Обессоливание

Сущность процесса обессоливания промысловой нефти заключает­ся в снижении концентрации хлористых солей в капельной попутной пластовой воде, которая осталась в промысловой нефти после ее предваритель­ного и глубокого обезвоживания. Снижение концентрации хлористых со­лей в капельной пластовой воде, представляющей собой дисперсную фазу в обратной водонефтяной эмульсии (промысловой нефти), возможно только в результате коалесценции их с каплями промывной воды, в качестве которой, как правило, используется пресная вода.

Тангенциальный смеситель представляет собой коаксиально мон­тируемое в нефтепроводе устройство с тангенциальном вводом воды в смесительную камеру. Смесительное устройство снабжено двумя конфузорами на входе 3 и выходе 6.

Наиболее распространенным смесительным устройством является смесительный клапан, позволяющий регулировать не только интенсив­ность перемешивания промывной воды с сырой нефтью, но и изменять дисперсность капельной промывной воды.

Принципиально важным элементом такой технологической схемы обессоливания промысловой нефти является наличие в ней коалесце-ра-диспергатора 2. Именно в коалесцере-диспергаторе 2 обеспечивается многократная коалесценция и дробление «львиной» доли капель, приводящие к прак­тическому выравниванию концентрации солей в капельной воде в во­донефтяной эмульсии после смесителя 1.

Рис. 6.3. Современная принципиальная технологическая схема ступени обес-соливания сырой нефти:

1 - смеситель, 2 - коалесцер-диспергатор, 3 - электродегидратор; I - сырая нефть на обессоливание, II - горячая промывная вода для обессоливания III -обессоленная нефть, ГУ - дренажная вода.

Использование коалесцера-диспергатора 2 (рис. 6.3), увеличивая вре­мя задержки эмульсии на пути от смесителя 1 до электродегидратора 3 в сочетании с многократными актами коалесценции и диспергирования в турбулентном потоке, позволяет существенно повысить эффективность использования промывной воды на каждой ступени обессоливания.

Увеличивая содержание капельной воды на выходе смесителя 1 за счет дополнительной подачи на его вход не полностью прореагировав­шей дренажной воды из электродегидратора (внутриступенчатая цир­куляция воды), удается существенно увеличить вероятность коалесцен­ции капель в коалесцере-диспергаторе и сократить число ступеней обессоливания.

Введем понятие — термин идеальное смешение капельных пласто­вой и промывной вод. Под этим термином будем понимать ситуацию, при которой во всех каплях воды после диспергатора-коалесцера на вхо-

одинакова.

Если массовая концентрация хлористых солей в капельной воде, которая останется в потоке нефти на выходе электродегидратора, обес­печивает требуемую группу качества по содержанию хлористых солей в обезвоженной нефти, то такой расход промывной воды является теоре­тически минимально необходимым. Рассчитав его, получим асимптотичес­кую оценку теоретически необходимого расхода промывной воды для обессоливания.

Пусть на вход ступени обессоливания поступает Q_c м^!/сут сырой не­фти с объемной долей воды в ней (обводненностью) ф£. Массовая кон­центрация хлористых солей в капельной воде, содержащейся в сырой нефти, равна С*„_а. Допустим, что на вход смесителя подается Qf_li0 промывной воды, смешение капельных пластовой и промывной воды иде­ально, то есть в каждой вновь сформировавшейся капле воды после мно­гократных актов коалесценции (слияния) и диспергирования перед вхо­дом в электродегидратор массовая кониентоашяхлористых солей одинакова. Следовательно, концентрация хлористых солей в воде на выходе из электродегидратора с потоком нефти и в дренажной воде на выходе из электродегидратора равна концентрации хлористых в капельной воде на входе в электродегидратор. Пренебрегая содержанием хлористых солей в промывной (пресной) воде, получим: