B. NỘI DUNG LUẬN ÁN
3.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ phụ gia đến độ nhớt dầu thô Diamond
Ngoài tác dụng giảm nhiệt độ đông đặc, phụ gia có hiệu quả cũng có khả năng cải thiện tính lưu biến (thể hiện qua độ nhớt) cho dầu thô trong quá trình khai thác và vận chuyển. Trong trường hợp tốt nhất khi sử dụng phụ gia, độ nhớt của dầu thô sẽ giảm đi khi nhiệt độ đông đặc hạ xuống. Trong trường hợp ngược lại, tức là khi pha phụ gia vào dầu thô, nhiệt độ đông đặc của dầu giảm nhưng độ nhớt lại tăng cao, quá trình vận chuyển dầu sẽ trở nên phức tạp, tốn kém nhiều năng lượng hơn, nên hiệu quả sử dụng của phụ gia cũng giảm đi. Khảo sát này đánh giá hiệu quả cải thiện tính lưu biến của phụ gia qua tiêu chuẩn về độ nhớt động lực học của dầu thô trước và sau khi sử dụng phụ gia. Bảng 3.11 thể hiện kết quả xử lý dầu thô mỏ Diamond với phụ gia BK 0102 ở nhiệt độ tiêu chuẩn để đánh giá là 21 oC và các nồng độ khác nhau.
Bảng 3.11. Độ nhớt của dầu thô mỏ Diamond trước và sau khi xử lý với phụ gia BK 0102 và các hóa phẩm thương mại khác
Nồng độ, ppm Độ nhớt của dầu ở 21 oC, mPa.s BK 0102 VX-7484 PAO 83363 0 (Trắng) 2952 2952 2952 1000 1010 1361 1943 1250 708,3 1176 1602 1500 441,4 933 1341 1750 349,2 782 1215 2000 247,2 625 1108
50 45 40 35 Nhiệt độ, oC 30 25 20 500 0 Blank 1000ppm 1250ppm 1500ppm 1750ppm 2000ppm 3000 2500 2000 1500 1000
Kết quả cho thấy, dầu thô mỏ Diamond khi được xử lý với phụ gia BK 0102 có độ nhớt thấp hơn đáng kể so với khi sử dụng các hóa phẩm thương mại đang có mặt trên thị trường là VX-7484 của Nalco và PAO 83363 của Baker Petrolite. Nồng độ sử dụng phụ gia càng cao, độ nhớt động lực của dầu thô sau xử lý càng giảm. Với nồng độ sử dụng của phụ gia BK 0102 là 1500 ppm, độ nhớt tại 21oC của dầu thô đạt 441,4 mPa.s, tức là linh động hơn nhiều khi so sánh với dầu thô lúc chưa sử dụng phụ gia. Đây là một ưu điểm rất lớn, bên cạnh việc hạ điểm đông đặc của dầu thô. Ở những nồng độ sử dụng lớn hơn, độ nhớt của dầu cũng theo đó giảm xuống, tuy nhiên sự giảm độ nhớt này không kèm theo độ giảm điểm đông đặc, nên không thực sự có lợi nhiều cho việc ứng dụng; hơn nữa, khi hàm lượng phụ gia tăng, chi phí cho quá trình khai thác cũng tăng, do vậy, hàm lượng 1500 ppm vẫn cho thấy ưu điểm lớn hơn trong việc giảm độ nhớt của dầu.
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính lưu biến của dầu khi sử dụng phụ gia BK 0102 cũng được xác định, thể hiện qua Hình 3.36.
Hình 3.36. Sự thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ của dầu Diamond trước và sau khi xử lý với BK 0102 ở các nồng độ khác nhau
Nhận thấy, độ nhớt của dầu thô có phụ gia BK 0102 giảm mạnh khi nhiệt độ tăng từ 21oC lên 36oC, còn độ nhớt dầu thô chưa có phụ gia cũng có xu hướng giảm mạnh khi nhiệt độ tăng, nhưng luôn có xu hướng cao hơn so với dầu đã bổ sung phụ gia BK 0102. Đ ộ nh ớt, m Pa
Nồng độ BK 0102, ppm
10001250150017502000 750
500 250
Tại 21oC Tại 23oC Tại 25oC Tại 27oC Tại 29oC Tại 31oC 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 -500 0
Nhiệt độ được nhiều nghiên cứu coi như là yếu tố chính và quan trọng nhất đối với quá trình kết tủa và lắng đọng parafin do mối quan hệ trực tiếp của nó với độ hòa tan của parafin. Lim và cộng sư [57] nhận thấy sáp kết tủa từ dầu thô khi nhiệt độ bằng hoặc thấp hơn nhiệt độ điểm đục. Lashkarbolooki và cộng sự [96] cũng báo cáo quá trình lắng đọng sáp trong dầu thô tương tự. Nhiệt độ môi trường xung quanh đường ống dẫn dầu thường nhỏ hơn nhiệt độ dầu thô trong đường ống dẫn đến sự mất mát nhiệt từ thành ống đến môi trường xung quanh thường nhỏ hơn gradien nhiệt độ từ dầu đến thành trong của ống dẫn. Chênh lệch nhiệt độ này dẫn đến lắng đọng sáp khi nhiệt độ thành ống giảm xuống dưới điểm đục. Fei Yang và cộng sự [97] cũng cho rằng tốc độ tạo sáp tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ giữa khối dầu và thành ống khi nhiệt độ dầu không đổi.
Hình 3.37. Sự thay đổi độ nhớt dầu thô theo nồng độ BK 0102 tại các nhiệt độ khác nhau
Biểu đồ thay đổi độ nhớt trên Hình 3.37 cho thấy rõ hiệu quả giảm độ nhớt của dầu thô Diamond ở nồng độ phụ gia BK 0102 từ 1000 ppm đến 1250 ppm; từ nồng độ 1250 ppm đến 1500 ppm, hiệu quả này cao hơn; độ nhớt của dầu thô mỏ Diamond giảm thấp nhất ở nồng độ từ 1500 ppm đến 2000 ppm. Trên biểu đồ cũng thể hiện rằng ở cùng khoảng nồng độ BK 0102, trong khoảng 1000 ppm, 1250 ppm và 1500 ppm, mức giảm độ nhớt của dầu thô Diamond đạt hiệu quả tốt nhất tại nhiệt độ thấp 21oC, 23oC, 25oC. Hiệu quả giảm độ nhớt của dầu thô với khoảng nồng độ phụ gia BK 0102 từ 1000 Đ ộ nh ớt dầ u, m Pa
ppm - 1500 ppm thấp hơn khi ở nhiệt độ cao 27oC, 29oC và 31oC. Hiệu quả này thấp nhất ở 31oC.