ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Образование и адгезия слоя парафина из "Адгезия пленок и покрытий " Образование и адгезия слоя парафина. Адгезия парафина наблюдается на поверхностях, соприкасающихся с нефтью. Основу прилипшего слоя составляют высокомолекулярные парафиновые углеводороды. [c.249] Под термином парафин подразумевают отлон ение, включающее не только собственно парафины, но и асфальтепы, смолы, воду, песок, глину, соли и др. примеси [197]. В пластовых условиях парафин находится в растворенном состоянии и в виде суспензии в нефти. Частицы парафина, прилипшие к внутренним поверхностям нефтепроводов, образуют прочный слой, экранирующий исходную поверхность. В отличие от других случаев этот слой или пленка не наносится специально для предохранения субстрата, а является результатом нежелательного процесса, который сопутствует движению нефти по трубам. [c.249] Особенности адгезии парафиновых отложений будут рассмотрены, исходя из связи различных видов адгезионного взаимодействия частиц, жидкости и пленок. Возможно два механизма отложения парафина на внутренних поверхностях труб. По первому механизму адгезия растворенного парафина может происходить в результате соприкосновения с холодной трубой. Причины образования частиц парафина и их адгезии заключаются в снижении растворяющей способности нефти по отношению к парафину вследствие локального снижения температуры. [c.249] Второй механизм адгезии реализуется тогда, когда парафиновые частицы уже содержатся в потоке нефти и при соприкосновении этих частиц со стенкой они прилипают к ней, образуя впоследствии плотный слой. Первый механизм реализуется тогда, когда температура стенки ги ке или б.пизка к температуре плавления парафина. Средняя температура плавления парафина колеблется в довольно широком диапазоне и для различных нефтей составляет от 37 до 89 °С [1971. [c.249] Исследования показывают, что прилипший слой парафина неоднороден по своему составу. Содержание твердых углеводородов в пленке составляет 50—65%, а остальное — жидкие углеводороды или примеси. Толщина прилипшего слоя колеблется в довольно широких пределах — от 0,1 до 10,0 мм в расчете на расход нефти через трубопровод, который в данном случае составляет 120 т [198]. [c.250] Для того чтобы уяснить структуру прилипшего слоя парафина, необходимо хотя бы в общих чертах рассмотреть особенности формирования этого слоя. Адгезия парафина является сложным необратимым процессом, проходящим во времени. Она наблюдается при условиях, которые отличаются от растворения твердого парафина. Адгезия парафина и образование прилипшего слоя начинаются с отложения менее растворимых высокомолекулярных твердых углеводородов. Максимум отложения при этом зависит от температуры плавления этой углеводородной фракции. Наибольшее количество парафина в прилипшем слое приходится на углеводороды с температурой плавления ниже 55 °С и для собственно парафиновых отложений при температуре плавления от 60 до 95 °С [198]. Некоторое количество углеводородов в парафиновых отложениях содержит масляные фракции нефти, что свидетельствует о процессе захвата этих фракций в ходе формирования прилипшего слоя парафина. При температуре в пределах 20—55 °С в парафиновом слое содержится минимальное количество твердых углеводородов. [c.250] При соприкосновении с холодной стенкой происходит кристаллизация твердых углеводородов. Процесс кристаллизации начинается с малорастворимых углеводородов, сложных соединений, которые близки к смолам и имеют относительно большую молекулярную массу. Вследствие термодиффузии пристеночный прилипший слой обогащается этими углеводородами. Структура прилипшего слоя близка к аморфной или сильно измельченной поликристаллической структуре. Поэтому прилипший слой обладает высокой вязкостью и большой адгезионной прочностью. Толщина этого пристеночного прилипшего слоя незначительна — не превышает 0,1 мм. При дальнейшем охлаждении происходит выпадение менее сложных соединений, образующих кристаллы плотной упаковки [198]. Таким образом, структура прилипшего слоя парафина неоднородна но толщине этого слоя. [c.250] После формирования пристеночного прилипшего слоя и последующего слоя, состоящего из кристаллов, адгезия осуществляется не к исходной поверхности трубы, а уже к сформированному первичному слою парафина. В этих условиях решающее значение имеет аутогезионное взаимодействие частиц парафина между собой, а также теплопроводность материала, из которого формируется первичный прилипший слой. Последующая адгезия, кроме того, зависит еще от липкости первичного прилипшего слоя, которая обусловлена наличием масляных примесей. [c.250] Адгезия парафина зависит от содержания в нефти воды и других примесей. Вода нефти влияет на адгезию парафина двояко. На гидрофильной поверхности вода образует сплошной слой, а нефть непосредственно примыкает к стенкам труб только в виде капель. В этих условиях с увеличением содержания воды в нефти адгезия парафина к стенкам замедляется, а также изменяется температура охлаждения стенки. На гидрофобных поверхностях наблюдается обратная картина — присутствие воды в нефти вызывает интенсивное отложение парафина. [c.251] Механические примеси стимулируют рост агрегатов парафина и увеличивают скорость адгезионного процесса. Парафиновые частицы прилипают, например, к взвешенным в нефти примесям в виде кристаллов соли, окружая их своеобразным слоем. Подобные агрегаты прилипают затем к стенке, сливаются и образуют сплошной слой. [c.251] Вернуться к основной статье