1
УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ ВА
ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ
ИЛМИЙ ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ
DSc 27.06.2017.К/Т.35.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ
УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ
ЭШМЕТОВ РАСУЛБЕК ЖУМЯЗОВИЧ
УЛЬТУРАТОВУШ ТАЪСИРИДАН ФОЙДАЛАНИБ НЕФТЛАРНИ
ТАЙЁРЛАШ ЖАРАЁНЛАРИНИ ЖАДАЛЛАШТИРИШ
02.00.11 – Коллоид ва мембрана кимѐси
ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент – 2018
2
УДК 662.276.8
Фалсафа доктори (PhD) диссертацияси автореферати мундарижаси
Оглавление автореферата диссертации доктора философии (PhD)
Content of the dissertation abstract of doctor of Philosophy (PhD)
Эшметов Расулбек Жумязович
Ультратовуш
таъсиридан
фойдаланиб
нефтларни
тайѐрлаш
жараѐнларини
жадаллаштириш…………………………………………………………………………………..
5
Эшметов Расулбек Жумязович
Интенсификация процессов подготовки нефти с использованием ультразвукового
воздействия…………………………………………......................................................................
22
Eshmetov Rasulbek Jumyazovich
Intensification of oil preparation processes using ultrasound impact...............................................
42
Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ
List of published works…………………………………………………….....................................
46
3
УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ ВА
ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ ҲУЗУРИДАГИ
ИЛМИЙ ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ
DSc 27.06.2017.К/Т.35.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ
УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ
ЭШМЕТОВ РАСУЛБЕК ЖУМЯЗОВИЧ
УЛЬТУРАТОВУШ ТАЪСИРИДАН ФОЙДАЛАНИБ НЕФТЛАРНИ
ТАЙЁРЛАШ ЖАРАЁНЛАРИНИ ЖАДАЛЛАШТИРИШ
02.00.11 – Коллоид ва мембрана кимѐси
ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БЎЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент– 2018
4
Фалсафа доктори (PhD) диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар
Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида B2017.3.PhD/Т298 рақам билан
рўйхатга олинган.
Диссертация иши Умумий ва ноорганик кимѐ институтида бажарилган.
Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз (резюме)) Илмий кенгаш веб-
саҳифасида
ва «Ziyonet» ахборот таълим порталида (www.ziyonet.uz)
жойлаштирилган.
Илмий раҳбар:
Салиханова Дилноза Саидакбаровна
техника фанлари доктори, катта илмий ходим
Расмий оппонентлар:
Гуро Виталий Павлович
кимѐ фанлари доктори, катта илмий ходим
Акрамов Бахшилла Шафиевич
техника фанлари номзоди, профессор
Етакчи ташкилот:
Фарғона политехника институти
Диссертация ҳимояси Умумий ва ноорганик кимѐ институти ва Тошкент кимѐ-технология
институти ҳузуридаги DSc27.06.2017.К/Т.35.01 рақамли Илмий кенгашнинг «1» март 2018 йил соат
14
00
даги мажлисида бўлиб ўтади. (Манзил: 100170, Тошкент шаҳри, Мирзо Улуғбек кўчаси,
77-а. Тел.: (+99871) 262-56-60; факс: (+99871) 262-79-90, e-mail:
ionxanruz@mail.ru
Диссертация билан Умумий ва ноорганик кимѐ институтининг Ахборот-ресурс марказида
танишиш мумкин (5 рақами билан рўйхатга олинган). (Манзил: 100170, Тошкент шаҳри, Мирзо
Улуғбек кўчаси, 77-а. Тел.: (99871) 262-56-60); факс: (+99871) 262-79-90.
Диссертация автореферати 2018 йил « 17 » февраль куни тарқатилди.
(2018 йил «17» февралдаги № 5 рақамли реестр баѐнномаси).
Б.С.Закиров
Илмий даражалар берувчи илмий
кенгаш раиси, к.ф.д.
А.Р.Сейтназаров
Илмий даражалар берувчи илмий
кенгаш котиби, т.ф.д.
С.Тухтаев
Илмий даражалар берувчи илмий
кенгаш қошидаги
илмий семинар раиси,
к.ф.д., проф., академик
5
КИРИШ (фалсафа доктори (PhD) диссертацияси аннотацияси)
Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати.
Бугунги кунда
дунѐда нефтни қазиб чиқариш ва қайта ишлашни ортиши, нефт маҳсулотлари
қўлланилиш соҳалари кенгайиб бориши, нефтни таркиби ва хоссаларига
боғлиқ ҳолда тайѐрлаш технологиялари, жараѐн ва қурилмаларини
такомиллаштиришга янада эътибор берилмоқда. Ҳозирги кунда дунѐда қазиб
олинаѐтган нефтларни
2/3
қисми сув билан бирга чиқади. Шунинг учун
уларни сув, хлорли тузлар ва механик аралашмалардан тозалаш талаб
этилади. Бу борада турли нефтни тайѐрлаш қурилмаларида (НТҚ), кўп
компонентли сувнефтли эмульсияларини (СНЭ) сувсизлантириш ва
тузсизлантиришда сув ва мойда эрувчи деэмульгаторлар қўлланилади.
Бугунги кунда жаҳонда қазиб олинаѐтган нефтларни таркиби ва
хоссаларига қараб нефтни тайѐрлаш қурилмаларини модернизация ва
такомиллаштиришга алоҳида эътибор қаратилмоқда. Нефтларнинг мураккаб
таркиблилиги (парафин, қатронлар, асфальтинлар, минерал тузлар ва ҳ.з)
турғун СНЭ ларини ҳосил қилиши, уларни анъанавий усулларда парчалаш
қийинчилик туғдиради. Нефтни тайѐрлаш жараѐнларини жадаллаштиришда
ноаъанавий усулларни қўллашда қатор, жумладан, қуйидаги йўналишларда
тегишли
илмий
ечимларни
асослаш
зарур:
тузсизлантириш
ва
сувсизланитириш жараѐнига ноанъанавий усулларни ишлаб чиқиш;
маҳаллий СНЭ сувсизлантириш ва тузсизлантиришда ультратовушнинг
таъсири аниқлаш; ультратовуш таъсирида сувсизлантириш жараѐнининг
термокимѐвий қонуниятларини ўрганиш; ультратовуш таъсирида маҳаллий
нефтларни сувсизлантириш ва тузсизлантиришнинг термокимѐвий мақбул
шароитларини ишлаб чиқиш.
Ҳозирги пайтда республикамизда нефт ва газ саноатида янги турдаги
ѐқилғи маҳсулотларини олиш борасида илмий ва амалий натижаларга
эришилди. Мазкур йўналишда амалга оширилган чора-тадбирлар асосида
нефт маҳсулотлари ишлаб чиқариш ва қайта ишлаш жараѐнларини
жадаллаштиришни ноанъанавий усулларини ишлаб чиқариш жараѐнларига
тадбиқ қилиш борасида муҳим натижалар олинди. Ўзбекистон
Республикасини янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар стратегиясида «
юқори технологияли қайта ишлаш тармоқларини, энг аввало, маҳаллий
хомашѐ ресурсларини чуқур қайта ишлаш асосида юқори қўшимча қийматли
тайѐр маҳсулот ишлаб чиқаришни жадал ривожлантиришга қаратилган сифат
жиҳатидан янги босқичга ўтказиш орқали саноатни янада модернизация ва
диверсификация қилиш»
1
вазифалари белгилаб берилган. Бу борада,
ноанъанавий усулларни хусусиятларини аниқлаш улардан фойдаланиш
асосида янги технологиялар яратишга йўналтирилган илмий тадқиқотлар
муҳим аҳамият касб этади.
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2015 йил 4 мартдаги ПФ-
4707-сон «2015-2019 йилларда ишлаб чиқаришни таркибий ўзгартириш,
1
6
модернизация ва диверсификация қилишни таъминлаш бўйича чора-
тадбирлар дастури тўғрисида»ги фармони ва 2017 йил 7 февралдаги ПФ-
4947-сон
«2017-2021
йилларда
Ўзбекистон
Републикасини
ривожлантиришнинг бешта устувор йўналиши бўйича Ҳаракатлар
стратегияси» қарорлари, ҳамда мазкур фаолиятига тегишли бошқа меъѐрий-
ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу
диссертация тадқиқоти муайян даражада хизмат қилади.
Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялар ривожланишининг
устувор йўналишларига мослиги.
Мазкур тадқиқот республика фан ва
технологиялар
ривожланишининг
VII.
«Кимѐ
технологиялари
ва
нанотехнологиялар» устувор йўналишига мувофиқ ҳолда бажарилган.
Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.
Илмий-техник адабиѐтларда
турли нефтларни қазиб олиш, тайѐрлаш ва қайта ишлаш кенг ѐритилган.
Нефтларни “енгил”, “ўрта” ва “оғир” турларга синфланиши тайѐрлаш ва
қайта ишлаш жараѐнларини самарали ташкил этишга ѐрдам беради. Қазиб
олинаѐтган
нефтларни
ўртача
кўрсатгичларига
қараб,
тайѐрлаш
жараѐнларини К.С. Каспарьянц, В.И. Кузина, Л.Г. Григорян, Г.С. Лутошкина,
Г.Н. Позднышеваларнинг ишларида технологик схемалар таклиф этилган.
В.Н. Тронова ва бошқаларнинг ишларида ҳам шунга ўхшаш анолог
технологик схемалар тавсия этилган. Лекин, республикамиздаги НТҚ
келаѐтган СНЭ таркиби ва хоссаларининг ўзига хослиги сувсизлантириш ва
тузсизлантириш жараѐнини такомиллаштиришда қўшимча усулларни
қўллашни талаб этади.
Бу йўналишда С.А. Абдурахимов, Ф.Ш. Атауллаев ва Б.З.
Адизовларнинг тажриба-саноат синовидан ўтаѐтган турғун СНЭларини
парчалаш жараѐнини маҳаллий деэмульгаторлар ва юқори частотали
нурланиш таъсирида самарадорлигини ошириш бўйича илмий ишлар олиб
борилган. Юқорида қайд этилган ишлардан ультратовуш таъсирида
портламаслиги, НТҚда қўллашда қўшимча сарф-ҳаражат талаб этмаслиги,
нефтларни тузсизлантириш ва сувсизлантриш жараѐнида қўллаш имконини
беради.
Тадқиқотнинг
диссертация
бажарилган
илмий-тадқиқот
муассасасининг илмий-тадқиқот ишлари режалари билан боғлиқлиги.
Диссертация тадқиқоти Умумий ва ноорганик кимѐ институтининг илмий
тадқиқот ишлари режасининг ФА–А13-Т131 «Ўсимлик хом ашѐсини қайта
ишлаш маҳсулоти ҳамда рангли металлургия ва нефт-газнинг қайта ишлаш
чиқиндилари технологик эритмаларини адсорбцион тозалаш технологияси»
мавзусидаги амалий тадқиқот лойиҳа доирасида бажарилган.
Тадқиқотнинг
мақсади
турғун
сувнефтли
эмульсияларни
сувсизлантириш ва тузсизлантириш жараѐнларини К-1 деэмульгатори ва
совунлантирилган пахта соапстокидан (СПС) яратилган композициялар,
ҳамда ультратовуш таъсири ѐрдамида жадаллаштиришдан иборат.
Тадқиқот вазифалари:
турғун сувнефтли эмульсияларни ҳосил қилувчи маҳаллий нефтларни
кимѐвий таркиби ва коллоид-кимѐвий хоссаларини аниқлаш;
7
маҳаллий турғун сувнефтли эмульсияларни кўп компонентли тозалаш
жараѐнини амалга ошириш учун К-1 деэмульгатори ва СПС асосида янги
композициялар яратиш;
маҳаллий турғун сувнефтли эмульсияларни сувсизлантириш жараѐнига
яратилган янги композициялар ва ультратовуш таъсирини ҳамда
қонуниятларини ўрганиш;
маҳаллий нефтларни чучук сувлардан ѐрдамида тузсизлантиришда
ультратовуш таъсирини ўрганиш;
яратилган композициялар ва ультратовуш таъсирида маҳаллий турғун
сувнефтли эмульсияларини сувсизлантириш ва тузсизлантиришнинг
технологик схемаси ва мақбул шароитларини ишлаб чиқиш;
ишлаб
чиқилган
жадаллаштириш
усулларини
тажриба-саноат
синовларидан ўтказиш ва уларнинг техник-иқтисодий самарадорлигини
аниқлаш.
Тадқиқотнинг объекти
«Джаркўрғон», «Газли», «Хонқиз», «Андижон»
ва «Мингбулоқ» НТҚдаги турғун СНЭ шунингдек К-1 деэмульгатори ва
совунлантирилган пахта соапстоки (СПС), ҳамда уларнинг композициялари.
Тадқиқотнинг предмети
СНЭларни термокимѐвий сувсизлантириш ва
тузсизлантириш жараѐнларини ультратовуш таъсирида жадаллаштириш
орқали сифат кўрсаткичларини талаб меъѐрларига етказиш.
Тадқиқот усуллари.
Физик-кимѐвий, электронмикроскопик, коллоид-
кимѐвий, ИҚ-спектроскопия.
Диссертация тадқиқотининг илмий янгилиги
қуйидагилардан иборат:
маҳаллий сувнефтли эмульсияларнинг таркибида кўплаб эмульгирловчи
сирт фаол моддалар мавжудлиги сабабли, сув глобулаларининг ҳимоя қобиғи
мураккаб ассоциат ва комплекслар ҳисобига турғун бўлиши исботланган;
турғун сувнефтли эмульсиялар таркибидан қолдиқ механик аралашмалар
ва тузларни ажратиб олишда флокулянт сифатида совунлантирилган пахта
соапстокини қўллаш мумкинлиги аниқланган;
маҳаллий турғун сувнефтли эмульсияларни ультратовуш ѐрдамида
парчалашда гидродинамик ўзгартиргичга нисбатан магнитострикцион
ўзгартиргични қўллаш 1,2-1,3 марта самарали эканлиги исботланган;
ишлаб чиқилган композициялар ва ультратовуш таъсирида маҳаллий
турғун сувнефтли эмульсияларни сувсизлантириш ва тузсизлантириш
жараѐнларини мақбул шароитларда қўллаш орқали жадаллаштириш
имконияти яратилган;
СНЭ сувсизлантириш ва нефтларни тузсизлантиришда ультратовуш
таъсири ҳамда К-1 деэмульгатори ва совунлантирилган пахта соапстоки
композицияларини
бирга
қўллаш
орқали
ушбу
жараѐнларни
жадаллаштиришнинг комбинацион усули ишлаб чиқилган.
Тадқиқотнинг амалий натижалари
қуйидагилардан иборат:
СНЭ сувсизлантириш ва нефтларни тузсизлантиришда ультратовуш
таъсирида сезиларли вақт ва ҳаражатларни, айниқса турғун СНЭ 24 соатдан
16 соатгача тайѐрлаш жараѐнини камайтиради. Магнит тўлқинли
ультратовушни гидродинамикка алмаштирилиши нефтни қайта ишлашга
8
тайѐрлаш жараѐнни жадаллигини (СНЭ турғунлигига боғлиқ) 1,15-1,2 марта
ошириш имкониятини беради.
Тадқиқот натижаларининг ишончлилиги.
Фойдаланилган кимѐвий
(аналитик кимѐ) ва физик-кимѐвий (калориметрик, рентгенфазали, ИК-
спектр, визуаль-политермик) таҳлил натижалари, тажриба-лаборатория
қурилмаларида ва саноат-тажриба синовдан ўтганлиги билан тасдиқланади.
Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.
Тадқиқот
натижаларнинг илмий аҳамияти СНЭ сувсизлантиришда ва нефтларни
тузсизлантиришда ноанъанавий жадаллаштиришни, яъни ультратовуш
таъсирининг мақбул шароитларида ўтказишга асосланган. СНЭларини сув
глобулаларини ҳимоя қобиғини ультратовуш таъсирининг кавитацион
эффекти бу жараѐн механизми илмий асосини ривожлантиради. Турғун СНЭ
парчалашда термокимѐвий ва электрофизик комбинацион усулини қўллаш
маҳаллий нефтларни сувсизлантириш ва тузсизлантириш жараѐнини
жадаллаштиришнинг янги имкониятларини беради.
Тадқиқотнинг амалий аҳамияти ультратовушнинг оптимал шароитлари
ѐрдамида нефтни саноатда қайта ишлашга тайѐрлаш жараѐнини
жадаллаштиришнинг комбинацион усулини қўллашдан иборат. Бу
жадаллаштириш усулни қўлланилиши СНЭ сувсизлантириш вақтини 1,3-1,4
марта, нефтларни тузсизлантиришни 1,1-1,2 маротаба қисқартиришга ѐрдам
беради. Бунда моддий, энергетик, сув ва қимматбаҳо хом-ашѐни тежаш
имконини беради.
Тадқиқот
натижаларининг
жорий
қилиниши.
Ультратовуш
таъсиридан
фойдаланиб
турғун
СНЭларни
сувсизлантириш
ва
тузсизлантириш жараѐнини жадаллаштириш бўйича олинган илмий
натижалар асосида:
К-1 деэмульгатори ва маҳаллий ювувчи совунлантирилган пахта
соапстоки асосида яратилган композициялар «Жарқўрғоннефть» АЖда
амалиѐтга жорий этилган («Ўзбекнефтегаз» АЖнинг 2018 йил 22 январдаги
06/12-1-11-сонли маълумотномаси). Натижада четдан валюта ҳисобига
келтирилган К-1 деэмульгатори сарфини 1,5-2,0 баробар камайтириш ва
нефтларни механик қўшимчалардан чуқур тозалаш имконини берган;
турғун СНЭларни тузсизлантириш ва сувсизлантириш жараѐнини
ультратовуш
таъсири
ѐрдамида
жадаллаштириш
технологияси
«Газлинефтгазқазибчиқариш»
ОАЖда
ва
«Жарқўрғоннефть»
АЖда
амалиѐтга жорий этилган («Ўзбекнефтегаз» АЖнинг 2018 йил 22 январдаги
06/12-1-11-сонли маълумотномаси). Натижада сувсизлантириш вақти 1,3-1,5
марта ва тузсизлантириш миқдорини 1,2-1,3 маротаба қисқартириш
имконини берган.
тузли нефтларни чучук сув билан ультратовуш таъсирида ювиш
технологияси«Газлинефтгазқазибчиқариш» ОАЖда амалиѐтга жорий этилган
(«Ўзбекнефтегаз» АЖнинг 2018 йил 22 январдаги 06/12-1-11-сонли
маълумотномаси). Натижада тузли нефтларни 2-3 марта қайта ювиш
1 мартагача қисқартирилган ва нефтдаги қолдиқ туз миқдори стандарт
талабларга тўлиқ етказилган.
9
Тадқиқот натижаларининг апробацияси.
Ушбу тадқиқотнинг асосий
натижалари 3 ҳалқаро ва 3 республика илмий-амалий анжуманларида
муҳокамадан ўтган.
Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.
Диссертация мавзуси
бўйича жами 12 та илмий иш чоп этилган, шулардан, Ўзбекистон
Республикаси Олий аттестация комиссиясининг фалсафа доктори (PhD)
диссертациялари асосий илмий натижаларини чоп этиш тавсия этилган
илмий нашрларда 6 та мақола, жумладан, 3 таси республика ва 3 таси
хорижий журналларда нашр этилган.
Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.
Диссертация таркиби кириш,
тўртта боб, хулоса, фойдаланилган адабиѐтлар рўйхати ва иловалардан
иборат. Диссертациянинг ҳажми 102
бетни ташкил этган.
ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ ТАРКИБИ
Кириш
қисмида олиб борилган тадқиқотларнинг долзарблиги ва
зарурати асосланган, тадқиқотнинг мақсади ва вазифалари, объект ва
предметлари
тавсифланган,
республика
фан
ва
технологиялари
ривожланишининг
устивор
йўналишларига
мослиги
кўрсатилган,
тадқиқотнинг илмий янгилиги ва амалий натижалари баѐн қилинган, олинган
натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти очиб берилган, тадқиқот
натижаларини амалиѐтга жорий қилиш, нашр этилган ишлар ва диссертация
тузилиши бўйича маълумотлар келтирилган.
Диссертациянинг «
Нефтларни сувсизлантириш ва тузсизлантириш
жараѐнларини замонавий коллоид-кимѐвий ҳолати ва уларни
жадаллаштириш усуллари
» деб номланган биринчи бобида турли
турғунликдаги
СНЭ
ларини
тузсизлантириш
ва
сувсизлантириш
жараѐнларининг ривожланиш ҳолати ва қўлланилаѐтган деэмульгаторлар
ѐрдамида парчаланиши, турғун сув глобулаларининг парчалашда СФМ
ларининг таркиби ва хоссалари, шунингдек қайта ишлашга тайѐрланадиган
нефтларнинг
сувсизлантириш
ва
тузсизлантириш
жараѐнини
жадаллаштириш усулларини қўллаш бўйича маълумотлар келтирилган.
Адабиѐтлар тахлили асосида диссертациянинг мақсади ва вазифалари
шакллантирилган.
Диссертациянинг
«Маҳаллий нефтлардан ҳосил бўлган СНЭ
ларининг ўзига хос таркиби ва коллоид-кимѐвий хоссаларини ўрганиш
ва уларни парчалаш»
иккинчи бобида турғун СНЭларининг таркиби ва
коллоид-кимѐвий таҳлил усуллари, шунингдек уларни парчаланишини
термокимѐвий ва бошқа усуллари келтирилган.
СНЭларининг ҳосил бўлишининг асосий коллоид-кимѐвий кўрсатгичи
сирт таранглиги коэффициентидир, бу эса жараѐннинг бошқа кўрсатгичлари
билан боғлиқдир. Биз енгил, ўрта, парафинли ва юқориқатронли маҳаллий
нефтларни зичлигини бу коэффициенга таъсирини ўргандик.
Олинган натижалар 1-расмда келтирилган.
Бундан кўриниб турибдики енгил ва ўрта нефтларни сирт таранглиги ва
зичлиги бўйича олинган маълумотлар бир-бирига яқин. Бу СНЭ ларини
10
ҳосил бўлиши ва парчаланишида таъсирини бир хил баҳо беришга йўл
қўймайди. Аксинча, парафинли ва юқориқатронли нефтларни зичлигини
ортиши СНЭ ҳосил бўлишида сирт таранглиги коэффициентини ортишига
олиб келади. Шунинг учун, охиргиларни СНЭ ларини ҳосил бўлишида ва
парчаланишида объектив баҳо беришга асосланган. Бу эса юқорида қайд
этилган гуруҳлар бўйича маҳаллий нефтларни олинган натижаларини ва
бошқа конлар нефтларини аналогини экстрополяция қилиш имконини
беради.
1-расм СНЭ ларини сирт таранглигини енгил, ўрта, парафинли ва
юқори қатронли нефтларни зичлилигига боғлиқлиги
Бугунги кунда НТҚларда кенг кўламда К-1 (Хитой) деэмульгатори
нефтга нисбатан 150 г/т (СНЭларини турғунлигига боғлиқ) сарфланмоқда.
Афсуски, К-1 (Хитой) деэмульгаторини қўлланиши нефтни механик
қўшимчалардан ва минерал тузлардан етарли тозаламагани сабабли,
СНЭларига ювиш ва флокулянт хусусиятига эга реагентларни қўллашни
талаб этади.
Бу борада маҳаллий ѐғ-мой саноати чиқиндиси бўлган, яъни пахта ѐғини
ишқорий рафинация қолдиғи бўлган пахта соапстоки қизиқиш уйғотди.
Пахта соапстоки нейтрал учглицерид, фосфолипид, С
14
дан С
18
га бўлган ѐғ
кислоталарининг натрий тузлари ва бошқалардан ташкил топган. Пахта
соапстокини NaOH ни сувли эритмаси билан қайта совунлаштириш
сезиларли даражада ѐғ кислоталари таркибида натрий тузларини ошириш
имкониятини беради ва флокулянт, ювиш хоссасига эга сувда эрувчи СФМ
олиш имкониятини беради.
Совунлантириш жараѐнини 30 % ли NaOH эритмаси билан рН=9,0 гача,
65-70
0
С да доимий массагача олиб борилади.
Совунлантирилган пахта соапстокини (СПС) енгил, ўрта, парафинли ва
юқориқатронли нефтларни К-1 (Хитой) деэмульгаторлари билан бирга
сувсизлантириш ва тузсизлантириш жараѐнида нефтга нисбатан 50 г/т, 50
0
С
ҳароратда тадқиқотлар олиб борилди (1-жадвал).
Бу жадвалдан кўриниб турибдики СНЭларига СПСни қўлланиши нефтни
қолдиқ сув, хлорли тузлар ва механик қўшимчалар миқдорини камайтириш
имконини берди. Бунда нефтга нисбатан СПСнинг оптимал сарфи 50–75 г/т
28
32
36
42
50
60
δ,
мН/м
810
845
870
955
980
ρ
20
, г/см
3
Е
Ў
П
ЮҚ
11
ташкил этди. СПСни К-1 (Хитой) деэмульгаторлари билан бирга қўлланиши
тузсизлантириш ва сувсизлантириш жараѐнида юқори парафинли ва
юқориқатронли маҳаллий нефтларни механик қўшимчалардан тозалашда
сезиларли самара берди.
1-жадвал
СНЭ таркибида қолдиқ сув, хлорли тузлар ва механик қолдиқлар миқдорини
СПС сарфига боғлиқлиги
Нефт конлари номи
Солиштирма
сарфи, г/т
Товар нефт таркибидаги миқдори, %
К-1
(Хитой)
СПС
Сув, %
Хлорли
тузлар,
мг/дм
3
Механик
аралашмалар,
%
Кўкдумалоқ (назорат)
Кўкдумалоқ
Кўкдумалоқ
Кўкдумалоқ
50
50
50
50
-
25
50
75
1,25
1,21
1,14
1,05
550
510
485
478
0,09
0,07
0,05
0,05
Андижон (назорат)
Андижон
Андижон
Андижон
50
50
50
50
-
25
50
75
1,17
1,11
1,05
1,02
415
411
407
400
0,08
0,07
0,05
0,05
Мингбулоқ (назорат)
Мингбулоқ
Мингбулоқ
Мингбулоқ
Мингбулоқ
50
50
50
50
50
-
25
50
75
100
1,35
1,31
1,28
1,10
1,07
485
474
410
400
389
0,08
0,07
0,06
0,05
0,05
Умид (назорат)
Умид
Умид
Умид
50
50
50
50
-
25
50
75
1,16
1,12
1,06
1,00
315
308
303
300
0,09
0,08
0,05
0,05
Аму-Дарѐ (назорат)
Аму-Дарѐ
Аму-Дарѐ
Аму-Дарѐ
Аму-Дарѐ
50
50
50
50
50
-
25
50
75
100
1,26
1,20
1,18
1,09
1,02
545
539
530
527
522
0,09
0,08
0,06
0,05
0,05
СПСни сувда яхши эриш хусусияти, механик қўшимчаларни самарали
намланиши (гил, қум ва бошқаларни) қўшимчаларни массаси ортиши билан
сиғим (идиш) тубига тез чўкиш имкониятини берса, К-1 деэмульгатори эса
сувни ҳимоя қобиғини бузиб коагуляция жараѐнини тезлаштириб беради.
Маълумки, турғун сув томчисининг ҳимоя қобиғи ички молекуляр
ассоциатига нисбатан молекулалараро водород боғи, яъни СНЭлари турли
хил молекулалари мавжудлигига таъсир кўрсатади.
Мисол
учун
нафтен
кислоталари
карбонил
ва
гидрооксил
группаларининг водород боғлари таъсири остиди ассоциатлар ҳосил қилади:
О··
·
Н
О
С
С
О
О
Н
···
12
Ассоциатларни ҳосил бўлишини аниқлаш учун ИҚ-спектроскопиядан,
яъни водород боғлари аниқлаш мақсадида фойдаландик. Бунда 1600-1800см
-1
оралиғида спектр нурланиши аниқланди. Бу диапозон оралиғида С=O
гуруҳларнинг ассоциацияланмаслига мос валентлик тебранишлари ютилиши
интенсивлигини аниқлаш имконини беради.
Ассоциация эффекти С=O боғининг узунлиги ортиши билан пайдо
бўлиб, ИҚ-спектроскопияда бу гуруҳларнинг тебраниш частотаси 1770 см
-1
дан 1710 см
-1
га тушишини кўрсатди.
Модель тадқиқотларда нафтен кислотаси ўрнига биз олеин кислотасини
(нафтен кислотасини ажратиб олиш мураккаблиги сабабли) қўллаб, эритувчи
сифатида ИҚ-спектрнинг ўрганилаѐтган диапозонга эга бўлган вазелин мойи
ишлатилди.
Ассоциация ҳосил бўлишини биз 20
0
С дан 80
0
С гача бўлган ҳароратда
ўргандик, чунки бу ҳарорат НТҚда СНЭларини қиздириш мумкин. Олинган
ИҚ-спектр натижалари 2 ва 3 расмда келтирилган, булар ассоциацияланган
(Да) ва индивидуал (Ди) С=0 гуруҳларини характерлайди. Улар асосида
тадқиқ қилинаѐтган молекулаларнинг вазелин мойидаги ассоциация (α)
даражаси ҳисобланади.
Асфалтен ва қатронлар вазелин мойида ассоциатлар кўриниши
(2 ва 3 расмларда) келтирилган.
Нефт таркибида кўп қўшимча моддаларнинг мавжудлиги сув
глобулаларини юқори турғунликка эга ҳимоя қобиғи ҳосил бўлишига олиб
келади, буни эса термик барқарор боғлар ҳисобига мураккаб комплекс
бирикмалар ҳосил бўлиши билан тушунтириш мумкин.
Ассоциацияланиш даражаси моддалар ҳисобига юқорилиги аниқланган
(2-жадвал).
2-расм.
Асфальтеннинг вазелин
мойидаги (1)-20
o
C ва (2)-80
o
C
ҳароратлардаги ИҚ-спектри
3-расм.
Қатроннинг вазелин
мойидаги (1)- 20
o
C ва (2)- 80
o
C
ҳароратидаги ИҚ- спектри
13
СНЭларининг ҳосил бўлишининг асосий сабаби, бирор бир фазанинг
дисперсияланиши ва дисперс фазалараро чегара ҳосил бўлиши, шунингдек
сирт таранглиги, яъни суюқликнинг сиртини кенгайтирувчи кучдир.
2-жадвал
Сувнефтли эмульсияларда ҳароратга нисбатан ѐғ кислотаси ва бошқа
қўшимча моддаларнинг ассоциоцияланиш даражасининг ўзгариши
Спектр кўрсатгичлари
Ҳарорат,
0
С
Ёғ
кислоталари
(олеин)
Асфальтенлар
Қатронлар
Оптик зичлиги,
см
-1
да: 1770 (Ди)
1710 (Да)
Ассоциация даражаси (α)
20
20
20
0,046
0,532
0,925
0,040
0,532
0,929
0,020
0,579
0,997
Оптик зичлиги,
см
-1
да: 1770 (Ди)
1710 (Да)
Ассоциация даражаси (α)
80
80
80
0,094
0,566
0,852
0,091
0,561
0,865
0,06
0,605
0,959
Бунда СФМ фазалараро сирт таранглигини камайтириш хусусиятига
эгадир, чунки улар дисперс тизимнинг бирор фазасида танлаб эриб, фазалар
чегара сиртларида концентрланади ва қобиқ кўринишида адсорбцион қават
ҳосил қилади. Сирт таранглигининг камайиши дисперс фазанинг
дисперслигини ортишига олиб келади.
СНЭлари парафинлар, церезинлар ва бошқа қутбли моддалар ҳисобига
ҳосил бўлади. Гидрофоб эмульсиялар қатронлар, асфальтен моддалар,
органик кислота тузлари ва бошқалар ҳисобига ҳосил бўлади. Юқори
барқарорликни уларга нафтенларнинг ассоциатлари, кластерлар ва асфальт-
қатронли бирикмалар беради. Қатлам сувларининг кислоталилиги ортиши
СНЭ ларни янада барқарорлаштиришга олиб келади.
Асосий ҳимояловчи қобиқ порфирин (никель ѐки ванадийпорфирин)
бўлиб, қобиқ ҳосил қилиш хусусияти ва қутблиги билан фарқ қилади,
хлоридлар эса Na, Mg ва Са юзаларида зарядлар бўлиб, сув томчиларини бир-
биридан итаради.
Буларни инобатга олиб, уларни ўзгаришини биз 242 Е маркали электрон
микроскоп (Чехия республикасида ишлаб чиқарилган) ѐрдамида 1000
баробар катталаштирилган тасвирини олдик.
Сувнефтли эмульсияларининг сувининг ва минерал тузларининг
локолизацияси 4-расмда келтирилган, бунда глобула заррачалари жойлашуви
тартибсиз эканлигини кўриш мумкин.
Таклиф этилаѐтган композициянинг самарали таъсири, яъни сув
глобулаларини парчалаш, яъни эмульгирланган сув, туз ва бошқаларга
ажратиш мумкинлигини 5-расмда кўриш мумкин.
14
4-расм. СНЭ ларининг сув ва
минерал тузларнинг
локализацияси
5-расм.
СНЭ
ларида
сув
глобулаларини (томчиларнинг)
коагуляцияси
Ультратовуш
тебранишларини
частотаси
таъсирида
сувнефтли
эмульсияда қолдиқ сув ва хлорли тузлар миқдорини ўзгариши 6 ва 7-
расмларда кўрсатилган.
6-расм.
СНЭ
лари
қолдиқ
сув
миқдорининг ўзгариши ультратовуш
частотасига боғлиқлиги
7-расм. СНЭларининг хлорли тузлар
миқдорини
ўзгаришига
ультра-
товуш частотасига боғлиқлиги
Ультратовушнинг 20 кГц гача таъсирида СНЭларидан ажратиб олинган
нефт таркибидаги қолдиқ сув миқдори 8 баробар, анъанавий термокимѐвий
усулда эса 5 баробаргача камайганини 6 ва 7-расмлардан кўриш мумкин.
Аммо СНЭга 20 кГц частотали ультратовуш таъсир эттирилганда ҳам нефт
таркибидаги қолдиқ сув миқдори сезиларли ўзгарганини кўриш мумкин ва
тадқиқотларни шу частотада олиб бориш мақбуллиги аниқланган.
Турли ультратовуш тебраниш частоталарида ҳар хил вақт оралиғида
СНЭларига таъсир эттирилганда нефт таркибидаги қолдиқ сув ва хлорли
тузлар миқдорини ўзгартиришига таъсири 8 ва 9-расмларда келтирилган.
5,0
10,0
0,5
1,0
20,0
15,0
Қолдиқ
сув,
%
Н, кГц
1,5
0
25,0
2,5
5,0
50
100
10,0
7,5
Қолдиқ
хлорли
тузлар
мг/дм
3
Н,
кГц
150
0
12,5
15
Ультратовуш таъсири давомийлигини 60 секунтгача ўзгариши билан
нефт таркибида қолдиқ сув миқдори 8-8,5 маротаба, иккала (1 ва 2 чизиқ)
частота (15,0 ва 20,0 кГц) тебранишида ҳам камайиши аниқланди (8-расм).
Ультратовуш иккала тебраниш частоталари таъсирини вақт давомийлиги яна
ошириб борилиши, деярли нефт таркибидан қолдиқ сув миқдори
ўзгармаслиги аниқланди.
8-расм. СНЭларининг ультратовуш
таъсир
вақтининг
қолдиқ
сув
миқдрига қолдиқ сув миқдорига
боғлиқлиги: 1-эгри чизиқ 15 кГц ва
2-эгри чизиқ-20кГц.
9-расм. СНЭларининг ультратовуш
таъсир вақтининг хлорли тузлар
миқдорига боғлиқлиги: 1-эгри чизиқ
5 кГц ва 2-эгри чизиқ-10кГц.
Ультратовуш таъсири вақтини 40 секунтга узайтириш нефт таркибидаги
тузлар миқдори 4-5 марта иккала тебраниш частоталарда (5,0 ва 10,0 кГц)
камайиши кузатилди (9-расм). Вақт таъсирини янада ортириш нефт
таркибидаги хлорли тузлар миқдорини деярли ўзгартирмайди.
3-жадвал
Ультратовуш ва термокимѐвий усуллар ѐрдамида парчаланган сувнефтли
эмульсияларнинг ажратилган
Нефт тайѐрлаш
қурилмалари номи
Нефт таркибидаги
қолдиқ сув миқдори,
%
Нефт таркибидаги
хлорли тузлар
миқдори, мг/дм
3
Механик
аралашмалар
масса улуши, %
Анъанавий термокимѐвий усул
Хонқиз
Андижон
Мингбулоқ
1,15
0,84
1,07
750
190
420
0,09
0,05
0,06
Таклиф этилган (ультратовуш таъсири) усул:
(нурланиш интенсивлиги U=20 Вт/см
2
)
Хонқиз
Андижон
Мингбулоқ
0,85
0,45
0,63
685
86
300
0,05
0,02
0,04
Диссертациянинг
«Нефтни тайѐрлаш жараѐнларига ультратовуш
таъсири ўрганиш»
номли учинчи бобида
СНЭларини ультратовуш таъсири
15
30
0,5
1,0
60
45
τ
, сек
1,5
0
2
1
Қолдиқ
сув, %
75
10
20
50
100
40
30
τ
, сек
150
0
2
1
Қолдиқ
хлорли
тузлар
мг/дм
3
50
16
парчалашда “эффект” натижаларни ультратовуш интенсивлиги таъсирида
олинган дастлабки қийматда СНЭларида кавитация вужудга келиши
сувсизлантириш ва тузсизлантириш даражасини ошириши аниқланган.
СНЭларни тавсия этилаѐтган ультратовуш таъсирида U=20 Вт/см
2
парчалаш, анъанавий термик усулга нисбатан юқорилиги 3-жадвалдан
кўриниб турибди. Ультратовуш таъсири қўлланиши натижасида НТҚдан
чиққан маҳсулот O'z DST 3032:2015 стандартларига мос СНЭлари олиш
имконини беради.
СНЭларини анъанавий термокимѐвий усулларда парчалаш натижасида
олинган нефтлар бир неча кўрсатгичлари стандартга тўғри келмаслиги,
уларни стандарт талабларига етказиш учун қўшимча жараѐнларни ўтказишни
(кўп марталик ювиш, тозалаш ва х.з) талаб этади.
СНЭларини ультратовуш таъсирида U=20 Вт/см
2
сувнинг масса улуши
ва хлорли тузларнинг концентрациясига таъсири 10 ва 11-расмларда
кўрсатилган.
10-расм.
НТҚдаги
СНЭ
ларини
парчалашда УТ интенсивлиги нефт
таркибидаги сувнинг массавий улуши:
1-эгри «Андижон», 2-«Мингбулоқ»,
3-«Хонқиз»
11-расм.
НТҚдаги СНЭ ларини
парчалашда УТ интенсивлиги нефт
таркибидаги
хлорли
тузларнинг
массавий улуши: 1-эгри «Андижон»,
2-«Мингбулоқ», 3-«Хонкиз»
УТ интенсивлигини U=20 Вт/см
2
гача ошириш нефт таркибидаги қолдиқ
сувнинг масса улуши, “Андижон” НТҚ нинг СНЭ (1 чизиқ), “Мингбулоқ”
НТҚ СНЭ (2 чизиқ) ва “Хонқиз” НТҚ СНЭ (3 чизиқ) парчаланиши 15 Вт/см
2
ни ташкил этди, ультратовуш интенсивлигини янада ошириш нефт
таркибидаги қолдиқ сувнинг массавий улушини ўзгармаслигини кўрсатди
(10-расм).
УТ интенсивлигини U=20 Вт/см
2
гача ошириш СНЭ парчалашдан
олинган нефт таркибидаги хлорли тузлар концентрацияси кавитациянинг
кучайиши ҳисобига камайиши аниқланган (11-расм). Ультратовуш
интенсивлигини янада ошириш нефт таркибидаги хлорли тузларнинг
концентрациясини деярли ўзгартирмайди.
5,0
10
0,5
1,0
20
15
U, Вт/см
2
1,5
0
2
1
Қолдиқ
сув,
%
3
50,0
75,0
100,0
Қолдиқ
хлорли
тузлар
мг/дм
3
5,0
10
20
15
U, Вт/см
2
0
1
2
3
17
Шундай қилиб, олинган натижалар асосида НТҚдан СНЭларини УТ
ѐрдамида парчалаб олинаѐтган нефтларнинг O'z DST 3032:2015 стандарт
талабларига жавоб берадиган сифат даражасида олиш имконини беради.
УТ частотасининг СНЭларининг парчаланиш тезлигига таъсири
4-жадвалда кўрсатилган.
Бу жадвалдан кўриниб турибдики сув глобулаларининг диаметри 200
дан 500 µм гача катталашганда СНЭнинг парчаланиш тезлиги 4-5 мартагача
тезлашади. Частотаси 10-15 кГц бўлган ультратовуш таъсирини қўллаш
диаметрлари 200 µм, 350 µм ва 500 µм бўлган сув глобулларини парчаланиш
тезлигини 60-70 см/соат гача, 120-140 см/соат гача ва 70-90 см/соат гача
кўтаради.
Бу шундан далолат берадики, ушбу СНЭда диаметрлари 350 µм бўлган
сув глобуллари бошқаларига нисбатан кўплигини ва улар ўхшаш
катталикдаги қўшни томчилар билан жадал кўшилиб кетади. Бунда диаметри
200
µм гача бўлган сув глобулларининг парчаланиш тезлиги диаметрлари
каттароқ бўлган томчиларнинг парчаланиш тезлигига қараганда анча
кичикдир.
4-жадвал
Турли ўлчамдаги сув глобулалари (томчи) учун турғун сувнефтли
эмульсияларни 60 ºС хароратда парчалаш тезлигининг ультратовушни таъсир
(УТТ) вақти ва частотасига боғлиқлиги
УТ частотаси,
кГц
УТ вақти, сек
Деэмульгатор
сарфи, К-1 (КНР),
г/т
Глобула
диаметри,
µм
СНЭ ларининг
парчаланиш
тезлиги,
см/соат
УТ сиз
(назорат)
-
-
-
50,0
75,0
100,0
200
350
500
150
450
750
10,0
10,0
10,0
60
60
60
50,0
75,0
100,0
200
350
500
210
570
820
15,0
15,0
15,0
60
60
60
50,0
75,0
100,0
200
350
500
220
590
840
Ўзбекистонда қазиб чиқарилаѐтган нефтларнинг хусусиятларидан бири –
уларнинг таркибидаги минерал тузларнинг, айниқса хлорли тузларнинг
кўплигидир.
Нефт таркибида эриган тузлар билан бир қаторда кристаллар
кўринишидаги қийин эрийдиган юқори дисперсли турли тузлар ҳам бўлиши,
ушбу тузларни СНЭ ни анъанавий сувсизлантириш йўли билан ажратиб
олиш қийинлиги ҳам бизга маълум.
Бу тузларни сувсизлантирилган нефтдан чиқариб ташлаш учун чучук
суви билан кўп марталик (3-4 марта) ювиш қўлланилади. Аммо ушбу усул
ишлаб чиқариш шароитларида жуда ҳам қимматга тушади.
Сувсизлантирилган нефтни ювишда УТ таъсирини қўллаш ундаги
қолдиқ сувларни ва хлорли тузларни камайишига ижобий таъсир кўрсатади
18
(5-жадвал). Нефтни ювишда УТТни қўллаш ҳар икки намунадаги сувнинг
қисмий массасини нефтни УТТни қўлламасдан ювишга солиштирилганда
тахминан 20-25% га, хлорли тузларнинг концентрациясини эса
130-132 мг/дм
3
камайтиришга имкон беради.
5-жадвал
Ультратовуш таъсирини (УТТ) қўллаган ва қўлланмаган (назорат) ҳолда чучук
сувда ювилган маҳаллий сувсизлантирилган нефтларнинг кўрсатгичлари
Нефт конларининг номлари
Нефтдаги сув
миқдори, %
Нефтдаги хлорли
тузлар миқдори,
мг/дм³
Мингбулоқ (Наманган вил.)
х)
Мингбулоқ (Наманган вил.)
0,48
0,35
289
157
Миршоди (Сурхондарѐ вил.)
х)
Миршоди (Сурхондарѐ вил.)
0,67
0,38
364
230
изоҳ: х) УТТ қўлланилмаган чучук сувда ювилган нефтлар кўрсатгичлари
Айтиб ўтиш керакки, нефтни чучук суви билан биринчи марта ювишда
УТни қўллаш кўпроқ самара беради, иккинчи ювишда қўллаш эса камроқ
таъсир кўрсатади. Бу ҳолат нефтнинг таркибида қийин эрийдиган, шу
сабабдан чиқариб ташланиши қийин бўлган тузларнинг борлигини
тасдиқлайди.
Сувсизлантирилган нефтни чучук сув билан ювишнинг шартларини
танлашда УТ частотаси ҳам муҳим параметрлардан бири ҳисобланади.
Юқоридагиларни
ҳисобга
олинган
ҳолда,
бизни
томонидан
сувсизлантирилган нефтни ҳарорати 30
0
С бўлган чучук суви билан 60 сек
давомида ювишда ушбу параметрнинг таъсири ўрганиб чиқилди (6-жадвал).
6-жадвал
Нефтни турли УТ частоталарда ювишдаги нефт таркибидаги қолдиқ сув ва
хлорли тузлар миқдорининг ўзгариши
Нефтларнинг конлари
номи
УТ частотаси,
кГц
Нефт таркибидаги
сувнинг масса
улуши, %
Нефт таркибидаги
хлорли тузларнинг
массавий
концентрацияси,
мг/дм
3
Мингбулоқ (назорат)
Миршоди (назорат)
-
-
0,41
0,57
183
215
Мингбулоқ
Миршоди
10
10
0,34
0,45
134
187
Мингбулоқ
Миршоди
15
15
0,29
0,38
101
124
Мингбулоқ
Миршоди
20
20
0,27
0,31
95
104
УТ частотаси 10 дан 20 кГц гача ошганда нефтнинг сувдан ва хлорли
тузлардан тозаланиши даражаси ошмоқда. Бунда 10 кГц частотали
ултратовушни қўллаш нефтни чучук суви билан ювишда энг оптимал
бўлиши аниқланди (6-жадвал).
Нефтни тайѐрлаш қурилмасининг технологик схемаси (12-расм).
19
Диссертациянинг
«Ультратовуш таъсирида нефтларини саноат
миқѐсида қайта ишлаш жараѐнларини жадаллаштириш»
номли
тўртинчи бобида нефтларни саноат миқѐсисида қайта ишлашга
тайѐрлашнинг системали таҳлили келтирилган. НТҚ технологик схемаси
тўрт функционал А, В, С ва Д
тизимларга бўлиш мумкин.
Тизимлар таҳлил қилиш асосида НТҚнинг бир бутунлигини тасдиқловчи
бу қуйидаги тенглама орқали ифодаладик:
Бирбутунлик тенгламаси (1)да НТҚда тизимлар маълумотларининг
барқарорлиги паст даражада эканлиги кўриниб турибди. Бу мазкур
қурилмага келиб тушаѐтган СНЭ таркибининг катта даражада ўзгариб
туриши билан боғлиқдир.
12-расм. УТТ ва яратилган композицияни қўллаган ҳолдаги НТҚнинг
такамоллиштирилган технологик схемаси
1,6-сепаратор; 2-тиндиргич; 3-СФМ сақловчи идиш; 4-меъѐрлагич; 5-иситгич;
7,8-резервуар; 9-УТ ускунаси; 10-қатлам сувини йиғувчи идиш; 11-насос; 12-чучук сув
сақловчи идиш; 13-насос станцияси; 14-сиқув компрессор станцияси; 15-сув тайѐрлаш
иншоати; 16-қатлам босимини сақлаш
Шунинг учун, тизимлар ишлашининг барқарорлигини ошириш
усулларини (СНЭ ларда анъанавий бўлмаган УТ усулини қўллашни ўз ичига
олган) ишлаб чиқиш керак бўлади.
Қудуқдан
келаѐтган
СНЭ
Қатламга
сувни
ҳайдаш
ПП
С-1
Газ узатгичга
О-1
ППД
ВОС
ПВ
С-2
Е-1
ПрПВ
НН
Н
ДЕ
НС
ПБГ
ГСД
СКС
ПБГ
РВС №1
Газни
газлифт
қудуқлари
ѐки
қатламга ҳайдаш
Қайта
ишлаш
заводига
РВС
ГР-1
К-1
СПС
Д-1
Д-2
1
2
5
4
3
3
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
ДСВА
=
η
Д
+ η
С/Д
+η
В/С
+η
А/В
-
3=0,81+0,73+0,76+0,87-3=0,17
;
(1)
N
СНЭ
СНЭ
газсизлантириш
Нефтни
сувсизлантириш
Нефтни
тузсизлантириш
Қайта ишлаш
заводига
Д
А
С
В
20
УТни
амалийѐтда
қўллаш
учун
УТнинг
гидродинамик
ва
магнитострикцион ўзгартирувчилари ишлаб чиқилган.
Магнитострикцион нурлантирувчиси бўлган ЦМС туридаги УТни
қўллаш анъанавий усулни қўллагандагига солиштирилганда сув қисми
массасини 0,26% га, хлорли тузлар миқдорини 92 мг/дм
3
га камайтиришга
имкон берди (7-жадвал). УТ гидродинамик нурлантирувчиси бўлган УТТни
қўллаш сув қисми массасини 0,12% га, нефтдаги хлорли тузлар миқдорини
73 мг/дм
3
га камайтиришга имкон берганлиги учун ушбу усулни оз самарали
дейиш мумкин.
Шундай қилиб, ўтказилган тадқиқотлар нефтни тайѐрлаш жараѐнида
магнитострикцион нурлантирувчиси бўлган ЦМС туридаги УТТни қўллаш
самарали эканлигини кўрсатди.
7-жадвал
Нефтларни тайѐрлашда термокимѐвий ва УТТда қўлланиладиган
магнитострикцион ва гидродинамик ўзгартиргичлардан (преобразовательлардан)
фойдаланишнинг солиштирма кўрсатгичлари
Нефт
тайѐрлаш усули
УТТ шароити
Нефтни кўрсатгичлари
Частота,
кГц
Ҳарорат,
ºС
Вақт, сек
Нефтдаги
сув
миқдори, %
Нефтдаги
хлорли тузлар
миқдори, мг/дм³
НТҚ анъанавий
усули (назорат)
-
60
-
-
60
УТ қўллангандаги
магнитострикцион
ўзгартиргич
(ЦМС)
20
60
60
20
60
УТда
гидродинамик
ўзгартиргич
(УД-Г)
20
60
60
20
60
СНЭни сувсизлантириш ва тузсизлантириш жараѐнлари механизмининг
мураккаблиги уларни математик моделлаштириш ва оптималлаштиришнинг
статистик услубларига ѐндошишни талаб этади. Биз томонимиздан,
экспериментларни режалаштириш услубларини қўллаш йўли билан СНЭни
сувсизлантириш (2) ва тузсизлантириш (3) жараѐнлари учун қуйидаги
математик моделлар ишлаб чиқилди:
У
1
= 2,0-0,3Х
1
-1,0Х
3
-0,2Х
1
Х
2
+0,3Х
2
Х
3
…. (2)
У
2
=91,5-32,0Х
5
-18,0Х
6
-17,5Х
7
+10,5Х
5
Х
6
+23,0Х
5
Х
7
+6,0Х
6
Х
7
…. (3)
Шундай қилиб, турғун СНЭларни сувсизлантириш жараѐнлари учун ва
нефтни термокимѐвий ва ултратовуш таъсирлари остида тузсизлантириш
учун қуйидаги оптимал қийматлар аниқланди:
-турғун СНЭ ларни сувсизлантириш учун Х
1
=20 кГц; Х
2
=60 сек; Х
3
=50
г/т; Х
4
=75 г/т;
-товар нефтларини тузсизлантириш учун Х
5
=20% (нефт массасидан);
Х
6
=50
0
С; Х
7
=10 кГц; Х
8
=40 сек;
21
Шундай қилиб, мазкур тадқиқот натижалари бўйича ишлаб чиқилган
термокимѐвий ва УТТ усулларини нефтни тайѐрлаш жараѐнларини
жадаллаштириш учун саноатда қўллаш йилига 300,0 млн. сўмдан кўп
иқтисодий самара бериши аниқланди.
Х У Л О С А
1. Ўзбекистоннинг асосий нефт конларидаги сувнефтли эмульсияларнинг
кимѐвий таркиби ва коллоид-кимѐвий хоссаларини тадқиқотлари натижасида
маҳаллий нефтлар “енгил”, “ўрта”, “парафинли” ва “юқориқатронли”
гуруҳларига классификацияланган, ҳамда бунда “енгил” нефтлардан ташқари
қолганлари турғун сувнефтли эмульсиялар ҳосил қилиши аниқланган.
2. Турғун сувнефтли эмульсияларни термокимѐвий сувсизлантириш,
тузсизлантириш ва уларнинг таркибидан механик аралашмаларни ажратиб
олиш учун ювувчи флокулянт сифатида совунлантирилган пахта соапстоки
ва К-1 деэмульгатори асосида композициялар тавсия этилган.
3. Маҳаллий сувнефтли эмульсияларга ишлаб чиқилган композициялар
қўлланган ҳолда термокимѐвий ишлов берилганда сув глобулларининг
локализациясида (тўпланишида) ва уларнинг ўлчамларида ўзгаришлар содир
бўлиши кўрсатилган.
4. Нефт таркибидаги қўшимча моддаларнинг молекулалари (парафин,
асфальтен, қатрон, минерал тузлар ва ш.к.) билан бир қаторда мавжуд бўлган
ассоциат ва кластерларнинг маҳаллий сувнефтли эмульсиялардаги
глобулалар (томчилар)ни ҳимояловчи қобиқларнинг мустаҳкамлигини
оширишда муҳим аҳамият касб этиши тасдиқланган.
5. Турғун сувнефтли эмульсияларни парчаланиш жараѐнини термокимѐвий
ва УТТ нинг тебраниш частотаси 20 кГц гача ва индуктивлиги 20 Вт/см
2
гача
бўлган ҳолда 60 секундгача (СНЭнинг турғунлик даражасига боғлиқ
равишда) биргаликда таъсир эттириб жадаллаштириш усули ишлаб чиқилган.
6. Сувсизлантирилган нефтлардаги қолдиқ тузларни чучук сув ва тебраниш
частотаси 10 кГц гача ва индуктивлиги 20 Вт/см
2
гача бўлган ҳолда 40
секундгача таъсир эттириб (сувсизлантирилган нефтдаги хлорли тузларнинг
қолдиқ миқдорига боғлиқ равишда) ювиш усули ишлаб чиқилган.
7. НТҚ резервуарларидаги турғун СНЭларга самарали УТТ эттириш учун
гидродинамик ўзгартирувчилар ўрнига кавитация “эффектини” сув
глобуллари (томчилари) ҳимоя қобиғига йўналтирилган ҳолда узатувчи ва
шунинг
ҳисобига
уларнинг
парчаланишини
ва
коагуляциясини
жадаллаштирувчи магнитострикцион ўзгартирувчиларни қўллаш мақсадга
мувофиқлиги аниқланган.
8. СНЭларни сувсизлантириш ва нефтни тузсизлантириш жараѐннинг
адекват математик моделлари ишлаб чиқилиб, улар асосида қуйидаги
оптимал шароитлар аниқланган: Х
1
=20 кГц; Х
2
=60 сек; Х
3
=50 г/т; Х
4
=75
г/т; Х
5
=20 % ; Х
6
=60 ºС; Х
7
=10 кГц; Х
8
=40 сек;
9. Турғун СНЭ ларни сувсизлантириш ва тузсизлантириш жараѐнларини
жадаллаштириш учун ишлаб чиқилган усулларни саноатда қўллаш орқали
НТҚларда йилига 300,0 млн. сўм иқтисодий самара олинган.
22
НАУЧНЫЙ СОВЕТ DSс 27.06.2017. К/Т 35.01. ПРИ ИНСТИТУТЕ
ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ТАШКЕНТСКОМ
ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ ПО
ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ
ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ЭШМЕТОВ РАСУЛБЕК ЖУМЯЗОВИЧ
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
02.00.11 – Коллоидная и мембранная химия
АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ ДОКТОРА ФИЛОСОФИИ (PhD)
ПО ТЕХНИЧЕСКИМ НАУКАМ
Ташкент – 2018
23
Тема диссертации доктора философии (PhD) зарегистрирована в Высшей
аттестационной комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан за номерам
В 2017.3. PhD/Т298
Диссертация выполнена в Институте общей и неорганической химии.
Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский (резюме))
размещен на веб-страница Научного совета (www.ionx.uz) и Информационно-образовательном
портале «ZIYONET» по адресу (
Научный руководитель:
Салиханова Дилноза Саидакбаровна
доктор технических наук, старший научный
сотрудник
Официальные
оппоненты:
Гуро Виталий Павлович
доктор химических наук, старший научный
сотрудник
Акрамов Бахшилла Шафиевич
кандидат технических наук, профессор
Ведущая организация:
Ферганский политехнический институт
Защита состоится «1» март 2018 г. в «14
00
»часов на заседании Научного совета
DSс 27.06.2017. К/Т 35.01. при Институте Общей и неорганической химии Академии наук
Республики Узбекистан по адресу : 1000170, г.Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а. Тел.: (99871)
262-56-60, Факс: (99871) 262- е-mail: tkti_ionxanruz@mail.ru).
С диссертацией можно ознакомится в Институте общей и неорганической химии Академии
наук Республики Узбекистан по адресу: по адресу: 1000170, г.Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77-а.
Тел.: (99871) 262-56-60,
Автореферат диссертации разослан «17» февраль 2018 г.
(реестр протокола рассылки № 5 17 от февраль 2018 г.).
Б.С.Закиров
Председатель научного совета
по присуждению
учѐной степени, д.х.н.
А.Р.Сейтназаров
Учѐный секретарь научного совета
по присуждению
учѐной степени, д.т.н.
С.Тухтаев
Председатель научного семинара
при научном совете
по присуждению учѐной степени,
д.х.н., проф., академик
24
Введение (аннотация диссертации доктора философии (PhD))
Актуальность и востребованность темы диссертации.
С ростом
мирового производства и переработки нефтей расширяются сферы
применения их продуктов, совершенствуются технологии их подготовки,
процессы и аппараты, используемые в данной отрасли с учетом состава и
свойств добываемых углеводородов. В настоящее время примерно 2/3 всей
нефти в мире добывается в обводненном состоянии. Поэтому приходится их
разделять от пластовых вод, хлористых солей и механических примесей. При
этом используются типовые установки подготовки нефти УПН и различные
водо- и маслорастворимые деэмульгаторы при добыче и переработке
водонефтяных эмульсий (ВНЭ) сложным многокомпонентным составам.
В мировой практике организация технологии в УПН осуществляется
исходя из качественного состава и свойств добываемых нефтей. Высокое
содержание эмульгирующих веществ (парафина, смол, асфальтенов,
минеральных солей и т.п.) в нефти обусловливает образование устойчивых
ВНЭ, которых сложно разрушить традиционными способами. При
интенсификации
процессов
подготовки
нефти
с
использованием
нетрадиционных методов необходимо обосновывать ряд существующих
научных решений, в том числе по следующим направлениям: разработка
нетрадиционных способов для процессов обезвоживания и обессоливания;
изучение влияния ультразвука в обезвоживании и обессоливании местных
ВНЭ; изучение термохимических закономерностей влияния ультразвука при
обезвоживании; разработка термохимических оптимальных условий для
обезвоживания и обессоливания с применением ультразвука.
На сегодняшний день в республике по разработке новых видов топлив в
нефтегазовой промышленности достигнуты теоретические и практические
результаты. В этом направлении на основе проведенных работ по разработке
нефтепродуктов
и
применение
нетрадиционных
способов
для
интенсификации процессов переработки достигнуты важные результаты. В
третьем направлении Стратегии действий по дальнейшему развитию
Республики Узбекистан намечены важные задачи « дальнейшая
модернизация и диверсификация промышленности путем перевода ее на
качественно новый уровень, направленные на опережающее развитие
высокотехнологичных обрабатывающих отраслей, прежде всего по
производству готовой продукции с высокой добавленной стоимостью на базе
глубокой переработки местных сырьевых ресурсов»
2
В связи с этим, научные
исследования по интенсификации процессов обезвоживания и обезсоливания
с применением нетрадиционных методов явлеется весьма актуальной.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит
выполнению задач, предусмотренных в Указах Президента Республики
Узбекистан №4707 от 4 марта 2015 года «О программе мер по обеспечению
преобразований, модернизации и диверсификации производства на 2015-
2019 годы» и № УП-4947 от 7 февраля 2017 года «Стратегия действий по
2
25
пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-
2021 годах», а также в других нормативно – правовых документах, принятых
в данной сфере.
Соответствие исследования приоритетным направлениям развития
науки и технологий республики.
Данное исследование выполнено в
соответствии с приоритетного направления развития науки и технологий в
республики VII. «Химические технологии и нанотехнологии».
Степень изученности проблемы.
В научно – технической литературе
широко освещены работы по добыче, подготовке и переработке нефтей
различного качества. Классификация нефтей на «легкие», «средние» и
«тяжелые» позволяет рационально организовать процессы их подготовки и
переработки. В работах Каспарьянц К.С., Кузина В.И., Григорян Л.Г.,
Лутошкина Г.С., Позднышева Г.Н. рекомендованы технологические схемы
промысловой подготовки нефти, которые разработаны с учетом средних
показателей добываемых нефтей. Аналогичные разработки предложены в
работе Тронова В.Н. и др. Однако, особенности состава и свойств
водонефтяных эмульсий, поступающих на установки подготовки нефти
(УПН) в Республики требуют применения дополнительных способов
интенсификации основных процессов их обезвоживания и обессоливания.
В этом направлении известны работы Абдурахимова С.А., Атауллаева
Ф.Ш. и Адизова Б.З., где для интенсификации данных процессов
использованы
местные
деэмульгаторы,
электромагнитные
и
сверхвысокочастотные (СВЧ) воздействия на устойчивые водонефтяные
эмульсии, которые исследуются в опытно – производственных условиях. В
отличие от вышеупомянутых работ ультразвуковые воздействия не
взрывоопасны, не требуют значительных капитальных затрат на реализация в
действующих УПН и могут быть использованы как при обезвоживании, так и
при обессоливании нефтей, поступающих на промышленную переработку.
Связь диссертационного исследования с планами научно-
исследовательских работ научно-исследовательского учреждения, где
выполнена диссертация.
Диссертационное исследование выполнено в
рамках плана научно – исследовательских работ прикладных проектов
института общей и неорганической химии ФА-А13-Т131 «Технология
адсорбционной очистки технологических растворов цветной металлургии,
отходов нефтегазопереработки и продуктов переработки растительного
сырья».
Целью
исследования
является
интенсификация
процессов
обезвоживания и обессоливания ВНЭ с использованием новых композиций
из деэмульгатора К-1 и доомыленного хлопкового соапстока, а также
ультразвукового воздействия.
Задачи исследования:
определение особенностей химического состава и коллоидно –
химических свойств местных нефтей, образующих устойчивые эмульсии;
26
Создание композиций на основе доомыленного хлопкового соапстока
(ДХС) и деэмульгатора К-1 для многокомпонентной очистки местных
устойчивых ВНЭ;
изучение закономерностей влияние новых разработанных композиций и
ультразвука при обезвоживании устойчивых ВНЭ;
изучение влияния ультразвука в процессе обессоливания местных
нефтей с помощью пресной водой;
разработка технологической схемы и оптимальных условий процесса
обезвоживания и обессоливания созданными композициями и ультразвуком;
проведение опытно-промышленного испытания разработанного метода
интенсификации и определение их технико-экономической эффективности.
Объектом исследования
являются устойчивые водонефтяные эмульсии
и нефти УПН «Джаркуган», «Газли», «Ханкиз», «Андижан» и «Мингбулак»
и других, а также композиции состоящие из К-1 (КНР) и ДХС.
Предметом исследования
являются способы интенсификации
процессов обезвоживания ВНЭ обессоливания нефтей с использованием
ультразвукового воздействия с установлением их качественных показателей,
требуемых стандартом. УЗ воздействия могут быть широко использованы на
всех типах УПН, где образуются устойчивые ВНЭ.
Методы исследования.
Физико–химический, электронномикрос-
копический, коллоидно–химический, ИК–спектроскопический.
Научная новизна диссертационного исследования
заключается в
следующем:
доказано чем сложнее состав ВНЭ, особенно эмульгирующими
веществами, тем устойчива бронирующая оболочка глобул воды за счет
образования термохимические стойких ассоциатов и комплексов;
установлено возможность применения в качестве флокулянта
доомыленный хлопкового соапсток, который снижает остаточное
содержание механических примесей и солей в нефти;
доказано
эффективность
магнитосрукционного
преобразователя
ультразвука 1,2-1,3 раза, чем гидродинамический в процессе обезвоживания
и обессоливания устойчивых ВНЭ;
создано возможность интенсификации процесса обезвоживания и
обессоливания, устойчивых ВНЭ с применением разработанных композиций
и ультразвука;
разработан комбинированной способ интенсификации процессов
обезвоживания устойчивой ВНЭ и обессоливания нефти с использованием
композиции, состоящей из К-1 и ДХС, а также ультразвукового воздействия.
Практические результаты исследования
Значительно сокращаются
материальные затраты и время на обезвоживание устойчивых ВНЭ и
обессоливание нефтей при ультразвуковом воздействии на них, особенно
устойчивых
ВНЭ
более
24
часов.
При
этом
использование
магнитострикционного
преобразователя
ультразвука
вместо
гидродинамического
позволяет
повысить
интенсивность
процессов
27
подготовки нефти к промышленной переработке в 1,15 – 1,2 раза
(в зависимость от степени устойчивости водонефтяной эмульсии).
Разработанные способы интенсификации процессов обезвоживания и
обессоливания
нефтей
с
использованием
созданной
композиции
деэмульгаторов и ультразвукового излучения.
Достоверность
результатов
исследования.
Подтверждается
результатами, полученными при помощи химического (аналитическая
химия) и физико-химического (калориметрическая) анализа, проводимого в
процессе исследования в лабораторных и опытно –производственными
испытаниями.
Научная и практическая значимость результатов исследования.
Научная значимость результатов исследования заключается в том, что данная
работа создало основу нетрадиционной интенсификации процессов
обезвоживания устойчивых ВНЭ и обессоливания нефтей с использованием
ультразвукового воздействия при разработанных оптимальных условиях.
Разрушение бронирующей оболочки глобул (капель) воды в ВНЭ с
использованием кавитационных эффектов ультразвукового воздействия
развивает научные знания о механизме данных процессов. Комбинация
термохимического и электрофизического способов разрушения устойчивых
ВНЭ
открывает
новые
возможности
интенсификации
процессов
обезвоживания и обессоливания местных нефтей.
Практическая значимость результатов исследования заключается в
разработке комбинированных способов интенсификации процессов
подготовки нефти к промышленной переработке с использованием
ультразвукового воздействия при разработанных оптимальных условиях.
Использование данных способов интенсификации позволит сократить время
обезвоживания устойчивых ВНЭ в 1,3–1,4 раза, а обессоливания нефти – в
1,1–1,2 раза. При этом значительно сокращаются материально -
энергетические, водные расходы и потери ценного сырья.
Внедрение результатов исследования.
На основе полученных научных
результатов исследования по интенсификации процессов обезвоживания и
обессоливания устойчивых ВНЭ с применением ультразвука:
созданные композиции на основе деэмульгатора К-1 и доомыленного
хлопкового соапстока внедрены в АО «Джаркурганнефть» (справка АО
«Узбекнефтегаз» от 22.01.2018 года 06/12-1-11). В результате появилась
возможность снизить расход деэмульгатора К-1 привозимого из-за рубежа за
валюту в 1,5-2,0 раза и а также глубокой очистки нефтей от механических
примесей.
технология интенсификации процессов обезвоживания и обессоливания
устойчивых
ВНЭ
с
помощью
ультразвука
внедрена
в
ООО
«Газлинефтдобыча» и АО «Джаркурганнефть» (справка АО «Узбекнефтегаз»
от 22.01.2018 года 06/12-1-11). В результате время обезвоживания
сократилось в 1,3-1,5 раза и количество обессоливания нефтей 1,2-1,3 раза.
технология промывки солѐнных нефтей пресной водой и с помощью
ультразвука внедрена в ООО «Газлинефтдобыча» (справка АО
28
«Узбекнефтегаз» от 22.01.2018 года 06/12-1-11). В результате 2-3 кратная
промывка солѐнных нефтей сокращена до 1 раза и остаточное содержание
солей в нефти доведено до требований стандарта.
Апробация
результатов
исследования.
Результаты
данного
исследования были обсуждены на 3 международных и 3 республиканских
научно-практических конференциях.
Опубликованность результатов исследования.
По теме диссертации
опубликованы всего 12 научных работ. Из них 6 научных статей, в том числе
3 в республиканских и 3 в зарубежных журналах рекомендованных Высшей
аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикации
основных научных результатов докторских диссертаций.
Структура и объем диссертации.
Структура диссертации
состоит из
введения, четырех глав, заключения, список использованной литературы и
приложения. Объѐм диссертации составляет 102 страниц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении
обосновывается актуальность и востребованность
проведенного исследования, его цель и задачи, характеризуются объект и
предмет исследования, показано соответствие исследования приоритетным
направлениям развития науки и технологий республики, излагаются научная
новизна и практические результаты исследования, раскрываются научная и
практическая значимость полученных результатов, даются сведения о
внедрении в практику результатов исследования.
В первой главе диссертации «
Современное состояние коллоидно –
химических процессов обезвоживания и обессоливания нефтей и пути их
интенсификации
»
приведен обзор состояния вопросов и тенденции
развития процессов обезвоживания и обессоливания ВНЭ с различной
устойчивостью, используемых деэмульгаторов т.е. ПАВ для разрушения
стабильных глобул воды различного состава и свойств, а также способов
применения различных внешних воздействий по интенсификации процессов
подготовки нефтей к промышленной переработке. На основании
приведенного обзора сформулированы цель и задачи диссертационного
исследования.
Во второй главе
диссертации
«Изучение особенностей состава и
коллоидно-химических свойств водонефтяных эмульсий, образующихся
из местных нефтей и способов их разрушения»
изложены результаты
анализов состава и коллоидно–химических свойств ВНЭ, образующихся в
местных нефтях, методы анализов устойчивых ВНЭ, а также способов их
разрушения термохимическим и другими методами.
Из коллоидно-химических показателей образования ВНЭ важным
является коэффициент поверхностного натяжения, который связан с другими
параметрами данного процесса. Нами изучены изменения данного
коэффициента в зависимости от плотностей легких, средних, парафинистых
и высокосмолистых местных нефтей.
Результаты анализов проиллюстрированы на рис.1.
29
Из рис.1 видно, что легкие (1) и средние (2) нефти по коэффициенту
поверхностного натяжения и плотности имеют практически сходные
значения. Это не позволяет однозначно оценивать их влияние в образовании
и разрушении стойких ВНЭ. Напротив, парафинистые (3) и высокосмолистые
(4) нефти в зависимости от повышения их плотностей сильно увеличивают
значения коэффициентов поверхностного натяжения образующихся ВНЭ.
Поэтому, использование последних для объективной оценки их роли в
образовании и разрушении устойчивых ВНЭ можно считать обоснованным.
При этом условная классификация местных нефтей по вышеотмеченным
группам позволяет экстрополировать данные результаты и на аналогичные
нефти других месторождений.
В настоящее время, на УПН широко используют импортный
деэмульгатор К-1 (КНР), который расходуется до 150 г/т нефти
(в зависимости от устойчивости ВНЭ).
К сожалению, использование К-1 недостаточно очищает товарную нефть
от механических примесей и минеральных солей, что требует добавления в
ВНЭ дополнительного реагента, имеющего моющие и флокулянтные
свойства. В этом аспекте представляет интерес хлопковый соапсток -
местный отход масло-жировой промышленности, который образуется при
щелочной рафинации хлопкового масла. В составе хлопкового соапстока
содержатся нейтральные триглицериды, фосфолипиды, натриевые соли
жирных кислот от С
14
до С
18
, и другие. Доомыление хлопкового соапстока
водным раствором NаОН позволяет значительно увеличить содержание
натриевых солей жирных кислот и получить моющие водорастворимые ПАВ
с высокими флокулирующими свойствами.
Доомыление хлопкового соапстока нами осуществлено 30 % ным
раствором NаОН до рН=9,0 с последующим процеживанием до постоянной
массы при 65-70
0
С.
Используя доомыленный хлопковый соапсток (ДХС) нами проведены
исследования по обезвоживанию и обессоливанию легких, средних,
парафинистых и высокосмолистых местных нефтей с использованием
Рис. 1. Изменения коэффициента поверхностного натяжения ВНЭ в зависимости
от плотности легкой, средней, парафинистой и высокосмолистой нефтей
28
32
36
42
50
60
δ,
мН/м
810
845
870
955
980
ρ
20
, г/см
3
Л
С
П
ВП
30
известного деэмульгатора К-1 (КНР) в количестве 50 г/т нефти при
температуре 50
0
С (табл.1).
Таблица 1
Изменения остаточного содержания воды, хлористых солей и механических
примесей в товарных нефтях в зависимости от расхода ДХС
Водонефтяная
эмульсия
месторождений нефти
Удельный
расход, г/т
Остаточное содержание в товарной
нефти
К-1
(КНР)
ДХС
Воды, %
Хлористых
солей,
мг/дм
3
Механи-
ческих
примесей, %
Кокдумалак (контроль)
Кокдумалак
Кокдумалак
Кокдумалак
50
50
50
50
-
25
50
75
1,25
1,21
1,14
1,05
550
510
485
478
0,09
0,07
0,05
0,05
Андижан (контроль)
Андижан
Андижан
Андижан
50
50
50
50
-
25
50
75
1,17
1,11
1,05
1,02
415
411
407
400
0,08
0,07
0,05
0,05
Мингбулак (контроль)
Мингбулак
Мингбулак
Мингбулак
Мингбулак
50
50
50
50
50
-
25
50
75
100
1,35
1,31
1,28
1,10
1,07
485
474
410
400
389
0,08
0,07
0,06
0,05
0,05
Умид (контроль)
Умид
Умид
Умид
50
50
50
50
-
25
50
75
1,16
1,12
1,06
1,00
315
308
303
300
0,09
0,08
0,05
0,05
Аму-Дарья (контроль)
Аму-Дарья
Аму-Дарья
Аму-Дарья
Аму-Дарья
50
50
50
50
50
-
25
50
75
100
1,26
1,20
1,18
1,09
1,02
545
539
530
527
522
0,09
0,08
0,06
0,05
0,05
Из табл.1 видно, что дополнительное введение ДХС в ВНЭ снижает
остаточное содержание воды хлористых солей и механических примесей в
товарных нефтях. При этом рациональный расход ДХС составляет 50-75 г/т
подготавливаемой
нефти.
Значительный
эффект
от
совместного
использования ДХС с К-1 наблюдается при обезвоживании и обессоливании,
а также удалении механических примесей высоко парафинистых и
высокосмолистых местных нефтей. Это можно объяснить тем, что ДХС
хорошо растворимый в воде более интенсивно смачивает механические
примеси (глины, песок и т.п.), которые с увеличением массы быстро оседают
на дне емкости, а деэмульгатор К-1 разрушает бронирующие оболочки
глобул воды и тем самым ускоряет процесс коагуляции последнего.
Известно, что сравнению с внутримолекулярной ассоциацией на
устойчивость бронирующих оболочек капель воды большое влияние
оказывает межмолекулярная водородная связь, которая может протекать в
присутствии различных молекул ВНЭ. Так, например, нафтеновые кислоты
31
образуют ассоциаты посредством возникновения водородных связей между
карбонильными и гидроксильными группами:
Для исследования образования ассоциатов мы использовали ИК –
спектроскопию, как наиболее надежный способ для обнаружения
водородных связей. Спектры снимали в области частот 1600-1800 см
-1
. Этот
диапазон позволяет регистрировать изменения в интенсивности полос
поглощения, соответствующих валентным колебаниям ассоциированных и
неассоциированных С=О групп. При этом эффект ассоциации проявляется в
увеличении длины связи С=О, что на ИК – спектре регистрируется, как
снижение частоты колебания данных групп с 1770 см
-1
до 1710 см
-1
.
При модельных анализах в качестве заменителя нафтеновых кислот мы
использовали олеиновую кислоту (учитывая сложности выделения первого),
а в качестве растворителя использовали вазелиновое масло т.к. оно не имеет
полос поглощения в исследуемой области ИК – спектров.
Образование ассоциатов мы изучали при 20 и 80
0
С т.к. при этих
температурах можно нагревать ВНЭ в УПН (рис. 2 и 3).
В табл.2 представлены рассчитанные по данным спектрам оптические
плотности, которые характеризуют ассоциированные (Да) и индивидуальные
(Ди) С=О группы. На основе их нами рассчитаны степени ассоциации (α)
исследуемых молекул в вазелиновом масле.
Из рис.2 и 3 видно, что асфальтены и смолы в вазелиновом масле
находится преимущественно в виде ассоциатов.
Рис. 2. ИК- спектры асфальта
температурах: 1-20
o
C и 2-80
o
C
в вазелиновом масле при
Рис. 3. ИК-спектры смолы в
температурах: 1-20
o
C и 2-80
o
C
вазелиновом масле при
О··
·
Н
О
С
С
О
О
Н
···
32
Таблица 2.
Изменение степени ассоциации ЖК и других сопутствующих веществ в ВНЭ
зависимости от температуры
Спектральные
показатели
Темпера-
тура,
0
С
Жирные
кислоты
(олеиновой)
асфальтены
смолы
Оптическая плотность,
см
-1
при: 1770 (Ди)
1710 (Да)
Степень ассоциации (α)
20
20
20
0,046
0,532
0,925
0,040
0,532
0,929
0,06
0,579
0,997
Оптическая плотность,
см
-1
при: 1770 (Ди)
1710 (Да)
Степень ассоциации (α)
80
80
80
0,094
0,566
0,852
0,091
0,561
0,865
0,020
0,605
0,959
Из табл.2 видно, что степень ассоциации выше в сопутствующих
веществах нефти.
Основной причиной образования ВНЭ связано с диспергированием
одной из фаз и образованием межфазных граничных слоев дисперсной
системы, а также с поверхностным натяжением, т.е. с силой с которой
жидкость сопротивляется увеличению своей поверхности. При этом, ПАВ
обладают способностью понижать поверхностное натяжение в межфазном
слое, т.к. они избирательно растворяются в одной из фаз-дисперсионной
среде, концентрируются на границе раздела фаз и образуют там
адсорбционный слой в виде пленки. Снижение поверхностного натяжения
при этом способствует увеличению дисперсности дисперсной фазы.
ВНЭ образуются за счет парафинов, церезинов и других полярных
веществ. Гидрофобные эмульсии образуются в присутствии смол,
асфальтеновых веществ, солей органических кислот и т.п. Высокую
устойчивость им придают ассоциаты и кластеры нафтеновых кислот и
асфальто-смолистых веществ. Причем, увеличение кислотности пластовой
воды приводить к получению более стойкой ВНЭ.
Главным компонентом бронирующей пленки является порфирин (никель
- или ванадийпорфирин), который различается полярностью и обладает
пленкообразующей способностью, а хлориды Na, Mg и Ca носят на
поверхности заряды, которые отталкивают капли воды друг от друга.
Присутствие множества сопутствующих веществ в нефти приводит к
образованию высокоустойчивых бронирующих оболочек глобул воды, что
объясняется образованием сложных комплексных соединений за счет связей
более термоустойчивого характера.
33
Учитывая это, нами изучено их локализация с использованием
электронного микроскопа марки 242 Е (производства Чешской Республики) с
1000
х
кратным увеличением.
На рис.4 представлена локализация воды и минеральных солей в ВНЭ,
где глобулярные частицы (капли) расположены хаотично.
На рис.5 показано эффективность действия разработанного нами
композиции, способной разрушать глобулы воды и разделять за
эмульгированную воду, минеральные соли и др.
На рис.6 и 7. представлены изменения остаточного содержания воды и
хлористых солей в ВНЭ в зависимости от частоты ультразвукового
колебания.
Рис. 4. Локализация воды и
минеральных солей в ВНЭ,
поступающей из скважины
Рис. 5. Коагуляция глобул
(капель) воды в ВНЭ
Рис. 6. Изменение содержания остаточ-
ной воды в зависимости от частоты
ультразвукового воздействия на ВНЭ
Рис.
7.
Изменение
содержания
остаточных хлористых солей в зависи-
мости от частоты ультразвукового
воздействия на ВНЭ
5,0
10,0
0,5
1,0
20,0
15,0
Ост.
содер.
воды, %
Н, кГц
1,5
0
25,0
2,5
5,0
50
100
10,0
7,5
Ост.
содер.
Cl солей,
мг/дм
3
Н,
кГц
150
0
12,5
34
Из рис.6 видно, что с увеличением частоты ультразвукового воздействия
на ВНЭ до 20 кГц остаточное содержание воды в нефти снижается более чем
в 8 раз, тогда как при традиционном термохимическом обезвоживании
остаточное содержание воды в нефти составляет 5 раза. При этом следует
заметить, что при ультразвуковом воздействии на ВНЭ с частотой выше 20
кГц остаточное содержание воды в нефти практически изменяется
незначительно, что дает основание на проведение такого воздействия в
данном диапазоне частот.
Из рис.7 видно, что с увеличением частоты ультразвукового воздействия
на ВНЭ до 10 кГц остаточное содержание хлористых солей в нефти
снижается более чем в 4 раза, тогда как при традиционном термохимическом
обессоливании данный показатель равен 210 мг/дм
3
. При этом следует
заметить, что превышение частоты ультразвукового воздействия выше 10
кГц практически не изменяет достигнутое значение остаточного содержания
хлористых солей в нефти.
Следовательно, для исследуемых ВНЭ ультразвуковое воздействие
целесообразно проводить при частоте 5-10 кГц.
На рис.8 и 9. показаны изменения остаточного содержания воды нефти и
хлористых солей в зависимости от времени озвучивания ультразвуковым
воздействием на ВНЭ при различных частотах колебаний звука.
Из рис.8 видно, что с увеличением времени озвучивания (
τ
)
ультразвукового воздействия на ВНЭ до 60 секунд остаточное содержание
воды в нефти сокращается в 8-8,5 раза при обеих (кривая 1 и 2) частотах (15,0
и 20,0 кГц) УЗ колебаний. Дальнейшее увеличение времени озвучивания при
обеих частотах ультразвуковых колебаний практически не изменяют
достигнутые значения остаточной воды в нефти.
Рис.
8.
Изменение
содержания
остаточной воды в зависимости от
времени озвучивания ультразвукового
воздействия на ВНЭ при: кривая 1-15
кГц и. кривая 2 – 20 кГц
Рис.
9.
Изменение
содержания
остаточных хлористых солей в нефти в
зависимости от времени озвучивания
ультразвукового воздействия на ВНЭ
при: кривая 1-5 кГц и кривая 2-10 кГц
15
30
0,5
1,0
60
45
τ
, сек
1,5
0
2
1
Ост.
содер.
воды, %
75
10
20
50
100
40
30
τ
, сек
150
0
2
1
Ост.
содер.
Cl солей,
мг/дм
3
50
35
Из рис.9 видно, что с увеличением времени озвучивания (T)
ультразвукового воздействия на ВНЭ до 40 секунд остаточное содержание
хлористых солей в нефти сокращается в 4-5 раза при обеих (кривая 1 и 2)
частотах (5 и 10 кГц) УЗ колебаний. Дальнейшее увеличение времени
озвучивания при обеих частотах ультразвуковых колебаний практически не
изменяют достигнутые значения остаточного содержания хлористых солей в
нефти.
В третьей главе диссертационной работы
«Исследование влияния
ультразвукового воздействия на процессы подготовки нефти»
выявленные «эффекты» от ультразвукового воздействия на ВНЭ можно
объяснить тем, что при достижении некоторого порогового значения
интенсивности УЗ в ВНЭ возникает кавитация, которая повышает степень ее
обезвоживания и обессоливания.
Таблица 3.
Физико – химические показатели нефтей, полученных путем разрушения ВНЭ
ультразвуковым и термохимическим методами
Наименование УПН
Массовая доля
остаточной воды в
нефти, %
Массовая
концентрация
хлористых солей в
нефти, мг/дм
3
Массовая доля
механических
примесей, %
Традиционным термохимическим способом
Ханкиз
Андижан
Мингбулак
1,15
0,84
1,07
750
190
420
0,09
0,05
0,06
Предлагаемым (ультразвуковым) воздействием:
(при интенсивности излучения U=20 Вт/см
2
)
Ханкиз
Андижан
Мингбулак»
0,85
0,45
0,63
685
86
300
0,05
0,02
0,04
Из данных табл.3 видно, что эффективность разрушения ВНЭ
предлагаемым способом при интенсивности УЗВ U=20 Вт/см
2
выше, чем при
традиционном
термическом
способе
(контроль).
Использование
предлагаемого УЗВ позволяет получить из устойчивых ВНЭ в данных УПН
продукты соответствующие стандарту O'z DST 3032: 2015. При
традиционном термохимическом способе разрушения ВНЭ и получения из
них нефтей наблюдались отклонения по их отдельным показателям, что
требовало проведения дополнительных работ (многократную промывку,
очистку и т.п.) по их доведению до требований вышеуказанного стандарта.
На рис.10 и 11 представлены изменения массовой доли воды и
концентрации хлористых солей в нефти, полученные из ВНЭ
вышеотмеченных
установок
в
зависимости
от
интенсивности
ультразвукового воздействия при n= 20 Вт/см
2
.
Из рис.10 видно, что повышение интенсивности УЗ до U=20 Вт/см
2
массовая доля остаточной воды в нефтях, получаемых разрушением ВНЭ
УПН «Андижан» (кривая 1), УПН «Мингбулак» (кривая 2) и УПН «Ханкиз»
36
(кривая 3) снижается по экспоненциальной кривой до 15 Вт/см
2
, дальнейшее
повышение значения интенсивности практически не изменяет достигнутый
уровень массовой доли остаточной воды в получаемых нефтях.
Из рис.11 видно, что концентрации хлористых солей в нефтях,
получаемых разрушением ВНЭ вышеотмеченных объектов с наложением
УЗВ до U=20 Вт/см
3
уменьшаются, за счет усиления кавитации последнего.
Причем, более значимое снижение концентраций хлористых солей
наблюдается до U=15 Вт/см
2
. Дальнейшее повышение интенсивности УЗВ на
ВНЭ практически не изменяет достигнутые уровни концентрации хлористых
солей в получаемых нефтях.
Таким образом, проведенные исследования показали, что применение
УЗВ при разрушении устойчивых ВНЭ, полученных из ННЭ и исследуемых
УПН способствуют повышению качества подготовки нефти к промышленной
переработке и получению нефтей, соответствующим требованиям стандарта
O'z DST 3032: 2015.
В табл.4 показаны изменения скорости разрушения ВНЭ в зависимости
от диаметра глобул воды, частоты и др.
Из табл.4 видно, что с увеличением диаметра глобул воды от 200 до 500
µм скорость разрушения ВНЭ повышается примерно 4-5 кратно. Применение
ультразвукового воздействия с частотой 10-15 кГц повышает скорость
разрушения для глобул воды диаметром 200 µм на 60-70 см/ч, 350 µм – на
120-140 см/ч и 500 µм – на 70-90 см/ч. Это говорит о том, что в данной ВНЭ
преобладают глобулы размером в 350 µм, которые более интенсивно
сливаются с другими соседними каплями аналогичного размера. При этом
скорость разрушения глобул воды с диаметром до 200 µм на много меньше,
чем капель с более крупными диаметрами.
Рис. 10. Изменения массовой доли воды
в
нефти
в
зависимости
от
интенсивности
ультразвукового
излучения (U) при разрушении ВНЭ:
кривая 1-УПН «Андижан», кривая
2-УПН «Мингбулак» и кривая
3-УПН–1 «Ханкиз»
Рис. 11. Изменения массовой концен-
трации хлористых солей в нефти в
зависимости от интенсивности УЗ (U)
при разрушении ВНЭ: кривая
1 - УПН «Андижан», кривая
2 - УПН «Мингбулак» и кривая
3- УПН «Ханкиз»
50,0
75,0
100,0
Ост.
содер.
Cl солей,
мг/л
5,0
10
20
15
U, Вт/см
2
0
1
2
3
5,0
10
0,5
1,0
20
15
U, Вт/см
2
1,5
0
2
1
Ост.
содер.
воды, %
3
37
Таблица.4.
Изменение скорости разрушения устойчивой ВНЭ в зависимости от частоты и
времени озвучивания УЗВ для различных диаметров глобул воды
Частота
УЗВ, кГц
Время УЗВ,
сек.
Температура
нагрева
ВНЭ,
0
С
Расход
деэмульгатора,
К-1 (КНР), г/т
Диаметр
глобул,
µм
Скорость
разрушения
ВНЭ, см/ч
Без УЗВ
(контроль)
-
-
-
60
60
60
50,0
75,0
100,0
200
350
500
150
450
750
10,0
10,0
10,0
60
60
60
60
60
60
50,0
75,0
100,0
200
350
500
210
570
820
15,0
15,0
15,0
60
60
60
60
60
60
50,0
75,0
100,0
200
350
500
220
590
840
Известно, что в нефтях наряду с растворенными солями содержатся
различные высокодисперсные трудно растворимы соли в виде кристаллов,
которые трудно удаляются при традиционном обезвоживании ВНЭ.
Для их извлечения из обезвоженной нефти используют многократную
промывку (3-4 раза) пресной водой, которая обходится дорого в
промысловых условиях.
Таблица 5.
Показатели местных нефтей, промытых пресной водой с использованием
ультразвукового воздействия и без него (контроль)
Наименование месторождений нефти
Массовая доля
воды в нефти, %
Массовая
концентрация
хлористых солей в
нефти, мг/дм
3
Мингбулак (Наманганская обл.)
х)
Мингбулак (Наманганская обл.)
0,48
0,38
289
230
Миршади (Сурхандаринская обл.)
х)
Миршади (Сурхандаринская обл.)
0,67
0,35
364
157
Примечание: х) без ультразвукового воздействия (контроль)
Как видно из табл.5 использование УЗВ при промывке обезвоженной
нефти положительно сказывается на снижении остаточного содержания в
нем воды и хлористых солей. Применение УЗВ при промывке нефти
позволило снизить массовую долю воды в обоих образцах примерно на
20-25 % по сравнению с промывной нефти без применения УЗ, а массовую
концентрацию хлористых солей – на 130-132 мг/дм
3
.
Причем, использование УЗВ более эффективно при первой промывке
нефти пресной водой, во второй относительно менее эффективно, что
подтверждает о наличие в нефти трудноудаляемых солей.
Частота УЗВ также считается одним из важных параметров при подборе
условий промывки обезвоженной нефти пресной водой.
38
Учитывая это, нами изучено влияние данного параметра при промывке
обезвоженной нефти пресной водой с температурой 60
0
С в течение 60 сек.
(табл.6).
Таблица 6
Изменение остаточного содержания воды и хлористых солей в нефти в
зависимости от его промывки при различных частотах УЗ
Наименование
месторождения нефти
Частота УЗ, кГц
Массовая доля
воды в нефти, %
Массовая
концентрация
хлористых солей в
нефти, мг/дм
3
Мингбулак (контроль)
Миршади (контроль)
-
-
0,41
0,57
183
215
Мингбулак
Миршади
10
10
0,34
0,45
134
187
Мингбулак
Миршади
15
15
0,29
0,38
101
124
Мингбулак
Миршади
20
20
0,27
0,31
95
104
Из табл.6 видно, что с увеличением частоты ультразвука от 10 до 20 кГц
глубина очистки нефти от воды и хлористых солей повышается. При этом
оптимальной частотой УЗВ при промывке нефти пресной водой является 10
кГц в течение до 40 секунд (в зависимости от устойчивости ВНЭ).
В четвертой главе диссертации
«Интенсификация процессов
подготовки нефти к промышленной переработке с использованием
ультразвукового воздействия»
представлен системный анализ процессов
первичной подготовки нефти к промышленной переработке, который можно
разделить на четыре функциональные подсистемы А, В, С и Д.
На основе анализа стабильности (
η
) подсистем нами было получено
следующее уравнение целостности УПН:
Как видно из уравнения целостности (1) стабильность данных подсистем
в УПН низкое, что связано в основном значительными колебаниями состава
ВНЭ, поступающей на данную установку. Следовательно, необходимо
разработать способы их повышения, включая использование УЗВ на ВНЭ.
Для практического применения УЗВ разработаны гидродинамические и
магнитострикционные преобразователи УЗ.
ВНЭ
дегазация
ВНЭ
обезвоживание
нефти
обессоливание
нефти
нефть на
переработку
Д
А
С
В
ДСВА
=
η
Д
+ η
С/Д
+η
В/С
+η
А/В
-
3=0,81+0,73+0,76+0,87-3=0,17
;
(1)
N
39
Сырая нефть
от скважин
Закачка
воды в
пласт
ПП
С-1
Газ газопровод
О-1
ППД
ВОС
ПВ
С-2
Е-1
ПрПВ
НН
Н
ДЕ
НС
ГВД
ГСД
ДКС
ГНД
РВС №1
Газ на газлифтные
скважины или
закачка в пласт
Товарная
нефть на
НПЗ
РВС
ГР-1
К-1
ДХС
Д-1
Д-2
1
2
5
4
3
3
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Рис.12 Усовершенствованная технологическая схема УПН с использованием
ДХС и УЗВ
1,6-Сепаратор; 2-отстойник; 3- емкость для ПАВ; 4-дозатор; 5-печь порогрев;
7,8-резервуар; 9-УЗУ; 10-емкость пластовых вод; 11-насос; 12-емкость пресной воды;
13-насосная станция; 14-дожымная компрессорная станция; 15-вода очистные
сооружение; 16-поддерживание пластовых давления
Нами в сравнительных условиях изучены данные преобразователи УЗ
при подготовке нефтей к промышленной переработке (табл.7)
Таблица 7.
Сравнительные показатели подготовки нефти с использованием УЗУ с
различными преобразователями УЗ и без него (контроль)
Способ подготовки
нефти
Условия УЗВ
Показатели нефти
Частота,
кГц
Интенсив-
ность,
Вт/см
2
Время,
сек
Массовая
доля воды,
%
Массовая
концент-
рация
хлористых
солей,
мг/дм
3
Традиционным способом
в УПН (контроль)
-
-
-
0,98
288
С использованием УЗВ и
магнитострикционного
излучателя типа ЦМС
20
4,0
120
0,72
196
С использованием УЗВ и
гидродинамического
излучателя УД-Г
20
4,0
120
0,86
215
Как видно из табл.7 применение УЗВ с магнитострикционным
излучателем типа ЦМС позвонило снизить массовую долю воды в сравнении
с традиционным способом на 0,26 %, а содержание хлористых солей – на
92 мг/дм
3
. Менее эффективным является использование УЗВ с
40
гидродинамическим излучателем УЗ, где содержание массовой доли воды
снижено на 0,12 %, а хлористых солей в нефти – на 73 мг/дм
3
.
Проведенные исследования показали эффективность применения УЗВ с
использованием магнитострикционного преобразователя типа ЦМС в
процессах подготовки товарной нефти.
Сложность механизмов процессов обезвоживания и обессоливания ВНЭ
отдаѐт предпочтение статистическим методам их математического
моделирования и оптимизации. Нами, используя методы планирования
экспериментов получены следующая математическое модели для процессов
обезвоживания (2) и обессоливания (3) ВНЭ:
У
1
= 2,0-0,3Х
1
-1,0Х
3
-0,2Х
1
Х
2
+0,3Х
2
Х
3
…. (2)
У
2
=91,5-32,0Х
5
-18,0Х
6
-17,5Х
7
+10,5Х
5
Х
6
+23,0Х
5
Х
7
+6,0Х
6
Х
7
…. (3)
Для процессов обезвоживания устойчивых ВНЭ и обессоливания нефти
термохимическим и ультразвуковым воздействием выявлены следующие
оптимальные режимы:
-для обезвоживания устойчивых ВНЭ Х
1
=20 кГц; Х
2
=60 сек; Х
3
=50 г/т;
Х
4
=75 г/т; -для обессоливания товарной нефти: Х
5
=20 % от массы нефти;
Х
6
=50
0
С; Х
7
=10 кГц; Х
8
=40 сек;
Экономический эффект от внедрения разработанного способа
интенсификации процессов подготовки нефти с совместном использованием
термохимического и УЗВ на одной УПН составил более 300,0 млн сум в год.
41
З А К Л Ю Ч Е Н И Е
1. На основе исследования химического состава и коллоидно-
химических свойств ВНЭ основных месторождений Узбекистана
осуществлена классификация местных нефтей на «легкие», «средние»,
«парафинистые» и «высокосмолистые» группы, последние из которых (кроме
«легких») образуют устойчивые эмульсии.
2. Рекомендованы композиции на основе деэмульгатора с добавкой
местного
моющего
и
флоккулирующего
реагента
(ДХС)
для
термохимического обезвоживания, обессоливания устойчивых ВНЭ и
удаления из них механических примесей (глины, песка и т.п.).
3. Выявлены сложные ассоциаты из молекул асфальтенов и смол,
повышающие прочность бронирующих оболочек глобул (капель) воды в
ВНЭ.
4. Показано изменения в локализации и размеров глобул воды в
местных ВНЭ при их термохимической обработке с использованием
разработанных композиций.
5. Разработан способ интенсификации процесса разрушения
устойчивых ВНЭ с совместным использованием термохимического и УЗВ с
частотой колебаний до 20 кГц и интенсивностью до 20 Вт/см
2
в течение до 60
секунд (в зависимости от степени устойчивости ВНЭ).
6. Разработан способ промывки остаточных солей в обезвоженных
нефтях с использованием пресной воды и УЗВ действия с частотой
колебаний до 10 кГц и интенсивностью до 20 Вт/см
2
в течение до 40 секунд
(в зависимости от остаточного содержания хлористых солей в обезвоженной
нефти).
7. Установлено, что для эффективного УЗВ на устойчивые ВНЭ в
резервуарах УПН целесообразно использовать магнитострикционные
преобразователи УЗ, вместо гидродинамических, которые направленно
передают «эффект» кавитации на бронирующие оболочки глобул (капель)
воды и тем самым ускоряют их разрушение и коагуляцию последних.
8.
Разработаны
адекватные
математические
модели
процессов
обезвоживания ВНЭ и обессоливания нефти, на основе которых выявлены
следующих оптимальные режимы: : Х
1
=20 кГц; Х
2
=60 сек; Х
3
=50 г/т; Х
4
=75 г/т; Х
5
=20%; Х
6
=60
0
С; Х
7
=10 кГц; Х
8
=40 сек;
9. Экономический эффект от внедрения разработанных способов
интенсификации процессов обезвоживания и обессоливания устойчивых
ВНЭ составляет на УПН 300,0 млн. сум в год.
42
SCIENTIFIC COUNCIL AWARDING SCIENTIFIC DEGREES
DSc 27.06.2017.К/Т.35.01 AT INSTITUTE OF
GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY AND TASHKENT
CHEMICAL-TEXNOLOGIGAL INSTITUTE
INSTITUTE OF GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY
ESHMETOV RASULBEK JUMYAZOVICH
INTENSIFICATION OF OIL PREPARATION PROCESSES USING
ULTRASOUND IMPACT
02.00.11 - Colloid and membrane chemistry
DISSERTATION ABSTRACT OF THE DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)
ON TECHNICAL SCIENCES
Tashkent – 2018
43
The theme of dissertation doctor of philosophy (PhD) was registered at the Supreme
Attestation Commission at the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan under number
B2017.3.PhD/Т298.
Dissertation was carried out at Institute of General and Inorganic Chemistry.
The abstract of the dissertation is posted in three languages (Uzbek, Russian and English (resume))
on the scientific council website www.ionx.uz and Information-educational portal “Ziyonet”
www.ziyonet.uz.
Scientific supervisors:
Salixanova Dilnoza Saidakbarovna
doctor of technical sciences
Official opponents:
Guro Vitaliy Pavlovich
doctor of chemical sciences
Akramov Baxshilla Shafievich
doctor
of philosophy technical sciences, professor
Leading organization:
Fergana Polytechnic Institute
The defense will take place on “1” March 2018 at 14
00
o’clock at the meeting of scientific council
DSc 27.06.2017.К/Т.35.01 at Institute of General and Inorganic Chemistry, Tashkent Chemical-
technological Institute. Address: 100170, Tashkent city, Mirzo Ulug’bek district, Mirzo Ulug’bek street,
77-а. Tel./fax: (+99871) 262-56-60, (+99871) 262-79-90, e-mail: ionxanruz@mail.ru.
The dissertation can be reviewed at the Information Resource center of the Institute of General and
Inorganic Chemistry, (is registered number No.5). Address: 100170, Tashkent city, Mirzo Ulug’bek street.,
77-а. Tel./fax: (+99871) 262-56-60, (+99871) 262-79-90.
Abstract of dissertation sent out on «17» February 2018 year.
(mailing report No.5 on “17” February 2018 year).
B.S. Zakirov
Chairman of the scientific council
awarding scientific degrees, d.ch.s.
A.R. Seytnazarov
Scientific secretary of scientific council
awarding scientific degrees, d.t.s.
S. Tukhtayev
Chairman of scientific seminar at scientific council
on award of scientific degrees, d.ch.s., prof., academician
44
INTRODUCTION (abstract of PhD thesis)
The aim of the research work
is intensification of processes dehydration and
desalination of WOE with using new composite from demulsifying agent K-1 and
saponated cotton soap stock, as well as ultrasonic influence.
The object of the research work
is resistant water oil emultions and oil of
UPD “Jarkurgan”, “Gazli”, “Khankiz”, “Andijan” and “Mingbulak” and others, as
well as composition consist from K-1 (China) and SCSS.
The scientific novelty of dissertational research
consists in the following:
it is proved the more difficult contents of WOE, especially emulsifying
substances, the resistance armoring cover globules of waters at due to formation
thermochemical proof associates and complexes is steady;
it is established application possibility in quality flocculants saponifying of
cotton soap stock which reduces the residual contents of mechanical impurity and
salts in oil;
proved efficiency magnetsrtactural converter of ultrasound 1,2-1,3 times, than
hydrodynamic in the process of dehydration and desalination steady WOE;
it is created possibility of an intensification of process of dehydration and
desalination, steady WOE with application of the developed compositions and
ultrasound;
it is developed the intensification of processes of dehydration combined way
steady WOE and desalination of oil with use of the composition consisting from
К-1 and SCSS, and also ultrasonic influence.
Implementation of the research results.
On the basis of the received results
of research on an intensification of processes of dehydration desalination steady
WOE with ultrasound application:
compositions on the basis of saponifying cotton soap stock and demulsifier
К-1 it is introduced in joint-stock company “Jarkurganneft” (The reference of
joint-stock company Uzbekneftegaz from 22.01.2018 years 06/12-1-11). As a
result there is possibility 1,5-2,0 times to lower the expense of demulsifier brought
of abroad К-1 applied at dehydration and desalination, and also gives possibility
clearing from mechanical impurity.
The technology of intensification of processes of dehydration and desalination
by means of ultrasound is introduced in joint-stock company “Jarkurganneft” and
Open Company “Gazlitineftdobicha” (The reference of joint-stock company
Uzbekneftegaz from 22.01.2018 years 06/12-1-11). As a result of it to allow to
reduce time of dehydration WOE 1,3-1,5 times, and desalination of oils
1,2-1,3 times.
Technology flushing of salted oils with fresh water using ultrasound
introduced in Open Company “Gazlitineftdobicha” (The reference of joint-stock
company Uzbekneftegaz from 22.01.2018 years 06/12-1-11). As a result , 2-3
times washing of salted oils is reduced to 1 time and the residual salt content of oil
is brought to the requirements of the standard.
45
The structure and volume of the thesis.
The structure of the dissertation
consists of an introduction, four chapters, conclusion, the list of references,
applications. The volume of the dissertation is 102 pages.
46
ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАРИ РЎЙХАТИ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
LIST OF PUBLISHED WORKS
I бўлим (I часть; part I)
Илмий мақолалар (научные статьи, scientific articles)
1. Р.Ж. Эшметов. Интенсификация процесса разрушения устойчивых
водонефтяных эмульсий с использованием полифункциональных ПАВ //
UNIVERSUM: Химия и биология: электрон научный журнал. – г.Москва,
2018. - № 2(44). (02.00.00. №2)
2. Р.Ж. Эшметов., Д.С. Салиханова. Промывка остаточной соли в нефтях с
использованием ультразвукового воздействия // UNIVERSUM: Химия и
биология: электрон научный журнал. - г.Москва, 2018. - № 2(44). (02.00.00.
№2)
3. Р.Ж. Эшметов, Б.З. Адизов, Д.С. Салиханова, И.Д. Эшметов. Особенности
образования и разрушения устойчивых водонефтегазоконденсатных
эмульсий // Химическая технология, контроль и управление. - Ташкент, 2017.
- №3 – С. 32-37. (02.00.00. №10)
4. Р.Ж. Эшметов, Б.З. Адизов, Д.С. Салиханова, С.А. Абдурахимов.
Ассоциаты сопутствующих нефтям веществ и их роль в стабильности
водонефтяных эмульсий // Композиционные материалы. – Ташкент, - 2017. -
№3 - С. 8-10 (02.00.00. №2)
5. Р.Ж. Эшметов, Б.З. Адизов, Д.С. Салиханова, И.Д. Эшметов, С.А.
Абдурахимов. Подбор эффективного преобразователя ультразвука для
подготовки нефти к промышленной переработке // Химическая технология,
контроль и управление. - Ташкент, 2017. - №5 – С. 43-47. (02.00.00. №10)
6. R.J. Eshmetov., B.Z. Adizov, D.S. Salihanova, I.D. Eshmetov, S.A.
Abduraximov Systematic analyses of primary preparation processes of oil for
industrial refining // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences №11-12
2017 November-December P.61-65 (02.00.00. №2)
II бўлим (II часть; part II)
1.
Р.Ж. Эшметов, С.А. Абдурахимов, Д.С. Салиханова Синтез
импортозамещающих деэмульгаторов водонефтяных эмульсий и изучение их
свойств «Достижения, проблемы и современные тенденции развития горно-
металлургического комплекса» IX Международная научно-техническая
конференция, Навои, 2017, С. 337.
2. Р.Ж. Эшметов, Б.З. Адизов, Д.С. Салиханова, И.Д. Эшметов, С.А.
Абдурахимов Влияние интенсивности ультразвукового излучения на
качество подготовки
нефти
для
перерабатывающих предприятий
«Инновационные разработки в сфере химии и технологии топлив и
смазывающих
материалов»
II
Международная
научно-техническая
конференция, Бухара, 2017, С. 291-293.
47
3. Р.Ж. Эшметов., С.А. Абдурахимов., Д.С. Салиханова. Получение и
исследование импортозамещающих деэмульгаторов «Аҳолининг экологик ва
тиббий маданиятини ошириш, соғлом турмуш тарзини тарғиб қилиш ҳамда
экологик муаммоларни ҳал этишнинг долзарб масалалари» мавзусидаги
илмий-амалий конференцияси, Наманган, 2017, С. 131-135.
4. Р.Ж. Эшметов, Д.С. Салиханова, И.Д. Эшметов, Ф.Н. Агзамова. Изучение
процесса промывки остаточной соли в нефтех с использованием
ультразвукового
воздействия
«Наука
сегодня:
теория,
практика,
инновации»XXIII Международной научно-практической конференции,
г.Москва,2017, С. 97-98.
5. Р.Ж. Эшметов, Д.С. Салиханова, С.А. Абдурахимов, Ф.Н. Агзамова, Р.М.
Усманов. Влияние термической активации на объем общих и переходных пор
«Кимѐ саноатида инновацион технологиялар ва уларни ривожлантириш
исттиқболлари» Республика илмий-амалий анжумани, Ургенч, 2017, С. 39-40.
6. Eshmetov.R.J., Adizov B.Z., Salihanova D.S., Eshmetov I.D., Abduraximov
S.A. System analysis of processes of primary preparation of oil for industrial
processing «International scientific review of the problems and prospects of
modern science and education» XXXIX International scientific and practical
conference, New-York. USA. 26-27 November 2017. – P. 6-9.
48
Автореферат «Ўзбекистон кимѐ журнал» таҳририятида таҳрирдан ўтказилди
Бичими 84x60
1
/16.
«
Times New Roman
»
гарнитураси рақамли босма усулда босилди.
Шартли босма табоғи 2,75. Адади 100. Буюртма № 28.
«
ЎзР Фанлар академияси Асосой кутубхонаси
»
босмахонасижа чоп этилди.
100170, Тошкент, Зиѐлилар кўчаси, 13 - уй
