Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ИНГИБИТОРА ПАРАФИНООТЛОЖЕНИЯ В ТРУБОПРОВОД ТРАНСПОРТИРОВКИ УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к области транспортировки углеводородов по трубопроводам и может быть использовано как на магистральных трубопроводах, так и на трубопроводах малой протяженности.

Известен (SU, авторское свидетельство 755337) способ подачи ингибитора парафинообразования в трубопровод транспортирования углеводорода. Согласно известному способу в трубопровод подают тройной сополимер этилена с винилапетатом и малеиновым ангидридом в количестве 0,01-0,5%.

Известный способ неэффективен и дорог.

Известен (SU, авторское свидетельство 1745744) способ подачи ингибитора парафинообразования в трубопровод транспортирования углеводорода. Согласно известному способу в трубопровод подают ПАВ, в качестве которого используют диалкилбензолсульфонат натрия в количестве не менее 200 мг на литр нефти.

Данный способ также неэффективен и не нашел применения при транспортировке углеводородов.

Известен (SU, авторское свидетельство 1364699) способ ингибирования парафиноотложения в транспортируемых углеводородах путем введения в транспортируемый углеводород гудрона, растворенного в газоконденсате.

Известный способ также малоэффективен.

Известно (RU, патент 2173203) применение метанола в качестве комплексного реагента для предотвращения выделения гидратов и парафинов из газоконденсата. Метанол вводят в газоконденсат на стадии подготовки его к транспортировке.

Как показала практика, введение метанола в газоконденсат, а тем более в транспортируемую нефть или природный газ, применительно к ингибированию парафиноотложения не показывает какого-либо эффекта.

Известна (ТУ 39-1018-85) установка дозировочная УДЭ, предназначенная для дозированного ввода жидких деэмульгаторов, а также ингибиторов парафиноотложения, солеотложения, коррозии (в дальнейшем - реагентов) в трубопровод промысловой системы транспорта и подготовки нефти с целью осуществления внутритрубопроводной деэмульсации нефти, а также защиты трубопроводов и оборудования от парафиноотложения, солеотложения и коррозии. Известная установка снабжена дозировочным электронасосом, баком для реагента объемом 225 или 450 л, электроконтактным манометром, запорной арматурой, обратным клапаном, фильтром для реагента, устройством уровнемерным, линейкой с ценой деления 1 мм для оценки количества жидкости в баке, а также шкафом управления.

Установка предназначена для дозированной подачи реагента в заданных объемах и под определенным давлением в трубопровод, индикации включения дозировочного насоса и передачи по коммуникационным каналам данных о состоянии дозировочного насоса УДЭ.

Установка работает следующим образом. Реагент из бака через вентиль уровнемерного устройства и фильтр поступает по трубопроводу на вход насоса. Насос подает реагент по трубопроводу, на котором установлены электроконтактный манометр, отсекающий вентиль и обратный клапан для предотвращения обратного хода реагента и скважинной жидкости при отсутствии давления от насоса.

Экспериментально установлено, что введение любого ингибитора парафинообразования с использованием известной установки малоэффективно, поскольку в данном случае ингибитор поступает в среду углеводорода, транспортируемого по трубопроводу, струей, и контакт ингибитора с углеводородом незначителен.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в повышении ингибирования парафиноотложения в потоке углеводородов, перемещаемых по трубопроводу.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ подачи ингибитора. Согласно разработанному способу ингибитор парафиноотложения соединяют с низшим спиртом и, по меньшей мере, через одну форсунку впрыскивают в трубопровод. Сам по себе низший спирт, в частности метанол, не является ингибитором парафиноотложения и при реализации способа выполняет функцию растворителя/разбавителя ингибитора парафиноотложения. Все известные в настоящее время эффективные ингибиторы парафиноотложения представляют собой жидкости с высоким значением вязкости, которые не могут быть введены в трубопровод путем распыления через форсунку. Введение в трубопровод ингибиторов парафиноотложения через форсунку позволяет получить мелко распыленный ингибитор парафиноотложения по всему сечению трубопровода и, соответственно, осуществить контакт всего объема транспортируемого углеводорода с ингибитором, обеспечивая повышение эффективности ингибирования парафиноотложения. Характеристики введения ингибитора (состав ингибитора, давление подачи смеси ингибитора парафинообразования и низшего спирта, соотношение низшего спирта и ингибитора парафиноотложения, вид используемого низшего спирта, характеристики форсунки и количество используемых форсунок) определяются характеристиками трубопровода, а также видом и свойствами транспортируемого углеводорода.

Предпочтительно для смешения с ингибитором парафиноотложения используют метанол, этанол, изопропанол, этиленгликоль.

Поскольку трубопроводы, особенно магистральные, имеют значительный диаметр, то при реализации способа обычно используют две и более форсунки, расположенные по окружности трубопровода на равном расстоянии друг от друга. При этом предпочтительно располагают форсунки по краям трубопровода, что предохраняет их от механического повреждения от перемещающихся вместе с углеводородом по трубопроводу механических примесей. Для повышения эффективности введения ингибитора предпочтительно форсунки размещают таким образом, что продольные оси их установлены под острым углом по направлению потока углеводородов. При этом возможна ориентация «по потоку» или «против потока». Также форсунка (или форсунки) могут устанавливаться в потоке углеводородов по оси трубопровода «по потоку» или «против потока».

В предпочтительном варианте реализации в зависимости от различных условий ингибитор парафиноотложения соединяют с низшим спиртом в соотношении от 3% до 97%.

В случае использования ингибитора парафиноотложения с очень высокой вязкостью ингибитор могут подогревать. Предпочтительно подогрев ингибитора проводят до стадии соединения его с низшим спиртом.

Также для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное устройство подачи ингибитора парафиноотложения. Разработанное устройство введения ингибитора парафиноотложения содержит магистраль - источник низшего спирта, на которой установлен первый регулирующий вентиль, магистраль - источник ингибитора парафиноотложения, на которой установлен второй регулирующий вентиль, тройник, к входам которого подключены указанные магистрали, выход тройника подключен, по меньшей мере, к входу одной форсунки, сопло которой выведено в трубопровод транспортировки углеводородов.

Разработанное устройство обеспечивает регулируемую, посредством использования вентилей, подачу обоих компонентов смеси (ингибитора парафиноотложения и низшего спирта), вводимой в трубопровод, использование тройника, выполняющего функцию смесителя/соединителя двух жидкостей, объединяющего их в единый состав, подвод к форсунке и ввод через сопло форсунки в трубопровод.

В случае использования трубопроводов значительного диаметра выход тройника подключен к входам двух и более форсунок, которые выведены в трубопровод, транспортирующий углеводороды, предпочтительно, на равном расстоянии друг от друга.

Обычно продольная ось форсунки расположена под острым углом (не свыше 45°) к оси трубопровода.

Устройство может дополнительно содержать узел подогрева вязкого ингибитора, предпочтительно расположенного перед входом в тройник.

Разработанное устройство работает следующим образом.

Предварительно на модельной системе транспортирования углеводорода определяют нужный вид ингибитора и низшего спирта, количество смеси на единичный объем транспортируемого углеводорода, соотношение ингибитора и низшего спирта, количество форсунок, их характеристики, а также расположение форсунок.

В трубопроводе размещают необходимое количество форсунок с заранее выбранными характеристиками, ориентируя их относительно потока оптимальным для конкретного случая способом. К форсункам подключают выходы тройника, к входам тройника подключают магистрали подачи низшего спирта и ингибитора парафиноотложения. Действием регулирующих вентилей устанавливают необходимое соотношение низшего спирта и ингибитора парафиноотложения, а также их суммарный расход.

Разработанное техническое решение в дальнейшем иллюстрировано примером.

Для магистрального нефтепровода диаметром 1420 мм в качестве ингибитора парафиноотложения был выбран ингибитор СНПХ-ИПГ-11 (ТУ 2458-179-057670-2009). В качестве низшего спирта использовали изопропанол при соотношении ингибитор парафиноотложения: изопропанол =1:10. Смесь подавали в транспортируемую нефть из 4 форсунок, расположенных на равном расстоянии друг от друга по окружности трубопровода. Форсунки были ориентированы по потоку транспортируемой нефти.

При подаче ингибитора, смешанного с изопропанолом, в количестве 100 г ингибитора на тонну нефти эффективность способа, определенная по методу «холодного стержня», составила примерно 62-69%.

Разработанным способом можно подавать в трубопроводы ингибиторы коррозии, парафинообразования, антикоагулянты, антивспениватели, моющие присадки и т.д.