SU1625886A1 - Состав полимерной очистной пробки дл депарафинизации нефтепроводов продолжительной эксплуатации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ° тст тым на основе полилкриплмид i (ПАЛ) дпп очистки попосчи эксплуатируемых неЛ тепроводов и быть использовано в негЬт нон промышленности. С целью повышени  степени параллельного удалени  параЛиносмолистых и неорганических отложений из давно смонтированных нефтепроводов состав содержит. мас.%: ПАА 0,8-1,8; Лорчальдегид () 0,3-0,6; сол на  кислота 0,01- 0,1; абразивный наполнитель (песок) +0-80; вода остальное. В составе токлет реакци  хонденсаци п объеме с покрытием абразивной сплошной структурной сеткой ограниченно сшито го получаемого полиметилолакримзда. Опт мальное содержанУ € КОМПОНРНТОВ в вМР следующее, %: ПАА 1,2-1,4; СН40 0,35-0,45; НС1 0,02-0,05; абрт- зипный наполнитель 65-75. Состав го- товчт перемешиванием в центр бежном |  госе или в полевых услови х с испод аованием существующей насосной техники, п песчаный наполнитель эасы- паки в ГОТОВУЮ в зкую смесь полимети- лолакримида, разбавленную водоГ на стади м адгезионно-когезиоаного ба- танса и повышении в зкости с 0,I до 3 100 Пч С. гостар подают в сткаюче1 чын участок в течение 1-2О сут. Передав- лчвание в нефт ной поток 850 п опти- нального соегпва выносит 128 м смо- лоппрафинов и механических г.риме-сей, а 1150 л свыше 500 т осадков из ре зериных ниток нефтепровода диаметром 1220 мм; сокращает потери давлени  на 0,04-0,06 МПа, стабилизирует в течение 90 сут режим эксплуатации; на промысловом нефтепроводе диаметром 150 мм повышает пропускную способность до 20% подачей 450 л предлагаемого состава. 2 табч. а (Л С

Description

Изобретение относитс  к физико-химическим средствам удалени  парасЬино- смолистых и неорганических отложений и может быть применено в нефт ной промышленности и других отрасл х народного хоз йства.

Целью изобретени   вл етс  повышение степени параллельного удалении парафиносмолистых и неорганических отложений из полости давно смонтированных эксплуатируемых нефтепроводов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что состав дополнительно содержит твердый абразивный наполнитель, св занный сплошной структурной полимер ной эластичной сеткой при следующем соотношении компонентов, мас.%: по- лиакриламид (ПАА) 0,8-2,5; формальдегид (CHjO) 0,3-0,6; сол на  кислота

полн ют состав 1 абра фракции 0,2-4 мм в к 80 мас.%. Получаемый ние 1-20 сут подают н ных станций и оставле линию или камеру скре вода. Полученный сост мас.%: ПАА 1; НС1 0,2

0,01-0,1; абразивный наполнитель (пе- Q песок 80 и вода 18,3,

сок) 40-80; вода остальное (до 100).

При использовании состава протекание реакции во времени происходит в течение сут на поверхности абразива , при этом в зкость повышаетс  л 10-100 раз вследствие поперечной сшивки макромолекул ПАА до полимети- лолакримида (ПМАА) и абразива мети лольными мостиками. Дальнейшее повыПри повышении конц с 0,8 до 2,5 мас.% и с 0,8 до 0,6 мас.% по каемость, увеличивает ) 5 прочность и адгези  П также обеспечиваетс  и обратимое подвижное ремещение в трубах, н сопротивлени х. Повыш

полн ют состав 1 абразивом (песком) фракции 0,2-4 мм в количестве 80 мас.%. Получаемый состав в тече ние 1-20 сут подают на выкид насосных станций и оставленную выкидную линию или камеру скребков нефтепровода . Полученный состав 1 содержит, мас.%: ПАА 1; НС1 0,2;-СН20 0,6;

песок 80 и вода 18,3,

При повышении концентрации ПАА с 0,8 до 2,5 мас.% и формальдегида с 0,8 до 0,6 мас.% понижаетс  расте- каемость, увеличиваетс  эластичность, прочность и адгези  ПМАА-состава, а также обеспечиваетс  высока  очистка и обратимое подвижное поршневое перемещение в трубах, насосах и местных сопротивлени х. Повышение содержани 

шение в зкости в 100-1000 раз предуп- 20 абразива с 60 до 80 мас.% увеличивает

реждают дополнительным введением воды , абразивного наполнител  и снижением параметра рН. Состав имеет ограниченное число сшивок и межмолекул рных зацеплений на стадии равенства или незначительного превышени  сил ко гезии над силами адгезии. Очистные свойства выражаютс  в коллоидно-химическом и поршневом действии состава.

По мере роста прочности осадков рыхлые, спресованные и прочные приме н ртт в качестве депарафинизаторов нефтепроводов соответственно составы 1-3 при следующих граничных (составь1 1-3) и средних состав 2) значени х содержани  компонентов, представленных в табл.1.

Пример 1. Получение и применение состава при нижних граничных однозначных значени х содержани  компонентов .

Гранулированный или гелеобразный технический полиакриламид загружают в емкость, залитую до 0,3 высоты водой на набухание, а затем подключают мощный центробежный насос тит 6к.

В центробежном насосе типа 6к (4ф) раствор ют в воде технический ПАА до 1,0% концентрации, прибавл ют 0,1% сол ной кислоты и 0,6% формальдегида . Исходна  смесь в течение 6- 8 сут повышает свою в зкость с 0,1 до 20 Пл.с и адгезионное давление с 0,1 до 10 кПа. На стадии баланса сил адге тии и когезии при по влении когезионного типа отрыва прекращают реакции гелеооразовани  добавлением воды до солержчни  ПАА 0,8-0,9% и на5

0

5

0

5

0

5

депарафинирующее дейс.твие, однако его большое содержание уменьшает проникновение в осадки и их последующее поглощение . Это повышение ограничено потерей текучести в течение 18-20 сут хранени  исходного состава и трудностью перекачивани .

Сравнение очистного действи  состава 1 провод т на стенде с различными осадками. Результаты показывают, что состав 1 выносит из труб диаметром 8-273 мм во всех случа х все типы осадков, однако, наиболее эффективное его вли ние установлено дл  рыхлых парафино-смолистых (90-95%) и неорганических () осадков. Известный состав в тех же услови х удал ет эти осадки только на 15-65% (табл.2).

Технические услови  на изготовление ПАА в виде 7%-ного водного гел  и сухих гранул включают ограничени  по содержанию сульфата аммони  соответственно не выше 18 и 48 мас.% и железа не более 0,3 и 1,5 мас.%. Технический формальдегид дл  получени  состава пригоден при его содержании не более 67 мас.%, а в товарном виде в пределах мас.% в исходном продукте . Сол на  кислота дл  состава при концентрации 1,0-35 мас.% с ингибитором коррозии.

Пример 2. Получение состава 2 при оптимальных количествах каждого компонента, обеспечивающего послойную технологическую очистку от парафиновых и смешанных неорганических осадков из трубопроводов любой геометрии .

5162588

В одной емкости, обв занной циркул ционным насосом, вначале раствор ют в воде технический полимер ПАА до концентрации 1,3 мас.%, подкисл ют сол ной кислотой в количестве 0,05 мас.%, добавл ют О,АО мас.% формальдегида , счита  на основные вещества и 33,2 мас.%. Состав выдерживают I - 8 сут при температуре соответственно и 18 С до начала его гелеобраэова35

10

ни  с нчзкости свыше 1 Па.с и загружают песок (65 мас.%) аналогично примеру I. Равновесное наполнение абразивом при данном оптимальном содержании компонентов состава предупреждает выпадение в осадок песка и эффективно удал ет все частицы различных пристенных осадков (на 96%). В тех же услови х все известные составы и способы, включа  известный, неполностью очищает от них внутрит рубнуто полость - менее 30-65% (табл.2.).

В опытно-промышленных тксперимена

тах 6м состава 2, содержащего, мае.% ПАА 1,2; НС1 0,05; СП20 0,4; песок 65, вода 13, позвол ют очистить технологические коммуникации перекачивающих станций в старых нефтзпротзодах переменного сечени  значительной прот женности (0,01-9500 км) причем после отстаивани  состава в резервуарах установлено его многоразовое продолжительное действие. Полученного состава достаточно дл  выноса всех рыхлых и пластичных скоплений из нефтепровода переменного сечени  (НПС) (0,2-1,3 м2), включа  резервные нитки и технологические линии промежуточных перекачивающих станций, при сокращении расхода электроэнергии на 3,5% на перекачку нефти ;s течение 55 сут. Пропускна  способность всего нефтепровода переменного диаметра 529-1220 мм при движении приготовленного состава 2 повышаетс  на 2502-3200 т/сут, потери давлени  по длине нефтепровода - на 0,05-0,08 МПа, а в коммуникаци х НПС - на 0,06-1,0 МПа, В тех же услови х применение известного состава выносит только смолопарафины на 30- 60% и частично скоплени  воды, а прочные осадки остаютс  в полости нефте- провода, упрочн  сь по времени и спрессовыва сь скребками.

Пример 3. Получение состава 3.

Посредством интенсивного (1440- 129990 об/мин) и кратковременного (325-35 мин) контакта товарного ПАА

0

Ь

0

5

6

в циркул ционном потоке с годой получают однородный 1 ,8%-ный ж.,,чнй раствор ПАА. Затем в полученный рзстюр при циркул ции одним из центробежных насосов ввод т технический формалт-де- гид в количестве 0,35 мас.% (но не более 0,6 мас.%) и подкисл ют соп - кой кислотой (0,06 млс.%). Текучую смесь состава 3 на осноне ГТМАА перекачивают любым нагосом, а затем заполн ют состав 3 при перемешивании насосом просе нным песком фракции 1- Д мм на стадии повышени  в зкости состава от 2 до 120 Па-с в количестве 60 мас.%. Длльчсмшре повышение содержани  песка уменьшает объем поглощени  частиц отрываемых осадков вследствие уменьшени  количества необходимого числа межмолек л рных зацеплений ПМАА со стенкой потока. Уменьшение содержани  песка снижает прочность состава, увеличирлет его растекаемость и допустимо при наличии большого количества внутрнтрубных сксппений окислов железа, глины, солей, пгска и других твердых включений. Состан 3 содержит , маг.%: вода 37,34; ПАА 1,8; СН20 0,35; НС1 0,06; песок 60. В более простом случае песчаный наполнитель засыпают Б готовую в зкую смесь ПМАА, ра°бавленную водой на стадии адгезионно-когеэионного баланса при повышении в зкости с 0,1 до 100 Па с. Состав подают в отключенный участок в течение 1-20 сут. Передавпи- вание в нефт ной поток 850 л оптимального состава выносит I28 м смолопара- финов и механических примесей, а 2250 л - свыше 300 т осадков из резервных ниток нефтепровода диаметром 1220 мм; сокращает потери давлени  на 0,04-0,06 МПа; стабилизирует в течение 90 сут режим эксплуатации. На

5 промысловом нефтепроводе диаметром 150 мм повышают пропускную способность до 20% подачей 450 л предлагаемого состава. Степень очистки от смо- лопарафинов достигает 75%, от неорга0 нических отложений 87%. В тех же усло0

5

0

ви х известный состав удал ет 15--30% тех же отложений (табл.2), а известные способы во всех случа х оставл ют основное количество отложени  на стенках (не менее 2-3 ми).

Пример 4. Получение состава 3 полимерной очистной пробки на максимальное содержание каждого компонента .

При циркул ции воды мощным центробежным насосом Зф или 6к раствор ют технический ПАА до получени  2,5%-но- го водного раствора, подкисл ют сол ной кислотой 0,02 мас.%. На прием насоса засасывают водный раствор формальдегида СНаО, смешивают путем циркул ции весь раствор до концентрации последнего 0,35 мас.%. Через воронку на всасывающей линии циркул ционного насоса загружают твердый абразив (просе нный песок с содержанием глины менее 2%) в количестве 55 мас.%. Дальнейшее повышение содержани  абра- зива и полимера ПАА ограничено потерей текучести состава и по вление закупорки всасывающей линии насосов. Полученный состав содержит, мас.% : вода 42,12; ПАА 2,5; НС1 0,03; 0,35, песок 55. Опытно-промышленное применение состава 3 проведено на участке нефтепровода, наход щемс  в эксплуатации свыше 20 лет, переменного диаметра в пределах 450 - 1020 мм длиной 450 км в количестве 2350 л. Путем его трехкратного пропуска удалены все прочные парафиносмолис- тые отложени  и скоплени  водной суспензии механических примесей из коммуникаций перекачивающих станций, параллельных и резервных тупиковых линий без выполнени  операций по сопровождению скребков и опасности закупорки. Состав легко отдел етс  в резервуаре от выносимых отложений и много раз использован по всей длине этого участка , снижа  потери давлени  на 0,03- 0,4 МПа и увеличива  максимальную производительность при допустимом давле- нии на 240-1200 т/сут.

Состав 3 полимерной пробки оказывает уш версальное очистное действие на все основные типы внутритрубных осад- ков различного химического состава и отрывной прочности. В тех же услови х известные составы неполностью удал ют, старые парафиновые спрессованные или перекристаллизованные осадки, а толь- ко на 15-65% (табл.2). Механические очистные устройства и щеточные скребки часто застревают и ограничены на практике трудоемкими приемами поиска, обнаружени  и извлечени  деталей, закупоривающих полость.

Пример 5. Состав 1 пробки (нижние значени  концентраций компонентов ) .

g 0 5

5

Дл  предварительного удалени  верхнего или рыхлого сло  осадков из коммуникаций нефтеперекачивающих станций получают текучий состав по примерам I и 3, содержащий, мас.%; ПАА 0,8; СН20 0,6; НС1 0,1; просе нный песок 80; вода 18,4. Преимущество состава 1 в сохранении текучести и предупреждении закупорки трубопровода при любом содержании осадков. Известный состав имеет большую стоимость и меньшее положительное св зывание и удал ет осадки только на 15- 35% (табл.2). При данном соотношении компонентов состав сохран ет очистные свойства при разбавлении водой, водными выносимыми скоплени ми и наиболее дешевый.

В отключенный участок магистрального трубопровода диаметром 1220 мм промежуточной насосной станции (ПНС) через штуцер и задвижку диаметром 100 мм заливают 1160 л состава 1, содержащего , мас.%: ПАА 0,8; 0,6; НС1 0,10; крупный песок с 10% мелкого грави  8,0. После выдержки состава в течение 40 ч его вытесн ют нефт ным потоком по резервным ниткам параллельно и подводным переходом диаметром 1020 мл. Под действием состава снижаютс  потери давлени  на 0,02-0,03 МПа, происходит отрыв и вынос свыше 500 мэ суспензии смолопарафинов, окислов железа и других неорганических осадков.

Пример 6. Готов т состав 3 при концентрации компонентов, выше верхнего предела интервалов. Данный состав предназначен дл  депарафини- зации нефтепроводов продолжительной эксплуатации и большего диаметра в пределах 529-1420 мм, а также дл  удалени  газовых, воздушных и конден- сатных скоплений вместе с механическими примес ми из трубопроводов переменного сечени , измен ющегос  более чем в 1,5 раза. Такой состав содержит , мас.%: ПАА 2,8; СНгО 0,4; НС1 0,1; песок 70; вода 26,7.. Получение такого состава осуществл ют путем заливки технического ПАА водой до равновесного набухани , последующего перемешивани  циркул цией центробежным насосом с образованием текучего водного раствора в зкостью свыше 0,2- 0,1 Па.с в зависимости от минерализации воды при содержании солей 0,8- 1%. Преимущество данного состава в его эффективном действии (60-96%) при

наименьших его расходах и минимальных объемах дозировок. Недостаток этого состава в плохой прокачиваемости, недолгой текучести живучести, предупреждение наступлени  которых достигаетс  периодически добавлением воды по мере высыхани  при хранении. При тех же концентраци х известный состав растекаетс  и не выносит газожидкостные (водные) скоплени  и неполностью (15-890%) удал ет осадки (табл.2).

Пример 7. Состав 1 при концентрации компочентов ниже нижних -значений . Готов т состав, содержащий, мас.%: ПАЛ 0,7; СН20 0,7; НС1 0,2; песок 82; вода 16,4. Состав во всех случа х сохран ет текучесть, растекаетс  и формирует очистную пробку только скорости выше 2 м/с и не выносит подобно поршмю гаэопод ные скоплени , при этомои пригоден дл  поспой- ной очистки (на 85Z) от рыхлых и непрочных ослабленных осадков и по -эффективности сравним с известтим (табл.2). Дальнейшее понижение содержани  компоненч-ов оказывает итвегт- ное колоидно-очистное и незначительное выносное действие и применимо дли

циркул ционных замкнутых трубных гиг- 30 проводах общем прот ;: -чпюс

тем перед сбросом состава на стоков.

Сравнительные данные параметров -эффективности составов очистной пробки дл  нефтепроводов с внутренними осадками различного типа приведены в табл.2.

Предлагаемый состав очистной пробки во всем диапазоне содержани  компонентов оказывает послойное очистное действие дл  трубных потоков малого диаметра в широком пределе концелтра- ций каждого компонента, что обеспечи- чает во всех случа х разрыхление и захват и перевод во взвешенное состо ние отдельных частиц и кусков различных типов пристенных осадков.

Независимо от химического состава осадков во всех случа х комбинации выбранных компонентов предлагаемого состава наблюдаетс  проникновение, дезинтеграци , пептизаци , отрыв и захват составом частиц и кусков осадков и перевод в легкоподвижное взвешейное перемещение. Приведен пт-. меры конкретных применений отдельных составов и параметров их формировани , их свойств показывают доступность их приготовлени  обслуживающему персоналу без специальной под стопки. Преим - ществом предлагаемых составов  вл етс  возможность передозировки каждого

компонента и широкие пределы иэменегч их концентраций без снижени  качества и эффективности. Во всех случа х при среднем и максимальном содержании компонентов достаточно состав разба-5 вить вчдой свыше 10-157 (лопускаетсс разбавгенир в 1,5 раза) дл  сохранени  его эксплуатационных свойств. Г1о- бавпение воды сохран ет очистные свойства состава вгем диапазоне

0 концентраций его компонентов при продолжительном хранении в течение 1- 5 лет по мере естественного ис,;арент водь .

5 Предлагаемый состав быть получен в полевых и любых межсезонных услови х прошен МНОГОЛРПП.Р (8-° лот) опытно-промышленные испытани  п различных районах нашей страны на nedji счыше

9500 км.

Формула ичобрс гени 

Состав полимерной очистной пробки дл  депарафинизлпии нефтепроводов ПРОДОЛ и- тельной -эксплуатации на основе поли- акрнламида, отлич ающийс  тем, что, с целью повышени  степени параллельного удалени  парафчносмо- листых и неорганических отложений из полости давно смонтированных эксплуатируемых нефтепроводов, состав дополнительно содержит твердый абразивный наполнитель, св занный сплошной структурной полимерной эластичной сеткой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиакриламид 0,8-1,8 Формальдегид Г 3-0,6 Сол на  кислота 0,01-0,1 Абразивный наполнитель (песок) 50,0-80,1 ВодаОстальное.

Прочные перекристаллиэованные осадки

Составитель Г.Сальникова

Редактор И.Дербак

Техред М.Дидык

Заказ 26 Тираж 376Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-15, Раушска  наб., д, 4/5

Т а б л

а 2

50-60 60-65 75-80 82-85 85-87 70-80

30-40

65-70 75-78 80-82 87-90 82-85

65-7t)

90-92 92-93 94-96 96-98 91-92

75-80

Корректор А.Обручар

Claims (1)

1. Состав почимерной очистной пробки для депарафинизации нефтепроводов продолжительной эксплуатации на основе полиакриламида, отлич ающийся тем, что, с целью повышения степени 40 параллельного удаления парафчносмолистых и неорганических отложений из полости давно смонтированных эксплуатируемых нефтепроводов, состав дополнительно содержит твердый абразивный 45 наполнитель, связанный сплошной структурной полимерной эластичной сеткой прн следующем соотношении компонентов, мае.%:

   Полиакриламид 0,8-1,8 50 Формальдегид с 3-0,6 Соляная кислота 0,01-0,1 Абразивный напол- нитель (песок) 50,0-80,0 Вода Остальное .