Обезвоживание и обессоливание нефти

1. Термо – химический метод

Это наиболее распространённый в России метод, впервые применённый ещё в 1914 г. В настоящее время до 80 % добываемой в России нефти подготавливается подобным способом. Существует несколько разновидностей термохимического метода. Наиболее распространены установки, работающие под атмосферным давлением (рис. 73).

Обезвоживание и обессоливание водо – нефтяных эмульсий на этих установках осуществляется в две стадии. На первой стадии реализуется обезвоживание продукции, на второй обессоливание. Исходная водо – нефтяная эмульсия поступает на установку потоком I и накапливается в сырьевом резервуаре 1. Разумеется, эмульсия уже полностью разгазирована. В сырьевом резервуаре может происходить частичное отделение воды. В этом случае она сбрасывается в поток сточной воды – IV. По мере необходимости исходная эмульсия забирается насосом 2 и после смешения с деэмульгатором (поток III) нагревается до 50 – 60⁰С в любом подогревающем устройстве (в данном случае это теплообменник 3 чаще всего с плавающей головкой или линзовым компенсатором, реже типа труба в трубе).

Рис. 73. Технологическая схема установки обезвоживания и обессоливания нефти при атмосферном давлении

Подогретая эмульсия подаётся на отстой в резервуар 4 под водяную подушку. Опытным путём установлено, что высота водяной подушки должна быть порядка 50 – 70 % от общей высоты жидкости в резервуаре, но не менее 2 м. Время отстоя колеблется от нескольких часов до нескольких суток. Причём, отстойные резервуары могут работать как в периодическом, так и полунепрерывном и даже непрерывном режиме. Отстоявшаяся вода сбрасывается в линию сточной воды, а частично может подаваться на вход теплообменника 3 в качестве рециркулята. Промывка исходной эмульсии сточной водой призвана ускорить процесс отстоя. Описанная первая стадия применяется в том случае, если содержание воды в исходной эмульсии превышает 2 – 5 % мас. В противном случае, первая стадия из схемы установки исключается. Для осуществления второй стадии эмульсия с помощью насоса 5 после смешения с дополнительным количеством деэмульгатора (поток VIII), который подаётся при необходимости и пресной водой (поток IX) – обычно 2 – 5 % на нефть – прокачивается через подогреватель (в данном случае печь: V- топливо, VI – воздух, VII – дымовые газы) и с температурой 50 – 65⁰С направляется на отстой в резервуар 7. Отмытая от солей нефть потоком Х выводится с установки, а отстоявшаяся вода сбрасывается в линию сточной воды, частично возвращаясь на циркуляцию для экономии расхода пресной воды.

Подобные установки позволяют менять деэмульгаторы без изменения схемы и аппаратного оформления. Кроме того, они не только предельно просты, но и мало чувствительны к колебаниям в содержании воды в исходной эмульсии. Однако, в то же время, они характеризуются повышенными расходами деэмульгатора и тепла, а так же потерями лёгких фракций, за счет их испарения из нагретых эмульсий через клапаны резервуаров.

Термохимические установки, работающие под избыточным давлением, приведены на рис. 74.

Рис.74. Технологическая схема установки обезвоживания и обессоливания нефти при повышенном давлении

Отличие подобных установок от предыдущих (рис.73) невелико. Во – первых, на стадии обезвоживания исходная эмульсия подогревается в две стадии – до 40 – 65⁰С в теплообменнике 3-а нефтью, прошедшей стадию обезвоживания, и до 70 – 150⁰С в паровом подогревателе 3-б. Во – вторых, обезвоживание осуществляется в течении 1 – 3 часов в герметичном отстойнике 4-а под давлением до 10 атм. В третьих, на стадии обессоливания нагрев также осуществляется в две стадии – в теплообменнике 3-в и печи 6, причём, в качестве теплоносителя используют обессоленную нефть. В-четвёртых, обессоливание осуществляют в две стадии – под давлением в отстойнике 4-б и без давления в резервуаре 7, предварительно охладив нефть в водяном холодильнике 8.

Подобные установки позволяют резко снизить время отстоя и расход деэмульгатора и существенно уменьшить потери лёгких фракций за счёт испарения в товарном резервуаре по сравнению с предыдущими схемами. Однако, расход тепла в них намного выше. В полностью развёрнутом виде (как на рис.74) подобные установки достаточно редки. Как правило, монтируют лишь ступень обезвоживания, а обессоливание осуществляют иными, более современными способами (см.ниже).