Концентрация вводимого депрессора зависит от цели, с которой он применяется. Для обеспечения перекачки высокопарафинистой нефти по магистральному трубопроводу нефть достаточно обработать 0,05 – 0,2 % (по массе) присадки. Для уменьшения парафинизации внутренней поверхности оборудования и исключения ручной зачистки резервуаров, танкеров и других объектов в нефть достаточно ввести присадку в количестве 0,02 – 0,05 % (по массе).

В местах, где возникает ламинарный режим течения

снизить энергозатратыбАна нагрев нефти. Однако она эффективна на

трубопроводах с одной насосной станцией. На трубопроводах с нескольк ми насосными станциями присадку необходимо вводить после каждой из них, так как при прохождении насосных агрегатов пристенный слой нефти с депрессором разрушается.

6.6. Последовательная перекачка нефтей методом прямого контактирования

В настоящее время нефти различных промыслов и месторождений, а число таких нефтей, отличающихся по физико-

88

объединенные в отдельные партии по несколько тысяч или десятков тысяч тонн каждая, закачивают в трубопровод последовательно, одну за другой, и транспортируют так до самого потребителя. При этом каждая партия нефти вытесняет предыдущую и в свою очередь вытесняется последующей. Получается так, что нефтепровод по всей своей протяженности заполнен партиями различных нефтей, вытянутых в цепочку и контактирующих друг с другом в местах, где кончается одна партия и начинается другая.

На р с. 6.6 пр ведена принципиальная схема трубопроводной системы для последовательной перекачки нефтей, где видны последовательно движущиеся в магистральном нефтепроводе (МНП) партии нефтей (№ 1, 2, 3, 4, 5 и т.д.), вытесняющие предыдущие партии и в свою очередь вытесняемые последующими, а также нефтепромыслы (П1) и (П2) с пунктами подготовки нефти к

нефтебазы для перевалки на другиеДвиды транспорта.

В систему для последовательной перекачки нефтей входят те же основные объекты, что и в систему транспортировки однородной нефти:

соединительные трубопроводы (СТ), соединяющие пункты подготовки нефти к транспорту с головной перекачивающей станцией;

головная перекачивающая станция, предназначенная для последовательной закачки нефтей в трубопровод и создания необходимого напора в начале первого участка. Как правило, головная перекачивающая станция имеет резервуарный парк с резервуарами для накапливания необходимых объемов различных нефтей, устройства

89

для их количественного учета и компенсации неравномерности поступления и откачки;

Си бА Д

линейная часть магистрального нефтепроводаИс линейными сооружениями, обеспечивающими ее функционирование;

промежуточные перекачивающие станции, находящиеся на границе соседних участков и предназначенные для создания дополнительного напора, обеспечивающего дальнейшую транспортировку нефти;

конечный пункт нефтепровода, на котором различные сорта нефти принимают из трубопровода в отдельные резервуары и далее либо отправляют на нефтеперерабатывающий завод, либо переваливают на другие виды транспорта (железнодорожный, водный и т.п.).

90

Как уже говорилось, последовательная перекачка позволяет организовать доставку нефти различных сортов от места добычи до потребителя с помощью одного и того же магистрального трубопровода, причем не перемешивая различные нефти друг с другом и, таким образом, сохраняя качество каждой. Конечно, при этом в зонах контакта последовательно движущихся партий происход т определенное смешение вытесняемой и вытесняющих

подвижных перегородок, двигаясь вместе с потоком нефти в трубе, разделяли бы перекачиваемые жидкости. Выяснилось, однако, что эта достаточно простая идея оказалась мало эффективна при промышленной реализации. Разделители отстают от потока нефти и быстро выходят из зоны контакта последовательно движущихся партий. Последовательная перекачка нефтей прямым контактированием более проста с технологической точки зрения и

транспортируемых нефтей вся смесь может быть разложена (т.е. добавлена) по исходным нефтям с сохранением качества каждой из них. Однако интенсивность смесеобразования и объем образующейся смеси зависят от режима транспортировки, соблюдения технологического регламента перекачек, знания физических причин, приводящих к смесеобразованию, а также от понимания основных закономерностей этого процесса.

91

Какие же причины и физические процессы, происходящие при последовательном вытеснении одной нефти другой, приводят к образованию и медленному, но постоянному возрастанию объема

жидкости в трубопроводе. Если бы контактирующие нефти

диффуз я одной нефти в другую, конечно, не в счет – она слишком

мала, чтобыболеебыть заметной. Дело в другом, нефти не являются

твердыми телами, вытеснение одной из них другой происходит

трубопровода оно замедлено. Каждое мгновение клин позади идущей нефти как ы внедряется в нефть, идущую впереди, причем тем интенсивней, чем более вытянутДвдоль оси профиль осредненных скоростей. Происходит, как говорят, конвекция (или конвективная диффузия) примеси одной нефти в другую за счет и вместе с перемещающимися друг относительно друга слоями жидкости.

Однако неравномерность распределения в сечении трубопровода осредненных скоростей жидкости не Иявляется единственной причиной, ответственной за смесеобразование нефтей в зоне их контактирования. Другим, не менее важным фактором смесеобразования, является так называемая турбулентная диффузия.

Как правило, нефти перекачивают в турбулентном режиме, при котором частицы жидкости движутся в трубе не параллельно ее стенкам, а совершают хаотические турбулентные движения, наподобие тому, как это можно видеть в дымовых струях, вырывающихся из труб. В турбулентных потоках существует интенсивное перемешивание различных частиц по сечению трубы за счет пульсаций скорости и указанных хаотических движений отдельных частиц. Поэтому турбулентная диффузия, а именно так

92

называют этот процесс, перемешивает клин вытесняющей, как и остатки вытесняемой нефти, по сечению трубопровода, обеспечивая их более или менее однородное распределение в каждом сечении.

Тем не менее, важно отметить, что концентрация каждой нефти в сечении трубопровода, хотя и близка к постоянному значению, но Свсе же не равна ему – для вытесняющей нефти она всегда больше на оси трубы, чем у ее стенок, а для вытесняемой – она всегда меньше на оси трубы, чем у ее стенок. Благодаря этому в сечениях трубопровода про сходит массообмен, обеспечивающий постоянный

нефтирост объема смеси.

Так м образом, процесс смешения вытесняемой и вытесняющей нефтей про сход т по следующей схеме: клин позади идущей внедряется в нефть, идущую впереди, а процессы турбулентной диффуз бАразмеш вают внедрившуюся примесь по сечению трубы. При этом за счет того, что концентрация вытесняющей нефти на оси трубы больше, чем у ее стенок, происходит постоянный перенос вытесняющей нефти вперед, в область, занятую вытесняемой нефтью. И, нао орот, по той же причине происходит обратный

перенос вытесняемой нефти назад, в область вытесняющей [2].

Эти два процесса неотделимы друг от друга. Они действуют постоянно и одновременно на протяжении всего времени вытеснения, определяя интенсивность продольного перемешивания, объем и длину возникающей смесиД.

Из сказанного следует, что смесеобразование в зоне контактирования нефтей происходит вследствие двух основных причин: неравномерности распределения скоростей жидкости по сечению трубопровода и турбулентного перемешивания. Отсюда ясно, что чем профиль осредненных скоростейИжидкости в сечении нефтепровода более плоский, чем интенсивней в сечении перемешиваются ее частицы, тем более полно идет процесс вытеснения и тем меньше образуется смеси.

Чем выше скорость перекачки, тем профиль скоростей более плоский и, следовательно, вытеснение одной нефти другой идет более полно. Кроме того, турбулентное перемешивание в сечении трубопровода при больших скоростях идет намного интенсивней, чем при малых, что способствует большему выравниванию концентрации каждой нефти в сечении трубы и, значит, уменьшению смеси.

Таким образом, одним из главных факторов, определяющих интенсивность смесеобразования, является скорость, с которой

93

ведется перекачка нефти. В этом смысле турбулентный режим перекачки намного лучше ламинарного (где профиль скоростей вытянут вдоль оси трубы). В данном случае при перекачке нефтей с низкими скоростями смеси образуется намного больше, чем при

4. Какие способы прогрева системы трубопровода применяются при заполнении трубопровода нефтью?

94