3.Обезвоживание и обессоливание нефти. Технологическая схема промысловой подготовки нефти.

Обезвоживание:

Методы разрушения эмульсии:

1. Отстаивание (мех. способ) основан на оседании глобул воды под действием силы тяжести .

2. Термический способ. Нагревание нефти до определенных температур. В результате - ослабление оболочек и хорошие условия для их коалесценции.. Температура нагрева нефти ограничена температурой кипения нефти. Температура нагрева нефти на 10-15⁰С ниже чем температура кипения. Давление 0,3-0,4 МПа.

3.Химический способ. Применение деэмульгаторов, а именно ПАВы, которые обладают большей поверхностной активностью, чем эмульгаторы.

Механизм:

А) Адсорбируются на защитных оболочках

Б) образуют активный комплекс с молекулами эмульгатора.

В) растворяют защитные оболочки

Г) переводят в растворы

Виды деэмульгаторов:

4. Водорастворимые

5. Водонефтерастворимые

6. Нефтерастворимые - самые лучшие

Это жидкости с низкими температурами застывания. Под эффективностью действия деэмульгатора понимают его расход на одну тонну нефти (сепарол WF 41).

Механизм действия:

А) молекула воды + деэмульгатор

б) действие деэмульгатора

Гидрофобная часть адсорбируется вдоль сольватной оболочки и сильнее на нее влияет.

4. Термохимический способ. Это сочетание химического и термического.

5. Электрический. Пропускание нефти через электрическое поле, преимущественно переменного тока промышленной частоты и высокого напряжения (15 - 44 кВ).

Механизм действия:

Капля воды в нефти имеет форму шара, внутри имеются + и - заряженные ионы. Капля в целом электронейтральна, если ее поместить в электрическое поле то в результате индукции эл.поля, капля воды поляризуется и вытягивается, деформируется с ослаблением сольватных оболочек и образует диполи, в результате частой смены полярности электродов (50раз в секунду) увеличивается вероятность столкновения воды и диполя и происходит укрупнение глобул воды, увеличивается скорость осаждения воды. Образуется отдельная фаза вода.

E = U / L; L - расстояние между электродами.

Конечное содержание воды в нефти после электрообработки можно достичь менее 0,1 масс.%. Однако чем выше глубина обезвоживания тем больше расстояние между каплями воды, и коалесценция замедляется. Ее можно усилить повышением напряженности поля, однако при напряженности более 4-5 кВ/см начинается нежелательный процесс диспергирования капель воды (мелкие капли). Для каждой подбирают оптимальные электроды и расстояния между ними.

Обессоливание:

Перед первичной перегонкой нефти содержание хлоридов в ней не должно быть выше 3-5 мг/литр (воды 0,1масс%). При содержании до 5 мг/литр почти полностью удаляются Ме, это важно для показателей товарных топлив. Процесс проводят на установках ЭЛОУ. Действие основано на электро-хемо-термической обработке нефтяной эмульсии. Это совокупность всех вышеперечисленных процессов.

С целью достижения глубокого обессоливания в нефть подают оптимальное количество промывной пресной воды. чтобы растворить соли и снизить их концентрацию. Используют двухступенчатую схему с противоточной подачей воды, для того чтобы процесс был недорогим.

Термический способ:

Подогревают нефть до 60-150⁰С. Добиваются того чтобы кинематическая вязкость эмульсий была 2-4 * 10^-6 м²/с. Повышение температуры способствует дестабилизации эмульсии, уменьшение вязкости и плотности, снижение расхода деэмульгатора. Для поддержания жидкофазного состояния повышают давления.

Химический способ:

Использование следующих деэмульгаторов. Диссольвант, сепарол и хемеликс.

Подают специальным дозировочным насосом и смешивают в смесительном устройстве.

Электрический способ. Основан на обработке эмульсий электрическим током. Под действием электрического тока идет разрушение эмульсии и происходит отстой воды. Лимитирующая стадия процесса - отстаивание.

Виды электродегидраторов:

1. Вертикальный: его недостатки:

- высокая скорость движения нефти, а условием выпадения капель воды является : скорость выпадения капель должна быть больше скорости движения нефти, а это не так.

- велик путь отстоя капель

- малая площадь занята электрическим полем

- большое число аппаратов.

2. Шаровой

преимущества:

- велика производительность аппарата

- выше рабочая температура и давление

- число аппаратов невелико.

Недостатки:

- громоздкость

- сложность перевозки

• велик путь отстоя капель.

3. Горизонтальный.

Преимущества:

- скорость выпадения капель больше скорости движения эмульсии

- все пространство аппарата занято электрическим полем.

• невелик путь отстоя капель.

Высокая производительность и глубина обессоливания.

Технология подготовки нефти на промыслах.

Стабилизация нефти на промыслах. В некоторых случаях до подачи нефти в магистральный нефтепровод проводят ее стабилизацию. Это физический процесс удаления из нефти остатков растворенных газов (С₁-С₄), т. к. полностью их удалить на УПН не всегда удается и при транспорте таких нефтей эти газы произвольно выделяются из нефти и образуют газовые пробки, осложняющие перекачку. Кроме этого при хранении таких нефтей эти газы, испаряясь, захватывают с собой легкие УВ бензиновых фракций, что приводит к потерям бензина до 5%. Нефть с промысла по магистральному нефтепроводу попадает на НПЗ, где нефть еще раз подвергают более глубокому обезвоживанию и обессоливанию на установках ЭЛОУ, как правило они двухступенчатые, Т до 160ºС. На этих установках нефть доводят до следующих показателей: вода <0,1% масс., соли <5 мг/л. Это связано с тем, чтобы продлить срок службы нефтезаводского оборудования. Только после доведения нефти до определенных показателей она непосредственно подвергается переработке.

Технологическая схема установки стабилизации нефти. Сырая нефть насосом 1 прокачивается через теплообменник 2, затем паровой подогреватель 3 и при температуре около 60ºС подается под верхнюю тарелку первой стабилизационной колонны 4. В этой колонне обычно 16-26 желобочных тарелок, давление 3-5 ат – необходимое для того, чтобы в качестве хладоагента в конденсаторе 5 использовать воду. Нефть, переливаясь с тарелки на тарелку сверху в низ, встречает более нагретые пары и освобождается от легких фракций. Т низа колонны 4 составляет 130-150ºС и поддерживается за счет циркуляции стабильной нефти через печь 6 насосом 7. Стабильная нефть с низа колонны 4 насосом 8 прокачивается сначала через теплообменник 2, где отдает свое тепло сырой нефти, затем через аппарат воздушного охлаждения (АВО) 9 и уходит с установки. Смесь газов и паров, выходящая с верха колонны 4, охлаждается в конденсаторе 5 и поступает в газоводоотделитель 10. Несконденсировавшиеся газы метан и этан с верха 10 выводятся с установки через дроссель 11 как сухой газ. Водный слой отводится с низа аппарата 10, а верхний углеводородный слой забирается насосом 12, прокачивается через теплообменник 13, где нагревается до 70ºС и поступает во вторую стабилизационную колонну 14. В колонне обычно 30-32 желобочных тарелки, давление 13-15 ат. Газ с верха колонны 14 поступает в водяной конденсатор 15, где конденсируются пропан и бутаны с последующим отделением в сепараторе 16 от метана и этана, которые отводятся с установки через дроссель 17 как сухой газ. Часть сжиженного газа из сепаратора 16 подается как орошение в колонну 14 насосом 18 для поддержания Т верха колонны в пределах 40-50ºС. Остальное количество в виде сжиженного газа направляется по назначению. Т низа колонны 14 составляет 120-130ºС и поддерживается циркуляцией стабильного бензина через паровой подогреватель 19. Стабильный бензин отдает свое тепло в теплообменнике 13, затем охлаждается в водяном холодильнике 20 и отводится с установки. Если в нефти менее 1,5% масс. растворенных газов, достаточно одной стабилизационной колонны на установке.