Nghiên cứu chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cải thiện tính lưu biến áp dụng cho xử lý dầu thô mỏ rồng

HQ CỘNG THƯƠNG )NG TY HÙNG DỊCH KHOAN Pee terre › CÁO TÔNG tie - CTCP (DMC) KẾT ĐỀ TÀI PAO FEN Leo Bs CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA DE TAL NGHIÊN CỨU CHẺ TAO PHU GIA GIÁM NHIỆT ĐỘ ĐƠNG ĐẠC, CẢI THIỆN TÍNH LƯU BIEN AP DUNG CHO XU LY DAU THO MO RONG CHU BIEN: TS Nguyén Van Ngo Truéng phong Dich vu ky thaét TAC GIA: TCT DMC DMC Lé Anh Dao KS Hóa Cơng nghệ KS Hoa cong Bui Lé Phuong CN Hóa vơ DMC Nguyễn Thị Nga KS Hóa dau DMC Lê Đình Hịe KS Duong ống bề chứa ‘VSP: Phạm Ngọc Sơn KS Héa dầu DMC Đỗ Thành Trung, ThS Hoa dau VPI Phan Văn Minh DMC Mục lục SEN đời mở đầu Chương I L1 TONG QUAN CHUNG V ĐƠNG › TĂNG TÍNH THƠ MỎ "RONG LƯU BIEN vA ĐẠO TÍNH _ — Tổng quan chung hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng| đặc, tăng tính lưu biến áp dụng xử lý vận LLL chuyển dầu ‘ « Khái niệm hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng d; tính lưu biến LI.1.1 | Thuật ngữ khái niệm nhật ‘Thanh phần tính chất dầu mó liên quan sử dụng bóa phẩm giám nhiệt độ đơng đặc, tăng tính L1.2 lưu biến Cơ chế hoạt động hóa phẩm oe đặc, tăng tính lưu biến 1.1.2.1 | Cơ chế đồng đặc dâu thô 1.1.2.2 Cơ chế hoạt động hóa phẩm 11.3 giảm giảm 5 nhiệt độ nhiệt độ 13 đặc, tăng tính lưu biẾn eee eee eee Thanh phân, câu tạo hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng | 14 đặc, tăng tính lưu biến L 1.1.3.1 | Đặc diễm chung cầu tạo hóa phẩm giảm | 14 nhiệt đệ đơng đặc, tăng tính lưu bidhes ess cee 1.1.3.2 | Phan loai héa pham giảm nhiệt dộ đông đặc, 12 1.2.1 1.2.2 lưu biến Tổng quan chung 14 số đặc tính dầu thơ mỏ| Rằng có liên quan tới hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc, tăng tính lưu biếu ¿+ Đặc điểm địa chất thành phân dâu thô mỏ Rông 21 Một số đặc tính chung dâu thơ mẻ Rông ŸỊ: déng dac : weve | Phan bé parafin mé R6n; Chwong If | VAT LIEU, HOA CHAT, PHUONG PHAP VA THIET BI| DUNG TRONG NGIIÊN CỨU 92952182tt dgng3g002 11.2, 17 Thanh phan luu thé mé Rong cé liên quan tới nhiệt độ| Thành phân nước vĩa mỏ Rơn; 1LI L7 Vật liệu, hóa chất sử dụng Phwong phap va thiét bi ding nghién ew 28 29 32 32 32 ChươngHỊ |NGHIỀN PHAM CỨU GIAM CHỌN NHIỆT LỰA VẢ DỘ DÕNG THIẾT ĐẶC LẬP HỆ HÓA | NG BIẾN CHO DẦU THÔ MÔ RÔNG HT Nghiên cứu nhận dạng, đánh giá đặc tính cia | 37 I2 ‘ nhiệt độ đơng đặc, cải thiện tính lưu biến Nghiên cứu ảnh hưởng số hóa phẩm tới — 43 dầu thơ mỏ Rồng có liên quan mật thiết tới định hướng chọn hóa phẩm cấu thành hệ hóa phẩm giám giảm nhiệt độ đơng đặc, cải thiện tính lưu biến _ cho dau thé mé Rong _ LƯU TĨNH 37 IH2.1 | [ Nghiên IH.2.2 H12 I3 TH3.I cứu ảnh hướng hóa phẩm tới nhiệt độ| i dầu thơ mỏ Rồng, đông đặc Nghiên cứu ảnh hưởng hóa phẩm tới tinh wu} biên dầu thơ mó Rồng Nghiên cứu ảnh hưởng hóa phâm tới nhiệt độ| " xuất parafin dầu thô mô Rồng Nghiên cứu thiết lập hệ hóa phẩm giảm nhiệt đội đơng đặc thiện tính lưu biến cho thô mô Rồng Anh hưởng nhiệt độ đông đ: số thánh ghi, hóa phẩm Đ tới tới| 43 49 50 63 63 TH.3.2 | Ảnh hưởng số thành phan hóa phẩm tới tính lưu |_ 63 —_ | biến dầu thô mỏ Rồng HIỂU Một số tính chất chung hệ hóa phâm đề nghị sử| dụng 70 IIL3.4 | Hướng ca | Kết luận chung Tài liệu tham khảo Phụ lục báo cáo 70 bens 71 71 77 Lời mở đầu Trong cơng nghiệp dau khí, để dam bao cho vận hành việc vận chun dầu khí theo đườngốơng người ta cần quan tâm kiểm sốt (theo đối, điều chính) nhiều thông số liên quan tới trạng thái chảy - dừng chảy - khởi động trở lại dòng, dầu như: + Độ nhớt (gồm: độ nhớt hiệu dụng, ứng, suất trượt động, độ nhớt đẻo); + Tỉnh súc biển (phát triển gel theo thời gian); + Nhiệt dộ dông đặc; + Ứng suất trượt tĩnh (độ bền gel sau thời gian để tĩnh); + Tốc độ lắng đọng parafin Một hóa phẩm dùng việc kiểm sốt, điều thơng, kỹ ; thuật dong | dau a phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc, tăng tính lưu biến cho dầu Trên thực tế, hóa phẩm chiếm quan tâm lớn nhà sử dụng, nhà nghiên cứu dịch vụ vừa đóng vai trỏ quan trọng khía cạnh kỹ thuật vừa có khối lượng sử dụng lớn chi phí lớn đơn vị sử dụng Chính vậy, việc nghiên cứu nhằm làm chủ bat kỳ khía cạnh liên quan tới loại hóa phẩm phụ gia cần nhận quan tâm mức “Trên thực tế, phụ gia giảm nhiệt độ đơng đặc, tăng tính lưu biến cho dầu thê thường gọi với tên phô biến hóa phẩm giảm nhiệt dộ đơng đặc, nên khí biên soạn báo cáo này, xin phép dùng thuật ngữ “Héa phẩm giảm nhiệt độ đông đặc” thường xuyên dé thay thé cho thuat ngé “Phu gia” Báo cáo: “Nghiên cứu chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đơng đặc, cải thiện tính lưu biến áp dụng cho xử lý đầu thơ mó Rồng” nằm khuôn khổ đẻ tài nghiên cứu khoa học công nghệ Bộ Công thương giao cho Tổng Dung dich khoan va 1Iéa phẩm Dâu khí (DMC) chủ trì thực Cơng ty Dé tài nghiên có nhiệm vụ sau: 1yTéng quan chung vé phu gia giảm nhiệt độ đơng đặc, phụ gia tang tính lưu biến áp dụng xử lý, vận chuyền dầu thô; 2) Nghiên cứu nhận dạng đặc tính dầu thơ mỏ Rồng có liên quan tới nhiệt độ đơng đặc tính lưu biến; 4) Nghiên cứu ảnh hưởng số hóa phẩm tới khả giảm nhiệt độ dơng dac cho dầu thô mỏ Rồn| 5) Nghiên cứu ảnh hưởng số hóa phẩm tới khả cải thiện tính lưu biến cho dau thơ mó Rồng; 6) Nghiên cứu thiết lập hệ hóa phẩm (phụ gia) giảm nhiệt độ đơng đặc cải thiện tính lưu biến; 7) Nghiên cứu đánh giá tính sản phẩm dau thé mé Réng Báo cáo tổng kết đề tài bố cục gồm: 03 chương có tiêu đề sau: Chương l: Tổng quan chung hóa phẩm giám nhiệt độ đông đặc, tăng, tỉnh lưu biến cho đầu thơ đặc tính dầu thê mơ Rồng; Chương II: Vật liệu, hóa chất, phương pháp thiết bị dùng nghiên cứu; Chuong UL: Nghiên cứu lựa chọn thiết lập hệ hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc tăng tính lưu biến cho thơ mỏ Rồng, „._ Chương TỎNG QUAN CHUNG VỀ HÓA PHÁM GIAM NHIET DO DONG DAC, TANG TINH LUU BIEN CHO DAU THO VA BAC TINH DAU TIIO MO RONG 1.1 Tổng quan chung hớa phẩm giảm nhiệt độ đông đặc, tăng tính lưu bien áp dung xử lý vận chuyển dầu 1.L.1 Khái niệm hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc, tăng tính lưu biến I.1.1.E Thuật ngữ khải niệm chung |1: I0| Nhiệt độ đồng đặc dầu, theo cách hiểu đơn giản nhất, nhiệt độ mà làm lạnh đến nhiệt độ dầu không chảy Thế nhưng, thực tế, thông thường hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc dâu thường phát huy thêm tác dụng tăng tính lưu biến cho dâu Khi nói tới hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc, tăng tính lưu biển cho thơ tiếng Anh dùng thuật ngữ: Pour Point T2cpressant (đơi khí đơn giản là: Depressant) tiếng Nga dùng thuật ngit: Aenpeccopuo-peouornseckas npucauxa, yenpeccoptas upueamKa (460i Khi chi đơn giản là: aenpeccat) Tuy nhién, theo chủng tôi, thuật ngữ tiếng Nga: “#gipeccopo-pconorcckas npiicartea" diễn đạt xác thuật ngữ khác vi hoa pham giảm nhiệt độ đông đặc, tăng tính lưu biên dùng chủ yếu q trình cổng nghệ chuyển dầu thô qua đường, ông dẫn dau Trong đa số trường, hợp q trình cơng nghệ này, việc giữ cho dầu có tỉnh lưu biến thuận lợi cho vận chuyển (dầu linh động có độ nhớt thấp, ứng suất trượt động giới hạn thấp) quan trọng việc giữ cho dầu thơ có nhiệt độ đơng, đặc thấp Khi giữ cho dầu thơ có tính linh động cao, độ nhớt thấp, ứng suất trượt động giới hạn thấp, việc vận chuyển qua dường ống đạt hiệu cao khía cạnh kỹ thuật cá khía cạnh kinh tế Trong trường hợp này, lưu lượng bơm tăng mạnh, phí lượng điện thấp, phí thời gian rút ngắn, mức độ an toàn vận hành đường, ống tăng Giữ cho đầu có nhiệt độ đơng đặc thấp thường nghiêng phía giảm xác suất khó khăn khởi động lại đường ơng có bất ngờ phải dừng việc bơm dau để khắc phục Trong thiết kế vận chuyển dầu qua đường ông, người ta cố gắng làm thé để nhiệt độ đơng đặc dầu thấp nhiệt độ môi trường bên ngồi dng vài độ, cịn nhiệt độ thực dầu giữ cao cảng tốt Thường thi trường hợp này, mong uốn thời gian mà nhiệt độ dịng, mơi trường bên ngồi ơng dược kéo dai dé đủ điều kiện dầu giảm tới nhiệ trở ô khắc phục vả tái vận hành đường ông lại Trong trường hợp dừng bom có kế hoạch, ngồi xử lý dầu phụ gia, người ta cịn sử dụng nhiều biện pháp công nghệ khác như: pha dung môi, condensat vào dầu thô hay bơm nước day dầu khỏi đường éng Hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc, tăng tính lưu biển cho dầu sử dụng, để xử lý giảm nhiệt độ đông đặc, giảm đệ nhớt nhiên liệu như: điezen, đầu FO dùng cho vùng có khí hậu lạnh, Trong trường hợp nảy thuật ngữ tiếng Nga: /tcnpcccopno-| peonornaeckas upucauka cing duge coi diễn đạt chuẩn ý nghĩa kỹ thuật hóa phẩm nói tới [11~18] Hóa phẩm giảm nhiệt dộ đơng đặc túy khơng liền, xác khơng nên liền, với giảm độ nhớt hóa phẩm giảm nhiệt độ đông đặc cho đầu nhờn dùng cho vùng có khí hậu lạnh Trong sản xuất dầu nhờn, để tăng khả bơi trơn chúng, người ta cịn thường phải bổ sung thêm phụ gia tăng độ nhớt Thuật ngữ “Hóa phẩm ức chế lãng đọng parafin” tiếng Anh Parafin inhibitor, tiếng Nga là: napabunonetii nHruốnrop ứuriốirop 1IApA(JH)10001X Ø1193KehHli ) nhiều trường hợp, sử dụng khai thác dâu khí, gan với khái niệm hóa phẩm giảm nhiệt độ đồng đặc, tăng tỉnh lưu biến, nói chung hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng dặc, tăng tính lưu biến thường tác động lên dầu theo chế giam mức dộ lắng đọng parafin [I9| Thuật ngữ “Tóa phẩm phan tan parafin” tiếng Anh:“Parafin dispersant’, chất giữ cho tỉnh thể nhỏ parafn trạng thải phân tán, chống kết bông, tạo gel |20, 21] Các polyme sử dụng làm chất phân tán (Chất tăng độ linh động dâu) chat nêu trên, có chứa thêm nhóm phân cực như: Amid axit béo, alkoxylated aleohols Thuật ngữ “Hóa phẩm cho giêng khai thác theo phương pháp gaslift (tiếng Anh: “Flow Improver”) số trường hợp có nghĩa gan gũi với Hóa phẩm nhiên, thường Đề gián thống sử giảm nhiệt độ đơng đặc, tăng hóa pha m cịn chứa thêm tiện cho diễn đạt, khn dụng cách viết tắt PPD dé ặc, tăng tính lưu biến dầu thơ” tính chất khơ “Hóa lưu biến cho dầu hoạt động bể mặt báo cáo này, phẩm giám nhiệt thô Tuy |22+24| độ đơng 1.1.1.2 Thành phần tính chất đầu mơ liên quan đến thiết kế sứ dụng hóa phẩm giảm nhiệt độ đơng đặc, tăng tính lưu biến Dầu mơ hỗn hợp phức tạp chứa hàng tram cau tử khác Mỗi loại dầu mó thường có thành phần đặc thánh phan cha chúng chứa chủ yếu (ch trưng riêng, song chất, 60 ~ 90% khối lượng đầu) hydrocacbon, phẩn lại hợp chất phi hydrocacbon, chất mà thành phẩn cacbon hydro chứa oxy, nitơ, lưu huỳnh, hợp chất kim Dựa cấu trúc hoá học, người ta phân loại hydrocacbon trong, dầu mỏ thành loại: hydroeaebona bão hoà (gồm parafin, isoparafin va naphten), cdc hydrocacbon thơm Theo cách tiếp cận khác, người ta chia arafin, naphten (Xyclo hydrocacbon dầu mỏ thành nhóm parafin), aromat hợp naphten-aromat Hàm lượng hydrocacbon kế thay đổi tuỳ theo cấu trúc dầu mỏ dựa vào người ta phân loại dầu mỏ thành loại: dầu gốc parafn, gốc naphten, dầu gốc parafinmo trén thé naphten, gốc naphten- aromat, Một điểm đặc biệt là, giới khác thành phần lún học, song chúng lại gần thành phần nguyên tô, Cụ thể là, hàm lượng € đao động khoảng 83 = 87% khơi lượng, cịn H từ 11 ~ 14% Các hydrocacbon naphten aromat có nhiệt độ đơng đặc thấp có độ nhớt khơng chun cao, nên nói dầu Trong parafin mach thang nhóm chung có ảnh hydrocacbon hưởng patalin tốt tới q trình bơm tồn hai (ns parafin) parafin có mạch vận loại parn nhánh (iso-parafin) parafin thường loại có số cacbon từ C; đến iu số với n-parafin, có lỉnh động cao hơn, nên nói chung khơng ảnh hướng chuyên dau Thành phần ảnh hưởng lớn tới dầu n- paralin Loại dầu thường có độ nhớt Trên thực tế, loại đầu gốc parafn, loại dầu Isođộ tới trình bơm vả vị trình bơm vận chuyên cao, nhiệt dong đặc cao có ảm lượng nhựa va asphanten thấp, hàm lượng lưu huỳnh kim loại nặng thấp- loại dau có giá trị kinh tế cao dễ bị đông đặc, gây nhiều khó khăn cho q trình khai thác vận chuyển Nhựa asphanten hợp chất dị nguyên tô chứa đồng thời C,H, O, 8, N Ching c6 phan tir hrong rat lớn (500 đến 600 dvC trở lên) Nhin bé ngoai chúng có mảu xẫm, nặng nước (tỷ trọng lớn 1), va không tan nước Chúng có cầu trúc hệ vịng (hơm ngưng thường tập trung nhiều phần nặng, cặn đầu mỏ tụ cao, Có thể phân biệt nhựa asphanten theo số đặc điểm bảng 1.1 sau đây: Bang 1.1 Một số tính chất asphanfen nhựa TT Tính chất Nhựa Asphanten | Trọng lượng phân tử 6001.000 dv © | 1.000+2.500 dv C Tan | Tính tan dung mơi hữu tao dung dịch thực |Độ thơm hóa (Tỷ số nguyên tử C nằm vòng — Khó tan Khi tan tạo dung dịch keo 0,14+0,25 thơm so với tổng số nguyên tử C toàn phân tử) 0,2+0,7 Nhựa asphanten loại dầu mỏ khác có thành phẩn thành asphanten bị oxy hóa, nguyên tổ cần giống, Nhựa đễ chuyển coi rằng, asphanten sản phẩm chuyến hóa nhựa Vì mà phân tử lượng asphanten cao nhựa Trong dầu mỏ, asphanten tồn phan dạng hòa tan phan dạng hạt keo, nhựa tồn dạng hợp chất hòa tan đóng vai trỏ chất én dinh hạt keo agphanten Hàm lượng tổn cân nhựa va asphanten dầu dóng vai trị quan trọng van chúng ảnh hướng mạnh tới nhiệt độ đông đặc dầu thô chuyén dau, vi