Лысянников, А. В.

Надейкин, И. В.

Тюканов, В. Л.

Шупранов, Д. А.

Siberian Federal University Digital Repository

УДК 665.743.3 ОЦЕНКА КОРРОЗИОННОЙ АКТИВНОСТИ  НЕФТЕЙ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ Надейкин И.В., Шупранов Д.А., Тюканов В.Л., Лысянников А.В. Научный руководитель — профессор Орловская Н.Ф. Сибирский федеральный университет  В связи с интенсивной разработкой новых нефтегазовых месторождений Вос-точной Сибири (таких как Ванкорское и Юрубчѐно-Тохомское) возникает вопрос обес-печения данных регионов топливом. Месторождения удалены от континентальной час-ти России, а транспортная инфраструктура не развита. Сократить значительные затраты на северный завоз можно производя нефтепродукты на месте. В северных районах Вос-точной Сибири дизельное топливо получают по простейшей технологии непосредст-венно на нефтяных промыслах, что крайне важно для обеспечения потребности в нем в труднодоступных отдаленных районах страны. При этом используются установки ат-мосферной перегонки нефти, которые зачастую подвергаются сильной коррозии. Так, наблюдалась коррозия установки атмосферной перегонки нефти Юрубчѐно-Тохомского месторождения. В наибольшей степени коррозионное разрушение и обра-зование отложений наблюдалось на внутренних поверхностях технологического обо-рудования: аппарата воздушного охлаждения, насосов, фильтров, трубопроводов, ре-зервуаров, колонного оборудования, запорной арматуры. Представляло интерес выяснить причину данного явления. Исследование осадков и отложений, отобранных с технологического оборудова-ния установки атмосферной перегонки Юрубчѐнской нефти, проводилось на рентгено-флуоресцентном спектрометре S4 Pioneer. По результатам анализа содержание железа в большом количестве говорит о взаимодействии металла оборудования с рабочей средой. Присутствие серы во всех пробах свидетельствует о коррозионной активности нефти. На-личие щелочноземельных металлов (Са, Мg) и хлора говорит о том что в нефти присутст-вуют хлориды Са и Mg образующие хлороводород при высокотемпературном гидролизе. Присутствие в отложениях тяжелых металлов свидетельствует о наличии легирующих компонентов в материале оборудования. Также исследовались коррозионные свойства бензиновой и дизельной фракций Юрубчѐнской нефти по ГОСТ 6321–92. Наибольшую коррозионную активность показа-ла бензиновая фракция. Необходимо было определить коррозионные агенты, одним из которых являлся сероводород. Качественное определение сероводорода производилось при помощи водного раствора ацетата свинца. Сероводород был обнаружен в фракциях нефти, при этом в свежеполученных фракциях концентрация сероводорода была высо-кой. Начало выделения сероводорода наблюдалось при температуре паров 100 – 1200С. В ходе исследования выяснилось, что основными коррозионными агентами яв-лялись сероводород, лѐгкие меркаптаны. Кроме того при перегонке была обнаружена элементарная сера. По ГОСТ Р 51858–2002 «Нефть. Общие технические условия» Юрубчѐнская нефть отнесена к первому классу, массовая доля серы составляет 0,29%, по содержа-нию сероводорода и лѐгких меркаптанов нефть относится к виду 1 (сероводорода менее 20 мг/кг, метил– и этилмеркаптанов в сумме менее 40 мг/кг). На основании этих дан-ных невозможно было предсказать наблюдаемую коррозионную активность. Технологическое поведение нефти при атмосферной перегонке мы выяснили на основании лабораторных исследований, включающих атмосферную перегонку нефти в стандартных условиях с вытеснением летучих коррозионных агентов инертным газом в поглотительные растворы и последующим количественным определением сероводоро-да и лѐгких меркаптанов. Результаты исследования нефтей месторождений Восточной Сибири представ-лены в таблице 1. Для определения сероводородной и меркаптановой серы использовали: – образец нефти Юрубчѐнского месторождения с содержанием общей серы 0,29 % масс, плотностью ρ20 = 821 кг/м3. Содержание сероводородной серы составило 100,0 мг/кг, меркаптановой серы 26,5 мг/кг. – образец нефти Ванкорского месторождения с содержанием общей серы 0,13 % масс, плотностью ρ20 = 880 кг/м3. Содержание сероводородной серы составило 29,0 мг/кг, меркаптановой серы 16,4 мг/кг. Для сравнения взяли образец Западно-Сибирской нефти, с содержанием общей серы 0,66 % масс, плотностью ρ20 = 838 кг/м3. Содержание сероводородной серы соста-вило 56,8 мг/кг, меркаптановой серы 13,4 мг/кг.  Табл. 1. Результаты определения содержания общей, сероводородной и меркап-тановой серы в нефтях  Наименование пробы Плотность нефти при 200С, кг/м3 Содержание общей серы, %масс Содержание серо-водородной серы, мг/кг Содержание мер-каптановой серы, мг/кг Нефть Юрубчѐнского место-рождения 821 0,29 100,0 26,5 Нефть Ванкорского место-рождения 880 0,13 29,0 16,4 Нефть Западно-Сибирская 838 0,66 56,8 13,4  Из приведѐнных результатов можно сделать следующие выводы:  - по содержанию общей серы – нефти Восточной Сибири являются малосерни-стыми, тогда как Западно-Сибирская нефть – сернистая; - по количеству выделяющегося сероводорода – нефть Ванкорского месторожде-ния выделяет наименьшее количество сероводорода в сравнении с другими нефтями, а нефть Юрубчѐнского месторождения – наибольшее; - по количеству выделяющихся меркаптанов нефти Восточной Сибири превы-шают значение для Западно-Сибирской, наибольшее количество меркаптанов выделяет Юрубчѐнская нефть. В целом нефть Ванкорского месторождения предпочтительнее для переработки, ввиду выделения ею меньшего количества коррозионных агентов. Нефть Юрубчѐнско-го месторождения в процессе переработки выделяет большее количество коррозионных агентов в сравнении с другими нефтями, что создаѐт необходимость введения дополни-тельных мер по снижению коррозионного воздействия на технологическое оборудова-ние и получению качественных топлив. По содержанию исходных сероводорода, меркаптанов и общей серы невозможно предсказать коррозионное поведение нефти при перегонке. Полнее оценить коррозион-ную активность нефти позволяет атмосферная перегонка нефти в стандартных услови-ях с вытеснением летучих коррозионных агентов инертным газом в поглотительные растворы с последующим количественным определением сероводорода и лѐгких мер-каптанов.    

ОЦЕНКА КОРРОЗИОННОЙ АКТИВНОСТИ НЕФТЕЙ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Siberian Federal University Digital Repository