Меню Рубрики

Как обезводить нефть перед анализом

Обезвоживание нефтепродуктов является одной из важнейших задач в технологических процессах переработки нефти и газа.

Обезвоживание нефтепродуктов (разделение эмульсий), представляет из себя процесс отделения воды от нефти, нефтепродуктов.

Суть обезвоживания (разделения эмульсий) заключается в укрупнении (коалесценции, коагуляции) капель воды (углеводородов), и переводе их в пленочное состояние на контактной поверхности с последующим отводом образовавшейся пленки в виде непрерывного потока однородной жидкости.

В целом подход к разработке технологического процесса обезвоживания и их аппаратурного оформления можно свести к двум группам по областям применения:

  1. Обезвоживание нефти (как правило различные отстойники , 3-х фазные сепараторы, аппараты АОСВ подготовки воды в схемах ППД;
  2. Обезвоживание нефтепродуктов на различных стадиях подготовки и переработки нефти и газа;

Такое разделение объясняется различными физико-химическими свойствами жидкостей, как правило, присутствием в первой группе большого количества механических примесей, и асфальто-смоло-парафинистых отложений (АСПО), которые являются природными эмульгаторами.

Поэтому для правильного выбора оптимальных методов и определения схем обезвоживания нефтепродуктов важен правильный учет исходных данных:

  1. Физико-химический состав дисперсной фазы и дисперсной среды;
  2. Растворимость воды в углеводородах, крайне важно иметь диаграммы (графики) зависимости растворимости воды в углеводородах (углеводородов в воде) от температуры;
  3. Выбор места аппаратов обезвоживания нефтепродуктов в технологической схеме, аппараты должны располагаться на ближайшем расстоянии от потребителей продукции (товарных парков) в точках с минимальной температурой исходного сырья, если есть возможность предварительного охлаждения исходного сырья, то такое мероприятие позволит перевести значительное количество растворенной воды в свободную;

Наличие собственного производства уникальных фильтроэлементов: коалесцентных (ФЭК), сепарирующих (ФЭС), газодинамических сепарирующих элементов (ГСЭ), позволяет изготавливать аппараты для обезвоживания нефти, нефтепродуктов, газовых конденсатов, газойлей и.т.д. практически закрывая, потребность в этих аппаратах нефтехимической отрасли промышленности.

Предприятием разработаны уникальные коагулирующие и сепарирующие элементы устойчивые в агрессивных средах при высоких температурах до 400°С, элементы могут подвергаться регенерации различными методами (растворители, пар и.т.п.).

Для обезвоживания жидких нефтепродуктов: авиационный керосин, дизельное топливо, газойлей, сжиженных газов, ШФЛУ и.т.п., когда требуется высокая степень очистки углеводородных жидкостей от влаги до 0,001%, совместно с коагулирующими фильтроэлементами используются сепарирующие фильтроэлементы типа (ФЭС). ФЭС обладают прекрасными эксплуатационными характеристиками: практически не смачиваются водой, высокой устойчивостью в любых агрессивных средах, температура эксплуатации до 250÷400°С, допускают многократную регенерацию, растворителями или паром;

Для несмешивающихся жидкостей могут обеспечить необходимую степень обезвоживания без коагулирующих ФЭ, что уменьшает массогабаритные характеристики аппаратов.

В 2007÷2010 гг. НПП «ЭкоЭнергоМаш» совместно с ОАО «ТАТНИПИнефть» был выполнен большой объем НИР и ОКР для выбора схемы и оборудования для подготовки воды перед закачкой ее в пласт в технологических схемах ППД, на основе коалесцентных материалов и устройств изготавливаемых предприятием.

В настоящее время по результатам работ и рекомендаций выданных ОАО «ТАТНИПИнефть», разработана программа замены существующих аппаратов АОСВ подготовки воды для ППД в ОАО «Татнефть» путем изготовления новых аппаратов АОСВ или реконструкции действующих.

НПП «ЭкоЭнергоМаш» осуществляет реконструкцию и модернизацию существующих аппаратов обезвоживания (разделителей) нефти, нефтепродуктов, подготовки воды, поставляет взамен импортных аналогов коагулирующие и сепарирующие элементы, проводит бесплатно консультации по выбору и реконструкции аппаратов обезвоживания (разделителей) нефтепродуктов.

источник

6. Основные способы обезвоживания нефти.

Для обезвоживания и обессоливания нефти используются следующие методы: гравитационный, термический, химический, электрический, комбинированный.

Гравитационное холодное отстаивание проводят: с периодическим режимом в резервуарах; непрерывного действия в отстойниках и трубных водоотделителях.

Холодное гравитационное отстаивание без подогрева водно-нефтяной эмульсии и без использования деэмульгаторов используется редко, и только на первой ступени обезвоживания нефти. На рис. 3.4 и 3.5 представлены схемы гравитационного отстаивания нефти в резервуарах и отстойниках. На месторождении с большим содержанием воды в нефти для предварительного сброса воды применяют трубные водоотделители, представляющие собой наклонные трубы большого диаметра с комплексом технологических трубопроводов. Термическое обезвоживание нефти. При повышении температуры водно-нефтяной эмульсии до 50- 100°С снижается прочность оболочки на поверхности частицы воды, что облегчает слияние глобул (капель) воды. При этом увеличивается скорость оседания частиц при отстаивании. Нагрев нефти осуществляется в теплообменниках или печах перед отстойниками или непосредственно в установках-деэмульсаторах. Химическое обезвоживание нефти. Этот метод основан на разрушении эмульсий при помощи химических реагентов-деэмульгаторов, которые подаются в нефтесборный трубопровод, отстойник или в резервуар. В качестве деэмульгаторов используют ПАВ (дипроксамин, проксамин, дисолван, сепарол, полиакриламид, оксиэтилированный препарат ОП и др.) в количестве от 5 до 60 г на 1 т нефти. Эффект деэмульсации зависит от интенсивности перемешивания деэмульгатора с эмульсией и температуры смешивания. Подают деэмульгаторы с помощью дозировочного насоса. Электрическое обезвоживание и обессоливание нефти. При прохождении эмульсии через электрическое поле капли воды и со­лей стремятся к электродам. Происходит разрушение адсорбированных оболочек капель, что облегчает их слияние при столкновениях и увеличивает скорость деэмульсации. Такие установки называются электродегидраторами. Работают они при частоте 50 Гц и при напряжении на электродах 10 — 45 тыс. В.

Комбинированные методы обезвоживания нефти. В сочетании с гравитационным отстаиванием применяются различные комбинации методов обезвоживания нефти, например: термическое и химическое, термическое и электрическое.

Обезвоживание под действием гравитационных сил.

Рис. 1. РВС для предварительного обезвоживания нефти

1- корпус; 2 устройство отбора обезвоженной нефти; 3 устройство профилактики накопления межфазного слоя; 4 — коллектор отбора обезвоженной нефти; 5 — коллектор отбора воды

В резервуарах время пребывания нефти, как правило составляет 5 часов поэтому осаждение идет с маленькой скоростью и только в первом режиме. Поэтому расчет всех резервуаров следует производить по закону Стокса. Wос=d 2 g(ρв— ρн)/( 18μ)В верхней части резервуара осаждение идет по законам осаждения одиночной частицы. Затем более крупные капли нагоняют нижележащие мелкие капли, при этом скорость крупных уменьшается, а мелких увеличивается. Концентрация всех капель возрастает, и нефть начинает подниматься вверх между каплями. Если скорость подъема нефти окажется больше скорости осаждения капли воды, капля воды будет выносится с обезвоженной нефтью вверх. При дальнейшем осаждении капель воды происходит выравнивание скоростей осаждения всех размеров капель воды и механических примесей такое осаждение называется консолидированным. При консолидированном осаждении образуются глобулы на уровне раздела фаз. Прочность пленок этих глобул оказывается высокой и вода находящаяся в них не может их разрушить. Глобулы окружают пленки насыщенные мелкими частицами механических примесей, поэтому силы притяжения между глобулами настолько велики, что над глобулами накапливается слой воды, и этот слой не может проникнуть через слой глобул к воде. В результате в РВС образуется так называемый слоеный пирог. Глобулы т.е. межфазный слой препятствует осаждению нефти, и здесь главную роль играют механические примеси. Для ускорения процесса обезвоживания необходим нагрев. Осуществляется через змеевик, куда подается товарная нефть (подогретая). Для успешного ведения процесса обезвоживания нефти необходимо, чтобы время пребывания нефти в резервуаре было больше времени осаждения. С учётом соблюдения этого условия и подбирается резервуар. Высота, занимая объёмом нефти L0, в резервуаре диаметром D, будет равна: H= (4L0/(3.14D ))tпр, tос=Н/Wос

С целью надежности ведения процесса в РВС следует предусмотреть следующие мероприятия. Известно , что при отборе нефти должно соблюдаться условиеWот‹500Wос

Не должно быть больших скоростей отбора нефти, т.к. может образоваться гидравлический канал, по которому вода может попасть в отборное устройство.

Это условие можно сохранить, используя для обора нефти устройство показанное на рис.2. Скорость отбора обезвоженной нефти можно определить из уравнения

,м/с

Рис. 2. Устройство для отбора нефти

1 — корпус; 2 — отражательный конус; 3 — направляющий конус; 4 — труба вывода обезвоженной нефти.


Рис.3 Устройство профилактики накопления межфазного слоя.

1- диффузор перфорированный; 2 — крышка; 3 — решетка; 4 — подвижная насадка; 5 -горловина; 6 — кольцевой зазор; 7 — труба подачи горячей воды.

Чем больше диаметр стакана отборного устройства, тем лучше. Если образуется гидравлический канал при высоких скоростях отбора, то он отражается от конусов и не попадает в стакан.

Сырье поступает в горловину 6 с высокой скоростью и увлекает за собой по кольцевому зазору 6 межфазный слой. Затем межфазный слой интенсивно перемешивается с последней под воздействием псевдоcжиженной насадки. При этом глобулы межфазного слоя разрушаются, и механические примеси из перфорированного диффузора попадают в основной поток нефти и выносятся с ней к устройству отбора обезвоженной нефти

Вода тяжелее нефти и под действием силы тяжести она скатится вниз, прижимаясь к стенкам, а нефть через отверстия поступает в трубу отбора нефти в центр.

Аппараты для разделения нефти и воды под действием центробежной силы называются гидроциклонами.

Время осаждения капли воды от центральной трубы до корпуса гидроциклона определяется согласно закону Стокса : tос=r/Wос. Wос Время прохождения одного витка:tвит=(2*3.14r)/u.Число витков для осуществления процесса определяетсяпо формуле: n=tос/tвит

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

источник

Сырые нефти обычно содержат воду (от следов до 90 — 95%).

Существует несколько наиболее часто используемых лабораторных методов обезвоживания нефтей:

Если в образце много воды, то для ее отделения смесь помещают в делительную воронку, отстаивают и сливают нижний слой. Затем нефть обезвоживают с помощью CaCl2 ( эффективность 97%). Легкие нефти и конденсаты выдерживают над CaCl2 при комнатной температуре 2-3 дня. Более тяжелые смолистые нефти с CaCl2 нагревают на водяной бане в круглодонной колбе с обратным холодильником. По окончании высушивания нефть фильтруют через стеклоткань.

Нефть, содержащую глинистый раствор, отстаивают в делительной воронке, затем отбирают верхнюю часть, переносят в колбу и сушат над CaCl2

Если нефть не содержит легких фракций, то ее растворяют в бензоле, фильтруют. При последующей отгонке на водяной бане (до 100 С) вместе с бензолом удаляется и вода.

Сильноэмульгированные нефти обезвоживают с помощью деэмульгаторов, однако это запрещено при геохимических исследованиях.

В последнее время используют обезвоживание в автоклаве, где эмульсия разрушается при повышенной температуре и давлении.

Промысловая подготовка нефти

Из скважин вместе с нефтью поступают пластовая вода, попутный

(нефтяной) газ, твердые частицы механических примесей (горных пород,

Большинство месторождений нефти эксплуатируются методом искусственного заводнения, который обеспечивает поддержание пластового давления и высокий темп извлечения нефти. Сырые нефти обычно содержат воду (от следов до 90-95%), которая может находиться в виде: растворенной, диспергированной (эмульсия) и свободной. Содержание растворенной воды зависит в основном от химического состава нефти и температуры. С повышением темпе­ратуры растворимость воды увеличивается во всех углеводоро­дах. Наибольшей растворяющей способностью по отношению к воде обладают ароматические углеводороды.

Пластовая вода – это сильно минерализованная среда с содержанием солей до 300 г/л. Минеральная вода вызывает повышенное коррозионное разрушение труб, резервуаров; твердые частицы, поступающие с потоком нефти из скважины, вызывают износ трубопроводов и оборудования.

Эмульсия — это гетерогенная система, состоящая из двух несмешиваю щихся или мало смешивающихся жидкостей, одна из которых дисперги рована в другой в виде мелких капелек (глобул) диаметром, превышающим 0,1 мкм. При образовании эмульсий образуется огромная поверхность дис персной фазы. На такой огромной межфазной поверхности может адсорби роваться большое количество стабилизирующих эмульсию веществ — эмульгаторов. Обезвоживание нефти затруднено тем, что нефть и вода образуют стойкие эмульсии типа «вода в нефти». В этом случае вода диспергирует (происходит тонкое ее измельчение или рассеивание) в нефтяной среде на мельчайшие капли, образуя стойкую эмульсию.

Основными эмульгаторами и стабилизаторами эмульсий являются высокомолекулярные соединения нефти (асфальтены, смолы и высокоплавкие парафины) и высокодиспергированные твердые минеральные частицы. Устойчивость образующихся эмульсий зависит не столько от концентрации эмульгаторов (асфальтенов, смол и др.) в нефти, сколько от их степени дисперсности, которое в свою очередь определяется содержанием в нефти парафиновых и ароматических углеводородов и наличием в них веществ, обладающих дефлокулирующим действием.

Технически и экономически целесообразно нефть перед подачей в магистральный нефтепровод подвергать специальной подготовке с целью ее обессоливания, обезвоживания, дегазации, удаления твердых частиц.

Основные принципы технологических процессов промысловой подготовки нефти и воды. Продукция нефтяных скважин прежде всего подвергается процессу сепарации (отделению от нефти газа, а также воды). Сепарацию нефти выполняют в специальных агрегатах-сепараторах, которые бывают вертикальными и горизонтальными.

Обезвоживание и обессоливание нефти – взаимосвязанные процессы, так как основная масса солей сосредоточена в пластовой воде, и удаление воды приводит одновременно к обессоливанию нефти. Для обезвоживания (деэмульсации) и обессоливания нефти применяется большое количество различных методов. Одной из основных причин обилия методов считается разнообразие качеств, обеспечивающих устойчивость эмульсий. Одни из нефтей, например, легко поддаются отстою, другие – не отстаиваются совершенно, но разлагаются химическими методами, третьи — электрогидратацией и т. д.

Читайте также:  Как собрать анализ мочи при беременности

Для обезвоживания и обессоливания нефти используют следующие технологические процессы:

1. Механические методы: гравитационный отстой нефти, горячий отстой нефти

Физико-химические и химические методы: термохимические методы, использование деэмульгаторов

3. Электрические методы: электрообессоливание и электрообезвоживание нефти.

Механические методы. К этой группе относятся способы разложения эмульсий естественным путем или же с применением таких мероприятий, которые способствовали бы механическому разрушению защитных пленок.

Водонефтяные эмульсии являются весьма стойкими системами, и, как правило, под действием одной только силы тяжести не расслаиваются. Для их разрушения требуются определенные условия, способствующие столкновению и слиянию капелек воды, и выделению последних из нефтяной среды. Сближение капелек воды, предшествующие их слиянию, так и выделение капель из эмульсий связано с их перемещением в нефтяной среде, обладающий определенной вязкостью и тормозящей это перемещение.

Скорость оседания капель воды в нефтяной среде зависит от радиуса, разности плотностей воды и нефти, ускорения силы тяжести и вязкости нефти. Следовательно, если размеры капель и разность плотностей воды и нефти незначительны, а вязкость нефти высокая, то скорость выпадения капель весьма низкая, и практически эмульсия не расслаивается даже в течение длительного времени. Наоборот, при большом размере капель, значительной разности плотностей и низкой вязкости расслоение эмульсии идет очень быстро. Наиболее прост по технологии процесс гравитационного отстоя. Однако гравитационный процесс отстоя холодной нефти – малопроизводительный и недостаточно эффективный метод обезвоживания нефти. Более эффективен горячий отстой обводненной нефти, когда за счет предварительного нагрева нефти до температуры 50–70°С значительно облегчаются процессы коагуляции капель воды и ускоряется обезвоживание нефти при отстое. Недостатком гравитационных методов обезвоживания является его малая эффективность. В некоторых случаях для интенсификации расслоения особо стойких высокодисперсных эмульсий прибегают к использованию более эффективных центробежных сил, превосходящих гравитационные силы в десятки тысяч раз. Для этого эмульсию подвергают обработке в центрифугах или сепараторах. Несмотря на высокую разделяющую способность, этот способ для деэмульгирования нефти применяют лишь иногда — при обезвоживании флотского мазута, масел. Основными причинами ограниченного применения центрифугирования является низкая производительность сепараторов и значительные сложности в их эксплуатации.

Физико-химические и химические методы. К этой группе относится применение различного рода реагентов — деэмульгаторов. Благоприятное влияние некоторых деэмульгаторов на разложение эмульсий настолько эффективно, что многие из них находят широкое применение для деэмульгации и обессоливания нефтей в промышленных условиях.

Преимущество широкого применения деэмульгаторов обусловлено, во первых, простотой. Для некоторых, особенно эффективных препаратов все необходимое оборудование установок ограничивается бачком для хранения и дозировки деэмульгатора и насосом для подкачки его в эмульсию. При этом достигается хорошее обезвоживание и обессоливание нефти, даже без применения промывки водой.

Для снижения или прекращения процесса старения эмульсии необходимо как можно быстрее смешать ее с эффективным деэмульгатором. Нефть с небольшим содержанием воды в виде высокодисперсной эмульсии, прошедшей стадию старения, почти невозможно полностью обессолить существующими способами. Та же нефть, подвергнутая на нефтепромысле глубокому обезвоживанию и обессоливанию с применением деэмульгатора до остаточного содержание солей 40-50 мг/л, практически полностью обессоливается на электрообессоливающих установках нефтеперерабатыва ющих заводов. При способе термохимической деэмульгации факторами, обеспечивающими приемлемые для нефтепромыслов время и качество отстоя эмульсии, являются небольшой подогрев нефти до 30-60 о С и подачу деэмульгатора. Расход деэмульгатора для подготовки нефти на промыслах и НПЗ колеблется от 20 до 100 г/т в зависимости от состава нефти и устойчи- вости образующейся эмульсии.

Современные эффективные деэмульгаторы по своей химической природе в большинстве случаев представляют собой полигликолевые эфиры, также используют ПАВ. Их вводят в состав нефти в небольших количествах: от 5–10 до 50–60 г на 1 т нефти.

Наилучшие результаты показывают неионогенные ПАВ, которые в нефти не распадаются на анионы и катионы. Это такие вещества, как дисолваны, сепаролы, дипроксилины и др. Деэмульгаторы адсорбируются на поверхности раздела фаз «нефть-вода» и вытесняют или заменяют менее поверхностно-активные природные эмульгаторы, содержащиеся в жидкости. Причем пленка, образующаяся на поверхности капель воды, непрочная, что приводит к слиянию мелких капель в крупные, то есть возникает процесс коалесценции. Крупные капли влаги легко оседают на дно резервуара. Эффективность и скорость химического обезвоживания значительно повышается за счет нагрева нефти, то есть при термохимических методах за счет снижения вязкости нефти при нагреве происходит облегчение процесса коалесценции капель воды. Другим обстоятельством, нередко определяющим выбор метода деэмульсации, оказываются местные условия на заводах и промыслах.

При наличии на заводе какого-либо отхода производства, способного в большей или меньшей степени расслаивать эмульсию, он нередко используется для деэмульсации, даже если и дает мало удовлетворяющие результаты. При отсутствии на заводе или промысле пресной воды приходится отказываться от применения методов обессоливания, требующих промывки водой.

Для достижения обессоливания, при достаточно высокой минерализации эмульсионной воды, необходимо удаление ее по крайней мере до 0,1%. Положение еще больше осложняется, когда в нефти имеются «сухие» соли, совершенно не удаляемые обычными методами. Поэтому в таких случаях для собственно обессоливания приходиться прибегать к дополнительной операции – промыванию нефти водой. С этой целью предварительно деэмульгированная тем или иным способом нефть вновь эмульгируется с пресной водой, и полученная эмульсия подвергается повторному разложению обычно тем же методом

Электрические методы. Наиболее низкое остаточное содержание воды достигается при использовании электрических методов обезвоживания и обессоливания. Электрообезвоживание и электрообессоливание нефти связаны с пропусканием нефти через специальные аппараты – электродегидраторы, где нефть проходит между электродами, создающими электрическое поле высокого напряжения (20–30 кВ). Для повышения скорости электрообезвоживания нефть предварительно подогревают до температуры 50 –70 °С.

Разложение эмульсий электрическим методами, ввиду сравнительной простоты необходимых для этой цели установок, применимости для большинства эмульсий и достаточной надежности в работе, получило широкое распространение. Электрический способ разрушения эмульсий применяют на нефтеперерабатывающих заводах при обессоливании нефти на ЭЛОУ (электроочистительных установках), а также при очистки нефтепродуктов от водных растворов щелочей и кислот (электрофайнинг).

В обоих случаях используют электрическое поле высокой напряженности. Под действием электрического поля взвешенные частицы воды сливаются в более крупные, которые под действием силы тяжести осаждаются вниз. Отстоявшаяся вода с растворенными в ней солями выводится из нижней части электородегидратора, обезвоженная нефть – из верхней части. Для достижения минимального содержания солей нефть промывают на ЭЛОУ, состоящих из 2 –3 последовательно соединенных ступеней электродегидраторов.

Основными технологическим параметрами процесса являются: температура, давление, удельная производительность дегидраторов, расход деэмульгатора, расход промывной воды и степень ее смешения с нефтью, напряженность электрического поля. Важным технологическим фактором является число ступеней обессолевания. Одним из важнейших параметров процесса обессоливания является температура. Применяемый на ЭЛОУ подогрев нефти позволяет уменьшить ее вязкость, что существенно повышает подвижность капелек воды в нефтяной среде и ускоряет их коалесценцию. Вместе с тем подогрев нефти на ЭЛОУ может приводить к увеличению электропроводности нефти и, соответственно, повышению расхода электроэнергии, усложняющих условия работы проходных и подвесных изоляторов. Поэтому подогрев разных нефтей на ЭЛОУ проводят в интервале температур 60 150 0 С, выбирая для каждой нефти оптимальное значение, обеспечивающее минимальные затраты на ее обессоливание.

Существуют и другие меры воздействия на эмульсию, например перемешивание, вибрация, обработка ультразвуком, фильтрация, способствующие, в основном, укрупнению капелек воды,

Для разрушения эмульсии в процессах обезвоживания и обессоливания нефти широкое применение, совместно с отстоем, нашли перечисленные выше первые четыре меры воздействия на эмульсию: подогрев, добавка деэмульгатора, электрообработка, перемешивание. При этом обычно применяют одновременно несколько мер воздействия. Такое комбинированное сочетание ряда факторов воздействия на эмульсию обеспечивает быстрое и эффективное ее расслоение. Так, при обезвоживании нефти на промыслах методом так называемого «трубного деэмульгирования» используют в присутствии деэмульгатора эффекты, возникающие при турбулентном движении эмульсионной нефти по трубопроводам, успешно сочетая их с отстоем в трубопроводах с ламинарным движением жидкости.

Подготовка пластовой воды к использованию. Вода, отделенная от нефти на УКПН (установка комплексной подготовки нефти), поступает на УПВ (установка подготовки воды), расположенную также на ЦПС (центральный пункт сбора). Особенно большое количество воды отделяют от нефти на завершающей стадии эксплуатации нефтяных месторождений, когда содержание воды в нефти может достигать до 80 %, то есть с каждым кубометром нефти извлекается 4 м 3 воды.

Пластовая вода, отделенная от нефти, содержит механические примеси, капли нефти, гидраты закиси и окиси железа и большое количество солей. Механические примеси забивают поры в продуктивных пластах и препятствуют проникновению воды в капиллярные каналы пластов, а, следовательно, приводят к нарушению контакта «вода–нефть» в пласте и снижению эффективности поддержания пластового давления. Этому же способствуют и гидраты окиси железа, выпадающие в осадок. Соли, содержащиеся в воде, способствуют коррозии трубопроводов и оборудования. Поэтому сточные воды, отделенные от нефти на УКПН, необходимо очистить от механических примесей, капель нефти, гидратов окиси железа и солей и только после этого закачивать в продуктивные пласты. Допустимые содержания в закачиваемой воде механических примесей, нефти, соединений железа устанавливают конкретно для каждого нефтяного месторождения. Для очистки сточных вод применяют закрытую (герметизированную) систему очистки.

В герметизированной системе в основном используют три метода:

отстой, фильтрование и флотацию.

Метод отстоя основан на гравитационном разделении твердых частиц механических примесей, капель нефти и воды. Процесс отстоя проводят в горизонтальных аппаратах – отстойниках или вертикальных резервуарах-отстойниках.

Метод фильтрования основан на прохождении загрязненной пластовой воды через гидрофобный фильтрующий слой, например, через гранулы полиэтилена. Гранулы полиэтилена «захватывают» капельки нефти и частицы механических примесей и свободно пропускают воду.

Метод флотации основан на одноименном явлении, когда пузырьки воздуха или газа, проходя через слой загрязненной воды снизу вверх, оседают на поверхности твердых частиц, капель нефти и способствуют их всплытию на поверхность. Очистку сточных вод осуществляют на установках очистки вод типа УОВ–750, УОВ–3000 и УОВ–10000, имеющих пропускную способность соответственно 750, 3000 и 10000 м 3 /сут.

Вместе с очищенной пластовой водой в продуктивные пласты для поддержания пластового давления закачивают пресную воду, полученную из двух источников: подземных (артезианских скважин) и открытых водоемов (рек). Грунтовые воды, добываемые из артезианских скважин, отличаются высокой степенью чистоты и во многих случаях не требуют глубокой очистки перед закачкой в пласты. В то же время вода открытых водоемов значительно загрязнена глинистыми частицами, соединениями железа, микроорганизмами и требует дополнительной очистки.

источник

Общее описание основных методов обессоливания и обезвоживания нефтей. В основе процесса обезвоживания лежит разрушение нефтяной эмульсии, которая образуется при смешении с пресной водой нефти, эмульсия далее подвергается расслаиванию. При обессоливании обезвоженную нефть смешивают с пресной водой, создавая искусственную эмульсию (но с низкой соленостью), которую затем разрушают. Вода очищается на установке и снова закачивается в пласт для поддержания пластового давления и вытеснения нефти. В связи с продолжающимся укрупнением и комбинированием технологических установок и широким применением каталитических процессов требования к содержанию хлоридов металлов в нефтях, поступающих на переработку, неуклонно повышаются. При снижении содержания хлоридов до 5 мг/дм3 из нефти почти полностью удаляются такие металлы, как железо, кальций, магний, натрий и соединения мышьяка, а содержание ванадия снижается более чем в два раза, что исключительно важно с точки зрения качества реактивных и газотурбинных топлив, нефтяных коксов и других нефтепродуктов. На современных отечественных НПЗ считается вполне достаточным обессоливание нефтей до содержания хлоридов от 3 до 5 мг/дм3 и воды до 0,1 % мас.

Методы разрушения водонефтяных эмульсий

Эмульсии подвергают различным воздействиям, направленным на укрупнение капель воды, увеличение разности плотностей (движущая сила расслоения), снижение вязкости нефти.

Для обезвоживания и обессоливания нефти используют следующие технологические процессы:

1) гравитационный отстой нефти;

3) подогрев эмульсии (термообработка);

4) введение в неё деэмульгатора (химическая обработка);

5) применение электрического поля (электрообработка).

Обычно применяют сочетание ряда методов воздействия на эмульсию. Так, комбинирование обеспечивает наиболее быстрое и эффективное расслоение эмульсии. На практике в основном применяется сочетание термодинамического и электрического способов разрушения эмульсии.

Наиболее прост по технологии процесс гравитационного отстоя. В этом случае нефтью заполняют резервуары большой ёмкости и выдерживают определённое время (48 часов и более). Во время выдержки происходят процессы коагуляции капель воды, и более крупные и тяжелые капли воды под действием силы тяжести (гравитации) оседают на дно и скапливаются в виде слоя подтоварной воды. Однако гравитационный процесс отстоя холодной нефти — малопроизводительный и недостаточно эффективный метод обезвоживания нефти.

Читайте также:  Как собрать анализ мочи с тампоном

Более эффективен горячий отстой обводнённой нефти, когда за счёт предварительного нагрева нефти до температуры (60 ± 10) °С значительно облегчаются процессы коагуляции капель воды и ускоряется обезвоживание нефти при отстое. Недостатком гравитационных методов обезвоживания является малая эффективность.

Эффективность механического разделения эмульсии можно существенно повысить, если вместо сил гравитации использовать центробежную силу, т.е. подвергать эмульсию центрифугированию. Скорость осаждения частицы в центрифуге всегда больше, чем скорость свободного осаждения под действием силы тяжести. Но этот метод не нашёл применения в промышленности из-за сложности аппаратурного оформления.

Тепловая обработка эмульсий заключается в подогреве до оптимальной для данной нефти температуры (105 ± 45) °С в зависимости от ее плотности, вязкостно-температурной характеристики, типа эмульсии и давления в электродегидраторе или отстойнике термохимического обезвоживания. Повышение температуры до определенного предела способствует интенсификации всех стадий процесса деэмульгирования: во-первых, дестабилизации эмульсий в результате повышения растворимости природных эмульгаторов в нефти и расплавления бронирующих кристаллов парафинов и асфальтенов и, во-вторых, возрастанию скорости осаждения капель воды в результате снижения вязкости и плотности нефти, тем самым уменьшению требуемого расхода деэмульгатора.

Процессы подготовки нефти — это обезвоживание, обессоливание, а также стабилизация нефти. Сущность стабилизации нефти заключается в отделении от нее летучих углеводородов (пропан-бутановой фракции), а также растворимых в нефти сопутствующих газов, таких как сероводород, углекислый газ и азот, что сокращает потери нефти от испарения, снижает интенсивность процесса коррозии аппаратуры, оборудования и трубопроводов по пути движения нефти от месторождения до нефтеперерабагывающего завода, а также позволяет получать ценное сырье для нефтехимии.

Применяют следующие способы стабилизации нефти: горячую, или вакуумную, сепарацию и ректификацию.

При горячей, или вакуумной, сепарации от нефти отделяется широкая газовая фракция, в которой наряду с пропан-бутановой фракцией содержится большое количество более высокомолекулярных углеводородов, извлечение которых из нефти ухудшает ее качество. Для извлечения высокомолекулярных углеводородов из широкой газовой фракции и последующего возвращения их в стабильную нефть, используют следующие процессы:

1) однократную конденсацию с последующей компрессией, масляной абсорбцией или низкотемпературной конденсацией остаточных газов;

2) фракционированную конденсацию с последующей компрессией газового остатка;

3) абсорбцию или ректификацию.

При стабилизации нефти ректификацией всю нефть подвергают процессу ректификации, при этом обеспечивается четкое разделение углеводородов и достигается заданная глубина стабилизации нефти.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Современные способы отделения нефти от воды. Виды и свойства нефтяных эмульсий. Применение гравитационных отстойников. Устройство и принцип работы деэмульсационного аппарата. Эффективность химических методов. Материалы, используемые для фильтрующего слоя.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

Уфимский Политехнический Техникум

по дисциплине «Эксплуатация газонефтепроводов»

на тему: «Обезвоживание нефти»

2. Способы отделения воды от нефти

2.2 Термическое обезвоживание нефти

2.3 Механическое обезвоживание нефти

2.4 Теплохимическое деэмульгирование

2.5 Химическое обезвоживание нефти

Список использованных источников

На начальном этапе разработки нефтяных месторождений, как правило, добыча нефти происходит из фонтанирующих скважин практически без примеси воды.

Однако на каждом месторождении наступает такой период, когда из пласта вместе с нефтью поступает вода сначала в малых, а затем все в больших количествах. Примерно две трети всей нефти добывается в обводненном состоянии.

Пластовые воды, поступающие из скважин различных месторождений, могут значительно отличаться по химическому составу. При извлечении смеси нефти с пластовой водой образуется эмульсия, которую следует рассматривать как механическую смесь двух нерастворимых жидкостей, одна из которых распределяется в объеме другой в виде капель различных размеров. Наличие воды в нефти приводит к удорожанию транспорта в связи с возрастающими объемами транспортируемой жидкости и увеличением ее вязкости.

Присутствие агрессивных водных растворов минеральных солей приводит к быстрому износу как нефтеперекачивающего, так и нефтеперерабатывающего оборудования. Во избежание этого необходима подготовка нефти. Подготовка нефти включает: обезвоживание и обессоливание нефти и полное или частичное ее разгазирование.

Для правильного выбора способа обезвоживания нефти (деэмульсации) необходимо знать механизм образования эмульсий и их свойства. В пластовых условиях нефтяные эмульсии не образуются. Образование эмульсий уже начинается при движении нефти к устью скважины и продолжается при дальнейшем движении по промысловым коммуникациям, т.е. эмульсии образуются там, где происходит непрерывное перемешивание нефти и воды.

Интенсивность образования эмульсий в скважине во многом зависит от способа добычи нефти, которая в свою очередь определяется характером месторождения, периодом его эксплуатации и физико-химическими свойствам самой нефти.

При фонтанном способе, который характерен для начального периода эксплуатации залежи нефти, происходит интенсивный отбор жидкости из скважины.

Интенсивность перемешивания нефти с водой в подъемных трубах скважины увеличивается из-за выделения растворенных газов при снижении давления ниже давления насыщения, что приводит к образованию эмульсий уже на ранней стадии движения смеси нефти с водой.

При глубиннонасосной добыче нефти эмульгирование происходит в клапанных коробках, самих клапанах, в цилиндре насоса, в подъемных трубах при возвратно-поступательном движении насосных штанг.

При использовании алектропогружных насосов перемешивание воды с нефтью происходит на рабочих колесах насоса, в подъемных трубах. В компрессорных скважинах причины образования эмульсий те же, что и при фонтанной добыче.

Особенно отрицательно влияет воздух, закачиваемый иногда вместо газа в скважину, который окисляет часть тяжелых углеводородов с образованием асфальто-смолистых веществ. Наличие солей нафтеновых кислот и асфальто-смолистых веществ приводит к образованию эмульсий, отличающихся высокой стойкостью.

В эмульсиях принято различать две фазы — внутреннюю и внешнюю.

Внешнюю фазу — жидкость, в которой размещаются мельчайшие капли другой жидкости, называют дисперсионной, внешней или сплошной средой.

Внутреннюю фазу — жидкость, находящуюся в виде мелких капель в дисперсионной среде, принято называть дисперсной, разобщенной или внутренней фазой.

Различают два типа эмульсий — «нефть в воде» (н/в) и «вода в нефти» (в/н). Тип образующейся эмульсии в основном зависит от соотношения объемов двух фаз, дисперсионной средой стремится стать та жидкость, объем которой больше.

На практике наиболее часто (95%) встречаются эмульсии типа «вода в нефти». На способность эмульгирования нефти и воды кроме соотношения фаз оказывает влияние присутствие эмульгаторов. Эмульгаторы — это вещества, которые способствуют образованию эмульсин. Они понижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз и создают вокруг частиц дисперсной фазы прочные адсорбционные оболочки.

Эмульгаторы, растворимые в воде, способствуют созданию эмульсии «нефть в воде». К таким гидрофильным эмульгаторам относятся щелочные мыла, желатин, крахмал и др.

Гидрофобные эмульгаторы (т.е. растворимые в нефти) способствуют образованию эмульсий «вода в нефти». К ним относятся хорошо растворимые в нефти щелочноземельные соли органических кислот, смолы, мелкодисперсные частицы сажи, глины и других веществ, которые легче смачиваются нефтью, чем водой. Нефтяные эмульсии характеризуются вязкостью, дисперсностью, плотностью, электрическими свойствами и стойкостью.

Вязкость нефтяной эмульсии изменяется в широких диапазонах и зависит от собственной вязкости нефти, температуры, соотношения нефти и воды. Нефтяные эмульсии, являясь дисперсными системами, при определенных условиях обладают аномальными свойствами, т.е. являются неньютоновскими жидкостями.

Как и для всех неньютоновских жидкостей вязкостные свойства нефтяных эмульсий характеризуются кажущейся (эффективной) вязкостью дисперсностью эмульсии принято называть степень раздробленности капель дисперсной фазы в дисперсионной среде.

Дисперсность характеризуется одной из трех взаимосвязанных величин: диаметром капель d, обратной величиной диаметра капель D = 1/d, обычно называемой дисперсностью или удельной межфазной поверхностью, которая является отношением суммарной поверхности частиц к их общему объему.

В зависимости от физико-химических свойств нефти и воды, а также условий образования эмульсий размеры капель могут быть самыми разнообразными и колебаться в пределах от 0,1 мкм до нескольких десятых миллиметра.

Дисперсные системы, состоящие из капель одного диаметра, называются монодисперсными, а системы, состоящие из капель разных размеров, — полидисперсными. Нефтяные эмульсии относятся к полидисперсным системам, так как содержат частицы разных размеров.

Критические размеры капель, которые могут существовать в потоке при данном термодинамическом режиме, определяются скоростью совместного движения воды и нефти, величиной поверхностного натяжения на границе раздела фаз и масштабом пульсации потока.

В турбулентном потоке возникают зоны, обусловленные неравномерностью пульсации и наличием переменного по сечению трубопровода градиента скорости, в которых возможно существование капель различного диаметра. Мелкие капли, перемещаясь по сечению трубопровода и попадая в зоны более низких градиентов скорости и меньших масштабов пульсации, испытывают тенденцию к укрупнению, а попадая в зоны высоких градиентов и больших масштабов пульсаций — испытывают тенденцию к дроблению.

Наличие дополнительных факторов (нагрев, введение деэмульгаторов и др.) при определенных гидродинамических условиях может привести к разделению фаз эмульсии, транспортируемой по трубопроводам. Устойчивость эмульсий в большей степени зависит от состава компонентов, входящих в защитную оболочку, которая образуется на поверхности капли.

На поверхности капли также адсорбируются, покрывая ее бронирующим слоем, стабилизирующие вещества, называемые эмульгаторами. В дальнейшем этот слой препятствует слиянию капель, т.е. затрудняет деэмульсацию и способствует образованию стойкой эмульсии.

Существенно влияет на устойчивость нефтяных эмульсий состав пластовой воды. Пластовые воды разнообразны по химическому составу, но все они могут быть разделены на две основные группы: первая группа — жесткая вода содержит хлоркальциевые иди хлоркальциевомагниевые соединения; вторая группа — щелочная или гидрокарбонатнонатриевая вода.

Увеличение кислотности пластовых вод приводит к получению более стойких эмульсий. Уменьшение кислотности воды достигается введением в эмульсию щелочи, способствующей снижению прочности бронирующих слоев и, как следствие, разделению нефтяной эмульсии на составные компоненты.

2. Способы отделения воды от нефти

Процессы разрушения нефтяных эмульсий предполагают последовательное осуществление таких операций, как сближение и флокуляция капель, разрушение бронирующих оболочек, коагуляция капель диспергированной воды до размеров, достаточных для дальнейшего их слияния под действием силы тяжести и затем осаждения укрупненных глобул на дно деэмульсационного аппарата. Капли, сближаясь, постепенно вылавливают защитный слой. Если силы достаточно для полного разрушения бронирующих оболочек, капли сливаются.

Применяют ряд технологических приемов обезвоживания нефти. Выбор способа обезвоживания нефти и эффективность работы сооружений, для этого предназначенных, в значительной степени зависит от количества воды, а также от состояния, в котором она находится. Вода, содержащаяся в сырой нефти, в некоторых случаях оказывается в свободном, т.е. недиспергированном, состоянии.

Такая вода выделяется нефти путем осаждения. Чаще вода в сырой нефти находится в диспергированном состоянии в виде эмульсии воды в нефти. Имеются две разновидности таких эмульсий: механические нестабилизированные и стабилизированные поверхностно-активными веществами. Это различие эмульсий являются весьма существенным при обезвоживании нефти. Вода из нестабилизированных эмульсий сравнительно легко отделяется путем обычного отстаивания, а также путем отстаивания с умеренным обогревом.

Для отделения воды из стойких мелкодисперсных стабилизированных эмульсий требуются более сложные приемы, такие как интенсивное нагревание, химическая обработка, электрическая обработка, а также комбинирование этих приемов.

При проектировании сооружений для обезвоживания нефти при конкретных производственных условиях необходимо проводить исследование нефтей, подвергаемых обезвоживанию. При таких исследованиях выявляется содержание воды в нефти, вид и число примесей в воде, а также состояние, в котором вода находится в нефти. Процессы обезвоживания и обессоливания совершенно аналогичны, так как вода извлекается из нефтей вместе с растворенными в ней минеральными солями. При необходимости, для более полного обессоливания, можно подавать дополнительно в нефть пресную воду, которая растворяет минеральные соли.

К механическим способам обезвоживания относятся: отстаивание, центрифугирование и фильтрация. Отстаивание применяется для обработки нестойких эмульсий. При этом взвешенные частицы расслаиваются вследствие разности плотностей компонентов.

Анализ показывает, что основными факторами, влияющими на эффективность разделения эмульсий, являются:

1) плотность жидкостей, составляющих эмульсию (различие плотностей фаз эмульсий является основной причиной, вызывающей их гравитационное разделение);

2) вязкость жидкостей, составляющих эмульсию, особенно вязкость сплошной фазы, т.е. дисперсионной среды (этот фактор оказывает значительное влияние)

3) диаметр частиц дисперсной фазы (данный фактор имеет большое значение, так как скорость падения капли дисперсной фазы возрастает пропорционально квадрату ее диаметра);

4) ускорение движения частиц, которое в поле естественного тяготения равно ускорению свободного падения;

5) площадь поверхности отстаивания.

Выявление указанных факторов и характера их влияния позволяют наметить технические приемы повышения эффективности разделения эмульсий.

Принципиальными основами этих приемов являются:

1) повышение температуры обрабатываемых эмульсий, которое снижает вязкость жидкостей, составляющих эмульсию, и уменьшает поверхностное натяжение на границе раздела фаз (на этом принципе основаны термические методы обезвоживания нефти);

Читайте также:  Как собрать анализ мочи у двухмесячного ребенка

2) увеличение размеров частиц выделяемой диспергированной жидкости за счет различных приемов деэмульсации, в частности, деэмульсация при помощи химических реагентов и электрического поля (на этом принципе основаны химические и электрические методы обезвоживания нефти);

3) увеличение скорости движения частиц дисперсной фазы путем замещения естественной силы тяжести более мощной центробежной силой.

При этом способе на воду и механические примеси действует центробежная сила.

Плотность воды и механических примесей выше плотности нефти, и частицы под действие центробежной силы прижимаются к стенке и, коагулируя, стекают вниз. Но метод центрифугирования низкопроизводителен, сложен, дорог и широкого применения на промыслах не нашел;

5) увеличение полезной площади отстаивания без увеличения общей площади отстойника. На этом основано применение параллельных пластин в горизонтальных отстойниках и разделительных дисков в сепараторах.

Эффективность разделения эмульсий снижается при наличии в них взвешенных частиц, плотность которых мало отличается от плотности, дисперсной среды (сплошной фазы).

Не поддаются очистке механическими методами стойкие стабилизированные мелкодисперсные эмульсии. Значительная часть эмульсий воды в нефти относится к этой категории.

Отрицательное влияние на разделение эмульсий оказывают неблагоприятные гидравлические условия отстаивания, такие как турбулентность, конвекция потоков, перемешивание и др. Значительное повышение эффективности разделения нефтяных эмульсий достигается путем комбинированного использования гравитационного отстаивания в сочетании с термическими, химическими и электрическими методами обработки нефти в процессе ее обезвоживания.

2.2 Термическое обезвоживание нефти

Одним из основных современных приемов обезвоживания нефти является термическая или тепловая обработка, которая заключается в том, что нефть, подвергаемую обезвоживанию, перед отстаиванием нагревают. Нагрев вызывает разрушение эмульсии воды в нефти и способствует коалесценции мелких капель воды в более крупные.

В водонефтяной эмульсии на поверхности частиц воды образуются бронирующие слои, состоящие из асфальто-смолистых веществ и парафинов. При обычной температуре эти слои создают прочную структурную оболочку, которая препятствует слиянию капель.

При повышении температуры вязкость веществ, составляющих защитные оболочки, значительно уменьшается. Это приводит к снижению прочности таких оболочек, что облегчает слияние глобул воды.

Кроме того, в результате нагревания понижается вязкость нефти, что способствует ускорению выделения воды из нефти путем отстаивания. В сочетании только с отстаиванием такая обработка применяется редко.

В современных условиях тепловая обработка обычно используется как составной элемент более сложных комплексных методов обезвоживания нефти, например, в составе термохимического обезвоживания (в сочетании с химическими реагентами и отстаиванием), в комплексе с электрической обработкой и т.д.

Нагревание нефти, подвергаемой обезвоживанию, осуществляется в специальных нагревательных установках. Разработано большое число разновидностей таких установок.

Нагреватели устанавливают в технологической линии обезвоживания нефти после отделения (сепарации) из нефти газов, но ранее ввода нефти в отстойник.

2.3 Механическое обезвоживание нефти

Основная разновидность механического обезвоживания нефти — гравитационное отстаивание. Применяют два вида режимов отстаивания периодический и непрерывный, которые соответственно осуществляются в отстойниках периодического и непрерывного действия. В качестве отстойников периодического действия обычно применяют цилиндрические отстойные резервуары (резервуары отстаивания), аналогичные резервуарам, которые предназначены для хранения нефти.

Сырая нефть, подвергаемая обезвоживанию, вводится в резервуар при помощи распределительного трубопровода (маточника). После заполнения резервуара вода осаждается в нижней части, а нефть собирается в верхней части резервуара.

Отстаивание осуществляется при спокойном (неподвижном) состоянии обрабатываемой нефти. По окончании процесса обезвоживания нефть и вода отбираются из отстойного резервуара. Положительные результаты работы отстойного резервуара достигаются только в случае содержания воды в нефти в свободном состоянии или в состоянии крупнодисперсной нестабилизированной эмульсии.

Различают горизонтальные и вертикальные отстойники непрерывного действия. Горизонтальные отстойники подразделяются на продольные и радиальные. Продольные горизонтальные отстойники в зависимости от формы поперечного сечения могут быть прямоугольные и круглые. В гравитационных отстойниках непрерывного действия отстаивание осуществляется при непрерывном потоке обрабатываемой жидкости через отстойник.

2.4 Теплохимическое деэмульгирование

Теплохимические методы снижают прочность бронирующих оболочек или полностью их разрушают, что ускоряет и удешевляет процессы разделения нефтяной эмульсии.

В настоящее время более 80% всей обводненной нефти проходит обработку на теплохимических установках. Такое широкое применение этот метод получил благодаря возможности обрабатывать нефти с различным содержанием воды без изменения оборудования и аппаратуры установки, возможности менять деэмульсатор в зависимости от свойств эмульсии без замены оборудования. Однако теплохимический метод имеет ряд недостатков, например, большие затраты на деэмульсаторы и повышенный расход тепла.

На практике обессоливание и обезвоживание ведутся при температурах 50—100° С. При более высоких температурах процессы обессоливания и обезвоживания проводятся под повышенным давлением (поскольку необходимо сохранить однофазное состояние эмульсии), для чего надо увеличивать толщину стенок оборудования, что в свою очередь приводит к увеличению металлоемкости установок.

На снижение защитного действия поверхностных слоев на глобулах воды существенно влияет присутствие деэмульсаторов. По воздействию на нефтяные эмульсии все существующие деэмульсаторы делятся на электролиты, неэлектролиты и коллоиды.

Деэмульсаторами-электролитами могут быть некоторые органические и минеральные кислоты (серная, соляная и уксусная), щелочи и соли (поваренная соль, хлорное железо, нафтенат алюминия и др.). Электролиты могут образовывать нерастворимые осадки с солями эмульсии, снижать стабильность бронирующей оболочки или способствовать разрушению эмульсаторов бронирующей пленки.

Электролиты как деэмульсаторы применяют крайне ограниченно вследствие их высокой стоимости или особой коррозионной активности к металлу оборудования. К неэлектролитам относятся органические вещества, способные растворять бронирующую оболочку эмульгатора и снижать вязкость нефти, что ускоряет осаждение капель воды. Такими деэмульсаторами могут быть бензин, ацетон, спирт, бензол, четыреххлористый углерод, фенол и др. Неэлектролиты в промышленности не применяются из-за высокой их стоимости.

Деэмульсаторы-коллоиды — это поверхностно-активные вещества, которые в эмульсии разрушают или ослабляют защитную оболочку и могут преобразовать исходную эмульсию (в/н) в эмульсию противоположного типа (н/в), т. е. способствовать инверсии эмульсии.

Наиболее эффективны деэмульсаторы, полученные присоединением окиси этилена к органическим веществам; они наиболее широко применяются на практике. Деэмульсирующую способность этой группы ПАВ можно регулировать, изменяя число молекул окиси этилена, вступивших в реакцию. Растворимость деэмульсатора в воде увеличивается с удлинением окись-этиленовой цепи.

При необходимости можно придать этим веществам гидрофобные свойства путем присоединения окиси пропилена, т.е. имеется возможность создавать деэмульсаторы с любыми необходимыми свойствами. Деэмульсаторы должны хорошо растворяться в одной из фаз эмульсии (в воде или нефти), т.е. быть гидрофильными или гидрофобными, иметь поверхностную активность, достаточную для разрушения бронирующих слоев оболочек глобул, быть инертными но отношению к металлам, не ухудшать качества нефти, быть дешевыми и по возможности универсальными по отношению к эмульсиям различных нефтей и вод. Чем раньше деэмульсатор вводится в смесь воды и нефти, тем легче происходит дальнейшее разделение эмульсии. Однако для деэмульсации еще недостаточно одного введения деэмульсатора, необходимо обеспечить полный контакт его с обрабатываемой эмульсией, что достигается интенсивной турбулизацией и подогревом эмульсий.

2.5 Химическое обезвоживание нефти

В современной нефтяной промышленности наиболее широко применяются химические методы обезвоживания нефти. Основным элементом таких методов является разрушение эмульсий воды в нефти при помощи химических реагентов. Разработано довольно много таких реагентов.

Кроме того, организовано их промышленное производство. Эффективность химического обезвоживания нефти в значительной степени зависит от вида применяемого реагента. Выбор эффективного реагента, в свою очередь, зависит от вида водонефтяной эмульсии, подвергаемой разрушению и других особенностей нефти, подвергаемой обезвоживанию.

Выбор реагентов-деэмульгаторов в каждом конкретном случае производится на основе специальных лабораторных и промысловых исследований.

Необходимым элементом химического обезвоживания, как и в прочих комбинированных методах обезвоживания нефти, является гравитационное отстаивание обрабатываемой водонефтяной эмульсии. В некоторых системах обезвоживания в сочетании с использованием реагентов-деэмульгаторов применяется также и нагревание нефти, подвергаемой обезвоживанию.

Процесс использования реагентов-деэмульгаторов состоит в том, что реагент вводится в эмульсию, подвергаемую разрушению, и перемешивается с ней, после чего создаются условия для выделения воды из нефти путем отстаивания. Можно применять как периодическое, так и непрерывное разрушение эмульсий, но в настоящее время предпочтение отдается непрерывным процессам.

Применяют три варианта реализации химического обезвоживания нефти: обезвоживание, основанное на деэмульсации, которая осуществляется в нефтяной скважине («внутрискважинная деэмульсация»); обезвоживание, основанное на деэмульсации, которая осуществляется в нефтесборном трубопроводе («путевая деэмульсация»); деэмульсация и обезвоживание нефти непосредственно в отстойных резервуарах, когда реагент вводится в резервуар после его заполнения эмульсией, подвергаемой обработке. Первые два метода имеют некоторые преимущества и являются более эффективными.

Для деэмульсации нестойких эмульсий применяется метод фильтрации, основанный на явлении селективной смачиваемости веществ различными жидкостями.

Материалом фильтрующего слоя может служить обезвоженный песок, гравий, битое стекло, стекловата, древесная стружка из осины, клена, тополя и других несмолистых пород древесины, а также металлическая стружка. Особенно часто применяется стекловата, которая хорошо смачивается водой и не смачивается нефтью. Фильтры из стекловаты устойчивы и долговечны. Обезвоживание нефти фильтрацией применяется очень редко вследствие малой производительности, громоздкости оборудования и необходимости частой смены фильтрующего материала. Вышеперечисленные способы деэмульсации эффективны в сочетании с процессами предварительного снижения прочности.

Электрическое обезвоживание и обессоливание нефти особенно широко распространено в заводской практике, реже применяется на нефтепромыслах. Возможность применения электрического способа в сочетании с другими способами можно отнести к одному из основных его преимуществ.

Установлено, что деэмульсация нефти в электрическом поле переменной частоты и силы тока в несколько раз эффективней, чем деэмульсация при использовании постоянного тока. На эффективность электродеэмульсации значительно влияют вязкость и плотность эмульсии, дисперсность, содержание воды, электропроводность, а также прочность адсорбированных оболочек.

Однако основным фактором является напряженность электрического поля. В настоящее время электродеэмульсаторы в основной работают на токе промышленной частоты (50 Гц), реже — на постоянном токе. Напряжение на электродах деэмульсаторов колеблется от 10 000 до 45 000 В. По форме электродегидраторы бывают сферическими и цилиндрическими, причем последние можно устанавливать горизонтально и вертикально.

Список использованных источников

1. Коршак, А.А. Основы нефтегазового дела /А.А. Коршак, А.М. Шаммазов — Уфа: ДизайнПолиграфСервис 2005. — 527 с.

2. Байков, Н.М. Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды /Н.М. Байков. — М.: «Недра», 1981. — 264 с.

Структура водонефтяной эмульсии. Методы разрушения нефтяных эмульсий, их сущностная характеристика. Промышленный метод обезвоживания и обессоливания нефти. Технические характеристики шарового и горизонтального электродегидраторов. Деэмульгаторы, их виды.

презентация [2,8 M], добавлен 26.06.2014

Методика подготовки нефти к переработке на промыслах. Способы разрушения водонефтяных эмульсий. Конструкция и принцип действия горизонтального электродегидратора. Технология обезвоживания и обессоливания нефти на электрообессоливающих установках.

курсовая работа [886,5 K], добавлен 23.11.2011

Процесс нефтеподготовки как важный этап в разработке нефти. Естественные стабилизаторы нефтяных эмульсий. Применение деэмульгаторов для разрушения эмульсий, образованных соединением воды и нефти. Классификация ингибиторов коррозии, примеры бактерицидов.

презентация [91,6 K], добавлен 09.04.2014

Физико-химические свойства нефтяных эмульсий и их классификация. Теоретические основы обезвоживания нефти. Характеристика сырья, готовой продукции и применяемых реагентов. Описание технологической схемы с автоматизацией и материальный баланс установки.

дипломная работа [150,0 K], добавлен 21.05.2009

Физико-химические свойства нефти, газа, воды исследуемых месторождений нефти. Технико-эксплуатационная характеристика установки подготовки нефти Черновского месторождения. Снижение себестоимости подготовки 1 т. нефти подбором более дешевого реагента.

дипломная работа [1,5 M], добавлен 28.03.2017

Гипотезы происхождения нефти. Содержание химических элементов в составе нефти. Групповой состав нефти: углеводороды и остальные соединения. Фракционный состав, плотность. Классификация природных газов. Особенности разработки газонефтяного месторождения.

презентация [2,4 M], добавлен 31.10.2016

Общие сведения о процессе обессоливания нефти. Подготовка нефти к переработке путем удаления из нее воды, минеральных солей и механических примесей. Анализ коррозирующего действия соляной кислоты. Применение магнитных полей в процессе обессоливания.

реферат [494,4 K], добавлен 14.11.2012

Внедрение новых технологий по разрушению стойких водонефтяных эмульсий; механизмы формирования структуры межфазного слоя и особенности строения эмульгаторов. Использование неионогенных деэмульгаторов, их классификация, химические свойства, эффективность.

статья [14,7 K], добавлен 23.06.2011

Назначение, применение, технические характеристики и классификация отстойника горизонтального для нефти. Устройство и принцип действия отстойника горизонтального, организация его технического обслуживания. Порядок пуска и аварийной остановки сосуда.

курсовая работа [3,7 M], добавлен 22.12.2010

Состав скважинной продукции. Принципиальная схема сбора и подготовки нефти на промысле. Содержание легких фракций в нефти до и после стабилизации. Принципиальные схемы одноступенчатой и двухколонной установок стабилизации нефти, особенности их работы.

презентация [2,5 M], добавлен 26.06.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

источник