Впроцессе трубопроводного транспорта жидкостей при низких температурах увеличиваются энергозатраты на перекачку единицы объема жидкости в связи с повышением ее вязкости. Традиционными способами улучшения текучести нефти являются подогрев, использование депрессорных присадок, а также разбавление маловязким растворителем. Эти способы требуют больших энергетических и материальных затрат, но они эффективны при ламинарном режиме течения. На практике нефть и нефтепродукты перекачивают по магистральным нефтепроводам чаще всего в турбулентном режиме, при котором скорость перекачки значительно меньше зависит от вязкости жидкости
Проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния температуры на скорость турбулентного течения углеводородных жидкостей с полимерными добавками. Актуальность таких исследований обусловлена тем, что в настоящее время противотурбулентные присадки для перекачки нефти по трубопроводам используют в регионах мира с жарким или умеренным климатом, поэтому актуальной задачей является теоретическое и экспериментальное обоснование применения таких присадок в зонах с отрицательной среднегодовой температурой, например, в Арктике. Установлено, что понижение температуры среды благоприятно влияет на технологическую эффективность противотурбулентных добавок и повышает экономическую целесообразность их использования в северных широтах.
Выполнено сравнительное тестирование противотурбулентной эффективности присадок коллоидной формы зарубежного производства (Baker, Necadd, X-Pand и Liquid Power), а также присадки российского производства esm-68. Установлено, что наибольшей противотурбулентной эффективностью в широком интервале температуры обладает присадка Baker, которой незначительно уступает российская присадка esm-68. Проведенными экспериментами показано, что оптимальная концентрация присадки, при которой достигается максимальное эффект снижения сопротивления при переходе из положительной области температур в отрицательную область, уменьшается примерно в 2 раза. Полученный результат свидетельствует о перспективности применения противотурбулентных присадок в арктической зоне.
Список литературы
1. Трубопроводный транспорт нефти и газа / Р.А. Алиев, В.Д. Белоусов, А.Г. Немудров [и др.]. – М.: Недра, 1988. – 368 с.
2. Эксплуатация магистральных нефтепродуктопроводов / В.Б. Галеев, В.И. Храменко, Е.М. Сощенко, Л.А. Мацкин. – М.: Недра, 1973. – 360 с.
3. Противотурбулентные присадки для снижения гидравлического сопротивления трубопроводов / М.М. Гареев, Ю.В. Лисин, В.Н. Манжай, А.М. Шаммазов. – С.-Пб.: Недра, 2013. – 228 с.
4. Белоусов Ю.П. Противотурбулентные присадки для углеводородных жидкостей. – Новосибирск: Наука, 1986. – 144 с.
5. Toms B.A. Some observations of the flow of linear polymer solution through straight tubes at large Reynolds numbers // Proceeding International Congress on Rheology. – Amsterdam. – 1949. – V. 2. – Р. 135–141.
7. Лабораторные исследования и промышленные испытания полимерной добавки для снижения энергозатрат на магистральных трубопроводах / В.Н. Манжай, А.В. Илюшников, М.М. Гареев [и др.] // Инженерно-физический журнал. – 1993. – Т. 65. – С. 515–517.
8. Эксперимент по снижению гидродинамического сопротивления на магистральном трубопроводе Тихорецк – Новороссийск / Г.В. Несын, В.Н. Манжай, Е.А. Попов [и др.] // Трубопроводный транспорт. –1993. – № 4. – С. 28–30.
9. Physico-chemical concept of drag reduction nature in dilute polymer solutions (the Toms effect) / V.N. Manzhai, Y.R. Nasibulina, A.S. Kuchevskaya, A.G. Filimoshkin // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. – 2014. – № 80. – С. 38–42.
10. Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров. – М.: Химия, 1977.– 438 с.
11. Механизм действия, оценка эффективности и особенности получения полимерных антитурбулентных присадок для транспорта углеводородных жидкостей / Г.В. Несын, В.Н. Манжай, Ю.В. Сулейманова [и др.] // Высокомолекулярные соединения. – 2012. –Т. 54. – № 1. – С. 65 – 72.
12. Смолл С.Р. Добавки, снижающие сопротивление течения в трубопроводах // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. – 1983. – № 6. – С. 58–60.
13. Мут Ч., Монахен М., Песето Л. Применение специальных присадок с целью снижения затрат по эксплуатации трубопроводов // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. – 1986. – № 7. – С. 60–62.
14. Сравнительное исследование действия противотурбулентных присадок для углеводородных жидкостей / К.Б. Коновалов, А.В. Абдусалямов, В.Н. Манжай [и др.] // Краткие сообщения по физике ФИАН. – 2015. – № 12. – С. 36–42.
