Обезвоживание и обессоливание нефти

Содержание
  1. Обессоливание нефти
  2.  Сырье и продукты
  3.  Технологии обессоливания
  4. Химическое обессоливание
  5.  Электростатическое обессоливание
  6. Технологическая схема
  7. Блок сепарации
  8. Блок электродегидрирования
  9. Условия обессоливания
  10. Ингибиторы коррозии оборудования
  11. Особенности процесса
  12. Материальный баланс
  13. Существующие установки
  14. Разделение нефтяной эмульсии
  15. Понятие водонефтяной эмульсии
  16. Механические способы разделения нефтяной эмульсии: отстойники, центрифуги, фильтры
  17. Отстойники нефти: принцип действия и устройство
  18. Центрифуги и фильтры для разделения водонефтяной эмульсии
  19. Обезвоживание и обессоливание нефти – Химия
  20. Фильтры
  21. Гравитационное отстаивание
  22. Химические методы
  23. Внутритрубная деэмульсация
  24. Холодный отстой
  25. Термохимическое обессоливание и обезвоживание
  26. Электрообработка эмульсий
  27. Электродегидратор
  28. Обезвоживание, обессоливание и стабилизация нефти
  29. Обезвоживание нефти
  30. Стабилизация нефти

Обессоливание нефти

Обезвоживание и обессоливание нефти

Обессоливание нефти — процесс удаления из продукции нефтяных скважин минеральных (в основном хлористых) солей. Последние содержатся в растворённом состоянии в пластовой воде, входящей в состав водонефтяной эмульсии (обводнённая продукция скважин), реже в самой нефти — незначительное количество солей в кристаллическом состоянии.

Степень подготовки нефти, поставляемой на нефтеперерабатывающие заводы, определена ГОСТ 9965-76. В зависимости от содержания в нефти хлоридов и воды установлены три группы сырой нефти:

  • 1 группа – содержание воды 0,5 %, солей не более 100 мг/л;
  • 2 группа – воды 1% и солей не более 300 мг/л;
  • 3 группа – воды 1% и солей не более 1800 мг/л.

На заводе нефть подвергается дополнительному обессоливанию.

Все существующие методы деэмульгирования могут быть распределены на основные группы:

  1. Химический
  2. Электрический
  3. Термический
  4. Механический

 Сырье и продукты

В качестве сырья  процесса обессоливания обычно выступает сырая нефть с месторождений или с нефтеперекачивающих станций.

 Технологии обессоливания

Обычно сырая нефть обессоливается перед загрузкой в колонны атмосферной перегонки. Двумя наиболее типичными методами обессоливания сырой нефти являются:

  • химическое обессоливание
  • электростатическое разделение с использованием горячей воды в качестве агента удаления.

Термическое и механическое обессоливание на практике встречаются достаточно редко.

Химическое обессоливание

В случае химического обессоливания вода и химические поверхностно-активные вещества добавляются к сырой нефти, а затем она нагревается. Таким образом, соли и другие примеси растворяются в воде и / или присоединяются к молекулам воды.

После этого нагретый раствор будет удерживаться в резервуаре, в котором осаждаются примеси.

Когда в сырой нефти имеется большое количество взвешенных твердых частиц, в систему добавляют поверхностно-активные вещества, чтобы упростить процедуру очистки.

 Электростатическое обессоливание

В случае метода электростатического обессоливания создается электростатическое высокое напряжение, и в результате взвешенные шарики воды концентрируются на дне отстойника.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Установка сернокислотного алкилирования

Технологическая схема

Рисунок 1 – Принципиальная схема типичной установки обессоливания нефти

Блок сепарации

Сырая нефть с растворенными в ней газами, водой и солями поступает в сепаратор. На входе в сепаратор установлен каплеотбойник для предотвращения уноса жидких продуктов с газовой фазой.

В сепараторе из нефти отделяется нерастворенная вода, а также легкие углеводороды, которые проходят через туманоуловитель для предотвращения уноса жидкой фазы и выходят с верха сепаратора.

Сепаратор оснащен антизавихрителями в местах отбора жидкой фазы: воды и сырой нефти.

Антизавихритель – устройство, предотвращающее формирование вихря при сливе жидкости (жидкости или газа) из сосуда, такого как резервуар или парожидкостной сепаратор.

Образующиеся вихри могут захватывать газовую фазу в поток жидкости, приводя к плохому разделению на технологических этапах, таких как ректификация или вызывать чрезмерное падение давления, или вызывать кавитацию насосов ниже по потоку.

Нефть и вода имеют разные плотности за счет чего в сепараторе образуется водно-нефтяная эмульсия. Благодаря перегородке внутри сепаратора, отстоявшаяся вода не попадает на прием насосов, перекачивающих нефть.

Далее частично обезвоженная нефть нагревается в блоке теплообменников после чего поступает в электродегидратор.

Блок электродегидрирования

Процесс обессоливания нефти осложняется, когда в нефти имеются сухие соли, не удаляемые обычными методами.

Поэтому в таких случаях для собственно обессоливания приходиться прибегать к дополнительной операции промывания нефти водой.

С этой целью, предварительно деэмульгированная тем или иным способом нефть вновь эмульгируется с пресной водой, и полученная эмульсия подвергается повторному разложению обычно тем же методом.

Наиболее стойкие мелкодисперсные нефтяные эмульсии разрушаются с помощью электрического тока.

При воздействии электрического поля капельки воды, находящиеся в неполярной жидкости, поляризуются, вытягиваются в эллипсы с противоположно заряженными концами и притягиваются друг к другу.

При сближении капелек силы притяжения возрастают до величины, позволяющей сдавить и разорвать разделяющую их пленку. На практике используют переменный электрический ток частотой 50 Гц и напряжением 25-35 кВ.

Процессу электрообезвоживания способствуют деэмульгаторы и повышенная температура. Во избежание испарения воды, а также в целях снижения газообразования электродегидраторы ─ аппараты, в которых проводится электрическое обезвоживание и обессоливание нефтей ─ работают при повышенном давлении.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Установка производства МТБЭ

Обессоленная нефть направляется в колонну первичной перегонки на установку АВТ, а вода, используемая в процессе, направляется на блок очистки сточных вод.

Условия обессоливания

Вода существует в сырой нефти в виде испаренных молекул при температуре 75-180 °C. Кроме того, коррозионные газы, такие как H2S и CO2, смешиваются с молекулами кипящей воды и создают сильно коррозионную среду. На производительность установки и качество обессоливания влияют различные факторы, такие как:

  • скорость подачи сырой нефти и ее качество,
  • температура, вязкость и отношения плотности сырой нефти и добавленных материалов,
  • скорость промывной воды, качество и конфигурация потока,
  • контроль уровня воды и слоев эмульсии.

Как правило, исходную нефть предварительно нагревают до примерно 75-180 °С. Оптимальная температура обессоливания несколько варьируется в зависимости от происхождения сырой нефти, и ограничена давлением паров нефтяного сырья. Высокие температуры, которые возникают по ходу процесса, могут вызвать гидролиз воды, который может привести к образованию едкой соляной кислоты.

Ингибиторы коррозии оборудования

Ингибиторы коррозии применяются, чтобы избежать или минимизировать коррозию стали и других сплавов, вызванных коррозионными примесями из пара или воды, такими как

  • хлориды,
  • едкие, неорганические и органические кислоты,
  • карбонаты,
  • сульфаты,
  • сероводород и их смеси

Аммиак часто используется для уменьшения явлений коррозии и для контроля pH промывной воды, к сырой нефти можно добавлять каустическую соду или кислоту. Из-за недостаточного процесса обессоливания, а также присутствия в сырой нефти сероводорода, хлористого водорода, нафтеновых (органических) кислот и других загрязняющих веществ происходит коррозия, приводящая к отказам оборудования.

Установка обессоливания с хорошими эксплуатационными характеристиками может удалить около 90% соли в сырой нефти. Затем обессоленная сырая нефть непрерывно направляется в колонну установки первичной перегонки (АВТ) для последующего разделения.

Особенности процесса

  1. Использование труб из углеродистой стали с достаточной толщиной, подходящим составом и неоднородной микроструктурой без какой-либо текстуры из-за сохраняющегося напряжения холодной обработки для необходимой коррозионной стойкости.

    Кроме того, нержавеющие стали, содержащие элементы Ni, Cr и Ti, могут быть хорошими вариантами для агрессивных сред. Наиболее часто используемым материалом является нержавеющая сталь типа 316.

  1. Поскольку нецелесообразно использовать материал с высокой коррозионной стойкостью против агрессивных газов в нефтяной промышленности, логичным решением может быть нанесение защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубы.
  2. Катодная защита трубки может решить проблему в том случае, если нанесение защитного покрытия невозможно или неэкономично.
  3. Предполагается, что промывка выходной трубки водой, содержащей ингибиторы на основе имидазолинов, может привести к образованию многослойной пленочной структуры, которая может повысить антикоррозионные характеристики чешуек побочного продукта. Контроль уровня загрузки газов и предотвращение значительной флуктуации потока газа в узле выпуска.

Кстати, прочтите эту статью тоже:  Газофракционирующая установка (ГФУ)

Материальный баланс

Материальный баланс блока обессоливания установки АВТ производительностью 3 млн тонн в год приведен в таблице.

%тыс.т/год
1 ступень
Взято
Нефть1003000
Газ260
Вода и соли260
Вода из 2-й ступени обессоливания5150
Итого:1093270
Частично обессоленная нефть102,83084
Соляной раствор6,2186
Итого:1093270
2-я ступень
Взято:
Частично обессоленная нефть102,83084
Свежая вода5150
Итого:107,83234
Обессоленная нефть1023060
Соляной раствор5,8174
Итого:107,83234

Существующие установки

На российских НПЗ установки электрообессоливания являются наиболее часто используемым вариантом для подготовки сырой нефти к переработке. Такие блоки носят название ЭЛОУ (электрообессоливающая установка) и используются на большинстве заводов в составе установок АВТ.

Источник: https://pronpz.ru/ustanovki/obessolivanie-nefti.html

Разделение нефтяной эмульсии

Обезвоживание и обессоливание нефти
/ Блог директора / Версия для печати

10 Сентября 2020 г.

Продолжаем серию информационных статей о технологических процессах, которые проходят нефтепродукты, прежде чем уже поступать уже на конечную переработку. В данной публикации мы рассмотрим технические аспекты разделения водонефтяной эмульсии с применением специальных отстойников, фильтров и центрифуг.

Сырая нефть представляет собой эмульсию, то есть жидкость, в которой присутствуют нефть, вода, соли и механические примеси. Одним из этапов подготовки нефти к первичной переработке является разделение водонефтяной эмульсии на ее составляющие, обезвоживание, обессоливание и очистка, что позволяет получить очищенную от воды, солей и механических веществ нефть.

Понятие водонефтяной эмульсии

Эмульсия имеет двухкомпонентный состав, который представляет собой нерастворимые друг в друге жидкости. Это может быть как “вода в нефти”, так и “нефть в воде”: отличие заключается в преобладающей среде, то есть одна является сплошной, а вторая – дисперсной, и наоборот. Молекулы дисперсной среды как бы обволакивают молекулы сплошной.

(1-нефть, дисперсная среда, 2- вода, дисперсная фаза, 3-оболочка)

Нефтяная эмульсия является нестабильным составом, склонным к расслоению.

Разделение ее может происходить как естественным путем, так и при обязательном применении технологий ее разрушения в связи с присутствием в ней эмульгаторов – веществ, расположенных на “оболочке” и препятствующих коалесценции частиц. Это могут быть как естественные эмульгаторы, так и твердые взвешенные включения, которые снижают эффективность расслоения.

На скорость и темп разделения эмульсии влияет диаметр частиц воды (чем они больше, тем быстрее отделятся от капель нефти) и от плотности нефти.

Для справки: скорость оседания воды определяется формулой Стокса:

, где: dk – диаметр капли, м; pВ-рН- плотность воды и нефти, кг/м3; μ – динамическая вязкость нефти, Па·с.

Так, в современной отрасли выделяют механические, термические, химические и электрические методы разрушения нефтяной эмульсии. Выбор зависит от объемов добываемого сырья, степени ее обводненности, состава и количества примесей, требований к скорости очистки и производительности.

Механические способы разделения нефтяной эмульсии: отстойники, центрифуги, фильтры

Для механического разделения водонефтяной эмульсии применяются сепараторы, отстойники, центрифуги и фильтры. Этот способ относится к одним из наиболее простых в техническом плане.

Для его осуществления не требуется сложных производственных решений: процесс основывается на физических свойствах жидкостей и силе гравитации.

Наиболее широко применяется с обводненной нефтью, но не является эффективным для ее глубокого обезвоживания и эксплуатации с мелкодисперсными эмульсиями.

Отстойники нефти: принцип действия и устройство

Нефтяные отстойники составляют основное оборудование, которое применяется для отделения воды от нефти без применения подогрева и дополнительных устройств. Благодаря этому они выступают в качестве первого этапа очистки нефти и ее обезвоживания.

Принцип работы отстойников заключается в осаждении дисперсной влаги за счет действия гравитационных сил: вода и нефть имеют разный удельный вес, за счет чего более тяжелые и крупные частицы (капли воды) оседают внизу емкости, а уже обезвоженная нефть поднимается и выводится через верхнюю часть корпуса.

На эффективность отстаивания нефти влияют такие факторы, как:

  • физико-химические свойства водонефтяной эмульсии: плотность, вязкость, диаметр дисперсных частиц
  • скорость движения потока
  • площадь поверхности отстаивания

Процесс отделения воды от нефти может происходить как непрерывно, так и периодически. В первом случае рабочая жидкость постоянно проходит через отстойник. Во втором – отстаивание осуществляется в сырьевых резервуарах, в которых осаждение воды происходит по факту наполнения.

В зависимости от технического оснащения нефтеперерабатывающего предприятия нефтяная эмульсия подается в емкость по горизонтали или по вертикали. При этом принцип действия не меняется. Лишь при вертикальном движении создается большой напор и давление.

Саратовский резервуарный завод производит горизонтальные нефтяные отстойники* производительностью до 15000 м3 в сутки:

*(описание и технические характеристики оборудования смотрите в соответствующих разделах Каталога продукции)

Горизонтальный способ размещения наиболее распространен благодаря высокой производительности и площади отстаивания. Дополнительно в некоторых типах оборудования может выполняться обессоливание нефти, например, в аппаратах типа БОН. Осевшие примеси и шлам удаляются механическим или гидравлическим способом в зависимости от степени оснащенности оборудованием и степенью автоматизации.

Внутри нефтяные отстойники разделены перегородками на отсеки, в которых происходит постепенное осаждение дисперсной жидкости и отделение нефти при давлении от 0,6 МПа до 2,5 МПа. Внутреннее устройство агрегатов позволяет равномерно распределять эмульсию, что препятствует созданию возмущения из-за входящей струи.

Центрифуги и фильтры для разделения водонефтяной эмульсии

Процесс расслоения проходит более интенсивно в центрифугах (по сравнению с отстойниками), в которых создаются центробежные силы.

Данный способ используется только с нестойкими эмульсиями, является энергозатратным из-за высокого электропотребления для создания высокоскоростных центробежных ускорений, превышающих свободное падение.

Кроме того, наличие в рабочей среде механических примесей замедляет скорость движения потока и, следовательно, снижает производительность установки.

Фильтрация не обладает высокой производительностью и требует достаточных затрат на смену фильтрующего гидрофобного или гидрофильного элемента.

В гидрофобных фильтрах применяются материалы, которые не накапливают на себе молекулы воды, а лишь задерживают их и пропускают нефть.

Гидрофильные элементы состоят из материалов, которые впитывают в себя взвешенные частицы воды, тем самым задерживая ее и пропуская уже обезвоженную нефть.

Особенности процесса механического разделения водонефтяной эмульсии требуют использование дополнительных методов обезвоживания нефти.

Например, при нагреве жидкости в деэмульгаторах до 100ºС снижается ее вязкость и плотность.

А при прохождении эмульсии через электрическое поле переменной частоты и при высоком напряжении в электродегидраторах происходит разрушение эмульгированной оболочки и поляризация частиц воды.

Совместное использование всех методов обезвоживания нефти позволяет получить нефть глубокой очистки с содержанием воды до 0,1%.

Источник: https://sarrz.ru/blog_direktora/razdelenie_neftjanoj_emulsii.html

Обезвоживание и обессоливание нефти – Химия

Обезвоживание и обессоливание нефти

страница 1

Обезвоживание и обессоливание нефти – взаимосвязанные процессы, т.к. основная масса солей сосредоточена в пластовой воде, и удаление воды, приводит одновременно к обессоливанию нефти. Обезвоживания и обессоливания нефтей производится на установке подготовки нефти (УПН). Поступающая нефть на УПН уже подверглась первичной сепарации и прошла очитку от попутного газа и шлама на ДНС.

В основе процесса обезвоживания лежит дестабилизация (разрушение) нефтяных эмульсий (соединение нефти и воды), образовавшихся в результате закачивания в пласт через нагнетательные скважины воды.

Основные способы обезвоживания и обессоливания условно можно разделить: 1) механические 2) химические, 3) электрические. Все эти методы направлены на различные способы увеличения капель воды и её выделение из нефти.

После процесса обезвоживания и обессоливания, нефть может подвергаться дополнительному глубокому обессоливанию. Процесс дополнительного обессоливания похож на процесс обезвоживания.

Очищенную от пластовой воды нефть смешивают с пресной водой, создавая искусственную эмульсию (но с низкой соленостью), которую затем разрушают.

Выделившееся вода очищается на установке и может, например, закачивается в пласт для поддержания пластового давления и вытеснения нефти.

Фильтры

Фильтрация является самым простым механическим методом обезвоживания и обессоливания нефти. Нестойкие эмульсии можно разделить иногда путём пропускании их через фильтрующий слой. В качестве фильтрующего слоя используют: гравий, битое стекло, древесные и металлические стружки, стекловата и другие материалы.

Фильтры конструктивно выполняются обычно в виде колонн, причем размеры их зависят от объема прокачиваемой эмульсии, её вязкости и скорости движения. Нефтяная эмульсия вводится в колонну по входной линии и проходит через фильтр, где удерживается вода.

Нефть свободно пропускается и отводится через линию выхода, а выделившаяся вода сбрасывается через низ колонны.

Обезвоживание нефти фильтрацией применяют очень редко из-за малой производительности, громоздкости оборудования и необходимости частой смены фильтрующего материала. Эффективность очистки нефтей фильтрацией значительно возрастает при сочетании с термохимическими методами.

Рисунок – Фильтр

Гравитационное отстаивание

Это основной метод механического обезвоживания нефти – гравитационное отстаивание.

Применяют два вида режимов отстаивания – периодический и непрерывный, которые соответственно осуществляются в отстойниках периодического и непрерывного действия.

В качестве отстойников периодического действия обычно применяют цилиндрические отстойники – резервуары (резервуары отстаивания). Сырая нефть, подвергаемая обезвоживанию, вводится в резервуар при помощи распределительного трубопровода (маточника). Нефть выдерживают в резервуаре определенное время (48 ч и более).

В процессе выдержки образуется соединение капель воды. Более крупные и тяжелые капли воды под действием сил тяжести (гравитации) оседают на дно и скапливаются в виде слоя подтоварной воды. Затем нефть собирается в верхней части резервуара.

Отстаивание осуществляется при спокойном (неподвижном) состоянии обрабатываемой нефти.

Рисунок – Отстойники непрерывного действия

а – горизонтальны; б – вертикальный; в – наклоненный;

г – конический; 1 – поверхность раздела; 2 – перегородка

Отстойники непрерывного действия делятся на горизонтальные и вертикальные. В свою очередь, горизонтальные отстойники подразделяются на продольные и радиальные. Продольные горизонтальные отстойники в зависимости от формы поперечного сечения могут быть прямоугольные и круглые.

В гравитационных отстойниках непрерывного действия отстаивание осуществляется при непрерывном потоке обрабатываемой жидкости. Отделение воды и нефти происходит также как и в отстойниках периодического действия.

Эмульсия вводится в резервуар отстойника и расслаивается под действием силы тяжести в результате чего, на выходе получаем нефть и воду.

Однако гравитационный процесс отстоя холодной нефти – малопроизводительный и недостаточно эффективный метод обезвоживания нефти. Более эффективен горячий отстой обводненной нефти, когда её предварительного нагревают до температуры 50 – 70 градусов.

Такие методы могут применяться только в случае содержания воды в нефти в свободном состоянии или в состоянии крупнодисперсной нестабилизированной эмульсии.

Химические методы

Химические методы основаны на использовании деэмульгаторов.

Деэмульгаторы – это поверхностно-активные вещества, которые адсорбируются на поверхности глобул воды и образуют адсорбционный слой со значительно меньшей механической прочностью, что облегчает слияние капель и способствует разрушению нефтяных эмульсий.

Иначе говоря эти вещества предназначены для слияния и выделения капель воды из нефти.

Эффект деэмульсации зависит от интенсивности перемешивания деэмульгатора с эмульсией и температуры смеси. Подача деэмульгаторов проводится дозировочными насосами.

Деэмульгатор должен выполнять следующие требования:

  • быть высокоактивным при малых удельных его расходах;
  • хорошо растворяться в воде или нефти;
  • быть дешевым и транспортабельным;
  • не ухудшать качества нефти;
  • не менять своих свойств при изменении температуры.

Внутритрубная деэмульсация

Этот метод был разработан довольно давно. Принцип внутритрубной деэмульсации самый простой и состоит в следующем.

В межтрубное пространство эксплуатационных скважин или в начало сборного коллектора дозировочным насосом (в количестве 15 – 20 г на тонну нефтяной эмульсии) подается деэмульгатор, который сильно перемешивается с эмульсией в процессе её движения от забоя до УПН и разрушает её.

Эффективность внутритрубной деэмульсации зависит от, например, эффективности самого деэмульгатора, интенсивности и длительности перемешивания эмульсии с деэмульгаторами, количества воды, содержащейся в эмульсии, и температуры смешивания транспортируемой эмульсии.

Холодный отстой

Холодный отстой заключается в том, что в нефть вводят деэмульгатор и в результате отстоя в сырьевых резервуарах из нефтн выделяется свободная вода.

Этот метод аналогичен гравитационному методу обезвоживания, только с применением деэмульгаторов.

Характерная особенность процесса – отсутствие расхода тепла на указанный процесс.

Но стоит отметить, методы деэмульсации нефти без применения тепла недостаточно эффективны.

Термохимическое обессоливание и обезвоживание

В настоящее время для обезвоживания и обессоливания нефти в основном применяют обработку на топлохимических установках. Широкое применение этого метода обеспечивается благодаря возможности обрабатывать нефть с различным содержанием воды без замены оборудования и аппаратуры, простоте установки, возможности легко менять деэмульгатор в зависимости от свойств поступающей эмульсии.

Однако теплохимнческий метод имеет ряд недостатков, например большие затраты на деэмульгаторы и повышенный расход тепла. На практике обессоливание и обезвоживание ведутся при температуре 50—100 градусов.

Термохимическое обезвоживание и обессоливание основано на нагреве эмульсии и химическом воздействии на неё деэмульгаторов.

При нагреве эмульсии ее вязкость снижается, что облегчает отделение воды.

Рассмотрим следующую схему термохимического обезвоживания и обессоливания.

Нефть поступает в сырьевой резервуар (1), откуда насосом (3) перекачивается в теплообменники (4). В теплообменнике осуществляется нагрев нефти до температуры 40-60 градусов. Далее она поступает в паровой подогреватель (5), где происходит дополнительный нагрев паром до температуры 70-100 градусов.

Дозировочный насос (7) непрерывно из резервуара (6) подкачивает деэмульгатор через смеситель (2) к эмульсии.

Обработанная деэмульгатором и подогретая эмульсия направляется в отстойник (9) (сепаратор). Здесь вода отделяется от нефти и отводится в виде сточных вод.

Из отстойника (9) обезвоженная, обессоленная и нагретая нефть через теплообменники (4) и холодильники (8) поступает в товарные резервуары (10), а затем направляется на переработку по нефтепроводу.

В теплообменниках (4) нагретая нефть отдает тепло холодной нефти.

В рассмотренной схеме могут применятся комбинированные аппараты, в которых совмещены процессы подогрева, регенерации тепла нефти и отстоя при обезвоживании и обессоливании нефти.

Рисунок – Схема термохимического обезвоживания и обессоливанияОсновные элементы: 1 – сырьевой резервуар; 2 – смеситель; 3 – насос; 4 – теплообменник; 5 – паровой подогреватель; 6 – резервуара с деэмульгатором; 7 – дозировочный насос; 8 – холодильники; 9 – отстойник; 10 – товарные резервуары.

Электрообработка эмульсий

Электрическое обезвоживание и обессоливание основано на следующем процессе. Между двумя электродами, при токе высокого напряжения (переменный 50 Гц, 15…44кВ), пропускают нефтяную эмульсию. В результате этого на противоположных концах каждой капли воды появляется разноименный электрический заряд.

Благодаря этому капли воды будут взаимно притягиваться, а также плёнка нефти между этими каплями будет разрушаться. Иначе говоря, в результате действия электрического поля происходит укрупнение капель воды и оседание на дне сосуда.

На практике применяют также установки, объединяющие термохимическое обезвоживание с электрическим.

Рассмотрим принцип работу одной из таких схем.

Рисунок – Схема термохимического обезвоживания и обессоливания

Основные элементы: 1 – насос; 2 – теплообменник; 3 – подогреватель; 4 – отстойник; 5 – электродегидратор; 6 – промежуточную емкость для обессоленной нефти; 7 – насос.

Сырьевая нефть вместе с деэмульгатором поступает на прием насоса (1) и через теплообменник (2) и подогреватель (3) направляется в отстойники (4) (термохимической части установки), откуда под остаточным давлением поступает в электродегидратор (его работа будет рассмотрена далее) (5). Перед попаданием в электродегндратор (5) в нефть вводятся деэмульгатор и пресная вода.

В электродегидраторе (5) происходят разрушение эмульсий и выпадение освобожденной воды в процессе отстоя. Затем обессоленная нефть направляется в промежуточную емкость (6), а отсюда насосом (7) через теплообменники (где происходит отдача тепла сырой нефти) (2) отправляяется в товарные резервуары.

Вода из отстойников (4) и электродегпдраторов (5) сбрасывается в виде сточных вод.

Для более глубокого обезвоживания и обессоливания устанавливают несколько электродегпдраторов, которые по форме могут быть горизонтальными, вертикальными, сферическими и др.

Электрообработка редко применяется на нефтепромыслах, не смотря на высокое качество отделения воды и солей от нефти.

Электродегидратор

Электродегидратор является основным элементом в процессе электрообработки нефти.

Рассмотрим для примера одно из возможных устройство электродегидраторов.

Рисунок – Электродегидратор

Основные элементы: 1, 2 – электроды; 3 – маточник.

Данное устройство имеет два электрода. Электроды подвешены горизонтально друг к другу, имеют форму прямоугольных рам, занимающих все продольное сечение электродегидратора. Эмульсия подается в электродегидратор через маточник (3), обеспечивающий равномерное поступление её по всему горизонтальному сечению аппарата.

В горизонтальных электродегидраторах, нефтяная эмульсия проходит через три зоны обработки. В первой зоне эмульсия проходит слой отстоявшейся воды, уровень которой поддерживается автоматически на 20—30 см выше маточника (3).

В этой зоне нефтяная эмульсия подвергается водной промывке, в результате которой она теряет основную массу пластовой воды.

Затем эмульсия, поднимаясь в вертикальном направлении с небольшой скоростью, последовательно подвергаясь обработке сначала в зоне слабой напряженности электрического поля между уровнем отстоявшейся воды и нижним электродом (2), а затем в зоне сильной напряженности, между электродами (2) и (1).

Равномерность поступления эмульсии по всему горизонтальному сечению аппарата, при движении потока вертикально вверх, и ступенчатое повышение напряженности электрического поля между электродами (2) и (1) от нуля до максимальной величины, позволяют в данном электродегидраторе эффективно обрабатывать нефтяную эмульсию любой обводнённой.

Источник: https://himya.ru/obezvozhivanie-i-obessolivanie-nefti.html

Обезвоживание, обессоливание и стабилизация нефти

Обезвоживание и обессоливание нефти

Определение 1

Обессоливание нефти – процесс удаления из нефти минеральных солей.

Минеральные соли входят в состав пластовой воды, которая является составляющей водонефтяной эмульсии, а иногда нефти, при этом небольшое количество солей может находиться в кристаллическом состоянии.

Обессоливание нефти проводится с целью предотвращения процесса коррозии использованного оборудования нефтепроводов при перекачке нефтепродуктов и нефти. Первично обессоливание нефти осуществляется на нефтяных промыслах (попутно с обезвоживанием) до ее сдачи конечному потребителю.

Согласно, нормативным требованиям, содержание минеральной соли в товарной нефти не должно превышать:

  • 100 миллиграмм на литр для первой группы качества.
  • 300 миллиграмм на литр для второй группы качества.
  • 1800 миллиграмм на литр для третьей группы качества.
  • 100 миллиграмм на литр для экспортной нефти.

На нефтеперерабатывающих заводах нефть подвергается вторичному обессоливанию при помощи электрообессоливающих установках, обычно в две-три ступени. После данных установок содержание минеральных солей в нефти находится диапазоне от 3 до 5 миллиграмм на один литр.

Во время обессоливания, обезвоженную нефть, перемешивают с пресной водой. Эта операция способствует протеканию процесса слияния капель промывочной воды с каплями минерализированной пластовой воды.

Одной из новых технологий является распыленный ввод промывочной воды, который представляет собой впрыскивание воды под давлением через насадки. После этого водонефтяная смесь подвергается деэмульсации.

Обезвоживание нефти

Обезвоживание нефти представляет собой процесс отделения нефти от воды. Обезвоживание может быть:

  • Химическим.
  • Термическим.
  • Теплохимическим.
  • Механическим.

Термическое обезвоживание заключается в тепловой или термической обработки. Нагрев становится причиной разрушения эмульсии нефти и воды, что способствует слиянию мелких капель воды в более большие.

В настоящее время термическая обработка водонефтяной эмульсии применяется на предприятиях, как одна из составляющих термохимического обезвоживания, в совокупности с электрической обработки и т.п. Основными разновидностями механического обезвоживания являются непрерывное и периодическое гравитационное отстаивание сырья в специальных отстойниках.

Обычно с этой целью используются отстойные цилиндрические резервуары, схожие с резервуарами для хранения нефти и нефтепродуктов. Отстаивание производится при неподвижном состоянии обрабатываемой нефти. По завершению процесса вода и нефть отбираются из отстойника.

Результатом применения термохимического обезвоживания является снижение прочности или разрушения бронирующих оболочек. Сейчас около 80 % нефти обезвоживаются термохимически.

Значительным преимуществом данного метода является то, что он предоставляет возможность обработки нефти с различным содержанием воды, исключая необходимость в изменении аппаратуры и оборудования. Главным недостаток заключается в повышенном расходе тепла и крупными затратами деэмульсаторы.

По своему воздействию деэмульсаторы делятся на электролиты (снижают стабильность бронирующих оболочек), неэлектролиты и коллоиды, которые представляют из себя поверхностно-активные вещества, способствующие преобразованию исходной водонефтяной эмульсии в эмульсию противоположного типа. Химическое обезвоживание основано на использовании специальных химических реагентов. Процесс использования химических реагентов представляет собой ввод в эмульсию, которая разрушается и при этом создаются благоприятные условия выделения воды из нефти при помощи отстаивания.

Стабилизация нефти

Определение 2

Стабилизация нефти – это процесс отгонки из нефти остаточных объемов легких жидких фракций и углеродных газов, оставшихся в ней после первичной обработки на промыслах.

Процесс стабилизации нефти проводится в сочетании с обессоливанием и обезвоживанием. В стабильной нефти содержится не более 2% процентов газа. Извлеченные углеводородные газы отправляются на газоперерабатывающий завод, а нефть на нефтеперерабатывающий.

В установках для стабилизации нефти, она подвергается нагреву в теплообменниках до температуры 250 градусов по Цельсию, после чего отправляется в ректификационную колонну, давление в которой находится в диапазон от 0,2 до 0,5 миллиграмм на кубометр.

Из колонные отводятся пары легкого бензина и углеводородный газ в конденсатор – холодильник, откуда они поступают в газовый сепаратор, а уже оттуда несконденсированные газы перемещаются на газоперерабатывающий завод.

Жидкая фаза (частично) возвращается в ректификационную колонну для осуществления процесса орошения.

Источник: https://spravochnick.ru/neftegazovoe_delo/obezvozhivanie_obessolivanie_i_stabilizaciya_nefti/

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: