PRÉSENTATION DE L’AUTEUR
J’appelle Abdou Khadre Diop, je suis étudiant sénégalais actuellement en doctorat en Russie.
Mon parcours académique m’a permis de découvrir de nouvelles cultures, d’acquérir des connaissances approfondies dans mon domaine d’études et de collaborer avec des chercheurs et universitaires issus de divers horizons.
En tant qu’étudiant en doctorat, j’ai eu l’opportunité de mener des recherches sur *l’amélioration des processus de préparation du pétrole dans les pêcheries.* Au cours de mes études, je me suis particulièrement intéressé au développement de la conception d’un mélangeur hydraulique à jet à haute efficacité pour le dessalement du pétrole, basé sur les données de simulation et l’utilisation du package d’analyse CFD, ainsi qu’à l’expérience pratique dans l’utilisation de mélangeurs hydrauliques à jet pour la préparation du pétrole.
Georgy M. Sidorov1, Ramil N. Bakhtizin1, Alexander V. Gantsev1, Diop Abdou Khadre1, Bulat A. Yakhin21. Université technique pétrolière d’état d’Oufa, Oufa, Russie
2NT-Center LLC, Ufa, Russia
Auteur correspondant :
Georgy M. Sidorov1, kaskad@ufanet.ru
Synopsis Une manière d’améliorer la qualité de la préparation de l’huile consiste à utiliser des mélangeurs efficaces. Ces dispositifs ont pour rôle de mélanger intensément l’huile avec de l’eau et des réactifs. Les mélangeurs statiques sont couramment employés dans les processus de préparation du pétrole en raison de leur conception simple et de leur coût réduit. Cependant, ils ne garantissent pas toujours la qualité requise pour le pétrole commercial. Cela peut entraîner une consommation accrue d’eau douce et de réactifs, augmentant ainsi le coût de la préparation du pétrole.
L’une des pistes pour intensifier les processus hydromécaniques dans la technologie de préparation du pétrole est l’utilisation du mouvement vortex des flux de fluides. En intensifiant l’agitation de l’huile avec de l’eau, il est possible d’augmenter le degré de dessalement. Un haut degré de dispersion de l’eau dans le pétrole est obtenu grâce à la turbulence et au mélange des liquides, rendus possibles par la conception spécifique des mélangeurs. Cet article est consacré à l’analyse des expériences pratiques liées à l’utilisation de mélangeurs hydrauliques à jet (SGH) pour la préparation du pétrole dans les pêcheries.
Les données relatives à l’utilisation industrielle des mélangeurs hydrauliques à jet (SGH) montrent que ces dispositifs sont parmi les plus prometteurs pour intensifier le processus de dessalement du pétrole. Les SGH se distinguent par leur grande efficacité et garantissent une production stable de pétrole commercial conforme aux exigences de la norme GOST R 51858-2002. De plus, ils permettent d’ajuster les paramètres de fonctionnement des installations de préparation du pétrole, tout en réduisant la teneur en sels chlorés dans le pétrole sur une large gamme.
Mots – clés: huile, dessalement, déshydratation, réactif, mélangeur, turbulence, dispersion, sels chlorés
La préparation du pétrole de pêche présente des particularités distinctes par rapport aux opérations des installations de dépollution électrique et de déshydratation du pétrole dans les raffineries. En effet, le pétrole extrait du sous-sol contient toujours des composants tels que le gaz de pétrole associé, des impuretés mécaniques et une quantité significative d’eau de formation, dans laquelle divers sels sont dissous. De plus, la qualité et la composition du pétrole peuvent varier considérablement au cours de la journée dans les pêcheries.
Une étude technologique à grande échelle réalisée sur les installations de préparation du pétrole des principales sociétés productrices au Sénégal a révélé que la teneur en sels chlorés et en eau dans le pétrole entrant peut fluctuer de manière significative, parfois plusieurs fois par jour. Les niveaux de sels chlorés peuvent varier de 250-400 mg/l à 1500-6000 mg/l ou plus, tandis que la teneur en eau peut aller de 0,5 à 2,0 % en poids, atteignant jusqu’à 14-20 % en masse.
Cette instabilité dans la qualité de l’approvisionnement en pétrole s’explique souvent par le fait que certaines installations reçoivent du pétrole non seulement par pipeline, mais également par route, à partir de divers gisements. Par ailleurs, toutes les installations ne disposent pas des réservoirs nécessaires pour assurer une composition homogène du pétrole, ou leurs réservoirs ne sont pas équipés de dispositifs d’agitation efficaces. En conséquence, les technologies et équipements actuellement utilisés ne garantissent pas toujours la conformité du pétrole préparé aux exigences modernes.
L’efficacité du mélangeur dans le processus de dessalement du pétrole dépend largement du degré de dispersion de l’eau de lavage. Un mélange homogène d’eau douce, de réactifs et de pétrole ne peut être obtenu que grâce à l’utilisation de mélangeurs spécialisés. Parmi les approches visant à intensifier les processus hydromécaniques dans la technologie de préparation du pétrole, l’utilisation du mouvement vortex des flux de fluides constitue une direction prometteuse.
L’intensification de l’agitation de l’huile avec de l’eau permet d’accroître l’efficacité du dessalement. Un degré élevé de dispersion de l’eau dans le pétrole est atteint grâce à la turbulence et au mélange des liquides, facilités par la conception spécifique des appareils de mélange [1-4]. L’analyse des applications pratiques des dispersants hydrodynamiques révèle que, plus la différence de pression au niveau de la buse est importante, plus le débit d’eau nécessaire pour obtenir un dessalement de qualité est réduit.
Les disperseurs hydrodynamiques pour la pulvérisation d’eau utilisent des buses de conception différente, dans lesquelles la finesse de la pulvérisation d’eau à la même différence de pression dépend du diamètre de la buse. Pour assurer une pulvérisation fine, les buses doivent avoir un petit diamètre. Cependant, dans de nombreuses installations, l’eau de lavage douce contient une grande quantité d’impuretés mécaniques et de sels de dureté qui obstruent rapidement les fentes, les lacunes et les petits trous des buses du dispersant. Pour intensifier le processus de dessalement du pétrole, des mélangeurs hydrauliques à jet (SGH) [5-9] ont récemment été utilisés, dans lesquels le mélange est effectué par contact avec l’eau et le pétrole.
Le fonctionnement des mélangeurs hydrauliques repose sur l’utilisation de la turbulence d’écoulement générée par des résistances locales, ce qui permet d’augmenter la vitesse du mouvement de l’eau. Ces mélangeurs se caractérisent par leur simplicité structurelle et leur fiabilité opérationnelle. La figure 1 illustre un modèle informatique du mouvement des flux, ainsi qu’une photo d’un mélangeur monté.
L’huile est introduite dans le tourbillon d’huile (indiqué par une ligne bleue), tandis que l’eau est fournie par un tuyau d’alimentation dans le tourbillon d’eau (représentépar des lignes rouges). Des courants de Foucault se forment, s’opposant aux flux d’huile et d’eau, ce qui entraîne un mélange intense et permet une désalinisation efficace du pétrole. 
Figure 1. Mélangeur hydraulique à jet d’encre
Figure 1. Jet hydraulic mixer
À l’instar des expériences industrielles, les mélangeurs hydrauliques à jet se révèlent être parmi les dispositifs les plus prometteurs pour intensifier le processus de dessalement du pétrole [10-13].
Au cours de l’audit technologique des installations industrielles de préparation du pétrole (UPN) des principales compagnies pétrolières en Russie, les principaux paramètres de fonctionnement des installations ont été examinés, ainsi que la qualité du pétrole brut et du pétrole commercial.
L’analyse des données des installations de préparation du pétrole a révélé que les dispositifs utilisés pour mélanger le pétrole avec de l’eau douce et des réactifs fonctionnent avec une efficacité insuffisante. Dans certaines installations, les mélangeurs existants ne parviennent pas à garantir une production stable de pétrole commercial répondant aux normes requises. De plus, une quantité excessive d’eau douce est souvent nécessaire pour maintenir cette qualité. Par ailleurs, dans certaines installations, la qualité du pétrole commercial dépasse fréquemment les limites acceptables établies par la norme GOST R 51858-2002. Cela se traduit par une teneur en sels chlorés supérieure à 100 mg/l et une teneur en eau résiduelle dépassant 0,5 % en masse, ce qui indique que la qualité du pétrole brut est inférieure aux exigences.
Cela est dû au manque d’efficacité des mélangeurs utilisés. Par conséquent, afin d’assurer une qualité stable du pétrole commercial conformément aux exigences et de réduire la consommation d’eau douce pour le dessalement, il est nécessaire d’améliorer la technologie existante de préparation du pétrole.
Au cours des essais expérimentaux et industriels (OPI), la société scientifique NT-Center a fabriqué 30 mélangeurs hydrauliques à jet (huile-eau) pour le dessalement du pétrole et les a fournis pour améliorer la technologie de préparation du pétrole dans les installations 14 de 8 ngdu. En collaboration avec les employés de ngdu et les responsables de la société de développement, le SGH a été installé devant les décanteurs de pétrole ou devant les déshuileurs électriques.
Les résultats de l’OPI ont montré que l’application du SGH permet de procéder efficacement au processus de dessalement et d’obtenir de manière stable du pétrole commercial avec une teneur en sels chlorés de 45 à 80 mg/l, même si leur teneur en pétrole brut change dans une large gamme (5 à 8 fois) pendant la journée, et de réduire de plus de deux fois la consommation spécifique d’eau douce pour le dessalement du pétrole.
La figure 2 montre un graphique de l’évolution de la qualité du pétrole dans l’une des installations industrielles de préparation du pétrole en travaillant sur la technologie existante et en utilisant un mélangeur hydraulique à jet.
– до внедрения сгс : avant la mise en œuvre du SGH –послевнедрение сгс : après la mise en œuvre du SGH -100 мг/л :100mg/l –дата : Date
Figure 2. Calendrier de la variation de la teneur quotidienne moyenne en sels chlorés dans le pétrole commercial lors de l’utilisation de la technologie existante et avec un mélangeur hydraulique à jet sur une période fixe
L’analyse des données de travail de l’installation de préparation de pétrole avant et après la mise en œuvre du SGH montre que leur application permet d’obtenir de manière stable du pétrole après la deuxième étape de dessalement avec une teneur en sels chlorés ne dépassant pas 90 mg/l et une teneur en eau résiduelle de 0,21 à 0,30% en poids. quelle que soit la variation de la teneur en sels chlorés du pétrole brut à l’entrée de l’installation dans une large plage (de 265 à 925 mg/l ou plus). Dans le même temps, la réduction de la consommation d’eau douce pour le dessalement était de 30 %.
La figure 3 montre un graphique des variations de la teneur en sels chlorés du pétrole avant et après la mise en œuvre du SGH. Avant l’introduction du SGH, le dosage du neutralisant de sulfure d’hydrogène était de 1960 g/t, après l’introduction du SGH, le dosage était de 1680 g/T.
Comme le montre le graphique (figure 2), avec la technologie actuelle, même avec un dosage élevé du neutralisant de sulfure d’hydrogène, sa teneur en pétrole était instable et variait largement – de 22 à 140 ppm. Le SGH a permis de produire de manière stable du pétrole ayant une teneur en sels chlorés inférieure à 20 ppm,même avec une réduction du dosage du neutralisant de plus de 14% en masse.
Conclusion
Ainsi, les mélangeurs hydrauliques à jet ont montré une grande efficacité de travail et ont garanti la production d’huile commerciale conforme aux exigences de GOST R 51858-2002, tout en modifiant les paramètres de fonctionnement de l’UPN et la teneur en sels chlorés dans l’huile dans une large gamme. La validité de la mise en œuvre et des résultats obtenus est confirmée par les actes, les protocoles du conseil scientifique et technique et les commentaires.
References
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Information about authors |
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Full name, academic degree and position |
Diop Abdou Khadre, post-graduate |
Bakhtizin Ramil student Ramil Bakhtizin, Doctorof Physical and Mathematical Sciences, Professor |
Georgy Sidorov, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Oil and Gas Technology |
Yakhin Bulat Akhmetovich, Candidate of Technical Sciences, General Director
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Alexander ViktorovichGantsev Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of theDepartment of Oil Technology |
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Full name of the educational institution or place of work |
Ufa State Petroleum Technical University |
Ufa State Petroleum Technical University |
Ufa State Petroleum Technical University |
NT-CENTER LLC |
Ufa State Petroleum Technical University |
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Postal code and address of educational institution or place of work |
450062 RepublicofBashkortostan, Ufa, Kosmonavtov str., 1 |
450062 RepublicofBashkortostan,Ufa, Kosmonavtov str., 1 |
450062 RepublicofBashkortostan,Ufa, Kosmonavtov str., 1 |
45007 RepublicofBashkortostan, Ufa, Kirova str., 128/1 |
450062 RepublicofBashkortostan, Ufa, Kosmonavtovstr., 1 |
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