На фоне падения добычи нефти весьма значительна проблема ежегодного увеличения ресурсов образования асфальто-смолистых парафинистых отложений (АСПО). Размещение этих отходов требует огромных площадей земли, а их долговременное хранение ухудшает экологическую обстановку нефтепромысловых регионов. Поэтому в настоящее время назрела острая необходимость переработки АСПО с целью одновременного решения двух задач: экологической и экономической – получения альтернативного углеводородного сырья.

В результате очистки нефтепромыслового оборудования от асфальто-смолистых парафиновых отложений(АСПО), проводимой химическими, механическими и термическими способами, накапливается огромное количество нефтесодержащих отходов, которые не находят квалифицированного применения. При ежегодном объеме накопления АСПО В Самарском регионе, составляющем около 143 тыс. тонн, требуется все большее количество площадей для их складирования, что наносит значительный ущерб окружающей среде.

Борьба с АСПО определяется условиями  месторождения и ведется по двум направлениям: удаления сформировавшихся АСПО и предотвращения их образования. Наиболее перспективный –второй путь.

Известно, что асфальто - смолистые парафиновые отложения имеют в своем составе ценные углеводородные компоненты, что создает предпосылки для полного вовлечения их в переработку. Компонентный состав органической части асфальто - смолистых парафиновых отложений, отобранных с нефтепромыслового оборудования на месторождениях Самарской области представлен в Табл.1.

Таблица 1

Компонентный состав органической части АСПО с месторождений Самарской области

Месторождение	Содержание, % мас. парафино-церезиновых (t         асфальто-смолистых веществ				Температура плавления
0 пл , С)					парафинов, 0С
1. Дмитриевское	53,3(83)			23	83
2. Мухановское	59,4(75)			4,1	75

3.Лебяжинское	69,1(87)	8,1	84
4. Покровское	61,5(84)	22,1	82
5. Горбатовское	61,4(83)	11	83
6.Уваровское	52,8(72)	10,7	72

 

С целью вовлечения асфальто-смолистых парафиновых отложений Дмитриевкого, Мухановского, Покровского, Горбатовского, Уваровского месторождений в переработку были проведены исследования их физико-химических свойств. Содержание золы в перечисленных образцах АСПО составляет 1,3; 1,0; 1,3; 14,3; 1,3 и 14,4 % соответственно. По данным имиссионной спектроскопии основу неорганической части АСПО составляют оксиды кремния (песок) и оксиды железа (продукты коррозии). Установлено также присутствие соединений натрия, алюминия, цинка, свинца и других металлов (не более 1 %).

Высокую эффективность растворения АСПО в промысловых условиях при обработке призабойной зоны пласта (на месторождениях Самарской области) показали различные органические растворители, в том числе и отходы производств Самарских нефтехимических предприятий [1, с.188]. При этом показано, что правильный подбор эффективных растворителей АСПО позволяет добиться как увеличения дебита нефтяных скважин, так и обогащения нефти ценными парафиновыми углеводородами.

Наличие значительного количества полезных компонентов в АСПО, а именно, твердых высокомолекулярных углеводородов, показало возможным вовлечение их для получения ценных продуктов для промышленности России, например, битумов и пластичных смазок [2, с.54].

Образцы АСПО растворялись в 5-10-и кратном объеме малополярного растворителя при температуре 90- 1000С и фильтровались через бумажный фильтр под вакуумом на обогреваемой колонке. Органическую часть АСПО исследовали по показателям качества в соответствии с требованиями на изоляционный и строительный битумы (Табл.2).

Таблица 2 Показатели качества органической части АСПО по месторождениям Самарского региона и нормы для изоляционного и строительного битума

Наименование показателя	Месторождение					Нормы по ГОСТ на битум
	Дмит- риевское	Муха- новское	Покро- вское	Горба- товское	Уваров- ское	изоляцио нный БНИ-IV	строите льный БН- 70/30
Пенетрация при 25 0С, мм	27	66	8	26	42	25-40	21-40
Температура размягчения по КиШ, 0С	83	74	83	66,5	75	75	70
Температура вспышки, 0С	197	183	221	178	223	230	230

 

Результаты исследования показали, что органическая часть АСПО только отдельных месторождений может быть использованы для производства битумов или в качестве их компонентов в количестве 20-30% масс. [3 с.47 ]

При исследовании состава органической части образцов АСПО, отобранных на различных месторождениях Самарской области (Табл.1), выявлено, что содержание парафино-церезиновых компонентов с температурой плавления 70-90 0С составляет 40-70% мас., а асфальто-смолистых соединений до 23% мас.

В связи с этим представляло интерес исследовать возможность альтернативного применения органической части АСПО в составе канатной смазки, предназначенной для снижения трения между отдельными прядями стальных канатов, а для также предотвращения коррозии, вместо дорогостоящего церезина марки 80, производимого за рубежом. В связи с этим и исследовались образцы, отобранные на месторождениях Самарского региона, с целью получения компонентов для замены церезина в составе канатной смазки. В Табл.3 представлены показатели качества органической части АСПО для канатной смазки месторождений Самарского региона.

Таблица 3

Показатели качества органической части АСПО месторождений Самарского региона

Месторождения			Показатели качества органической части АСПО
Выход, % мас. на АСПО		Глубина проникновени я иглы при 25		Температура, o С размягчения ( вспышки)	Компонентный состав, %масс. (t     , o С) пл Пара-         Парафино-      Асфальто-
		o С			фино- вые	церези новые	смолис тые
Покровское	75,4	8		83(221)	75,6 (78)	9,4(95)	15,0
Дмитриевское	90,0	26		66,5(178)	71(64)	22(79)	7,2
Мухановское	81.8	42		75(223)	34(72)	47(76)	19,0

В результате анализа установлено, что опытные образцы канатной смазки с использованием органической части АСПО Покровского месторождения наиболее полно отвечают требованиям на качество смазки по смазывающей способности и адгезии при вовлечении 25-40% концентрации органической части АСПО. Исследования показали возможность использования в составе канатной смазки органической части АСПО отдельных месторождений для замены церезина нефтяного марки 80. [4].

Таким образом, разработан оптимальный комплекс методов получения дополнительных ресурсов углеводородного сырья за счет вовлечения в нефть АСПО при использовании различных растворителей, в том числе и отходов химических производств Самарского региона, показана возможность использования органической части АСПО в производстве битумов (изоляционных и строительных) и в качестве компонента канатной смазки.

Предложенное направление утилизации органической части АСПО месторождений Самарского региона позволяет решить экологическую и экономическую проблему расширения ресурсов альтернативного сырья.

 

Список литературы

1.     Смирнова Л.Н. Елашева О.М.Использование отходов химических предприятий Самарского региона для повышения эффективности добычи и перекачки нефти. Инновации в науке: пути развития: Материалы VI Международной научно-практической конференции .26 февраля 2015. Чебоксары 2015. с.187-190.

2.     Елашева О.М., Котов С.В. и др. Исследование некоторых направлений применения органической части асфальто-смолистых парафиновых отложений нефти(АСПО). Естественные и технические науки, № 2, 2009 с. 52-55.

3.     Бадыштова К.М., Елашева О.М., Смирнова Л.Н. Создание оптимальной композиции покровного битума с учетом технологических и энергетических ограничений. Тез. док. международн. науч.-техн. конфер. 20-26 июня 1997г. Самара, 1997.

4.     Канатная смазка. Козловцев А.П., Жумлякова М.А., Бадыштова К.М., Елашева О.М, и др. Патент России -№ 2185424,-2002г.