Наша повседневная жизнь немыслима без химии: от зубной пасты и средств для мытья посуды до автомобильной «незамерзайки». Как отмечает эксперт по нефтепромысловой химии Восточно-Мессояхского месторождения Матвей Прошутинский, химические процессы окружают нас повсюду, и понимание их принципов позволяет развеять многие страхи.
О «натуральности», майонезе и очистке нефти
Вся жизнь — это совокупность химических реакций. Если вникнуть в их суть, многие окружающие процессы перестают быть загадкой и становятся логичными. Это касается даже тех, кто опасается «химии» и стремится к «натуральности». Поразительно, но одни и те же физико-химические принципы лежат в основе работы сепаратора на нефтяном промысле, приготовления майонеза на кухне и даже функционирования человеческого организма.
Нефтепромысловая химия — это специализированная отрасль, занимающаяся созданием и применением реагентов для добычи нефти и газа, их подготовки к транспортировке и последующей переработке в топливо, пластмассы, удобрения, компоненты лекарств и множество других продуктов.
В пищевой промышленности, например, широко используются эмульгаторы — вещества, которые позволяют смешивать несмешиваемые компоненты, такие как масло и вода. Благодаря им соусы, вроде майонеза, сохраняют однородную консистенцию и не расслаиваются при хранении. Яичный желток в майонезе — это и есть природный эмульгатор.
Вид на Восточно-Мессояхское месторождение
В нефтедобыче же часто требуется обратный процесс — разделение эмульсий. Для этого применяются деэмульгаторы. Их задача — разрушить устойчивую смесь нефти, воды и механических примесей, чтобы получить чистый, товарный продукт, готовый к отправке по трубопроводу. Просто отстоять такую смесь под действием силы тяжести часто невозможно, особенно если речь идет о вязкой битуминозной нефти, которую добывают, например, в суровых условиях арктического Восточно-Мессояхского месторождения.
Эксперт Восточно-Мессояхского месторождения Матвей Прошутинский (на фото справа) за работой
Добытая эмульсия поступает на установку комплексной подготовки, где проходит несколько стадий очистки. Чтобы ускорить и улучшить разделение фаз, в поток вводятся специальные химические реагенты — деэмульгаторы. Они ослабляют пленку на границе капель воды и нефти, заставляя мелкие капли сливаться в более крупные. В результате вода и примеси эффективно отделяются. Очищенная нефть идет в магистральный нефтепровод, а часть подготовленной воды закачивается обратно в пласт для поддержания пластового давления и вытеснения нефти к соседним скважинам.
О «горючем льде» и незамерзайке
Еще одна серьезная проблема при добыче, особенно в холодных регионах, — образование газовых гидратов. Эти кристаллические соединения, напоминающие рыхлый лед, образуются из газа (например, метана) и воды при определенных сочетаниях высокого давления и относительно низких (выше нуля) температур. Гидратные пробки могут полностью перекрыть трубопровод.
Для борьбы с ними используются ингибиторы гидратообразования, такие как метанол, моноэтиленгликоль (МЭГ) или диэтиленгликоль (ДЭГ). По принципу действия они схожи с автомобильной «незамерзайкой». Эти вещества, взаимодействуя с водой, понижают температуру ее замерзания и мешают молекулам воды формировать устойчивые кристаллические решетки гидратов. Промысловые реагенты не только предотвращают образование пробок, но и способны растворять уже сформировавшиеся гидратные отложения.
Сотрудник арктического нефтепромысла
О накипи в чайнике и в фильтре насоса
Знакомый каждому бытовой процесс — образование накипи в чайнике — имеет прямую аналогию в нефтедобыче. При нагреве пластовой воды, которая часто содержит растворенные соли (хлориды, сульфаты кальция, магния, бария), эти соли выпадают в осадок, образуя твердые отложения на стенках теплообменников и труб. Это снижает эффективность оборудования и может привести к его поломке.
Чтобы предотвратить солеотложение, в поток перед нагревом добавляют специальные ингибиторы. Эти реагенты на молекулярном уровне «обволакивают» зарождающиеся кристаллы солей, не давая им расти и слипаться в плотную корку. В быту для борьбы с уже образовавшейся накипью используют лимонную кислоту, но это процесс растворения, а не предотвращения проблемы.
Сотрудница нефтехимической лаборатории
Обратите внимание: Что такое крейт и зачем это нужно.
Об отличиях промысловой химии от бытовой
Чем же химия для нефтепромыслов принципиально отличается от бытовой? В первую очередь, степенью ответственности и спецификой применения. Бытовые средства создаются для массового потребителя без специальных знаний, их состав максимально безопасен при соблюдении инструкции.
Реагенты для нефтедобычи — это высокоспециализированные продукты, требующие от персонала глубоких знаний химии и технологий. Их применение строго регламентировано стандартами предприятия. Каждая партия сопровождается паспортом безопасности, техническими условиями и сертификатами соответствия, проходя многоступенчатый контроль качества.
Ключевой момент — индивидуальный подбор химии. Уникальные геологические и климатические условия разных месторождений России (особенно арктических) требуют не просто выбора из каталога, а часто — разработки специальных рецептур реагентов «под ключ» для решения конкретных технологических задач.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Что нефти хорошо, а майонезу плохо и зачем при добыче углеводородов используют «незамерзайку».