Смолы и асфальтены.

Смолы, выделенные из мальтенов, - очень вязкие жидкости темно-коричневого или бурого цвета с плотностью выше еди­ницы и молекулярной массой входящих в нее высокомолеку­лярных соединений (ВМС) от 600 до 1200 (т. е. соединений с числом атомов углерода от 50 до 90-100).

Соотношение Н:С в смолах 11-13%. Они в значительной сте­пени состоят из ГАС и содержат серы - 0,5-8,0, азота - 0,5-3,0, кислорода 1-7% (мае.) и более половины металлов нефти.

Асфальтены - концентрат наиболее высокомолекулярных со­единений нефти (в основном ГАС) со спектром молекулярных масс от 1500 до 4000. В нефти они находятся в виде коллоидных частиц, а будучи выделены из нефти, представляют собой твер­дые аморфные частицы черного цвета. Содержание асфальтенов в нефти обычно не превышает 10% (мае.). Они более бедны водородом, чем смолы (Н:С = 9+11%), и концентрация гетеро­элементов в них выше (серы - до 9, азота - до 3, кислорода - до 8, металлов - до 0,15%).

По своей химической структуре это ВМС с числом циклов до 20 (более половины из которых ароматические), имеющие ал­кильные заместители

5. Технология обезвоживания и обессоливания нефтей и природных нефтебитумов.

Современная электрообессоливающая установка (ЭЛОУ) может быть как автономной, так и блоком в комплексе с установкой дистилляции нефти. Последний вариант является наиболее рас­пространенным и показан на рис. 1.

Сырьевым насосом 1 нефть прокачивается через группу рекуперативных теплообменников 11, где за счет тепла дистиллятов, получаемых из нефти, нагревается до 130 - 140 °С и под давлением 1,4 - 1,5 МПа через смесительный клапан 9 входит через маточник в электродегидратор первой ступени 5. Перед смесительным клапаном в поток нефти подаются деэмульгатор и промывная вода, рециркулирующая со второй ступени B ц2-1 и на первой ступени В_Ц. Оба этих потока воды в заданном количестве подаются насосами 3 и 4 из емкостей отстойников 8 и 7.

Спуск воды из электродегидратора 5 осуществляется через регулирующий клапан 10 по уровню раздела фаз вода - нефть. После первой ступени нефть направляется также через смесительный клапан в электродегидратор второй ступени 6. На вход смесителя этой ступени подается насосом 2 свежая пресная вода и рециркулирующая вода этой ступени B_ц2

После второй ступени обессоливания нефть проходит группу высокотемпе­ратурных теплообменников 12, где нагревается до 200 - 230 °С, и поступает в первую дистилляционную колонну.

Вместе с водой в емкости 7 и 8 попадает нефть (эмульсия “нефть в воде”), которая в этих емкостях отстаивается и периодически откачивается на прием насоса 1.

Дренажная вода IV после отстоя в течение 1 ч в емкости 7 сбрасывается в промышленную канализацию и поступает на очистку.

Рис. 1. Схема современной ЭЛОУ:

1-4- насосы; 5, 6- элеюродегидраторы; 7, 8- промежуточные емкости-отстойники, 9- смесительные устройства; 10- регулирующие клапаны; 11, 12- теплообменники, 13 - доза­тор; I, II - сырая и обезвоженная нефть; III- свежая пресная вода; IV - дренажная соленая вода, V - раствор деэмульгатора

Основными аппаратами ЭЛОУ являются электродегидраторы. Они могут быть различные по устройству (шаровые, верти­кальные, цилиндрические, гори­зонтальные цилиндрические), но наиболее эффективной и полу­чившей наибольшее распростра­нение конструкцией стали гори­зонтальные электродегидраторы (рис. 2). Они имеют диаметр 3,4 м, длину около 18 м, рассчи­таны на давление 1,8 МПа и включают два решетчатых электро­да, подвешенных через изоляторы к корпусу аппарата.

Рис. 2. Схема устройства электродегидратора 2ЭГ-160 (поперечное сечение):

1 - корпус, 2 - маточник ввода нефти; 3 - решетчатые электроды; 4 - подвески электро­дов; 5 - проходной высоковольтный изолятор;

6 - коллектор для вывода нефти; I,II - сырая обезвоженная нефть; III- дренажная вода

Электроды представляют собой горизонтальные решетки, сваренные из металлических прутков диаметром 15-18 мм, с окном решетки 150 х 150 мм или 200 х 200 мм. Одна из решеток соединена с корпусом аппарата (нулевой электрод), а к другому подведено высокое напряжение (20 - 30 кВ).

Устройство электродегидраторов, используемых при промысло­вой подготовке нефти (обезвоживании), несколько иное и также отличается большим разнообразием. Схема одной из современ­ных конструкций показана на рис. 3.

Рис. 3. Промысловый электродегидратор нефти:

1- корпус; 2 - огневая нагревательная труба; 3 - электроды; 4 - пакет коалесцирующих пластин; 5 - карман отвода обезвоженной нефти; 6 и 7 - перегородки; I - водный слой; II - нефть; III - газовая подушка.

В аппарате совмещены три зоны, слева от перегородки 6 - термическая, где нефть нагревается и крупные капли оседают, между перегородками б и 7, где для коалесценции капель используется электрическое поле, и справа от перего­родки 7 - зона механической коалесценции за счет фильтрации нефти через пакеты гофрированных пластин из полистирола (гофры под углом 30 - 60 ° расположены поперечно у смежных пакетов) Сочетание этих зон дает большой эффект как по производительности аппарата, так и по глубине обезвоживания Температура нефти после зоны нагрева обычно 65 - 70 °С При начальной обводненности нефти 9 - 10%(мас ) на выходе из такого аппарата содержание воды составляет не более 0,3% [обычно 0,1 - 0,25%(мас )] Размеры аппарата диаметр - 2,4 м, длина - 7,6 м

Технологический режим глубокого обезвоживания и обессо- ливания нефти на ЭЛОУ (см. рис. 7 8) зависит от конкретной нефти. Если нефть содержит большое количество органических кис­лот, то в нефть (после ЭЛОУ или на ее последнюю ступень) подают раствор щелочи обычно з количестве 1 - 5 г/т (из расче­та обеспечения pH 5,5 - 7,0).

Важным элементом технологии установок ЭЛОУ является промывная вода. Для того чтобы сократить или свести до нуля использование пресной воды из внешних источников (водопровода, реки), в качестве свежей воды на ЭЛОУ подают технологические конденсаты водяного пара, образующиеся на установке перегонки нефти, в состав которой входит блок ЭЛОУ, а также конденсаты с других технологических установок (каталитического крекинга, гидроочистки и др.). Конденсат с установки перегонки нефти используют обычно без специаль­ной обработки, конденсаты с других установок часто содержат сульфиды и гидросульфиды аммония, которые при нагревании распадаются на сероводород и аммиак. Такие конденсаты перед

подачей на ЭЛОУ продувают водяным паром для отдувки серо­водорода и аммиака.

В процессе эксплуатации блоков ЭЛОУ обычно контролиру­ют следующие показатели:

температуру и давление в электродегидраторах; содержание воды и хлоридов на входе и выходе блока ЭЛОУ; содержание хлоридов в свежей воде (в том числе технологи­ческом конденсате) и воде, сбрасываемой в промышленную канализацию с ЭЛОУ;

содержание нефтепродукта в дренажной воде; содержание деэмульгатора в дренажной воде.