(Казахский национальный исследовательский технический университет имени

К.И. Сатпаева Алматы, Республика Казахстан)

ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГОРАНИЙ ПИРОФОРНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Вопросы предотвращения загораний, связанных с саморазогревом продуктов сероводородной коррозии нефтепромыслового оборудования при контакте их с воздухом, имеют важное значение при добыче сероводород-содержащей нефти и газа.

Известно, что при очистке и ремонте нефтегазопромыслового и нефтезаводского оборудования для предотвращения загораний пирофорных отложений сульфидов железа обычно производят периодическое смачивание отложений водой или продувку водяным паром в течение всего периода производства работ. Но эти способы флегматизации пирофорных отложений имеют существенные недостатки: длительность процесса, а когда работы производятся на скважине – дополнительную опасность электризации [1-3].

В связи с этим рассмотрен способ предотвращения загораний пирофорных отложений, основанный на их нейтрализации действием кислоты.

Были проведены лабораторные исследования по нейтрализации отложений сульфидов железа действием на них разбавленной соляной кислотой. При этом пирофорные сульфиды железа преобразуются в непирофорные соединения, например:

FeS + 2HCl = FeCl₂+ H₂S.

Таблица №1 – Результаты лабораторных исследований по нейтрализации отложений сульфидов железа действием на них разбавленной соляной кислотой

*Время выдержки в кислоте, мин*	*Окисляющий агент*	*Конечная температура при саморазогреве, ºС*	*Прирост температуры, ºС*
50	Кислород	Загорание	-
70	То же	То же	-
90	»	70	0
13,5 % - ная ингибированная кислота
25	Воздух	103	31
55	То же	88	20
60	»	82	12
60	Кислород	200	128
90	»	73	11

Для опытов были отобраны пробы активных отложений сульфидов железа с оборудования Мангистауский ГРЭС и под слоем керосина доставлены в лабораторию. Затем пробы были отмыты от нефтепродуктов и залиты соляной кислотой. По истечении определенного времени пробы вынимали из кислоты, промывали водой и помещали в реактор при температуре 60 – 70⁰C для определения их активности при продувании струей воздуха или кислорода. Резкое повышение температуры или загорание свидетельствовало о пирофорной активности отложений, незначительный подъем температуры или ее постоянство – о неактивности. Время выдержки пробы в кислоте задавалось различное.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Из приведенных данных видно, что время выдержки отложений в кислоте, необходимое для их полной нейтрализации, составляет около полутора часов. Это относится к кислоте с контуре. В качестве образцов брали кольца, изготовленные из 2” насосно-компрессорных труб, высотой 10 мм с отшлифованной поверхностью. Перед погружением в раствор соляной кислоты заданной концентрации кольца обезжиривали, промывали водой, высушивали и взвешивали. После выдержки в кислоте кольца через заданные промежутки времени вынимали, отмывали от продуктов коррозии под струей чистой воды, высушивали и взвешивали для определения потери веса.

Рис.1. Зависимость скорости коррозии образцов НКТ, помещенных враствор соляной кислоты, от его концентрации. Раствор HCI, приготовленный на воде: 1- пресной, 2-дистиллированной.

Скорость коррозии вычисляли в г/м² · ч. Результаты опытов представлены на рис. 1, из которого видно, что уже при малых добавках к воде кислоты скорость коррозии образцов резко возрастает; затем при концентрациях 2-10 % изменяется незначительно, находясь на уровне 22 г/м² · ч. Дальнейшее увеличение концентрации кислоты вызывает увеличение скорости коррозии. Растворы кислоты в дистиллированной воде действуют в 5-6 раз слабее, чем в пресной воде. Коррозия образцов пропорционально времени их выдержке в кислоте (рис.2).

Рис.2. Зависимость коррозии образцов НКТ от времени с соляной кислотой. Раствор HCI, приготовленный на воде: 1- пресной, 2-дистиллированной.

Поскольку коррозия в разбавленных растворах соляной кислоты превышает допустимую величину, обработку отложений сульфидов железа на стенках труб скважины рекомендуется проводить ингибированной кислотой 10-13 % - ной концентрации. В промысловых условиях после обработки кислотой необходима последующая промывка труб пресной водой для вымывания кислоты[2,3].

Таким образом, в результате лабораторных испытаний установлено, что эффективным средством для нейтрализации пирофорных отложений, образующихся в оборудовании при эксплуатации сероводородсодержащих нефтей, является ингибированная соляная кислота 10-13 % - ной концентрации при времени обработки около полутора часов.

ЛИТЕРАТУРА

1. К.И. Махъянова, М.Г. Газимов, И.Г. Закиров, Э.З. Фаррахов и Р.Г. Абдулхаирова. «Нейтрализация пирофорных отложений» - М: журнал «Нефтепромысловое дело», №4, 1972 г, с. 21-23.

2. Бишимбаева Г.К., Букетова А.Е., Надиров Н.К. Химия и технология нефти и газа:

Учебное пособие для вузов.- Алматы: Бастау, 2007. 280 с.

3. Лутошкин Г.С. «Сбор и подготовка нефти, газа и воды»- М.: Недра, 1977. -192 с.