inhibitor parafin
O inhibitorze
Inhibitor parafin, stosowany jest jako dodatek do ropy naftowej w procesie jej wydobywania, transportu i magazynowania. Inhibitor parafin przeciwdziała tworzeniu się osadów parafinowych na powierzchniach aparatury wydobywczej, rurociągów i zbiorników, obniża temperaturę płynięcia ropy naftowej oraz jej lepkość.
Parafinowe ropy naftowe, stanowiące przeważającą część wydobywanych rop, zawierają węglowodory parafinowe o wysokiej temperaturze krzepnięcia, które w warunkach podwyższonej temperatury panującej w złożu są rozpuszczone w ropie naftowej. W procesie wydobycia ropy naftowej, w wyniku obniżenia temperatury, szczególnie w okresie jesienno-zimowym, następuje krystalizacja węglowodorów parafinowych, a wytworzone kryształy wykazują tendencję do aglomeracji oraz osadzania na powierzchniach aparatury wydobywczej, rurociągów i zbiorników. Powoduje to trudności eksploatacyjne związane ze wzrostem oporów przepływu a nawet w ekstremalnych przypadkach blokowanie rurociągów.
Do parafin zalicza się alkany liniowe (n-parafiny), rozgałęzione (izo-parafiny) oraz cykliczne (cykloparafiny). W ropie naftowej obecne są parafiny zawierające 15-60 atomów węgla w cząsteczce. W zależności od temperatury i ciśnienia, mogą one występować w różnych postaciach: jako gaz, ciecz lub ciało stałe. W wydobywanej ropie występują w postaci rozpuszczonej. Temperatura, w której pojawiają się pierwsze kryształki parafin jest zdefiniowana jako temperatura początku wytrącania parafin (ang. WAT - wax appaerance temperature). Temperatura WAT jest równoważna temperaturze mętnienia ropy naftowej. Badania wykazały, że jest ona wywołana krystalizacją wysokocząsteczkowych parafin C30-C60.
Najniższa temperatura, w której ropa naftowa zachowuje płynność jest zdefiniowana jako temperatura płynięcia. Różnica pomiędzy obu temperaturami: WAT i płynięcia może osiągnąć nawet poziom powyżej 50°C.
Ropa naftowa w temperaturze powyżej temperatury WAT wykazuje właściwości cieczy newtonowskiej. W momencie, kiedy temperatura ropy obniża się i zaczynają się wytrącać kryształki parafin, jej właściwości reologiczne zmieniają się i ropa naftowa wykazuje właściwości cieczy nienewtonowskiej. Zachwianie równowagi obserwowane jest już kilka stopni poniżej temperatury WAT. Temperatura nie jest jedynym elementem wpływającym na właściwości reologiczne ropy naftowej, duże znaczenie odgrywa również ciśnienie. Wraz ze wzrostem ciśnienia właściwości reologiczne ropy naftowej pogarszają się. Może to stać się przyczyną żelowania ropy naftowej. To z kolei powoduje spadek lub całkowity brak przepływu ropy naftowej w rurociągach.
W wyniku obniżenia temperatury otoczenia, co ma miejsce w okresie jesienno-zimowym, następuje krystalizacja węglowodorów parafinowych na wewnętrznej powierzchni rurociągów. Jest to wynikiem wychłodzenia zewnętrznej powierzchni rurociągów. Depozycja osadów w ropociągu spowodowana jest niższą temperaturą rur od temperatury wydobywanej ropy. Proces depozycji osadów w ropociągach dodatkowo zależy od charakteru przepływu i szybkości liniowej przepływu.
Wydzielające się parafiny to frakcja stałych wosków mogących dodatkowo zawierać zanieczyszczenia stałe. Proces osadzania się parafin powoduje zmniejszanie się średnicy przepływu ropy w rurociągu, a w konsekwencji zwiększenia oporów przepływu ropy, wzrostu zapotrzebowania mocy na przetłaczanie wydobywanych mediów, a nawet długookresowych zastojów w wydobyciu ropy naftowej co wiąże się ze znacznymi stratami finansowymi.
Jednym ze sposobów usunięcia osadów parafinowych jest metoda mechaniczna. Najskuteczniejszym jednak sposobem zapobiegania zjawisku wypadania parafin i obniżenia temperatury płynięcia ropy naftowej jest wprowadzenie do ropy parafinowej inhibitora parafin. Inhibitor parafin zawiera w swoim składzie modyfikatory krystalizacji i dyspergatory parafin, rozpuszczone w rozpuszczalnikach organicznych. Zadaniem dyspergatora jest pełne zdyspergowanie drobinek parafin w całej objętości ropy. Dyspergator parafin adsorbuje się na powierzchni cząsteczek parafin, nie dopuszczając tym samym do łączenia się w aglomeraty, nie dopuszcza również do przywierania cząsteczek do metalowej powierzchni rurociągów. Modyfikator krystalizacji wpływa modyfikująco na proces krystalizacji węglowodorów parafinowych, prowadząc do powstawania kryształów o małych rozmiarach, nie wykazujących tendencji do aglomeracji oraz osadzania na powierzchniach aparatury. Rolą modyfikatora krystalizacji jest obniżanie temperatury mętnienia i płynięcia r
opy naftowej, redukcja lepkości ropy i zapobieganie osadzaniu się parafin na urządzeniach pracujących w odwiertach i na wewnętrznych powierzchniach rurociągów.
Inhibitor parafin powinien charakteryzować się dobrą rozpuszczalnością w ropie naftowej, dobrą kompatybilnością ze stosowanym w danej kopalni inhibitorem hydratów, trwałością w stosowanym zakresie temperatur. Inhibitory parafin w kopalniach ropy naftowej dozowane są w sposób ciągły do głowic odwiertów i rurociągów transmisyjnych. Typowe dozowanie wynosi 250 - 1500 ppm.