 20-29% compared to an aqueous solution of CaCl 2 and surfactant - monoethanolamine (according to the claimed method).
Пример 5. Необходимо перекачать кремнийорганическую жидкость марки КРП с плотностью ρ=1200 кг/м3 и динамической вязкостью µ=8600 Па·с (Справочник химика / ред. Б.П. Никольский, т.6. - Л.: Химия, 1967 г., 1011 с.) при температуре t=20°C на расстояние L=10 км расходом q=5,56·10-6 м3/с (20 л/час) по трубопроводу диаметром D=0,01 м.Example 5. It is necessary to pump silicone fluid brand KRP with a density of ρ = 1200 kg / m 3 and a dynamic viscosity of µ = 8600 Pa · s (Chemical Handbook / ed. B.P. Nikolsky, t.6. - L .: Chemistry, 1967 g., 1011 s.) at a temperature of t = 20 ° C over a distance L = 10 km with a flow rate q = 5.56 · 10 -6 m 3 / s (20 l / h) through a pipeline with a diameter of D = 0.01 m.
Добавляют в воду ПАВ - моноэтаноламин с созданием водного раствора с концентрацией ПАВ - 0,006% массовых, соответствующей нижнему пределу в формуле изобретения.Add water to the surfactant - monoethanolamine with the creation of an aqueous solution with a surfactant concentration of 0.006% by weight, corresponding to the lower limit in the claims.
Выбирают по справочникам водный раствор ПАВ с хлористым кальцием, имеющим при температуре t=20°C и массовой концентрации х=21% плотность ρ1=1200 кг/м3, равную плотности перекачиваемой кремнийорганической жидкости марки КРП, и динамическую вязкость µ1=2,25·10-3 Па·c. Этот водный раствор моноэтаноламина с концентрацией 0,006% массовых, соответствующей нижнему пределу в заявляемом диапазоне концентрацийй, и хлористого кальция плохо растворим в перекачиваемой жидкости и имеет вязкость, в 3,8·106 раз меньшую, чем кремнийорганическая жидкость марки КРП. Сначала приготовляют водный раствор моноэтаноламина в воде в смесителе 10 с мешалкой 11, а концентрацию контролируют концентратомером 23. 21% раствор хлористого кальция в водном растворе моноэтаноламина приготовляют в смесителе 9, его плотность контролируют денсиментром 18 и насосом 19 подают в коаксиальный кольцевой зазор 21 с расходом q1=1,44·10-7 м3/с, регулируя его подачу вентилем 20, и контролируют ротаметром 22.Choose from the directories an aqueous surfactant solution with calcium chloride having a density ρ 1 = 1200 kg / m 3 at a temperature t = 20 ° C and a mass concentration of x = 21%, equal to the density of the pumped organosilicon liquid brand KRP, and dynamic viscosity µ 1 = 2 25 · 10 −3 Pa · s. This aqueous solution of monoethanolamine with a concentration of 0.006% by mass, corresponding to the lower limit in the claimed concentration range, and calcium chloride are poorly soluble in the pumped liquid and has a viscosity 3.8 × 10 6 times lower than the silicone fluid of the KRP brand. First, an aqueous solution of monoethanolamine in water is prepared in a mixer 10 with a stirrer 11, and the concentration is monitored by a concentration meter 23. A 21% solution of calcium chloride in an aqueous solution of monoethanolamine is prepared in a mixer 9, its density is controlled by a densimeter 18 and pump 19 is fed into a coaxial annular gap 21 with a flow rate q 1 = 1.44 · 10 -7 m 3 / s, regulating its flow by valve 20, and control the rotameter 22.
По нагнетательному патрубку 6 диаметром d=39 мм из емкости 4 насосом 5 подают перекачиваемую кремнийорганическую жидкость марки КРП с заданным расходом q=5,56·10-6 м3/с в трубопровод, регулируя его вентилем 8, и контролируют этот расход ротаметром 7.The discharge pipe 6 with a diameter of d = 39 mm from the tank 4 by the pump 5 serves the pumped silicone fluid brand KRP with a given flow rate q = 5.56 · 10 -6 m 3 / s into the pipeline, regulating it with valve 8, and control this flow rate 7 .
Так как плотности перекачиваемой кремнийорганической жидкости марки КРП и водного раствора ПАВ и хлорида кальция равны, то обе жидкости, не смешиваясь, движутся вдоль линейной части трубопровода 1. На повороте в колене 2 они также не смешиваются, так как центробежные силы обеих жидкостей также равны, при этом доля расхода раствора хлорида кальция составляет 2,6% от расхода кремнийорганической жидкости, а молекулы ПАВ подавляют турбулизацию на кольцевой границе водного раствора с перекачиваемой жидкостью и повышают устойчивость этой границы за счет снижения поверхностного натяжения.Since the density of the pumped organosilicon liquid brand KRP and an aqueous solution of surfactant and calcium chloride are equal, then both liquids, not mixing, move along the linear part of the pipeline 1. At the turn in the elbow 2 they also do not mix, since the centrifugal forces of both liquids are also equal. the proportion of the flow rate of the calcium chloride solution is 2.6% of the flow rate of the organosilicon liquid, and surfactant molecules suppress turbulation at the annular boundary of the aqueous solution with the pumped liquid and increase the stability of this face s by reducing the surface tension.
Гидравлическое сопротивление на 10 км трубопровода составит 8,63 ат, а удельные энергозатраты Е=0,275 кВт·час/т. При перекачке этой кремнийорганической жидкости с раствором метилового спирта в коаксиальном кольцевом слое по способу, выбранному за прототип, гидравлическое сопротивление составит 14,8 ат, а энергозатраты Е=0,47 кВт·час/т, то есть возрастают в 1,71 раза.The hydraulic resistance per 10 km of the pipeline will be 8.63 atm, and the specific energy consumption E = 0.275 kW · h / t. When pumping this organosilicon liquid with a solution of methyl alcohol in a coaxial annular layer according to the method selected for the prototype, the hydraulic resistance will be 14.8 at, and energy consumption E = 0.47 kW · h / t, that is, increase 1.71 times.
Это связано с невозможностью уравнивания плотности кремнийорганической жидкости марки КРП с плотностью спиртового раствора, что приводит к перемешиванию обеих жидкостей, созданию эмульсии и потере маловязкого пристенного кольцевого слоя. Кроме того, отсутствие молекул ПАВ - моноэтаноламина не позволяет нивелировать турбулизацию на кольцевой границе водного раствора с перекачиваемой жидкостью и приводит к потере устойчивости их двухслойного кольцевого течения, что повышает гидравлическое сопротивление и энергозатраты.This is due to the impossibility of equalizing the density of the organosilicon liquid of the KRP brand with the density of the alcohol solution, which leads to the mixing of both liquids, the creation of an emulsion and the loss of a low-viscosity wall ring layer. In addition, the absence of surfactant molecules - monoethanolamine does not allow to level turbulization at the annular boundary of the aqueous solution with the pumped liquid and leads to the loss of stability of their two-layer annular flow, which increases hydraulic resistance and energy consumption.
Пример 6. Те же параметры перекачиваемой кремнийорганической жидкости марки КРП, водного раствора CaCl2 и ПАВ - моноэтаноламина и трубопровода, что и в примере 5, но при концентрации ПАВ - 0,01% массовый, то есть соответствующей средней концентрации для заявляемого по формуле изобретения диапазону концентраций ПАВ - моноэтаноламина.Example 6. The same parameters of the pumped organosilicon fluid brand KRP, an aqueous solution of CaCl 2 and a surfactant - monoethanolamine and pipeline, as in example 5, but at a surfactant concentration of 0.01% mass, that is, the corresponding average concentration for the claimed invention the range of concentrations of surfactants - monoethanolamine.
Гидравлическое сопротивление составляет 7,26 ат, а удельные энергозатраты - 0,232 кВт·час/т, то есть уменьшаются по сравнению со способом, выбранным за прототип, в 2,03 раза.The hydraulic resistance is 7.26 at, and the specific energy consumption is 0.232 kW · h / t, that is, reduced by 2.03 times compared with the method selected for the prototype.
Пример 7. Те же параметры перекачиваемой кремнийорганической жидкости марки КРП, водного раствора CaCl2, и трубопровода, что и в примерах 5 и 6, но концентрация ПАВ - 0,014% массовых, то есть наибольшая для заявляемого по формуле изобретения диапазона концентраций ПАВ.Example 7. The same parameters of the pumped organosilicon fluid brand KRP, an aqueous solution of CaCl 2 , and the pipeline, as in examples 5 and 6, but the concentration of surfactant is 0.014% by weight, that is, the largest for the claimed range of concentrations of surfactants.
Гидравлическое сопротивление составляет 7,2 ат, а удельные энергозатраты - 0,23 кВт·час/т, то есть уменьшается в 2,05 раза по сравнению со способом, выбранным за прототип.The hydraulic resistance is 7.2 at, and the specific energy consumption is 0.23 kW · h / t, that is, it decreases by 2.05 times compared to the method selected for the prototype.
Пример 8. Те же параметры перекачиваемой кремнийорганической жидкости марки КРП, водного раствора CaCl2, и трубопровода, что и в примерах 5-7, но в отсутствие ПАВ.Example 8. The same parameters of the pumped organosilicon fluid brand KRP, an aqueous solution of CaCl 2 , and the pipeline, as in examples 5-7, but in the absence of surfactants.
Гидравлическое сопротивление 11,9 ат, а удельные энергозатраты 0,38 кВт·час/т, то есть уменьшаются по сравнению со способом, выбранным за прототип, в 1,24 раза, но выше на (38-65)% по сравнению с водным раствором CaCl2 и ПАВ - моноэтаноламином, что объясняется повышением поверхностного натяжения на границе раздела фаз водного раствора и перекачиваемой жидкости.The hydraulic resistance is 11.9 at, and the specific energy consumption of 0.38 kW · h / t, that is, reduced in comparison with the method selected for the prototype, 1.24 times, but higher by (38-65)% compared to water a solution of CaCl 2 and a surfactant - monoethanolamine, which is explained by an increase in surface tension at the interface between the aqueous solution and the pumped liquid.
Результаты исследования по перемещению вязких нефтепродуктов или жидкостей систематизированы в таблице.The results of the study on the movement of viscous petroleum products or liquids are systematized in the table.
идет на формирование коаксиального концентрического слоя у внутренней поверхности трубы толщиной δ=1 мм.viscosity μ 1 = 1.35 · 10 -3 Pa · s;
goes to the formation of a coaxial concentric layer at the inner surface of the pipe with a thickness of δ = 1 mm.
Анализ результатов, приведенных в примерах 1-4 для способа перемещения мазута М-100, показывает, что при концентрации ПАВ - моноэтаноламина, соответствующей нижнему пределу для заявляемого по формуле изобретения диапазона концентраций, равного 0,006% массовых, гидравлическое сопротивление и удельные затраты электроэнергии снижаются на 52% по сравнению со способом, выбранным за прототип, а в отсутствие ПАВ на 30% (см. в примере 1 способ по прототипу и контрольный пример 4).The analysis of the results shown in examples 1-4 for the method of moving fuel oil M-100 shows that when the concentration of surfactants is monoethanolamine, corresponding to the lower limit for the claimed concentration range of 0.006% by mass, the hydraulic resistance and specific energy consumption are reduced by 52% compared with the method chosen for the prototype, and in the absence of a surfactant by 30% (see example 1, the method of the prototype and control example 4).
С повышением концентрации ПАВ до среднего значения в заявляемом по формуле изобретения диапазоне изменения этой концентрации 0,01% массовых (см. пример 2) гидравлическое сопротивление и удельные затраты электроэнергии снижаются еще больше - на 62% по сравнению со способом, выбранным за прототип.With an increase in the concentration of surfactants to an average value in the claimed range of the concentration of 0.01% by mass (see example 2), the hydraulic resistance and specific energy consumption are reduced even more - by 62% compared to the method selected for the prototype.
Дальнейшее повышение концентрации ПАВ до верхнего предела в заявляемом по формуле изобретения диапазоне изменения этой концентрации 0,014% массовых гидравлическое сопротивление и удельные затраты электроэнергии также снижаются, но незначительно (см. пример 2 и 3), то есть увеличивать концентрацию ПАВ - моноэтаноламина сверх верхнего предела, заявленного в формуле изобретения, нецелесообразно.A further increase in the concentration of surfactants to the upper limit in the claimed range of the concentration of 0.014% by mass of the hydraulic resistance and specific energy costs also decrease, but only slightly (see examples 2 and 3), that is, increase the concentration of surfactants - monoethanolamine over the upper limit, claimed in the claims, impractical.
Аналогичный анализ результатов, приведенных в примере 5 для способа перемещения кремнийорганической жидкости марки КРП, показывает, что при концентрации ПАВ - моноэтаноламина, соответствующей нижнему пределу для заявляемого по формуле изобретения диапазона концентраций, равному 0,006% массовых, гидравлическое сопротивление и удельные затраты электроэнергии снижаются на 71% по сравнению со способом, принятым за прототип, в отсутствие ПАВ на 26% (см. в примере 5 способ по прототипу и пример 8).A similar analysis of the results shown in example 5 for the method of moving silicone fluid brand KRP, shows that when the concentration of surfactants - monoethanolamine, corresponding to the lower limit for the claimed concentration range of 0.006% by mass, the hydraulic resistance and specific energy costs are reduced by 71 % compared with the method adopted for the prototype, in the absence of surfactants by 26% (see example 5, the method of the prototype and example 8).
С повышением концентрации ПАВ до среднего значения в заявляемом по формуле изобретения диапазоне изменения этой концентрации 0,01% массовый (см. пример 6) гидравлическое сопротивление и удельные затраты электроэнергии снижаются еще больше - на 103% по сравнению со способом, выбранным за прототип.With an increase in the concentration of surfactants to an average value in the claimed range of the concentration of 0.01% by mass according to the claims, the hydraulic resistance and specific power consumption decrease even more - by 103% compared to the method selected for the prototype.
Дальнейшее повышение концентрации ПАВ до верхнего предела в заявляемой по формуле изобретения диапазоне изменения этой концентрации 0,014% массовых гидравлическое сопротивление и удельные затраты электроэнергии также снижаются, но незначительно (см. пример 6 и 7), то есть увеличивать концентрацию ПАВ - моноэтаноламина сверх верхнего предела, заявленного в формуле изобретения, нецелесообразно.A further increase in the concentration of surfactants to the upper limit in the claimed range of the concentration of 0.014% by mass of the hydraulic resistance and specific energy costs also decrease, but slightly (see example 6 and 7), that is, increase the concentration of surfactants - monoethanolamine over the upper limit, claimed in the claims, impractical.
Таким образом, предлагаемый способ перемещения вязких нефтепродуктов и жидкостей, заключающийся в формировании коаксиального концентрического слоя водного раствора моноэтаноламина с концентрациями (0,006-0,014)% массовых и хлорида кальция с концентрациями (1,1-20)% массовых, обеспечивающих плотность водного раствора, равную плотности перекачиваемых вязкого нефтепродукта или жидкости, позволяет снизить гидравлическое сопротивление и энергозатраты на 50-100% за счет устойчивого движения этого слоя у стенки трубопровода без перемешивания с перекачиваемыми вязким нефтепродуктом или жидкостью и предотвращения вихреобразования на кольцевой границе маловязкого водного раствора с высоковязким нефтепродуктом или жидкостью.Thus, the proposed method for moving viscous petroleum products and liquids, which consists in the formation of a coaxial concentric layer of an aqueous solution of monoethanolamine with concentrations (0.006-0.014)% by mass and calcium chloride with concentrations (1.1-20)% by mass, providing an aqueous solution density equal to the density of the pumped viscous oil product or liquid, reduces hydraulic resistance and energy consumption by 50-100% due to the stable movement of this layer near the wall of the pipeline without mixing with achivaemymi viscous petroleum products or liquid and prevent vortex formation on the circular border of low viscosity aqueous solution with a highly viscous petroleum product or a liquid.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013135340/06A RU2542647C1 (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Viscous oil products and fluids transportation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013135340/06A RU2542647C1 (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Viscous oil products and fluids transportation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013135340A RU2013135340A (en) | 2015-02-10 |
| RU2542647C1 true RU2542647C1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53281445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013135340/06A RU2542647C1 (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Viscous oil products and fluids transportation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2542647C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4881566A (en) * | 1988-10-11 | 1989-11-21 | Conoco Inc. | Method for reducing pressure drop in the transportation of drag reducer |
| RU2190151C2 (en) * | 1997-01-23 | 2002-09-27 | Аджип С.п.А. | Method of extracting and transporting high-viscosity petroleum products |
| RU2262035C1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-10 | Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method of transfer of viscous oils and petroleum products |
| RU2448283C1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Viscous oil and oil product movement method |
-
2013
- 2013-07-26 RU RU2013135340/06A patent/RU2542647C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4881566A (en) * | 1988-10-11 | 1989-11-21 | Conoco Inc. | Method for reducing pressure drop in the transportation of drag reducer |
| RU2190151C2 (en) * | 1997-01-23 | 2002-09-27 | Аджип С.п.А. | Method of extracting and transporting high-viscosity petroleum products |
| RU2262035C1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-10 | Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Method of transfer of viscous oils and petroleum products |
| RU2448283C1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Viscous oil and oil product movement method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013135340A (en) | 2015-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10551290B2 (en) | Device for measuring and controlling on-line viscosity at high pressure | |
| US3977469A (en) | Conservation of water for core flow | |
| US9545606B2 (en) | Solubilizing surfactants into supercritical carbon dioxide for enhanced oil recovery | |
| Al-Yaari et al. | Effect of water salinity on surfactant-stabilized water–oil emulsions flow characteristics | |
| Bannwart et al. | Experimental investigation on liquid–liquid–gas flow: flow patterns and pressure-gradient | |
| BRPI0610928A2 (en) | system adapted to carry two fluids and one gas, and method for carrying a first fluid, a second fluid and a gas | |
| Jouenne et al. | Degradation (or lack thereof) and drag reduction of HPAM solutions during transport in turbulent flow in pipelines | |
| Morales et al. | Droplet formation through centrifugal pumps for oil-in-water dispersions | |
| Sokhal et al. | An experimental investigation of heterogeneous injection of biopolymer (guar gum) on the flow patterns and drag reduction percentage for two phase (water-oil mixture) flow | |
| Bellary et al. | Effects of crude oil-water emulsions at various water-cut on the performance of the centrifugal pump | |
| Bulgarelli et al. | Experimental investigation of the Electrical Submersible Pump's energy consumption under unstable and stable oil/water emulsions: A catastrophic phase inversion analysis | |
| RU2542647C1 (en) | Viscous oil products and fluids transportation method | |
| JP6191999B2 (en) | Method and apparatus for producing a composition in which a dispersed phase is dispersed in a continuous phase | |
| CN102762288A (en) | Apparatus and method for producing an emulsion of a fuel and an emulsifiable component | |
| Silva Filho et al. | Impact of crude oil emulsion on pipeline corrosion | |
| RU2448283C1 (en) | Viscous oil and oil product movement method | |
| US9587199B2 (en) | Crude oil friction reducer | |
| RU2262035C1 (en) | Method of transfer of viscous oils and petroleum products | |
| Dol et al. | The effect of flow-induced oil-water emulsions on pressure drop | |
| Dol et al. | The effect of dissipation energy on pressure drop in flow-induced oil-water emulsions pipeline | |
| Sattorov et al. | Research of the effect of the properties of water-oil emulsions on the work of centrifugal electric pumps | |
| Gillies et al. | Laboratory investigation of inversion of heavy oil emulsions | |
| Pal et al. | Loss coefficients for flow of surfactant-stabilized emulsions through pipe components | |
| Shi et al. | The effect of surfactants on flow characteristics in oil/water flows in large diameter horizontal pipelines | |
| Abubakar et al. | Effect of water-soluble drag-reducing polymer on flow patterns and pressure gradients of oil/water flow in horizontal and upward-inclined pipes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150727 |