Способ последовательной перекачки нефтепродуктов Советский патент 1990 года по МПК F17D3/08 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту различных жидкостей, где осуществляется их последовательная перекачка.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения углеводородных жидкостей за счет снижения смесеобразования при последовательной перекачке с сохранением их первоначального качества.

Посредством закачки одно- или неекЬлько компонентного углеводородного газа в зону контакта перекачиваемых углеводородных жидкостей давление перекачки находится в области давления насыщения полученной газожидкостной смеси.

Способ основан на том, что газожидкостная система, давление которой находится в области давления насыщения данной системы, обладает вязкоупругими свойствами. В области давления насыщения в газожидкостной системе образуются микрозародыши газовых пузырей, что ведет к изменению свойств системы, придавая им вязкоупругость.

Согласно способу осуществляется закачка углеводородного газа одно- или несколь- кокомпонентного, причем давление перекачки находится в области давления насыщения полученной газожидкостной системы, что придает ей вязкоупругие свойства. Осуществление способа позволяет сохранить качество перекачиваемых жидкостей и избежать коррозии трубопровода.

На чертеже изображена экспериментальная установка.

Установка содержит кран 1, манометр 2, сепаратор 3, отстойник 4, газовый счетчик 5, модель трубопровода 6. кран 7. емкость 8 для газирования жидкости, манометр 9, электроприводную мешалку 10, редуктор 11 давления, баллон 12 с углеводородным газом.

В качестве модельных жидкостей используют дизельное топливо и керосин. Газосодержание в экспериментах меняется от О до 5 см3/см3 (при атмосферном давлении).

Первоначально модель трубопровода заполняют керосином. Затем в емкости 8 при

сл 1

О5

1 vj

4.

помощи мешалки 10 газируется керосин. Открытием крана 7 осуществляют подачу газированного керосина в модель трубопровода, а следом подают дизельное топливо, вытеснение продолжается до появления на выходе дизельного топлива. Жидкость поступает в установленный на конце трубопровода сепаратор, где производится отделение жидкости от газа. По результатам прокачки оценивают коэффициент вытеснения.

На следующем этапе экспериментов работы проводятся следующим образом. Модель трубопровода заполняется опять керосином, но на этот раз газируется дизельное топливо. В остальном эксперименты проводят в указанном порядке.

В дальнейшем дизельное топливо вытесняется керосином при газированном дизельном топливе, затем - керосине и, наконец, газируются и дизельное топливо, и керосин. Наиболее эффективно разделение перекачиваемых жидкостей происходит при газосодержании 1 см3/см3.

Процессы вытеснения газированной жидкости негазированной или наоборот, или при одновременном газировании обеих жидкостей протекают без существенных различий. Причем перед проведением экспериментов проводят исследования реологических свойств систем керосина и дизельного топлива с растворенным в них газом. Результаты этих исследований представляют в виде кривых зависимости 1/т)дф от т2, где т)Э1р - эффективная вязкость; т - касательное напряжение сдвига. Для оценки релаксационных свойств пользуются методикой Кросса:

1 1

Г

tf+W

(1)

где а - модуль упругости исследуемой системы;

г| - истинная вязкость.

Полученные таким образом кривые показывают наличие вязкоупругих свойств у исследуемых систем.

Подбор углеводородного газа производится в соответствии с давлением перекачки на конкретном продуктопроводе так, что данное давление находится в области давления насыщения данной газожидкостной системы.

Расчет состава углеводородного газа можно провести по следующей методике. Используют уравнением Темк«на,-Шварцмана

1„р- А.Д(298) | AaS(298) . й2.303RT 2,ЗОЭЈ

+

АцСр(298)Мо(7)

(2)

4303R.

- давление насыщения системы, состоящей из нефтепродукта и растворенного в нем газа (в данном случае давление перекачки);

ДуЯ - изменение энтальпии системы;

Д„5 - изменение энтропии системы;

Т -температура (температура перекачки);

- изменение теплоемкости системы;

М0 (Т) - значение интеграла, полученного при разложении Д„СР в степенной ряд, при температуре Т;

R - газовая постоянная.

Далее, задаваясь соотношениями:

Ж

15

...Ср(298)М0(Г) g2,303

(3)

где -n+m+k-l.

Определяют соотношение компонентов углеводородного газа по соотношениям 20 Неймака-Коппа:

Д„Ярт Ег(,(Д„Я1)1,т;

N

Д„5р т ,2т1,(Д„5|)р,г;

,(Д„СРо;(4)

где т), - содержание компонента в 1 моль

системы;

Д„Я,- - изменение энтальпии /-го компонента системы;

Д„5, - изменение энтропии /-го компонента системы;

ДиСр, - изменение теплоемкости /-го компонента системы.

Параметры компонентов определяются по известным формулам или номограммам. В случае, если углеводородный газ одно- компонентый, то из условия, что система состоит из 50% газа и 50% нефтепродукта, и зная параметры последнего, по соотношениям (4) определяются аналогичные параметры углеводородного газа. По этим параметрам из справочника находится необходимый газ.

Если используемый газ двух- или более компонентный, задаваясь заранее содержанием компонентов газа и беря за основу компонент с известными свойствами и их параметрами (N - общее количество компонентов газа), из соотношений (2) - (4) определяют параметры последнего компо- нента. По этим параметрам определяется недостающий компонент.

Например, пусть применяется двухком- понентный газ, одним из компонентов которого является метан. Определяют второй компонент. Пусть давление перекачки равно 2,5 МПа, температура 293 К. Перекачиваются, как и в эксперименте, дизельное топливо и керосин. Решается газировать дизельное топливо. Из условия, что наиболее эффективно разделение происходит при газосодержании 1 см3/см3, соотношения газа и жидкости составят 50 на 50%. Из 50%, приходящихся на газ, пусть 30% составляет метан и 20% искомый компонент.

Определяют, что при К М0(Т)0. Следовательно, в уравнение Темкина.-Шварц- мана остаются два слагаемых. Задают, что ,5, ,5. Определяют по номограммам приращения энтальпии и энтропии для метана и дизельного топлива. Для метана приращения энтальпии и энтропии соответственно составляет Д(,,79 кДж; Д„5 -1,34 кДж/К. Для дизельного топлива Д„//д.т -37,33 кДж; -1,465 кДж/К. Далее, используя соотношения (2) и (4), находят приращения энтальпии и энтропии второго компонента газа. Они составляют Д„// -3195,26 кДж, ,69 кДж/К. По величинам энтропии и энтальпии из монограмм определяют приведенные давление и температуру недостающего компонента:

,52, ,96. Из приведенных параметров определяют ,82 МП a, 7VP 310,42 К.. По справочнику определяют, что данные критические параметры более всего подходят этану. Следовательно, вторым компонентов двухкомпонентного газа является этан.

Формула изобретения

Способ последовательной перекачки нефтепродуктов, заключающийся в закачке газа в зону контакта нефтепродуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения углеводородных

жидкостей за счет снижения смесеобразования и сохранения их первоначального качества, в качестве закачиваемого газа используют одно- или несколькокомпонент- ный углеводородный газ, причем состав газа

подбирается так, чтобы давление перекачки находилось в области давления насыщения полученной газожидкостной системы.

Изобретение может быть использовано в трубопроводном транспорте различных жидкостей, где осуществляется их последовательная перекачка. Цель изобретения - повышение эффективности разделения углеводородных жидкостей за счет снижения смесеобразования и сохранения их первоначального качества. В зону контакта нефтепродуктов закачивают газ. В качестве газа используют одно- или несколько компонентный углеводородный газ. Состав газа подбирают так, чтобы давление перекачки находилось в области давления насыщения полученной газожидкостной системы. 1 ил.