Состав и закономерности образования донных отложений
Состав донных отложений в резервуарах в значительной степени зависит от состава хранимой углеводородной жидкости.
В резервуарах со светлыми нефтепродуктами, в которых парафин и смолы отсутствуют, осадок представляет собой пастообразную массу, в составе которой преобладают мехпримеси (таблица ниже), на 45-50% представленные железом.
Состав осадка в резервуарах со светлыми нефтепродуктами
|
№ пробы |
Содержание компонентов, % масс. |
||
|
мехпримеси |
нефтепродукт |
вода |
|
|
1 |
69,8 |
9,2 |
21,0 |
|
2 |
66,2 |
10,5 |
23,3 |
Объясняется это тем, что в результате перемещения персонала по крыше емкостей, а также вследствие вибрации корпуса происходит осыпание продуктов коррозии с внутренней поверхности крыши и стенки. Велика в осадке доля минеральных веществ, которые в виде пыли поступают в газовое пространство резервуаров при «вдохах».
Сведения о гранулометрическом составе отложений приведены в таблице ниже.
Гранулометрический состав осадка в резервуарах со светлыми нефтепродуктами
|
№ пробы |
Содержание (% масс.) размером, мм |
|
|||
|
0,25 и менее |
0,25-1 |
1-2 |
2-3 |
3 и более |
|
|
1 |
30,5 |
42,8 |
15,4 |
8,2 |
3,1 |
|
2 |
17,9 |
54,2 |
18,2 |
?,1 |
2,6 |
Из таблицы видно, что в осадке преобладают частицы размером 1 мм и менее.
Состав осадка в резервуарах для хранения нефтей(по Г.Э. Лерке)
|
Нефть |
Содержание, % масс. |
||||||
|
мех примеси |
вода |
асфальте- ны |
смолы си- ли ка гелевые |
асфальто смолистые вещества |
парафин |
нефть |
|
|
Ромашкинская |
0,6 |
1,40 |
14,0 |
13,4 |
27,4 |
18,3 |
38,9 |
|
Мухановская |
0,3 |
1,50 |
28,7 |
10,7 |
39,1 |
12,6 |
7,1 |
|
Смесь ромаш-кинской и тюменской |
0,3 |
8,2 |
28,4 |
16,0 |
18,3 |
19,9 |
8,9 |
|
Смесь нефтей Урало-Поволжья |
0,2 |
2,5 |
15,4 |
7,7 |
23,1 |
11,5 |
39,6 |
Нетрудно видеть, что в осадке нефтяных резервуаров доля мехпримесей незначительна, а содержание воды составляет менее 10%. Это свидетельствует об ином механизме формирования отложений - оно происходит в результате оседания частиц, находящихся в составе самой нефти. Установлено (Г.Э. Лерке, 1981), что отложения в нефтяных резервуарах проявляют неньютоновские свойства (статическое напряжение сдвига), имеют плотность от 880 до 960 кг/м3 и эффективную кинематическую вязкость, при 20 °С равную от 407 до 9000 мм2/с.
Типичные кривые седиментации (осаждения) смолопарафиновой взвеси в нефтях приведены на рисунке ниже.
Типичные кривые смоло-парафиновой взвеси в различных нефтях во времени при разных температурах
а - мухановская; б - тюменская
Видно, что они имеют характер кривых насыщения. При этом зависимость количества образующегося осадка от температуры не является монотонной, что связано с разным влиянием последней на вязкость нефти и на количество выпадающего из нее парафина.
О динамике роста высоты донных парафиновых отложений в резервуарах можно судить по рисунку ниже.
Темп роста (накопления) парафинистых отложений на днище нефтяного резервуара РВС-5000 во времени
Видно, что в условиях переменной температуры скорость увеличения высоты отложений то уменьшается, то растет.