Исследование процессов разрушения водонефтяных эмульсий с применением математической модели

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Щетинина, Мария Евгеньевна Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Цель работы: провести исследования влияния технологических параметров на процессы каплеобразования и отделения воды от нефти при промысловой подготовки.
В результате исследования были найдены различные методики расчета максимального диаметра капли воды и теоретические зависимости, описывающие влияние концентрации химического реагента на поверхностное натяжение.

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………… 14
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………………………………….. 15
1.1 Нефтяные эмульсии ………………………………………………………………………. 15
1.2 Методы разрушения водонефтяных эмульсий ……………………………….. 18
1.3 Стабилизаторы нефтяных эмульсий ………………………………………………. 20
1.4 Деэмульгаторы ……………………………………………………………………………… 22
1.5 Методы определения поверхностного натяжения ………………………….. 29
1.6 Методики расчета диаметра капли воды при разрушении
водонефтяных эмульсий……………………………………………………………………… 35
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ……………………………………………… 38
3 РАСЧЕТЫ И АНАЛИТИКА…………………………………………………………………..41
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………. 53
4.1 Предпроектный анализ ………………………………………………………………….. 53
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………… 53
4.1.2 Диаграмма Исикавы……………………………………………………………………. 54
4.1.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………….. 56
4.1.4 Методы коммерциализации результатов научного исследования … 58
4.2 Инициация проекта ……………………………………………………………………….. 59
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом …………….. 61
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта ……………………………………… 61
4.3.2 Контрольные события проекта ……………………………………………………. 62
4.3.3 План проекта ……………………………………………………………………………… 63
4.3.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) …………………….. 65
4.3.4.1 Расчет материальных затрат НТИ …………………………………………….. 65
4.3.4.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ ………………………………………………………………… 66
4.3.4.3 Основная заработная плата исполнителей темы ……………………….. 66
4.3.5 Дополнительная заработная плата научно-производственного
персонала …………………………………………………………………………………………… 68
4.3.6 Отчисления на социальные нужды ……………………………………………… 68
4.3.7 Накладные расходы ……………………………………………………………………. 69
4.3.8 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта
…………………………………………………………………………………………………………… 69
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования
…………………………………………………………………………………………………………… 70
4.4.1 Оценка сравнительной эффективности исследования ………………….. 70
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ …………………………………………………. 73
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности … 74
5.2 Производственная безопасность ……………………………………………………. 76
5.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………. 85
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………. 87
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследования ……………………………………………………………………………………… 75
5.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС …………………………………….. 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………….. 88
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ……………………………………………………………………….. 90
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………………………. 91
ПРИЛОЖЕНИЕ А ……………………………………………………………………………………. 95
ПРИЛОЖЕНИЕ Б …………………………………………………………………………………… 107

При добыче, в нефти присутствует много нежелательных
компонентов, например, хлористые соли, механические примеси, пластовая
вода, содержание которой может доходить до 99% и другие, от которых
необходимо избавиться, так как их присутствие отрицательно влияет на
оборудование, дальнейшие процессы, качество продуктов и т.д. Вода с
нефтью образует эмульсии разной стойкости, которые нужно разрушить.
Поэтому необходима промысловая подготовка нефти для разрушения
водонефтяных эмульсий или для последующего отделения воды от нефти.
Метод, который применяется в настоящее время и является одним из
самых эффективных для разрушения водонефтяных эмульсий – это метод с
применением химических регентов (деэмульгаторов).
Исследование химико-технологического процесса проводилось с
применением моделирующей системы, которое позволило выявить
наилучшие технологические параметры процесса, а также прогнозировать
дальнейшее проведение процесса. Поэтому применение математического
моделирования для поиска эффективных режимов проведения процессов –
актуально.
Результаты данной работы были апробированы на XIX
Международной научно-практических конференциях студентов и молодых
ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» имени профессора
Л.П.Кулева. Темой доклада являлось «Исследование процесса разрушения
водонефтяных эмульсий».
Научная новизна: поиск и применение методик расчета размеров
капель и учета влияния расхода деэмульгаторов в модели процесса
каплеобразования при разрушении водонефтяных эмульсий, модернизация
модели и программы расчета.

В настоящее время при исследовании химико-технологических
процессов достаточно широко используются математические модели.
На кафедре ХТТ и ХК разработана математическая модель процесса
каплеобразования, позволяющая учитывать влияние технологических
параметров на процесс каплеобразования при промысловой подготовке
нефти.
Анализ литературных источников показал, что универсальных
теоретических зависимостей, которые бы учитывали влияние концентрации
химического реагента на поверхностное натяжение, практически не
существует. Поэтому на основании литературных экспериментальных
данных в работе были получены теоретические зависимости поверхностного
натяжения от концентрации деэмульгатора, которые были включены в
математическую модель. Так же в литературе были найдены методики,
которые позволяют рассчитать максимальный диаметр формирующихся при
данных условиях подготовки нефти капель воды в нефтяной эмульсии,
которые также были включены в математическую модель процесса
каплеобразования.
С применением модернизированной модели и программы расчета были
выполнены исследования влияния технологических параметров на
показатели процесса каплеобразования.
Результаты исследования:
1) Анализ результатов исследований, представленных на рисунках 3.1-
3.6 показывает, что с увеличением температуры от 15 – 40 °С при расходе
эмульсии 250 т/ч максимальный диаметр капли увеличивается. Причем,
нефть с меньшей плотностью (825 кг/м3) имеет большее значение
максимального диаметра капли воды от 154,4 мкм до 173,2 мкм (методика 5).
А нефть с большей плотностью (843 кг/м3) имеет меньшее значение
максимального диаметра: от 36,3 мкм до 41,5 мкм.
2) Результаты исследований, представленных на рисунках 3.7 – 3.8
показывают, что при варьировании температуры от 15 до 40 °С вязкость
нефти снижается от 0,0866 Пуаз. до 0,0783 Пуаз., плотность нефти и
эмульсии уменьшается от 827,194 кг/м3 до 818,478 кг/м3 и от 866,704 кг/м3 до
856,126 кг/м3.
3) Показано, что при изменении расхода эмульсии (рис. 3.9 – 3.13) от
200 т/ч до 400 т/ч максимальный диаметр капель уменьшается от 119, 91 мкм
до 52,19 мкм (формула 5, методика 2). Наиболее эффективный для осаждения
размер капель для каждой методики наблюдается по формулам: 2, 4, 6
методики – 2, 3, 5; 3 методика – 1, 3, 5; 5 методика – 3, 4, 5.
4) Из зависимостей, представленных на рисунках 3.14-3.17 видно, что с
увеличением концентрации деэмульгатора 0,001…0,004 % масс. снижается
максимальный диаметр капель воды от 119,91 мкм до 52,19 мкм (формула 5,
методика 2).
5) С увеличением концентрации деэмульгатора (формула 5), например,
0,001…0,004 % масс. снижается поверхностное натяжение от 38,19 дин/см до
25,38 дин/см.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Золотухина К. В. Влияние технологических параметров на
эффективность процесса электрокоалесценции / К. В. Золотухина, М. Е.
Щетинина; науч. рук. О. Е. Мойзес // Проблемы геологии и освоения недр:
труды XXI Международного симпозиума имени академика М. А. Усова
студентов и молодых ученых, посвященного 130-летию со дня рождения
профессора М. И. Кучина, Томск, 3-7 апреля 2017 г.: в 2 т. – Томск : Изд-во
ТПУ, 2017. – Т. 2. – [С. 313-314].
2. Щетинина М. Е. Учёт влияния деэмульгатора при моделировании
процесса разрушения водонефтяных эмульсий / М. Е. Щетинина, К. В.
Золотухина; науч. рук. О. Е. Мойзес // Химия и химическая технология в XXI
веке: материалы XVIII Международной научно-практической конференции
студентов и молодых ученых имени профессора Л.П. Кулёва, 29 мая-1 июня
2017 г., г. Томск. – Томск: Изд-во ТПУ, 2017. – [С. 343-344].
3. Щетинина М. Е. Исследование процесса разрушения водонефтяных
эмульсий / М. Е. Щетинина; науч. рук. О. Е. Мойзес // Проблемы геологии и
освоения недр: труды XXII Международного симпозиума имени академика
М. А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 155-летию со дня
рождения академика В.А. Обручева, 135-летию со дня рождения академика
М.А. Усова, основателей Сибирской горно-геологической школы, и 110-
летию первого выпуска горных инженеров в Сибири, Томск, 2-7 апреля 2018
г.: в 2 т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2018. – Т. 2. – [С. 427-428].

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Исследование процессов разрушения водонефтяных эмульсий с применением математической модели»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету