Физической смысл применения углеводородных растворителей в качестве вытесняющих агентов очевиден: вязкая нефть, парафин, смолы могут быть эффективно растворены, а также отмыты от породы различными растворителями. Проблема состоит в том, чтобы подобрать наиболее дешевый и эффективный растворитель, добиться оптимального процесса вытеснения, при котором критериальный показатель – количество дополнительно извлеченной нефти на 1 т растворителя, был бы максимальным.
Были изучены вытесняющие свойства растворителей – бензола, толуола, этилового спирта, дивинила, ароматических углеводородов и других.
Рациональным решением применения растворителя является создание оторочки из него и последующее вытеснение растворителя буферной жидкостью, например, загущенными полимерами жидкостями.
Известны данные о промышленном применении жидкости РСУО – реологической системы на углеводородной основе, состоящей из двухфазной пены и углеводородного растворителя. Она обладает псевдопластическими свойствами, регулирующими подвижность фаз находящейся в пласте жидкости.
Испытание метода на Сураханском месторождении производилось в течении 1976-77 годов. В нагнетательную скважину была закачана оторочка РСУО из смеси 100 куб.м. воды, 2,5 т сульфанола и 17 куб.м. углеводородного растворителя. Оторочка позволила ликвидировать прорыв воздуха к добывающим скважинам, возникавший при осуществлении ППД с помощью сжатого воздуха. Было получено увеличение добычи нефти.
2.9.21 Применение щелочного заводнения
Метод закачки в пласт щелочей основан на снижении поверхностного натяжения на границе нефть щелочной раствор и преобразования характера смачиваемости породы вытесненным агентом из гидрофобного в гидрофильный.
Раствор щелочи NaOH при концентрации до 0,1 % ведет к увеличению КНО на 10...15 %. При контакте с нафтеновыми кислотами, содержащимися в нефти, щелочи образуют натриевые мыла (они снижают поверхностное натяжение фазы) и нефтяные эмульсии. Последние устремляются в зоны повышенной проницаемости, создавая вследствие своей повышенной вязкости (по сравнению с водой) фильтрационные сопротивления и, направляя, таким образом, поток жидкости в зону пониженной проницаемости.
Щелочи могут закачиваться в виде оторочки. Вследствие доступности и низкой стоимости из закачка более экономична. Однако применение щелочей не рекомендуется для продуктивных пластов, содержащих соли Са и Mg при концентрации более 0,025 г/л, т.к. это может вызвать выпадение осадка. Н е следует применять щелочи и в пластах с глинистыми пропластками, которые вследствие смачиваемости будут набухать, уменьшая проницаемость пласта.
2.9.22.Применение поверхностно-активных веществ
Существует много проектов закачки ПАВ, физические основы действия которых на залежь сводятся к снижению поверхностного натяжения на границе нефть-порода, уменьшению вязкости нефти и улучшению ее отмыва от породы.
Данные об эффективности ПАВ противоречивы и требуют дальнейших исследований.
2.10. Ремонт нефтяных скважин
Различают два вида ремонта скважин – наземный и подземный. Наземный ремонт связан с восстановлением работоспособности оборудования, находящегося на устье скважины трубопроводов, станков-качалок, запорной арматуры, электрической аппаратуры и т.д.
Подземный ремонт включает работы, направленные на устранение неисправностей в оборудовании, спущенном в скважину, также восстановление или увеличение дебита скважины. Подземный ремонт связан с подъемом оборудования из скважины.
По сложности выполняемых операций подземный ремонт подразделяется на текущий и капитальный.
2.10.1 Общие сведения о текущем ремонте скважины
Под текущим ремонтом скважины понимают комплекс технологических и технических мероприятий, направленных на восстановление ее производительности, и ограниченный воздействием на призабойную зону пласта и находящееся в скважине оборудование.
Текущий ремонт включает следующие работы: замена отказавшего оборудования, очистка забоя и ствола скважины, восстановление продуктивности пласта за счет отдельных методов интенсификации(прогрев, промывка, закачка химреагентов).
Текущий ремонт может быть планово-предупредительным и проводиться с целью профилактического осмотра, выявления и устранения отдельных нарушений в работе скважины, пока не заявивших о себе.
Второй вид текущего ремонта – восстановительный, проводимый с целью устранения отказа – это, по сути дела, аварийный ремонт. На практике такие ремонты преобладают из-за разных причин, а в основном из-за несовершенства технологий и низкой надежности применяемого оборудования.
Показателями, характеризующими работу скважины во времени, являются коэффициент эксплуатации (К Э) и межремонтный период (МРП). К Э – это отношение отработанного скважиной времени, например, за год (Т ОТР), к календарному периоду (Т КАЛ). МРП – это среднее время между двумя ремонтами за выбранный период, или отношение общего отработанного времени Т ОТР за год к количеству ремонтов Р за этот же срок.
К Э = Т ОТР / Т КАЛ;
МРП= Т ОТР / Р;
Путями повышения К Э и МРП являются сокращение количества ремонтов, продолжительности одного ремонта и увеличение времени пребывания скважины в работе.
Капитальный ремонт обладает большой трудоемкостью и напряженностью, т.к. требует значительных затрат мощности специального оборудования и физических усилий для извлечения из скважины спущенных устройств. Следует учесть, что текущий ремонт выполняется на открытом воздухе, порой в сложных климатических условиях.
В настоящее время более 90 % всех ремонтов выполняется на скважинах с ШСНУ и менее 5 % - с ЭЦН.
При текущем ремонте проводятся следующие операции
Транспортные – доставка оборудования на скважину;
Подготовительные – подготовка к ремонту;
Спускоподъемные – подъем и спуск нефтяного оборудования;
Операции по очистке скважины, замене оборудования, ликвидации мелких аварий;
Заключительные – демонтаж оборудования и подготовка его к транспортировке.
Если оценить затраты времени на эти операции, то можно заметить, что основные потери времени идут на транспортные операции (они занимают до 50% времени), поэтому основные усилия конструкторов должны быть направлены в сторону сокращения времени на транспорт – за счет создания монтажеспособных машин и агрегатов, спускоподъемных операций – за счет создания надежных автоматов для свинчивания-развинчивания труб и штанг.
Поскольку текущий ремонт скважины требует обеспечения доступа в ее ствол, т.е. связан с разгерметизацией, следовательно, необходимо исключить случаи возможного фонтанирования в начале или в конце работы. Это достигается двумя путями: первый и широко применяемый – «глушение» скважины, т.е. закачка в пласт и скважину жидкости с плотностью, обеспечивающей создание на забое скважины давления P ЗАБ, превышающего пластовое. Второй – применение различных устройств – отсекателей, перекрывающих забой скважины при подъеме НКТ.
Спуско-подъемные операции (СПО) занимают основную долю в общем балансе времени на ремонт скважины. Они неизбежны при любых работах по спуску и замене оборудования, воздействии на забой, промывках колонн и т.д. Технологический процесс СПО состоит в поочередном свинчивании (или развинчивании) насосно-компрессорных труб, являющихся средством подвески оборудования, каналом для подъема добываемой жидкости и подачи технологических жидкостей в скважину, а в некоторых случаях – инструментом для ловильных, очистных и других работ. Это многообразие функций сделало НКТ обязательным компонентом оборудования скважины любого без исключения способа эксплуатации.
Операции с НКТ монотонны, трудоемки и легко могут быть механизированы. Кроме подготовительных и заключительных операций, которые имеют свою специфику для различных способов эксплуатации, весь процесс СПО с НКТ одинаков для всех видов текущего ремонта. Спуско-подъемные операции со штангами производятся так же, как и с трубами, а отвинчивание (свинчивание) штанг производят механическим штанговым ключом.
В случае заклинивания плунжера в цилиндре насоса или штанг в НКТ (запарафинивание), а так же при их обрыве возникает необходимость одновременного подъема труб и штанг. Процесс ведут путем поочередного отвинчивания трубы и штанги.
2.10.2 Технология капитального подземного ремонта скважин.
Капитальный подземный ремонт скважины объединяет все виды работ, требующие длительного времени, больших физических усилий, привлечения многочисленной разнофункциональной техники. Это – работы, связанные с ликвидацией сложных аварий, как со спущенным в скважину оборудованием, так и с самой скважиной, работы по переводу скважины с одного объекта эксплуатации на другой, работы по ограничению или ликвидации водопритока, увеличению толщины эксплуатируемого материала, воздействие на пласт, зарезка нового ствола и другие.
Учитывая специфику работ, в нефтегазодобывающих управлениях создаются специализированные цехи по капитальному ремонту, объединяющие бригады. В состав бригады входит мастер, бурильщик, помощник бурильщика, рабочий.
Работа выполняется по геологическому наряду, в котором указывается характеристика скважины, а так же перечень всех планируемых работ.
Скважина, вышедшая в капитальный ремонт, остается в эксплуатационном фонде, но исключается из действующего фонда.
2.10.2.1 Обследование и исследование скважин перед капитальным ремонтом
Выбор технологии ремонта и технических средств для его проведения зависит от того, насколько правильно установлен характер повреждений оборудования или колонны, или насколько верно установлена причина снижения производительности скважины. Обследование включает в себя определение глубины забоя, уровня жидкости, состояния эксплуатационной колонны, характер аварии и размещения в скважине оборудования, величины коэффициента продуктивности и других параметров, характеризующих забой и скважину.
Состояние колонны и характер оборвавшейся части оборудования устанавливается печатями, представляющими собой свинцовый или алюминиевый стакан, спускаемый на трубах в скважину. При соприкосновении с предметом, находящимся в скважине, на мягкой поверхности печати остается отпечаток, по которому судят о характере обрыва. Получили применение гидравлические печати с резиновым копирующим элементом и скважинные фотоаппараты. Целесообразно рассмотреть результаты исследований в динамике. Особенно это касается выбора способа воздействия на забой или пласт. Чем обстоятельнее будет информация, тем успешнее будет ремонт.
Исследование проводится известными способами, представляющими к настоящему времени широкий выбор: термометрия, дебитометрия, гамма (ГК) – и нейтронный каротаж (НГК) и другие.
2.10.2.2 Технология ремонта эксплуатационной колонны
Одним из часто встречающихся дефектов колонны является нарушение ее целостности в результате повреждения оборудованием или инструментом в процессе эксплуатации или коррозийного износа. В обоих случаях через повреждения начинается интенсивное движение в скважину посторонних вод. Интервал повреждения может быть определен дебитометром или термометром, которые фиксируют аномалии показаний. Ремонт колонны может быть проведен несколькими способами, но наиболее прогрессивным является ремонт обсадных труб металлическими пластырями. Этот метод включает в себя проведение шаблонирования и очистки колонны, ликвидацию смятия, уточнение формы и размеров повреждения.
Пластырь – тонкостенная цельнотянутая продольно-гофрированная труба с наружным периметром, равным периметру обсадной колонны и покрытая герметизирующим антикоррозийным составом.
Дорн состоит из дорнирующей головки, силовых гидроцилиндров и полых штанг. Принцип работы устройства основан на расширении гофрированной трубы до плотного контакта с колонной за счет создания избыточного давления в полости дорнирующей головки с последующей протяжкой устройства талевой системой. Силовые цилиндры создают условия для начала операции, расширяя трубы и закрепляя ее в колонне.
Комплекс устройств используется на промыслах «Башнефти», «Татнефти» и других объединений.
Наиболее уязвимыми к разрушениям являются эксплуатационные колонны нагнетательных скважин, испытывающие в процессе работы действие высоких давлений при закачке воды и гидравлическом разрыве пласта и коррозийно-активные жидкости, действие кислот при интенсификации. Следует иметь ввиду, что ремонт колонны, каким бы методом он не проводился, ведет к уменьшению ее диаметра, снижает и без того ограниченные возможности применения эксплуатационного и исследовательского оборудования.
2.10.2.3 Технология изоляционных работ по устранению или ограничению водопритоков
Обводнение скважин может происходить по разным причинам. Вот несколько из них: негерметичность заколонного цементного кольца, вследствие чего возникает сообщение между нефтеносным и водоносным пластами; подтягивание к фильтру скважины подошвенных вод из-за интенсивного отбора или заводнения; прорыв вод из верхних водоносных горизонтов через дефекты в эксплуатационной колонне.
Наличие заколонного перетока может быть определено закачкой в пласт через фильтр радиоактивных изотопов, растворенных в 1.5…2 м 3 воды (радиоактивное железо, цирконий, цинк). Наличие перетока позволит попасть части радиоактивной жидкости в водонасыщенный пласт, что будет отмечено на кривой гамма-каротажа аномальным всплеском по сравнению с аналогичной кривой, снятой до закачки изотопа. Изоляция притоков производится несколькими способами, одним из которых является закачка цементного раствора в трещину с целью ее повторного цементирования, или закачка специальных смол.
2.10.2.4 Изоляция притока подошвенной воды
В практике часто встречаются случаи обводнения путем подтягивания подошвенной воды за счет форсированного отбора. При этом образуются конуса обводнения, высота которых может быть соизмерима с толщиной пласта. В таких случаях прибегают к ограничению отбора жидкости по скважине или изоляции обводнившейся части пласта: устанавливают цементный мост и перекрывают часть пласта, закачивают в подошвенную часть пласта под давлением цементный раствор или различные пластмассы, схватывающиеся в водяной среде и образующие горизонтальный экран.
Перевод скважины на другой эксплуатационный объект.
В связи с обводнением эксплуатирующегося пласта может возникнуть необходимость в переводе скважины на эксплуатацию с другого пласта, если таковой имеется в разрезе месторождения. При этом этот пласт может ниже или выше эксплуатируемого.
Технология перевода состоит в надежной изоляции обводненного пласта посредством закачки в него тампонирующего материала (цемента, смол) под давлением, образовании на забое цементного стакана, его разбуривании и углублении скважины до следующего, продуктивного пласта, спуске эксплуатационной колонны и ее цементировании, простреле фильтра, вызове притока из нового объекта.
2.10.2.5 Ловильные работы в скважине
Технология ловильных работ разрабатывается применительно к характеру аварии в конкретной скважине на основе тщательного обследования.
Устанавливается характер аварии, глубина расположения оставшегося оборудования, диаметр скважины, возможность применения известных средств захвата, необходимость разработки новых средств. Ловильные работы сопряжены с возникновением больших, иногда непредсказуемых нагрузок, поэтому требуют высокой квалификации персонала. Опишем некоторые из часто встречающихся технологий ловильных работ.
2.10.2.6 Извлечение упавших труб
Устанавливают состояние конца трубы с помощью печати. Если он позволяет осуществить захват изнутри или снаружи, то производят спуск соответствующего инструмента. Если захват невозможен, то производят подготовку конца трубы путем фрезерования, нарезки резьбы, или другими способами. При этом возможны случаи прихвата труб, т.е. заклинивания их в колонне. Тогда прибегают к их расхаживанию, подаче промывочных жидкостей, созданию повышенных нагрузок с целью натяжения или отрыва отдельных труб или части колонны.
2.10.2.7 Извлечение установки ЭЦН
Технология извлечения УЭЦН с оборвавшимися трубами не отличается от принятой для извлечения обычных труб. Работы могут осложниться, если трубы окажутся покрытыми оборвавшимся кабелем.
В этом случае проводят работы по извлечению кабеля для получения доступа к трубам.
Не исключено заклинивание узлов УЭЦН в колонне ослабленным кабелем и металлическими поясами, что потребует создания больших усилий, которые могут закончится разрушением труб или соединительных частей УЭЦН. Работы могут потребовать фрезерования оставшихся частей, нарезания на них резьбы и длительных спуско-подъемных операций по извлечению частей УЭЦН.
2.10.2.8 Испытание колонны на герметичность
Нормальная длительная работа скважины обеспечивается периодическим испытанием ее эксплуатационной колонны на герметичность. Это, тем более, необходимо делать после аварийных и изоляционных работ.
Испытания на герметичность проводят двумя способами: опрессовкой и снижением уровня жидкости в стволе скважины. Технология испытательных работ состоит в следующем.
Для опрессовки устье скважины оборудуется опрессовочной головкой, через которую в ствол нагнетают жидкость.
2.10.2.9 Зарезка второго ствола
Если аварию в скважине устранить не удается, и ствол ее не может быть использован для добычи нефти, следует рассмотреть вопрос о ликвидации скважины или возможность бурения с некоторой глубины нового ствола. При этом следует провести тщательный технико-экономический анализ, чтобы убедиться в целесообразности зарезки второго ствола по сравнению с бурением новой скважины.
Технология зарезки второго ствола состоит в следующем. На основании исследований и обследования эксплуатационной колонны выбирают интервал бурения: он должен быть по возможности ниже. В этом интервале колонна не должна иметь смятий, нарушений, а в разрезе не должно быть поглощаемых горизонтов.
Устанавливают цементный стакан высотой 5..6 м на глубине выбранного интервала, и после затвердения цемента проверяют колонну, спуская в нее направление диаметром на 6 мм меньше диаметра эксплуатационной колонны и длиной 6..8 м.
Спускают отклонитель на бурильных трубах и сажают его на цементный стакан.
Создают нагрузку, расклинивают отклонитель на заданной глубине, поднимают трубы и спускают фрейзер-райбер.
Вращаясь по отклонителю, райбер прорезает «окно» в эксплуатационной колонне, которое затем расширяется райбером большего диаметра.
После прорезки и расширения «окна» приступают к проводке скважины по технологии, принятой для обычной скважины.
2.10.2.10 Ликвидация скважин
Ликвидация скважин – комплекс работ, связанный с выводом скважины из эксплуатации по следующим причинам: а) скважины геологоразведочные, выполнившие свое назначение (первая категория); б) сухие эксплуатационные скважины (вторая категория); в) аварийные скважины с осложнениями при бурении или эксплуатации (третья категория); г)обводнившиеся эксплуатационные скважины (четвертая категория); д) скважины, оказавшиеся в зонах строительства или стихийных бедствий (пятая категория).
Ликвидация скважины согласуется с органами надзора и предполагает проведение на скважине следующих работ.
Интервал пластов со слабыми нефтяными проявлениями цементируется на глубину толщины пласта, плюс 20 м ниже подошвы и выше кровли. Над продуктивным пластом устанавливается цементный мост высотой не менее 50 м. Ствол скважины заполняется буровым раствором, позволяющим создать давление на забой выше пластового.
Если в разрезе скважины не встречаются напорные минерализованные или сероводородные воды, допускается извлечение технических колонн, при этом в башмаке последней колонны устанавливают цементный мост высотой не менее 50 м.
Устье ликвидированной скважины оборудуют репером, представляющим собой сплюснутую сверху 73 мм трубу, на нижний конец которой насаживается деревянная пробка. Труба опускается в скважину на глубину не менее 2 м и заливается цементом. Над устьем устанавливают бетонную тумбу размером 1*1*1 м, из которой должен выходить репер высотой не менее 0.5 м. При извлеченной колонне репер над шахтной тумбой не устанавливают.
2.10.3 Механизмы и оборудование для ремонтных работ
Для механизации подготовительных работ используют специальные агрегаты.
Агрегат для механизированной установки якорей для оттяжек – АМЯ-6Т смонтирован на трелевочном тракторе ТДТ-75. Агрегат состоит из мачты, ротора, механизма вращения ротора, лебедки, трансмиссии, гидро- и электросистемы.
Ротор служит для передачи крутящего момента якорю. Лебедка предназначена для подъема и удержания на мачте рабочей штанги. Перемещение ротора вверх-вниз, подъем мачты и стрелы обеспечивается гидравлическими насосами. Диаметр заглубляемых якорей 350, 500 мм, при грузоподъемности мачты 60 кН и максимальном крутящем моменте ротора 30 кН*м.
Передвижной агрегат ремонта скважины (ПАРС) применяется для выполнения земляных работ при подготовке скважины к ремонту: установка оттяжек, рытье траншей, укладка мостков, труб, штанг и т.д.
Выполнен на базе трактора и состоит из гидравлического крана, бульдозерного отвала, механизма для резки грунта, лебедки.
Стрела грузоподъемностью 5 кН и с вылетом 3,6 м смонтирована на бортовом фрикционе.
Механизм для резки грунта готовит траншеи глубиной 1.5…1.7 м и шириной 400 мм.
Агрегат для механизированной погрузки, транспортировки и разгрузки штанг (АПШ) предназначен механизировать процесс перевозки штанг, сохранив при этом их качество.
Включает в себя тягач, гидравлический кран, полуприцеп. Кран установлен за кабиной, управление с пульта (есть переносной пульт – до 10 м). Штанги при погрузках пакетируются и поднимаются специальной траверсой. Грузоподъемность агрегата до 55 кН.
В настоящее время получило преимущественное развитие самоходных ремонтных агрегатов. Основными узлами такого агрегата являются вышка, укрепленная оттяжками, талевый кронблок, кронблок, лебедка, гидравлический домкрат для вышки, винтовой домкрат для снятия усилий с колес, кабина для управления лебедкой.
2.10.3.1 Стационарные и передвижные грузоподъемные сооружения
Стационарные вышки являются грузоподъемным сооружением скважины и предназначены для подъема глубинного оборудования и устройств из скважины. Подразделяются на стационарные и передвижные.
Вышки изготавливаются из сортового проката и труб. Наиболее часто применяют вышки высотой 24 и 22 м и грузоподъемностью 750 и 500 кН.
Вместо вышек могут применяться стационарные или передвижные мачты, грузоподъемностью 150, 250 кН.
Следует иметь ввиду, что стационарные вышки используются лишь 2…3% времени в году. Поэтому в последние годы для подземного ремонта широко используют передвижные агрегаты, оснащенные своими вышками.
Вторым, не менее важным компонентом в технологической цепочке оборудования для подземного ремонта, является лебедка, монтируемая на шасси трактора или автомобиля отдельно или совместно с грузоподъемным сооружением. Наиболее широкое распространение на промыслах получили лебедки с приводом от двигателя трактора или автомобиля и тяговым усилием до 10 кН.
Для безвышечной эксплуатации скважин применяются самоходные агрегаты А-50у, «Бакинец-3М», «АзИНМАШ-43А», «АзИНМАШ-37А».
2.10.3.2 Ловильный инструмент
Конструкции ловильного инструмента весьма многообразны. Однако по принципу захвата их можно подразделить на три основные группы:
Плашечные ловильные инструменты, работающие на принципе заклинивания предмета снаружи или изнутри ловителя;
Нарезные ловильные инструменты, работающие на принципе нарезания резьбы на предмете с одновременным наворачиванием на него ловителя;
Прочие типы.
Рассмотрим некоторые конструкции ловильного инструмента.
Наружная труболовка предназначена для захвата труб, штанг, или других предметов в скважине за тело или муфту. Представляет собой разрезной гребенчатый захват, помещенный в корпус и укрепленный на трубах. Ловимый предмет накрывается захватом, который при входе вверх увеличивает диаметр отверстия, пропуская предмет в ловитель. При натяжке шлипс идет вниз и его зубья врезаются в тело предмета, заклинивая его в ловителе.
Внутренняя труболовка предназначена для спуска внутрь ловимой трубы. Состоит из корпуса, на котором укреплена плашка, связанная со стержнем и подвижным кольцом. Корпус вводится внутрь ловимой трубы, при этом плашка поднимается вверх, уменьшая диаметр ловителя, и создавая условия для входа. При натяжке плашка уходит вниз, увеличивая диаметр корпуса ловителя и заклинивая трубу.
Овершот эксплуатационный предназначен для ловли труб или штанг за муфту при помощи плоских пружин укрепленных на внутренней поверхности корпуса. При надвигании на предмет пружины расходятся, пропуская его внутрь ловителя, а затем сходятся.
Клапан для ловли штанг применяется для ловли штанг за муфту. Состоит из корпуса, в котором укреплены раскрывающиеся подпружиненные плашки. Плашки раскрываются, пропуская предмет, а затем сходятся.
Фрезер с внутренними зубьями применяется для фрезирования верхних концов аварийных труб или штанг для того, чтобы затем можно было работать ловителями. Состоит из корпуса, в котором нарезаны продольные зубья.
Метчик эксплуатационный предназначен для ловли за внутреннюю поверхность трубы или муфты. Состоит из корпуса, на котором в его усеченной части имеется резьба. Она может быть нарезана на ловимом предмете, а затем заловлена.
2.11 Сбор и подготовка нефти
2.11.1 Групповая замерная установка
Поднятая из скважины на поверхность газожидкостная смесь за счет пластовой энергии или установленных в скважине насосов, доставляется на групповые пункты. Они объединяют до 14 скважин и позволяют осуществлять следующие операции:
Замерять дебит скважины;
Определять количество воды в жидкости;
Отделять газ от жидкости и замерять его объем;
Передавать информацию о дебите отдельно по каждой скважине и суммарное количество добытой жидкости в целом по групповой установке на диспетчерский пункт.
В настоящее время на промыслах получили распространение автоматизированные групповые замерные установки блочного типа (АГЗУ) «Спутник». Они разработаны Октябрьским объединением «Башнефтемашремонт».
Технологическая схема внутрипромыслового сбора нефти и газа описывается так. Скважинная газожидкостная смесь (ГЖС) поступает в распределительную батарею групповой установки, рассчитанную на подключение 14 скважин. По заданной программе поочередно каждая из подключаемых скважин специальным вращающимся устройством переключается на замер.
Переключатель представляет собой два вставленных один в другой цилиндра. Наружный цилиндр соединен со всеми скважинами, работающими на эту групповую. Внутренний цилиндр имеет возможность вращаться автоматически по заданной программе и, вращаясь, он поочередно подставляет имеющееся на его цилиндрической поверхности отверстие к каждому скважинному трубопроводу, подключенному к наружному цилиндру. Таким образом образуется канал, по которому ГЖС из отдельной скважины поступает в сепаратор. Другие скважины в это время работают в общий трубопровод.
Из переключателя ГЖС направляется в сепаратор, где происходит отделение газа от жидкости, после чего жидкость поступает к турбинному расходомеру, газ – к расходомеру газа. Отсепарированный газ и прошедшая замер жидкость сбрасываются в общий трубопровод.
Сепаратор групповой установки выполнен в виде двух горизонтальных цилиндров, снабженных гидроциклонами. В гидроциклоне за счет центробежной силы, возникающей при винтообразном движении ГЖС, жидкость, как наиболее тяжелый агент, отбрасывается к стенкам сосуда, газ остается в центральной части. В верхнем цилиндре происходит сепарация, в нижнем накапливается жидкость.
Замерная установка снабжена влагомером, который определяет количество воды в нефти, и блоком местной автоматики, управляющим работой и передающим информацию (БМА).
Если сборный пункт расположен на значительном удалении от скважин, их энергии может оказаться недостаточно для доставки туда ГЖС. Тогда сооружают промежуточные насосные станции, получившие название дожимных (ДНС). Здесь поступившая от групповых установок ГЖС проходит частичную сепарацию и водоотделение, после чего жидкость поступает к перекачивающим насосам и подается на сборный пункт. Газ по отдельному трубопроводу направляется на газоперерабатывающий завод.
2.11.2 Установка комплексной подготовки нефти
Установка комплексной подготовки нефти (УКПН) выполняет следующие функции:
Отделяет газ от нефти;
Отделяет воду от нефти;
Очищает нефть от солей;
Очищает нефть от механических примесей;
Производит отбор бензиновых фракций из газа (стабилизация нефти);
Производит откачку нефти товарно-транспортному управлению (ТТУ);
Производит откачку газа газодобывающему промыслу;
Производит откачку бензина газоперерабатывающему заводу;
Подготавливает воду для закачки в пласт.
УКПН выполняют заключительные операции с добываемой нефтью и формируют качественные и количественные показатели работы нефтегазодобывающих промыслов.
В зависимости от принципа очистки нефти от воды получили применение термохимические (ТХУ) и электрообезвоживающие (ЭЛОУ).
Газожидкостная смесь из групповой установки поступает в сепаратор первой ступени, где происходит частичное отделение газа от жидкости. Затем ГЖС поступает в сепараторы второй ступени – концевые сепарационные установки. Здесь происходит окончательное отделение газа, и жидкость через теплообменник направляется в трубчатую печь. По пути движения в жидкость вводят деэмульгатор, который при нагреве жидкости ускоряет процесс разрушения эмульсии. Для очистки от солей в нефть вводят пресную воду, которая отмывает соли. Стабилизация нефти – процесс отделения легких фракций. Он осуществляется путем направления нефти, прошедшей обезвоживание и обессоливание после нагревания в ректификационную колонну. Здесь происходит испарение легких фракций, подъем их вверх и последующая конденсация.
Заключение
В ходе ознакомительной практики произошло ознакомление с процессами, оборудованием и принципами его функционирования для бурения нефтяных и газовых месторождений, добычи нефти и газа и обустройством нефтяного месторождения. Также закреплены знания, полученные в курсе "Основы нефтегазовой деятельности".
Алифатический растворитель, например, гексан или гептан.
В алифатических растворителях реакция не протекает.
В случае алифатических растворителей некоторые факты ингибирования, приписываемые переносу энергии, являются прямым следствием акцептирования радикалов.
Бутиловый спирт-один из наиболее важных алифатических растворителей и полупродуктов. Этот спирт, я-бутилацетат и ди-н-бутилфталат используют в очень больших количествах в лакокрасочной промышленности и промышленности пластических масс в качестве растворителей и пластификаторов.
Бутиловый спирт-один из наиболее важных алифатических растворителей и полупродуктов. Этот спирт, н-бутилацетат и ди-н-бутилфталат используют в очень больших количествах в лакокрасочной промышленности и промышленности пластических масс в качестве растворителей и пластификаторов.
Из переосажденных асфальтенов алифатическими растворителями отмываются 6 - 10 % веществ (ВОП), считая на переосажденные асфальтены. Среди ВОП преобладают компоненты смол.
Установлено, что применение легколетучих алифатических растворителей повышает, а добавки уайт-спирита замедляют скорость формирования адгезионной прочности, причем такое замедление пропорционально содержанию уайт-спирита в грунтовке. Ароматические и хлорированные углеводороды замедляют скорость формирования прочности в соответствии с уменьшением летучести растворителей.
Циклокаучуки хорошо растворимы в ароматических и алифатических растворителях, совмещаются с алкидными, фенольными смолами, маслами и некоторыми пластификаторами. Покрытия на основе циклокаучуков обладают хорошей адгезией к металлу и бетону, стойки к действию воды и разбавленных кислот; нестойки к действию концентрированных кислот и бензину. При нагревании до 200 С покрытия желтеют.
В отечественной практике обычно используются алифатические растворители (уайт-спирит, дизельное топливо, легкие минеральные масла), обладающие низкой фитоцидностью и малой растворяющей способностью (уайт-спирит высоколетуч, а минеральные масла имеют высокую вязкость); низкокипящие ароматические растворители (ксилол, сольвент), которые обладают хорошей растворяющей способностью, низкими значениями вязкости и фитоцидности, но высокой летучестью.
Регистрограммы спектров люминесценции 3 4-бензпирена при низкой температуре в октановой матрице (1 и в водксноктако-вой эмульсии (2. Как показали опыты, природа алифатического растворителя не влияет на степень экстракции полициклических ароматических углеводородов из воды. Эксперименты по подбору органического растворителя, который должен быть хорошим экстраген-том 3 4-бензпирена, давать устойчивую эмульсию и служить в то же время удобной матрицей для 3 4-бензпирена в отношении получения структурных спектров люминесценции при низкой: температуре, были проведены с пентаном, гексаном, октаном, деканом, циклогексаном, метилциклогексаном, бензолом, толуолом. Наиболее удобной матрицей для получения структурных спектров люминесценции 3 4-бензпирена являются октан, гексан и метилциклогексан.
Легко растворяется в воде и алифатических растворителях.
Нормальный бутиловый спирт - один из наиболее важных алифатических растворителей и полупродуктов. Сам спирт, его ацетат, а также ди-н-бутилфталат широко применяются в лакокрасочной промышленности и в промышленности искусственных смол в качестве растворителей и пластификаторов.
С увеличением жирности эпоксиэфиров улучшается их растворимость в алифатических растворителях, повышается содержание нелетучих веществ в композициях, эластичность, стабильность цвета и скорость высыхания покрытий на их основе.
Многие исследования показали, что перекись бензоила может дегидрировать алифатические растворители. В ряде случаев можно проследить за дальнейшими превращениями радикалов, образующихся из растворителя, так как они подобно арильным радикалам могут замещать водород в ароматических кольцах.
Весьма нежелательным явлением оказывается часто наблюдаемое отщепление галоидоводорода от галоидсодержащих алифатических растворителей (ср.
Полимеризация изопрена с титановыми катализаторами проводится в изопентане или другом алифатическом растворителе. В изопентане вязкость растворов полимера минимальна. Этот показатель имеет важное значение для технологического оформления всех стадий производства полиизопрена. От вязкости исходного раствора каучука в большой степени зависит отвод тепла, выделяющегося при полимеризации изопрена, энергия, затрачиваемая на перемешивание и транспортирование раствора полимера, скорость и полнота процессов дезактивации и стабилизации, размеры и форма крошки каучука и производительность водной дегазации.
Однако нельзя забывать, что винилит VAGH особо чувствителен к алифатическим растворителям, поэтому при составлении композиций следует соблюдать предосторожности.
Свойства хлоркаучуковых эмалей. Циклокаучук представляет собой твердый хрупкий продукт, хорошо растворимый в ароматических и алифатических растворителях. Растворы его в уайт-спирите имеют невысокую вязкость.
Растворы парафинового воска и полимерный октадецилвинило-вый эфир в легколетучем ароматическом или галогенсодержащем алифатическом растворителе совместно с этилатом или изопропи-латом циркония образуют водоотталкивающую композицию. Последняя может быть использована без дополнительного сшивания для придания водоотталкивающей способности, сохраняющей свое действие после химической чистки сухим способом и применяется для обработки хлопка и шерсти.
Примером бимолекулярной реакции с участием четырехцентрового промежуточного состояния является фотолиз твердого бензола в алифатических растворителях.
С увеличением жирности эпоксиэфиров от 30 до 60 % увеличивается растворимость их в алифатических растворителях, содержание сухого остатка при рабочей вязкости, способность к нанесению кистью, розлив, склонность к образованию наплывов, способность диспергировать пигменты, эластичность и стабильность цвета покрытия, скорость высыхания (на 40 - 50 %) и уменьшается вязкость, твердость и блеск покрытий.
Подобные и более сильные влияния были недавно обнаружены при фотохлорировании углеводородов в ароматических и некоторых алифатических растворителях.
Рекомбинацию зарядов и связанные с ними явления удобно изучать в замороженных растворах ароматических соединений в алифатических растворителях, особенно в углеводородах и эфи-рах. В этих системах как при действии ионизирующих излучений, так и при действии УФ-света положительными частицами являются катион-радикалы ароматического соединения.
Пластизоли с высоким содержанием пластификатора можно наносить, предварительно разбавляя их от 10 до 15 % алифатическим растворителем.
Алициклические углеводороды имеют ограниченное применение в технологии лакокрасочных покрытий, хотя и обладают более высокой растворяющей способностью, чем алифатические растворители (что проявляется в более низких значениях AT), и меньшей токсичностью по сравнению с ароматическими.
Тиксотропные алкидные пленкообразователи, полученные при совмещении обычных алкидных смол со специальными полиамидами, максимальный тик-сотропный эффект дают в алифатических растворителях.
Тиксотротше алкидные пленкообразователи, полученные при совмещении обычных алкидных смол со специальными полиамидами, максимальный тик-сотропный эффект дают в алифатических растворителях.
Очищенный от остатков катализатора и от растворимой в ацетоне (фракции полимер является кристаллическим веществом; он нерастворим в кипящих алифатических растворителях, диэтиловом эфире и метил-эт илкетоне, растворим в метиловом спирте, хлорированных углеводородах и в кипящих ароматических углеводородах; температура плавления полимера 185 - 215 С. Показано, что полимеризация протекает по анионному механизму.
Непрерывное удаление реакционной воды азеотропиой перегонкой после; вления соответствующих компонентов, например бешола, толуола, ксилола или: геясодержащих алифатических растворителей (азеотропиая этерификация), водит к быстрой этерификапжи, большей частью с высокими выходами.
При синтезе алкидов по жирнокислотному способу сравнительно быстро достигаются низкие значения кислотных чисел, а получаемые смолы ограниченно совмещаются с алифатическими растворителями и образуют пленки с большей твердостью без отлипа. При синтезе алкидов способом алкоголиза нарастание вязкости и желатинизация происходят при несколько более высоких кислотных числах, чем по жирнокислотному способу.
Как известно, смолы, получаемые при конденсации фенола с формальдегидом, не обладают способностью растворяться в маслах и в алифатических растворителях.
Для суждения о физической и молекулярной структуре ОМУ многое дает изучение структуры асфальтенов - высокомолекулярных продуктов деструкции угля, нерастворимых в алифатических растворителях, но растворимых в ароматических - бензоле и толуоле. В отличие от легких, маслообразных продуктов деструкции, асфальтены в гораздо большей степени сохраняют первоначальную структуру ОМУ. Именно поэтому изучение асфальтенов, содержащихся в продуктах ожижения или термического разложения угля, привлекает внимание исследователей.
При наличии в молекуле полярного растворителя ароматического кольца его растворяющая способность возрастает по сравнению с соответствующими (по числу атомов углерода) полярными алифатическими растворителями, а в присутствии нафтенового кольца снижается.
Необходимо отметить, что такая закономерность соблюдается лишь при постоянном радикале, так как в случае различных радикалов (например, при сравнении ароматических и алифатических растворителей) влияние функциональной группы мо - жет быть нивелировано влиянием радикала. При одинаковом дипольном моменте ароматические растворители обладают более высокой избирательностью.
Из рис. 9.4 и 9.5 видно, что состав образующихся комплексов можно выразить общей формулой (TJIA HNOe) /, причем в алифатических растворителях типа октана величина п может достигать значительно больших значений, чем в ароматических растворителях типа ксилола. Равенство р и q означает, что в рассматриваемых случаях основная форма амина не участвует в образовании комплекса.
Из рис. 9.4 и 9.5 видно, что состав образующихся комплексов можно выразить общей формулой (ТЛА-Н ] ЧОз) п, причем в алифатических растворителях типа октана величина п может достигать значительно больших значений, чем в ароматических растворителях типа ксилола. Равенство р и q означает, что в рассматриваемых случаях основная форма амина не участвует в образовании комплекса.
К недостаткам ТБФ относится его склонность к образованию третьей фазы, что, в частности, наблюдается при экстракции нитратов четырехвалентных металлов и объясняется ограниченной растворимостью сольватов металлов в алифатических растворителях. К счастью, образование третьей фазы имеет место лишь при высокой концентрации растворов и не вызывает серьезных технологических затруднений. С теоретической точки зрения весьма интересно, что предельная растворимость иногда отвечает определенной стехиометрии. Так, нитрат тория в широкой области концентраций образует комплекс Th (NO3) 4X4 ТБФ.
Поведение суспензий в электрическом поле исследовали при 20 С в стеклянной ячейке с плоскими параллельными никелевыми электродами в интервале напряженностей до 12 5 кВ / см. Установлено, что в алифатических растворителях происходит перемещение частиц дисперсной фазы (твердых углеводородов) в сторону катода, в то время как в ароматических растворителях эти же частицы перемещаются к аноду. В суспензиях твердых углеводородов, где дисперсионной средой являются полярные растворители (МЭК, ацетон), явление электрофореза выражено слабо. Для таких систем характерна можэлектродная циркуляция, сопровождаемая агрегацией частиц. Эти электрокинетические явления в суспензиях твердых углеводородов объясняются существованием двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Двойной электрофорез и межэлектродная циркуляция объясняются поляризацией частиц твердой фазы и свойственны частицам, не имеющим заряда или находящимся в изоэлектрическом состоянии с мозаичным распределением участков с различным знаком заряда. Таким образом, у частиц дисперсной фазы как в полярной, так и в неполярной среде, отсутствует электрический заряд, а если он и есть, то весьма неустойчив.
Присутствие в макромолекуле этих эластомеров полярных нитрильных групп придает им отличные от бутадиен-стирольных каучук ов свойства, из которых наиболее ценятся стойкость к действию минеральных масел и бензинов (с высокой анилиновой точкой), ко многим алифатическим растворителям, а также к скипидару, растительным маслам и некоторым другим жидкостям, действующим на остальные ранее рассмотренные углеводородные каучуки. Вулканизаты хорошо сопротивляются влиянию таких органических газов, как ацетилен, и по сравнению с бутадиен-стирольными имеют значительно меньшую газопроницаемость. В кетонах, сложных эфирах, толуоле и подобных растворителях бутадиен-нитрильные каучуки растворяются, причем растворимость в ароматических углеводородах понижается с увеличением в каучуке нитрильных групп.
Полиэтилен стоек к неорганическим кислотам: соляной, серной низких и средних концентраций, азотной низких концентраций; щелочам, растворам солей, спиртам и жирам; не стоек к ароматическим и хлорированным углеводородам, диэтиловому эфиру; относительно стоек к алифатическим растворителям.
Реакционная способность и окраска комплексов различных соединений с хлоридом железа [ 106J. Высокая реакционная способность хлорида железа обусловливает некоторые особенности процесса выделения нейтральных азотистых (кислородных) соединений нефтепродуктов: необходимо полностью удалить основания и кислоты перед выделением нейтральных соединений, в противном случае они также будут удерживаться хлоридом железа; реакционная способность хлорида железа к полиароматическим углеводородам вызывает необходимость рециркуляции алифатического растворителя для обеспечения элюирования из колонки медленно движущихся ароматических углеводородов.
При применении ароматических растворителей скорость распада пербензоата мало меняется с изменением среды, но в алифатических растворителях она выше, чем в ароматических и, конечно, более чувствительна к изменению среды. В алифатических растворителях добавки ингибиторов снижают скорость распада пербензоата до величин, сравнимых со значениями скоростей, характерных для ароматических растворителей. Изменение суммарной энергии активации анти-батно изменению скоростей. Величина суммарной энергии активации в ароматических растворителях составляет примерно 34 3 ккал / моль.
Под воздействием алифатических растворителей полиорганосилоксановые покрытия размягчаются, но после испарения растворителей их первоначальная твердость почти полностью восстанавливается.
Кирпично-красные устойчивые на воздухе кристаллы. Плохо растворяется в алифатических растворителях, умеренно растворяется в бензоле и эфире. Разлагается при обработке концентрированными кислотами и щелочами, в последнем случае с образованием металлического Rh. При загрязнении Rh6 (CO) 15, появляется дополнительно полоса 1811 см-1.
Которые используются для производства лакокрасочных материалов, можно разделить на следующие группы:
- Углеводороды. Алифатические, алициклические, ароматические и нефтяные.
- Кетоны.
- Простые и сложные эфиры.
- Спирты.
- Галогеносодержащие растворители.
Углеводородные растворители
Углеводородные растворители получили свое широкое применение в производстве лаков и красок благодаря относительно невысокой стоимости. В наше время основным природным источником получения данных растворителей является нефть. В зависимости от типа нефти в ней преобладает тот или иной класс углеводородов
- Алифатические растворители . В лакокрасочной промышленности получили применение парафины С6-С12. Большой интерес представляют изопарафины т.к. они не имеют резкого запаха.
- Алициклические растворители . Широко применяются в производстве синтетических волокон, резин. Наибольшее применение получили: циклогексан.
- Ароматические растворители . Обладают большей растворяющей способностью, чем другие углеводородные растворители, поэтому являются основным компонентом в смесевых растворителях. Получают из нефтяных фракций методами каталитического риформинга и пиролиза.
К ароматическим растворителям относятся: Бензол C6H6 применяется для растворения химстойких составов на основе бакелитового лака. Входит в состав Р-6 и рекомендуется для применения в смывках. Толуол C6H5CH3 применяется в смесевых растворителях для растворения эпоксидных, виниловых, акриловых полимеров, хлоркаучука. Ксилол C6H5(CH3)2 применяется для растворения алкидостирольных дивинилацетиленовых полимеров, бутанолизированных меламиноформальдегидных смол. Изопропилбензол C6H5СН(CH3)2 применяется для растворения полиакрилатов, полистиролов и других полимеризационных полимеров. Сольвент применяется для растворения масел,битумов, каучуков, меламиноалкидных лакокрасочных материалов. Тетралин C10H12 получают путем восстановления нафталина водородом. Применяется для растворения масел,битумов, каучуков,жиров. используется для смывки старых масляных красок. Входит в состав некоторых растворителей в эпоксиуреттановых красках. Декалин C10H18 получают путем гидрирования нафталина. П рименяется для растворения масел,битумов, каучуков,жиров.
- Нефтяные растворители . Это растворители являющиеся продуктами перегонки нефти. К нефтяным растворителям относят растворители под названием "Нефрас" (что сокращенно означает нефтяной растворитель). .Нефрас классифицируется: Нефрас С-растворители смешанного состава.Нефрас А-растворители с преобладанием алифатических углеводородов.Нефрас И -изоарафиновые растворители.Нефрас П -изопарафиновые растворители.Нефрас Н -с нафтеновыми углеводородами.Нефрас Ар ароматические- растворители.Затем указывается температурный предел кипения. Например .
К нефтяным растворителям так же можно отнести: - Данный растворитель широко применяется в производстве лакокрасочных материалов. Используется для растворения жирных алкидов, каучуков, эпоксиэфиров. Гексановые растворители бензин экстракционный для полиэтилена.Температура кипения 63-92 гра.Цельсия.Применяется для пищевой промышленности и в производстве пластмасс. Гептановые растворители имеют ттемпература кипения 92-92 град.Цельсия. Применяется в типографских красках,резиновых клеях. Скипидар получают путем промышленной переработки древесины.Лучшие сорта скипидара имеют большее содержание пинена. Применяется в качестве разбавителя масляных и алкидно-стирольные красок. Дипептид имеют т температура кипения 170-190 град.Цельсия . Применяется для улучшения розлива эмалей на основе жирных алкидов.
Кетоны
Являются растворителями большинства пленкообразующих веществ.Имеют отличную растворяющую способность и относительно малую токсичность. Распространены алифатические предельные кетоны, такие как: ацетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, диизобутилкетон, диацетоновый спирт.Непредельные кетоны -изофорон,мезитилоксид. Из циклических кетонов распространены циклогексанон и метилциклогексанон.
- получают методом кислотного разложения гидропероксида кумола.Ацетон применяется для растворения природных смол, масел, диацетата целлюлозы, эпоксидных смол,полистирола и др.
Простые эфиры
К этим растворителям относятся производные одноатомных и двухатомных спиртов и их циклические соединения.Из производных одноатомных алифатических спиртов находят применение диэтиловый и дибутиловый эфиры. Но, наибольший интерес представляют моноалкиловые эфиры этиленгликоля - целлозольвы и карбитолы. Из эфиров циклического строения применяются 1,4 диоксан, формальгликоль, тетрагидрофуран, морфолин.
Сложные эфиры
К этим растворителям в большей степени относятся ацетаты. Метилацетат CH3COOCH3 имеют по свойствам растворителя аналогичен ацетону,но более токсичен. C2H5COOCH3 растворяет большинство полимеров. Имеет большую температуру кипения, чем ацетон. Добавка 15-20% этилового спирта повышает растворяющую способность этилацетата в отношении эфиров целлюлозы.Так же к ацетатам можно отнести: пропилацетат,изопропилацетат. Бутилацетат получают нагреванием бутилового спирта и уксусной кислоты в присутствии катализаторов.Применяется для производство лакокрасочных материалов. растворяет эфиры целлюлозы, масла,жиры, полимеры, карбинольные смолы.Ацетаты: изобутилацетат,гексилацетат,амилацетат, изоамилацетат, циклогексилацетат, этиленглокольмоноацетат,этиленгликольдиацетат, целлозольвацетата, этиллактат, бутиллактат, алкиленкарбонт.
Спирты
Широкое применение в качестве растворителей получили алифатические спирты, циклические, гликоли. Растворимость спиртов в воде уменьшается по мере увеличение углеводородной цепи. Отдельно спирты довольно редко имеют применение, обычно они используются в смеси с другими растворителями. Метиловый спирт СН3ОН хорошо смешивается со сложными эфирами. Используется как растворитель в смывках. наименее токсичный из всех используемых на данный момент растворителей. Этиловый спирт используется для растворения шеллака, канифоли, нитрата целлюлозы, полиамидов, поливинилацетатов. Применяется в производстве этилсиликатных красок и бакелитовых лаков, входит в состав большинства смесевых растворителей.В зависимости от производства этиловый спирт различают на: гидролизный, сырец,ректификационный, питьевой,синтетический,регенерированный этиловый спирт .
К спиртам так же относятся: пропиловый спирт, изопропиловый спирт, бутиловые спирты, амиловый спирты, гексиловые спирты. Бензиловый спирт, циклогексанол, метилциклогексанол -одноатомные циклические спирты . Двухатомные алифатические спирты - этиленгликоль , диэтиленгликоль, пропиленгликоль, триэтиленгликоль.
Галогеносодержащие растворители
Имеют высокую растворяющую способность и пониженную горючесть.
Хлоросодержащие растворители. Метиленхлорид CH2CL2 - получают путем хлорирования метана при температуре 500-550 град. в газовой фазе, хлорированием метилового спирта. Хороший растворитель жиров, масел, полимеров. Трудногорючая жидкость, применяется в качестве добавки к другим растворителям для повышения температуры вспышки.
Так же, к хлоросодержащим растворителям относятся: Хлороформ, дихлорэтан, тетрахлорэтан, дихлорэтилен. применяется для обезжиривания поверхностей, при изготовлении негорючих быстросохнущих лаков и красок, при неводном крашении тканей, при газоочистке в качестве растворителя серы и фосфора, для экстракции жиров, масел, восков и парафинов. в основном используется для химической чистки одежды, для сушки мокрых металлических поверхностей после полировки или нанесения гальванического покрытия. Перхлорэтилен используют для удаления с металлических поверхностей смол, парафинов, для обезжиривания типографских форм. Хлорбензол - получают путем хлорирования бензола. Применяют в составе лаков для проводом.
Фторхлоросодержащие растворители (хладоны)
применяются в качестве пропеллентов. Основным пропеллентом служит хладон -12, к которому добавляют хладон 11,этиловый спирт,метиленхлорид для создания определенного давления в аэрозольной таре.
В лакокрасочной промышленности широкое применение так же получили смесевые растворители
Данная статья представляет собой краткий обзор органических растворителей, которые нужны для очистки различных приборов, производства химических волокон, косметических, лекарственных и пищевых продуктов. Также они применяются для разбавления красок и лаков, мастик и полиролей. Органические разбавители используются для ремонта и покраски, очистки и обезжиривания, снятия старых покрытий, приготовления художественных красок.
Классификация
С точки зрения химии все органические разбавители можно разделить на:
— углеводородные различного типа;
— спирты разного типа;
— эфиры;
— кетоны;
— галогеносодержащие.
Органические растворители легколетучи, огнеопасны и взрывоопасны, вредны для человека и для окружающей среды, хотя и в разной степени, поэтому работать с ними следует с соблюдением противопожарной техники безопасности, в помещениях с хорошей вентиляцией и используя индивидуальные средства защиты (перчатки и маски). Хранить следует в герметично закрытых сосудах с соблюдением мер противопожарной безопасности.
Углеводородные растворители
Делятся на:
— алифатические (парафины и алканы);
— алициклические;
— ароматические;
— нефтяные;
— терпеновые.
Разбавители этого типа дешевы и доступны. Большей частью их получают из нефти и сопутствующих газов, реже — из каменного угля, древесины, сланцевого бензина.
— Алифатические углеводороды, в основном парафины и изопарафины, применяются в производстве красок и лаков. Особенно интересны изопарафины, которые благодаря малой токсичности используются при изготовлении хирургических нитей.
— Алициклические углеводороды применяют в производстве химических нитей, резин, полиграфических красок, для растворения каучуков и жиров.
— Ароматические углеводороды широко используются из-за высокой растворимости. К ним относятся, например, толуол, бензол, сольвент.
— К нефтяным растворителям относят группу веществ, объединенную общим названием «НЕФРАС». Это: уайт-спирит, бензиновые и некоторые другие растворители.
— Терпеновые углеводороды бывают природного и искусственного происхождения. Как правило, их получают из растительного сырья. К таким относятся, в частности, скипидар и пайнойль.
Спирты
Спиртовые разбавители: этанол, метанол, глицерин, этиленгликоль , изопропанол, бутанол и другие, используются в промышленности и быту миллионами тонн. Применяются в производстве красок и эмалей, для очистки, как составная часть аэрозолей, косметических, лекарственных средств и пищевых продуктов.
Растворители на основе эфиров
Делятся на простые и сложные. К простым относят одно- и двуатомные спирты и их соединения. Например, моноалкиловые эфиры этилен- и диэтиленгликоля.
Очень востребованы ацетаты — сложные эфиры уксусной кислоты. Эфиры других кислот стоят дороже и используются редко.
Кетоновые растворители
бывают алифатическими и циклическими. Алифатические слаботоксичны, отличаются высокой растворяющей способностью. К ним относятся ацетон, диизобутилкетон и др. В группу более токсичных циклических кетонов входят циклогексанон и его производные.
Весьма востребованы промышленностью, несмотря на высокую токсичность и разрушающее воздействие на озоновый слой. Зато они обладают высокой растворяющей способностью и наименее пожароопасны среди всех органических растворителей. На основе галогеносодержащих соединений получают высококачественные растворители и обезжиривающие составы.
К этому классу растворителей относятся хлорэтаны и -метаны, фтор- и хлорсодержащие вещества.
В нашем химическом интернет-магазине вы можете купить такие растворители как изопропиловый спирт, глицерин , этиленгликоль, циклогексанон, цена на который у нас невысокая, а также другие реактивы и широкий спектр товаров для лабораторий по доступным ценам. В ассортименте есть и средства защиты.
// Растворители
Растворителями называются химические соединения, которые способны растворять различные вещества, т.е. образовывать с ними однородные смеси переменного состава из двух или более компонентов.
Растворитель является одним из самых необходимых компонентов при производстве пленкообразующих веществ. Самый распространенный растворитель в природе - это обычная вода, но в лакокрасочной промышленности этот растворитель используется, в основном, в производстве воднодисперсионных красок, грунтовок и лаков. Среди растворителей для красок, эмалей и лаков гораздо более широкое распространение получили органические растворители. Все используемые лакокрасочной промышленностью органические растворители по химической природе можно разделить на следующие шесть групп:
1) углеводороы - алифатические, алициклические, ароматические, а так же нефтяные и терпеновые;
2) кетоны;
3) простые и сложные эфиры;
4) спирты;
5) галогенсодержащие растворители;
6) прочие растворители.
Углеводородные растворители нашли широкое применение в лакокрасочной промышленности из-за их низкой стоимости и широкой доступности.
К этой группе растворителей относятся предельные углеводороды алифатического ряда (парафины или алканы), алициклические углеводороды и ароматические углеводороды.
Углеводородные растворители получают при сухой перегонке дерева и каменного угля, из сланцевого бензина, из нефти и нефтяного газа.
В настоящее время основным природным источником большинства углеводородных растворителей является нефть.
В ней, в основном, содержатся парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды. В зависимости от типа нефти в ней преобладает тот или иной класс углеводородов.
А вот фракции нефти, перегнанные в широком диапазоне температур, состоят из смеси углеводородов различного химического строения.
Алифатические углеводороды - в лакокрасочной промышленности находят применение преимущественно парафины.
За рубежом широкое применение нашли изопарафины, так как они практически не имеют запаха (запах органических растворителей обусловлен их высокой летучестью и относится к вредным факторам работы с растворителями). Изопарафины применяются для создания малотоксичных покрытий, в медицине при производстве хирургических шовных материалов и т. п.
Алициклические углеводороды имеют ограниченное применение в производстве и технологии нанесения лакокрасочных покрытий, хотя и обладают более высокой растворяющей способностью, чем алифатические растворители, и меньшей токсичностью по сравнению с ароматическими. Основным природным источником получения этих растворителей является нефть.
Алициклические растворители достаточно широко используются в производстве синтетических волокон, резни, печатных красок.
Наибольшее применение в качестве растворителя получил циклогексан, который применяется для растворения этилцеллюлозы, масел и жиров, восков и каучуков.
Ароматические углеводороды - наиболее обширная группа углеводородных растворителей, выпускаемых химической промышленностью.
В настоящее время ароматические углеводороды получают преимущественно из нефтяных фракций методами каталитического риформинга и пиролиза и, значительно в меньшей степени, при переработке каменного угля.
Отечественной промышленностью выпускаются практически все ароматические растворители.
Ароматические растворители обладают более высокой растворяющей способностью по сравнению с другими углеводородными растворителями и в качестве составляющих компонентов входят в большинство смесевых растворителей.
К ароматическим растворителям относятся: бензол, толуол и ксилол, изопропилбензол, сольвент, тетралин и декалин.
Для характеристики нефтяных растворителей, объединяемых термином "нефрас" (нефтяной растворитель), используются признаки, характеризующие их углеводородный и фракционный составы; последние же определяют основные физико-химические свойства растворителей.
Указываются также и другие параметры, такие,например,как температура вспышки.
Различают следующие типы нефтяных растворителей по их углеводородному составу:
Нефрас-С - растворители смешанного состава, в которых присутствуют углеводороды всех групп (но не более 50% массовой доли углеводородов каждой из групп).
Нефрас-А - растворители с преобладанием алифатических углеводородов и пониженным содержанием ароматических углеводородов (не более 2,5%).
Нефрас-И - изопарафиновые растворители.
Нефрас-П - парафиновые, содержащие более 50% массовой доли парафиновых углеводородов.
Нефрас-Н - с преобладанием нафтеновых углеводородов.
Важнейшими эксплуатационными свойствами нефтяных растворителей являются:
Способность растворять органические соединения;
Способность удалять органические загрязнения с поверхности металлов;
Способность быстро испаряться;
Способность к минимальному образованию отложений своих компонентов;
Коррозионная агрессивность (определяется наличием в растворителях сернистых соединений);
Стабильность качества нефтяных растворителей, которая характеризуется их гарантийным сроком хранения.
Примерами нефтяных растворителей являются: бензины, уайт-спирит, гексановые и гептановые растворители.
Терпеновые углеводороды являются одним из давно известных классов растворителей растительного происхождения.
К ним относятся природные и синтетические углеводороды.
Терпены содержатся в эфирных маслах цветов, листьях различных растений, в природных смолах (бальзамах), в хвое и древесине хвойных деревьев (сосны, ели, пихты, можжевельника, лиственницы).
К числу широко применяемых терпеновых растворителей относятся скипидар, дипентен, сосновое масло (пайнойль), изопропилтолуол.
Кетоны являются растворителями большинства пленкообразующих веществ.
В лакокрасочной промышленности применяются алифатические и циклические кетоны.
Из алифатических предельных кетонов широко используются: ацетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, диизобутилкетон, диацетоновый спирт.
Основным достоинством алифатических кетонов является их высокая растворяющая способность и сравнительно малая токсичность.
Из циклических кетонов нашли применение циклогексанон и метилциклогексанон.
Они обладают более высокой токсичностью, чем алифатические кетоны.
К простым эфирам относятся производные одноатомных и двухатомных (гликолей) спиртов и их циклические соединения.
Из производных одноатомных алифатических спиртов находят применение диэтиловый и дибутиловый эфиры.
Наибольший интерес представляют моноалкиловые эфиры этиленгликоля - целлозольвы и диэтиленгликоля - карбитолы.
Сложные эфиры - самый распространенный класс органических растворителей, имеющих огромное практическое применение.
Сложные эфиры получают этерификацией соответствующих спиртов минеральными или органическими кислотами.
Н аибольшее применение в качестве растворителей получили эфиры уксусной кислоты - ацетаты(метилацетат, этилацетат, бутилацетат).
Прочие эфиры (кислот молочной - лактаты, масляной - бутираты, муравьиной - формиаты) нашли ограниченное применение, в том числе и из-за их достаточно высокой стоимости.
Формиаты из-за сильной омыляемости и высокой токсичности в настоящее время почти не используются.
Спирты тоже получили широчайшее применение в качестве растворителей.
Наиболее распространены метанол, этиленгликоль, глицерин, пентаэритрит, бутанол, изопропанол.
Среди растворителей широкое распространение имеют самые разные классы спиртов: одноатомные и многоатомные; алифатические и циклические.
Спирты относятся к полярным растворителям и применяются в самых различных отраслях промышленности.
Самым распространённым спиртом среди растворителей является этанол - его мировой объём потребления в этом качестве немного не достигает 4 млн тонн в год.
Другими популярными растворителями являются метанол и изопропанол с объёмами потребления в этом качестве более 1 млн тонн в год.
Использование спиртов в качестве растворителей включает в себя следующие направления: технологический растворитель, растворитель в производстве красок и покрытий, очиститель, растворитель в производстве потребительской продукции, аэрозольный растворитель.
Галогеносодержащие растворители (хлорметаны, хлорэтаны, фторхлорсодержащие растворители, водородные фторалканы) обладают наибольшей растворяющей способностью, и на их основе получают качественные средства для обезжиривания.
Такие растворители используются, в частности, для обезжиривания кислородных баллонов или манометров.
Данные растворители отличаются пониженной горючестью, они обладают лучшей испаряемостью, чем большинство растворителей, и более эффективные.
Их основным недостатком является очень высокая токсичность.
Их применение вносят немалый "вклад" в парниковый эффект и "кислотные" дожди, и по этой причине их относят к материалам, приводящим к разрушению озонового слоя атмосферы Земли. Из-за этого, понятно, они пользуются очень большой нелюбовью экологов.
Растворители должны обладать химической инертностью по отношению к растворяемому веществу, т.е. не должны вступать в химическое взаимодействие с ним.
Растворители должны обладать низкой гигроскопичностью: даже при незначительном количестве воды их растворяющая способность резко снижается.
Органические растворители токсичны, они (и их пары) оказывают вредное воздействие на человека.
При работе с ними необходимо строго соблюдать меры безопасности, в частности обеспечивать хорошее проветривание помещений, а в необходимых случаях применять защитные средства - перчатки и респираторы.
При работе с растворителями необходимо учитывать их пожароопасность.
Подавляющее большинство органических растворителей горючи, а смесь их паров с воздухом при определенной концентрации образует взрывоопасную смесь.
Поэтому в помещениях, где хранятся растворители и ведутся работы с ними, надо строго соблюдать правила противопожарной безопасности.
