9.2 Методи руйнування нафтових емульсій
Існує три методи руйнування нафтових емульсій:
- механічні;
- термохімічні;
- електричні.
Кожен із цих методів ґрунтується на злипанні і укрупнені крапель води та інтенсифікації їх осідання. До механічних методів відносяться відстоювання, фільтрування і центрифу-гуванні.
Відстоювання використовують для свіжих нафтових емульсій, які розділяються на компоненти за рахунок різної густини.
При фільтруванні вода і нафта по різному змочують стружки із тополі, осики та волокна скловати. Краплі води прилипають до стружок або волокон укрупнюються і стікають по ним.
При центрифугуванні емульсія розділяється на нафту і воду під дією відцентрової сили.
Термохімічні методи руйнування нафтових емульсій базуються на використанні поверхнево активних речовин, які діють як деемульгатори. В якості вітчизняних деемульгаторів використовують проксалін, реапон, ПМ, ОП-7, ОП-10, в якості зарубіжних проганіт, петроляйт і дисолван. Витрата деемульгатора складає від 0,05 до 1 % мас.
Хімічному знесоленню і зневодненню нафти сприяє підвищення температури. Деемульгатор розчиняє адсорбційну плівку навколо крапель води в результаті чого вони злипаються і швидше осідають при відстоюванні. Підвищення температури сприяє розм’якшенню і розчиненню адсорбційної плівки в нафті, зменшені в’язкості нафти і підвищені швидкості руху крапель води.
Найбільш стійкі емульсії руйнуються за допомогою змінного електричного поля. Суть процесу електрознесолення і зневоднення нафти полягає в тому, що під дією поля високої напруги 27-44 кВ краплі води які перебувають в нафті поляризуються тобто утворюють диполі. Під дією змінного електричного поля диполі рухаються і притягуються протилежно зарядженими кінцями. Сили притягання між ними настільки зростають, що адсорбційна плівка руйнується і краплі води укрупнюються. Електричному методу зневодненню і знесолення нафти сприяє температура і використання деемульгатора. При цьому методі в апаратах (електродегідраторах) тиск складає Р = 0,34-1,76 МПа для зменшення випаровування води і газовиділення.
9.3 Будова і робота електродегідраторів
Електродегідратори бувають трьох типів:
- вертикальні циліндричні з горизонтальними електродами і подачею емульсії в міжелектродний простір;
- шарові з пластинчастими електродами і подачею емульсії в міжелектродний простір;
- горизонтальні електродегідратори з прямокутними електродами і подачею сировини в шар соленої води.
Таблиця 9.1 – Коротка характеристика електродегідраторів
|
Параметри |
Вертикальні |
Шарові |
Горизонтальні |
|
Діаметр, м Об’єм, м3 Тиск, МПа Температура, °С Продуктивність, т/год Напруга, кВ |
3,0 30 0,34 80 10-12 27-34 |
10,5 600 0,64 100 230-250 32-34 |
3,4 160 1,76 160 200-250 24-44 |
Вертикальні електродегідратори представляють собою циліндричні апарати в середині яких знаходяться горизонтальні електроди, які підвішені до фарфорових ізоляторів. Струм до електродів подається від трансформаторів потужністю 5 кВт.
1 – трансформатор; 2 – корпус; 3 – фарфорові ізолятори;
4 – електроди; 5 – стояк для подачі емульсії в апарат; 6 – гра-ниця розділу фаз; 7 – патрубок для виводу підготовленої нафти.
Рисунок 9.2 – Схема вертикального електродегідратора
Емульсія в електродегідратор подається через вертикаль-ний стояк 5 який закінчується розподільчою головкою. Емульсія виходить із стояка у вигляді струменя через кільцеву щілину. Попадаючи в електродний простір вона піддається дії електричного поля високої напруги деемульгатора і температури. В результаті чого вона руйнується. Вода осідає на дно апарату і виводиться знизу, а підготовлена нафта виводиться зверху апарату через патрубок 7.
Перевагою даного апарату є простота конструкції, недоліком низька продуктивність не висока максимальна температура і неможливість проведення знесолення в них високо смолистої нафти.
Принцип дії шарових електродегідраторів аналогічний до принципу дії вертикальних електродегідраторів тільки в них замість одного стояка для подачі емульсії і однієї пари електродів є по три. В даний час шарові електродегідратори не використовують так як вони складні у виготовлені і займають велику територію.