Улучшение реологических свойств нефти под воздействием электромагнитного поля
ВВЕДЕНИЕ
«Проведение экспериментальных исследований влияния обработки нефти магнитным (электромагнитным) полем на ее реологические свойства».
В отчете приведены результаты экспериментальных исследований эффективности и продолжительности действия магнитной (электромагнитной) обработки нефти.
Выполнение НИР направлено на оценку эффективности электромагнитного воздействия на реологические параметры, физико-химические свойства и эксплуатационные характеристики транспортируемых по магистральным трубопроводам нефтей.
Решение задач, поставленных в рамках настоящего отчета, позволяет проанализировать:
возможность и целесообразность применения способов и устройств реализации электромагнитного воздействия на тяжелой и битуминозной нефти;
эффективность электромагнитного воздействия на структуру и внутреннее трение коллоидных углеводородных систем, а также на реологические характеристики нефтей;
время релаксации пробы нефти после электромагнитной обработки;
параметры обработки
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ГЛАВА 1 ЛИТЕР АТУРНЫЙ ОБЗОР 9
1.1 Физические основы электромагнитного воздействия на структуру и внутреннее трение коллоидных углеводородных систем. Способы и устройства реализации электромагнитного воздействия 9
1.2 Физические основы электромагнитного воздействия на структуру и внутреннее трение коллоидных углеводородных систем 11
1.3 Вихревой слой ферромагнитных частиц и его характеристики 22
1.4 Способы и устройства реализации магнитного (электромагнитного) воздействия. Поиск новых эффективных способов повышения текучести высоковязких нефтей остается актуальной задачей. 27
1.5 Выводы по литературному обзору 55
2. ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 56
2.1 Влияние обработки нефти магнитным (электромагнитным) полем на ее реологические свойства 56
2.2 Исследование свойств исходных проб нефтей 65
2.2.1 Исследование свойств исходной пробы нефти №85 65
2.2.2 Исследование свойств исходной пробы нефти 72
2.2.3 Исследование свойств исходной пробы нефти №75 78
2.3 Экспериментальные исследования влияния обработки нефти магнитным (электромагнитным) полем 84
2.3.1 Исследование свойств обработанной нефти №85 при температуре 5 ˚С 93
2.3.2 Исследование свойств обработанной нефти №85 при 20 оС 106
2.3.3 Исследование свойств обработанной нефти №85 при 40 оС 118
2.3.4 Исследование свойств обработанной нефти №93 при 5 оС 130
2.3.5 Исследование свойств обработанной нефти №93 при 20 оС 140
2.3.6 Исследование свойств обработанной нефти №93 при 40 оС 150
2.3.7 Исследование свойств обработанной нефти №75 при 5 оС 160
2.3.8 Исследование свойств обработанной нефти №75 при 20 оС 172
2.3.9 Исследование свойств обработанной нефти №75 при 40 оС 184
2.4 Экспериментальные исследования свойств нефти при максимальной эффективности обработки нефти магнитным (электромагнитным) полем (при частоте 50 Гц и времени электромагнитной обработки 5 мин) 196
2.4.1 Исследования свойств нефти при максимальной эффективности обработки магнитным (электромагнитным полем) 196
2.4.2 Определение параметров модели реологического течения 197
3. ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ 201
3.1 Результаты моделирования нефти №75 201
3.2 Результаты моделирования нефти №85 202
3.3 Результаты моделирования нефти №93 204
4. ГЛАВА 4 ОПРЕЛЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ РЕЛАКСАЦИИ ПРОБЫ НЕФТИ №75, АКТИВИРОВАННОЙ ПРИ ЧАСТОТЕ 50 Гц И ВРЕМЕНИ АКИВАЦИИ 5 МИН. 206
4.1 Релаксация вязкости нефти №75 в течении 7 дней 206
4.2 Определение температуры застывания и плотности за период времени хранения и релаксации пробы нефти № 75, активированной при частоте 50 Гц и времени электромагнитной обработки 5 мин в течение 17 дней 223
5. ГЛАВА 5 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ. РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДА В ТРУБОПРОВОДНОМ ТРАНСПОРТЕ НЕФТИ 224
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 226
ПРИЛОЖНЕИ №1 (приборы и средства измерения) 228
БИБЛИОГРАФИЯ 229
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти. М.: Химия. 2001, С.333.
2. Хуторянский Ф.М. Разработка и внедрение высокоэффективных технологий подготовки нефти на электрообессоливающих установках НПЗ. Автореф. дисс. д.т.н., М., 2008.
3. Пивоварова Н.А. Интенсификация процессов переработки углеводородного сырья воздействием постоянного магнитного поля. Автореф. дисс. д.т.н., М., 2005, стр.3.
4. Ю.В. Лоскутова, Н.В. Юдина. Влияние магнитного поля на структурно-реологические свойства нефтей // Известия Томского политехнического университета. Томск, 2006 г., Т.309. №4. С.104.
5. В.В. Леоненко, Г.А. Сафонов. Магнитно-акустическая обработка нефти Талаканского месторождения // Нефтепереработка и нефтехимия. 2005 г. №3. С.10.
6. Пивоварова Н.А., Клепова Н.А., Белинский Б.И., Туманян Б.П. Влияние магнитного поля на результаты перегонки нефтяных остатков // Нефтепереработка и нефтехимия, 2003, №12, С.23-26.
7. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Ч1. Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа. М.: Химия, 1972. С.360.
8. Гюльмисарян Т.Г., Гилязетдинов Л.П., Лебедев Л.В. и др. Промышленные испытания смеси коксового и пекового дистиллятов в производстве саж ПМ-75 и ПМ-100. Нефтяная и газовая промышленность. 1971, № 4, с. 43-46.
9. Аксенова Э.М. Исследование термического разложения нефтяных смол и асфальтенов. Автореф. на соиск. уч. степ. канд. хим. наук. – Баку: Азерб. ин-т нефти и химии им. Азизбекова, 1972. 20с.
10. Нефтяные дисперсные системы / З.И. Сюняев, Р.З. Сафиева, Р.З. Сюняев. М.: Химия, 1990, 226с.
11. Унгер Ф.Г., Андреева Л.Н., Фундаментальные аспекты химии нефти. Природа смол и асфальтенов. Новосибирск. Наука, 1995, 192 с.
12. Аксенова Э.М. Исследование термического разложения нефтяных смол и асфальтенов. Автореф. на соиск. уч. степ. канд. хим. наук. – Баку: Азерб. ин-т нефти и химии им. Азизбекова, 1972. 20с.
13. Лоскутова Ю.В. Влияние магнитного поля на реологические свойства нефтей. Автореф. дис. канд. хим. наук. Томск, 2003, ИХН СО РАН, 21 с.
14. Классен В.И. Омагничивание водных систем, М.: Химия, 1982, 296 с.
15. Луцко В.Е., Писарева С.И., Андреева Л.Н. Влияние магнитного поля на антиоксидантные и парамагнитные свойства нефтяных дисперсных систем. Сб. трудов НПФ Геофит: Томск. Изд-во ТГУ, 2002, т. 2, С. 288-293.
16. Лоскутова Ю.В., Писарева С.И., Юдина Н.В. Реологические свойства высоковязкихнефтей. Сб. Теоретические
Сначала в зоне вихревого слоя на внутренней поверхности втулки образуется наклеп, а уже через 30÷40 ч работы получаются наплывы металла, текущего в сторону вращения магнитного поля, а уже через 200÷1000 ч работы на втулке образуются сквозные отверстия. При определенных режимах работы вихревого слоя на поверхности втулки могут образоваться глубокие кольцевые канавки, со временем полностью перерезающие эту втулку (рис. 1.12). Аналогичные кольцевые канавки образуются и на внутренней поверхности рабочих камер из стекла, керамики и других материалов. В этой связи нельзя не учитывать негативные явления и возможные нежелательные, и даже губительные, последствия в АВС при длительной эксплуатации ферромагнетиков.
Рис. 1.12 – Характер разрушения втулки в вихревом слое ферромагнитных частиц из высокоуглеродистой закаленной ст