ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обезвоживание и обессоливание нефти из "Процессы переработки нефти. Ч.1" При добыче нефти в результате ее интенсивного перемешивания с водой образуются стойкие, трудно разделимые эмульсии, представляющие собой системы из двух взаимно нерастворимых жидкостей. Одна из них в виде мельчайших капель (дисперсная фаза) распределена в другой (дисперсионная среда) во взвешенном состоянии. Без внешних воздействий (нафевание и др.) эмульсии могут существовать как угодно долго. Этому способствуют и поверхностно-активные вещества (ПАВ), к которым относятся сернистые соединения, нафтеновые кислоты и др., содержащиеся в нефтях, особенно смолистых. Эти ПАВ, называемые также эмульгаторами, образуют на поверхности частиц дисперсной фазы прочный адсорбционный слой, препятствующий при столкновении частиц (капель) их слиянию и укрупнению. В промысловой и заводской практике чаще всего встречаются эмульсии вода (дисперсная фаза) в нефти (дисперсионная среда) , хотя встречаются и противоположные — нефть в воде . [c.33] Подготовку нефти к переработке осуществляют дважды на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ). На промыслах проводят первичную подготовку нефти — ее отстаивание и термохимическое обезвоживание, а в ряде случаев и обессоливание, в отстойниках установок подготовки нефти с применением деэмульгаторов — специальных ПАВ, которые адсорбируясь на фанице раздела фаз нефть-вода, способствуют пептизации и растворению в нефти защитных оболочек глобул диспергированной в нефти воды. [c.34] При выборе деэмульгатора следует учитывать тип нефти (смолистая, па-рафинистая), содержание в ней воды, интенсивность перемешивания, температуру, стоимость и др. Деэмульгатор не должен вызывать коррозию трубопроводов и аппаратуры, иметь неприятный запах, быть токсичным продуктом, вызывать зафязнение окружающей среды, должен быть стабильным. [c.34] Ниже приведены ориентировочные удельные расходы деэмульгатора в зависимости от качества нефти. [c.34] На ряде промыслов для обезвоживания и обессоливания нефти, кроме отстойников, применяют электродегидраторы, в которых водонефтяная эмульсия разрушается в переменном электрическом поле высокой напряженности. [c.34] Обессоливание нефти на НПЗ осуществляется на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ). Сущность процесса электрообессоливания нефти заключается в ее смешении с промывной водой и деэмульгатором с последующим отделением соленой воды в электродегидраторах, где под действием переменного электрического поля высокой напряженности в сочетании с повышенной температурой водонефтяная эмульсия разрушается. [c.34] При этом вода из нефти удаляется вместе с растворенными в ней хлористыми солями. Для достижения глубокого обессоливания нефть подвергают многократной промывке водой на ЭЛОУ, состоящей из 2-3 ступеней последовательно соединенных алектродегидраторов. [c.34] Использование электрического поля ддя целей обезвоживания нефтей впервые было осуществлено в 1909 г., в наще время ни один крупный нефтепромысел, ни один НПЗ не обходится без ЭЛОУ. [c.35] Независимо от типа электродегидраторов и схемы ЭЛОУ, принцип воздействия переменного электрического поля на нефтяную эмульсию остается одним и тем же. При попадании эмульсии в электрическое поле частицы воды, заряженные отрицательно, передвигаются внутри элементарной капли, придавая ей фущевидную форму, острый конец которой обращен к положительно заряженному электроду. С переменой полярности электродов капля вытягивается острым концом в противоположную сторону Если частота переменного тока равна 50 Ш, капля будет изменять свою конфигурацию 50 раз в секунду Под воздействием сил притяжения отдельные капли, стремящиеся к положительному электроду, сталкиваются друг с другом, и при достаточно высоком потенциале заряда происходит пробой диэлектрической оболочки капель, чему способствует деэмульгатор, постепенно размывающий эту оболочку. В результате мелкие водяные капли сливаются и укрупняются, что способствует их осаждению в электродегидраторе. Вода выводится снизу, а обезвоженная нефть — сверху электродегидратора. Обычно между электродами напряжение составляет 27, 30 или 33 кВ. [c.35] На НПЗ Российской Федерации эксплуатируется около 100 ЭЛОУ (около 150 ЭЛОУ вбывщем СССР) трехосновных типоввзависимости от типа электродегидраторов и характера их связи с нефтеперегонными установками. [c.35] Второй тип — в основном двухступенчатые ЭЛОУ производительностью 2-3 млн. т/год, обычно комбинированные с АТ или АВТ. В состав ЭЛОУ входят щаровые электродегидраторы объемом 600 м по одному аппарату в ступени. На больщинстве таких установок нагрев нефти осуществляют не водяным паром, а за счет тепла продуктов перегонки нефти. Обессоленная нефть после ЭЛОУ не охлаждается, а минуя промежуточный резервуар, поступает на прием сырьевого насоса АВТ. [c.35] Третий тип — двухступенчатые (иногда трехступенчатые) блоки ЭЛОУ, комбинированные с АТ или АВТ, в состав которых входят созданные в конце 60-х годов горизонтальные электродегидраторы, рассчитанные на давление до 1,8 М Па и температуру до 160°С. Здесь нафев нефти осуществляют также за счет тепла продуктов перегонки. Кроме того, отсутствует промежуточный сырьевой насос. Такие современные блоки ЭЛОУ входят в состав установок ЭЛОУ-АВТ или АТ мощностью 3-9 млн.т/год. Характеристика электродегидраторов приведена втабл. 3.1. [c.36] Как показывает опыт работы ЭЛОУ, для нефтей, поступающих на Н ПЗ с содержанием солей до 100 мг/л, а также для некоторых нефтей с содержанием солей до 100-300 мг/л и концентрацией хлоридов в пластовой воде ниже 7,5%, достаточно двух ступеней обессоливания. Для нефтей с содержанием солей выще 300 мг/л или 100-300 мг/л, но с концентрацией хлоридов в пластовой воде выще 7,5%, требуется три ступени обессоливания (табл. 3.2). [c.37] Вертикальные электродегидраторы, входящие в состав ЭЛОУ небольшой производительности (1,0-1,5 млн.т/год), вследствие их малого объема, устанавливают параллельно в каждой ступени по 6-12 аппаратов, что затрудняет равномерное распределение потоков нефти и воды и усложняет их обслуживание. [c.37] Недостатком шаровых электродегидраторов, несмотря на их высокую производительность, является невозможность осуществлять их жесткую связь с перегонными установками, так как они рассчитаны на сравнительно низкое давление (0,6-0,7 МПа). Строить же их наболее высокое дааление сложно идорого. Даже при таком низком давлении толщина стенки электродегидратора из-за большого их диаметра составляет 24 мм. При более высоком давлении толщина стенки должна быть еще больше. Кроме этого, шаровые электродегидраторы из-за своего большого диаметра не могут доставляться железнодорожным и другими видами транспорта в собранном виде к месту их установки и требуют подетальной сборки сегментов на месте их монтажа. Сборка сегментов на заводах-изготовителях по этой причине исключена. [c.37] Шаровой электродегидратор (рис. 3.1) представляет собой сферическую ем кость диаметром 10,5 м. В шаровых электродегидраторах имеется три сь[рьевых ввода, расположенныхравномерно вокруг вертикальной оси дегидратора на расстоянии трех метров от нее, и, соответственно, три пары электродов. Расстояние между верхним и нижним электродом каждой пары 150 мм. [c.37] Частично обессоленная нефть с первой ступени поступает на вторую, по пути смешиваясь с вводимой водной промывкой. Во второй ступени происходит окончательное обессоливание и обезвоживание. Для обессоливания тяжелых нефтей используют третью ступень. В частности, на Киришском НПЗ имеется три ступени, используемые для обезвоживания и обессоливания ловушечной нефти. При этом используется японский нефтерастворимый деэмульгатор МЭ-202 в количестве 10 г/т на природную нефть, а на ловушечную нефть — 50-70 г/т. [c.42] выделенная из нефти, скапливается в нижней части элект-родегидратора и сбрасывается по регулируемому уровню в канализационную систему. Между зеркалом воды и нижним электродом возникает также электрическое поле. При нормальной работе сила тока не должна превышать 10-20 А, в случае повышения уровня воды ток будет расти и при достижении значения 90 А напряжение на электроды отключится автоматически. Такое же явление может возникнуть и в случае, если в пространство между электродами подавать сильно эмульгированную нефть или ловушечный продукт с большим содержанием воды. [c.42] Вернуться к основной статье