Обессоливание нефти оборудование


Установка обезвоживания и обессоливания нефти

 

Изобретение относится к области технологии подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях, в частности к технике разделения эмульгированных углеводородных сред, а именно - к установкам для обезвоживания и обессоливания на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях. Установка снабжена фильтрующе-коалесцирующими устройствами, установленными после узла смешивания нагретой нефти с нагретыми промывочными водами и выполненными в виде емкостей, оснащенных влагоотделительными пакетами, перекрывающими рабочее сечение аппаратов и составленными из композиции материалов - пористо-ячеистых металлов, и(или) сплавов, и(или) пористо-ячеистых полимерных материалов с фиксированной пористо-ячеистой структурой. Технический результат состоит в повышении эффективности и интенсификации, а также упрощении и удешевлении процесса обезвоживания и обессоливания нефти. 1 ил.

Изобретение относится к области технологии подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях, в частности к технике разделения эмульгированных углеводородных сред, а именно - к установкам обезвоживания и обессоливания нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях.

Суть обезвоживания и обессоливания нефти при ее подготовке, как на нефтепромыслах, так и на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) сводится к деэмульсации водонефтяной эмульсии и отделению пластовой воды на первой ступени производства и солесодержащих промывных вод на последующих, в результате чего остаточная концентрация солей в товарной нефти на нефтепромыслах достигает стандартизированного уровня не выше 40-50 мг/л, а в нефти на НПЗ, подаваемой на установку переработки - уровня не выше 5 мг/л.

Основной, практически повсеместно распространенной на сегодняшний день в технологической практике нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий, является комбинированная установка, сочетающая теплохимический отстой с электрохимическим обезвоживанием и обессоливанием [Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти. М., Недра, 1977, с. 250, рис. 93].

Теплохимический отстой может выполняться в несколько ступеней, количество которых зависит от глубины обезвоживания и обессоливания на каждой, обусловливаемых свойствами нефти и характером водонефтяной эмульсии, объемом обрабатываемого сырья, эффективностью выбранного деэмульгатора, условиями и уровнем организации контакта промывочных вод с водонефтяной эмульсией, конструкционными особенностями и объемом аппаратов - отстойников.

Электрохимическая обработка является завершающей стадией, характеризующейся глубоким обезвоживанием и обессоливанием. В производственной технологической практике общее название комбинированной установки по обезвоживанию и обессоливанию нефти определено последней стадией обработки - электрохимической, и установка носит название ЭЛОУ - электрообессоливающая установка.

Установки обезвоживания и обессоливания при разных объемах подготовки нефти на промыслах и на НПЗ аналогичны, а основное различие заключается в количестве единиц и объемах технологического и емкостного оборудования.

Принципиальная действующая технологическая схема обезвоживания и обессоливания нефти, как на нефтепромыслах, так и на НПЗ, на известной установке включает оборудование для проведения теплохимического отстоя, как правило, под давлением, и последующего электрохимического процесса деэмульсации и в общем виде изображена на чертеже (А).

Нефть с промысла, освобожденная от газа, в виде водонефтяной эмульсии поступает в приемные сырьевые резервуары (1) и далее в группу теплообменников (2), откуда, нагретая до 35-60oC, поступает в подогреватели (3) для нагрева до необходимой по условиям технологического процесса температуры (до 100oC и выше). Перед подачей нефти в теплообменники в нее вводится деэмульгатор и рециркулирующая отстойная вода. Обработанная деэмульгатором и нагретая до необходимой температуры нефть поступает в отстойные емкости (4), в которых происходит разрушение водонефтяной эмульсии и отделение пластовой воды и мехпримесей от нефти в течение значительного времени (1-3 часа).

Частично обезвоженная и частично обессоленная нефть поступает далее в сырьевую группу теплообменников (5), из которых, отдав часть тепла, поступает в промежуточные емкости (6).

Представленная часть схемы является начальной ступенью для нефтедобывающих производств, а дальнейшее ее описание является общим для нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих производств.

Из промежуточных емкостей (6), а на НПЗ из сырьевых резервуаров (1), нефть после смешивания с деэмульгатором и пресной водой поступает в теплообменники (7) и подогреватели (8) и далее - в отстойники (9). В отстойниках под действием деэмульгатора и температуры происходит разрушение водонефтяной эмульсии, и отделение солесодержащей воды от промытой нефти в течение значительного времени (часа и более).

Вся вышеописанная технологическая цепочка известной установки представляет собой термохимическую стадию, а далее начинается электрохимическая стадия технологии подготовки нефти - ее глубокого обезвоживания и обессоливания до норм, требуемых на производстве.

Из отстойников (9) после дополнительного смешивания с деэмульгатором и нагретой водой нефть поступает в электродегидраторы первой ступени (10) и далее - в электродегидраторы второй ступени (11). Эти аппараты предназначены для разрушения водонефтяной эмульсии под действием электрического поля, и глубокого отделения солесодержащей воды от промытой нефти, выполняя дополнительно и роль статических отстойников. Обе ступени электрообезвоживания и обесооливания содержат значительное количество аппаратов (до 6 и более каждая).

Из электродегидраторов второй ступени обезвоженная и обессоленная до требуемых норм нефть поступает в емкости (12), из которых на нефтепромыслах, как товарная, направляется потребителям, а на НПЗ, как подготовленная нефть, поступает по заводской технологической схеме на переработку.

Несмотря на нечувствительность технологического процесса подготовки нефти к любым колебаниям содержания воды на известной установке, благодаря воздействию мощных факторов (реагента, температуры, электрического поля), а также на возможность увеличения эффективности процесса обезвоживания подбором реагентов без изменения оборудования и аппаратуры, можно назвать ряд существенных недостатков.

Термохимическая и электрохимическая стадии технологического процесса многоступенчаты, в результате того, что глубина обезвоживания и обессоливания в аппаратах - отстойниках увеличивается постепенно, достигая требуемого стандартизированного уровня, как правило, только после второй ступени электродегидраторов.

Так как, основным принципом раздела водной и нефтяной фаз при деэмульсации, после химической и электрохимической обработки эмульсии является отстой в аппаратах - отстойниках, который занимает значительное время (1-3 и возможно более часов), установки обезвоживания и обессоливания нефти громоздки, сложны в обслуживании и занимают значительную площадь из-за большого количества единиц однотипного металлоемкого и дорогостоящего оборудования, имеющего значительные объемы.

Известные установки энергоемки в результате использования значительных количеств тепловой и электрической энергии.

Реагентное хозяйство является дорогостоящим, т.к. эффективные деэмульгаторы относятся к перечню дорогостоящей импортной продукции.

Использование для отмывки солей значительных объемов (до 25% и более от объема подготавливаемой нефти) промывочных вод, включая и рециркулируемые, при содержании в них определенной концентрации деэмульгаторов, создает определенные проблемы на промыслах при закачке отработанных вод в поглощающие горизонты, а на НПЗ увеличивает нагрузку на очистные биологические сооружения, обусловливая дополнительные материальные и энергетические затраты.

Устранение недостатков достигается тем, что установка обезвоживания и обессоливания нефти, включающая сырьевые резервуары, теплообменники и подогреватели, промежуточные емкости, узлы смешивания водонефтяной эмульсии с промывочными водами, емкости сбора подготовленной нефти, снабжена фильтрующе-коалесцирующими устройствами, установленными после узла смешивания нагретой нефти с нагретыми промывочными водами, выполненными в виде емкостей, оснащенных влагоотделительными пакетами, перекрывающими рабочее сечение аппаратов, составленными из композиции материалов - пористо-ячеистых металлов и (или) сплавов и (или) пористо-ячеистых полимерных материалов с фиксированной пористо-ячеистой структурой.

На чертеже (Б) в общем виде представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой установки для обезвоживания и обессоливания нефти, как на нефтепромыслах, так и на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Установка содержит сырьевые резервуары (1), теплообменники (2) и подогреватели (3), вводы и приспособления (узлы) для подачи и смешивания промывочных вод с нагретой нефтью (водонефтяной эмульсией), промежуточные емкости (4), фильтрующе-коалесцирующие устройства (5,6) и резервуары для приема подготовленной нефти (7).

Установка работает следующим образом.

Нефть с промысла, освобожденная от газа, в виде водонефтяной эмульсии поступает в сырьевые резервуары (1) и далее в группу теплообменников (2) и подогревателей (3) для нагрева до 30-70oC. Уровень нагрева водонефтяных эмульсий обусловлен свойствами нефтей и условиями конкретной технологии. Перед подачей нефти в теплообменники в нее вводится рециркулирующая вода. Нагретая водонефтяная эмульсия поступает в промежуточную емкость (4) для отделения основной массы пластовой воды и мехпримесей, и далее - в фильтрующе- коалесцирующее устройство - ФКУ (5).

В ФКУ в процессе коалесцирующей фильтрации нагретой водонефтяной эмульсии через композицию пористо-ячеистых материалов, происходит деэмульсация, отделение пластовой воды и мехпримесей от нефти. Представленная часть принципиальной технологической схемы процесса подготовки нефти на предлагаемой установке является начальной ступенью обезвоживания и обессоливания для нефтепромыслов, а дальнейшая часть схемы аналогична, как для нефтепромыслов, так и для НПЗ.

Из ФКУ (5) глубоко обезвоженная, но не обессоленная до требуемых пределов на нефтепромысле, (а на НПЗ из сырьевого резервуара (1)), нефть поступает в теплообменники (2) и подогреватели (3) для нагрева до 30-70oC и дальше, смешиваясь с нагретой водой оптимального качества для эффективной отмывки солей на данной ступени обезвоживания и обессоливания, водонефтяная эмульсия поступает в ФКУ (6). Для обеспечения высокой эффективности промывки нефти используют разнообразные приемы и приспособления для эффективного смешивания водной и нефтяной фаз. В ФКУ в процессе фильтрации через влагоотделительный пакет происходит разрушение эмульсии, отделение от нефти солесодержащей воды и мехпримесей. Фильтрующе-коалесцирующие пакеты в ФКУ на разных ступенях обезвоживания и обессоливания могут отличаться, т.к. составляются из оптимальных композиций материалов в зависимости от качества и состава водонефтяной эмульсии на каждой ступени производственной схемы установки. Глубоко обезвоженная и обессоленная до требуемых норм нефть поступает в сборные емкости (7), из которых на нефтепромыслах, как товарная, нефть поступает потребителям, а на НПЗ, как подготовленная, поступает на переработку.

В предлагаемой установке фильтрующе-коалесцирующее устройство является высоко эффективным и высоко производительным аппаратом несложной конструкции. Высокие показатели использования ФКУ в таком довольно сложном технологическом процессе, как обезвоживание и обессоливание нефти при ее подготовке, обусловлены тем, что для деэмульсации в процессе коалесцирующей фильтрации через влагоотделительный пакет используются композиции из олеофильных и гидрофильных пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов с высокоразвитой коалесцирующей поверхностью, подобранной с учетом свойств и характера обрабатываемой углеводородной среды, в частности водонефтяных эмульсий. Своеобразная пористо-ячеистая фиксированная структура используемых материалов при свободном объеме в пределах 93-95% практически не создает гидравлического сопротивления непрерывному эмульгированному водонефтяному потоку в процессе деэмульсации, обеспечивая большие производительности в крупнотоннажных технологиях.

При варьировании олеофильными и гидрофильными свойствами фильтрующе-коалесцирующих материалов в композиции, обеспечиваются: задержка влагоотделительным пакетом на входе крупнодисперсной влаги, содержащей мехпримеси; эффективная коалесценция мелкодисперсной влаги внутри пакета и быстрая эвакуация коалесцированной влаги по внутренним стенкам структуры материалов, с обеспечением высокой степени отделения мельчайших капель солесодержащей воды, обеспечивая наряду с глубоким обезвоживанием нефти и глубокое ее обессоливание.

Фильтрующе-коалесцирующая композиция влагоотделительного пакета при условии использования ее с учетом свойств составляющих материалов при избирательной фильтрации водонефтяных эмульсий различного качества при различной степени обводненности и устойчивости длительное время не требует регеренерации, которая при необходимости может быть осуществлена путем промывки пакета обратным ходом продукта или продувки воздухом, или пропаривания.

Таким образом, включение в предлагаемую установку обезвоживания и обессоливания нефти фильтрующе-коалесцирующего устройства существенно изменило технологические параметры подготовки нефти при ее обезвоживании и обессоливании, а также и общий вид известной установки (ЭЛОУ).

Высокая эффективность работы ФКУ при оптимальных вариантах состава композиции в водоотделительных пакетах из набора пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов, испытанных на пилотных установках на реальных промышленных средах, выразились в следующем.

В сырой нефти с ЭЛОУ на Московском НПЗ после одноразовой (одноступенчатой) промывки без деэмульгатора расчетным количеством воды на пилотной установке и после фильтрации при 60oC через ФКУ с композицией из пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов содержание воды в нефти снизилось с 19 до 0,04% об., содержание солей с 34,9 до 4,83 мг/л.

В сырой нефти с ЭЛОУ на Ангарском НПЗ в аналогичных условиях эксперимента при фильтрации через композицию полимерных материалов содержание воды в нефти снизилось с 18,0 до 0,03% об., а содержание солей с 47,0 до 5,4 мг/л.

На нефтепромысле при деэмульсации нагретой нефти в ФКУ с влагоотделительным пакетом из композиции пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов без добавки промывочных вод и деэмульгаторов за время пребывания в аппарате 10-15 мин, т.е. только в процессе отделения пластовой воды в самом начале промышленной схемы, глубина обезвоживания составила 99,1% при снижении содержания воды от 31,3 до 0,28% об.; при этом содержание солей снизилось от 38 г/л до 132 мг/л.

Эффективность процесса коалесцирующей фильтрации нагретой водонефтяной эмульсии в ФКУ через влагоотделительный пакет, составленный из композиции высокоэффективных пористо-ячеистых материалов с высокоразвитой коалесцирующей поверхностью, значительно превышает эффективность процесса разрушения эмульсии под воздействием таких эффективных факторов, как действие деэмульгаторов, электрического поля и высокой температуры на известной установке. Увеличение глубины обезвоживания уже на начальных ступенях производственной технологической схемы приведет к сокращению общей схемы подготовки нефти. Глубокое обезвоживание и обессоливание позволяет резко снизить коррозионную активность нефтяного сырья в условиях транспортировки.

С повышением интенсификации технологии процесса подготовки изменились временные характеристики процесса разрушения эмульсии. Если на известной установке время разделения эмульсии в отстойниках измерялось часами (1-3 и даже более), то при оптимально выбранных технологических параметрах процесса, производительности ФКУ и оптимальных характеристик фильтрующе-коалесцирующих материалов влагоотделительного пакета, время разделения эмульсии на предлагаемой установке равно времени фильтрации ее через влагоотделительный пакет, т.е. времени контакта с фильтрующе-коалесцирующей поверхностью, исключая стадию отстоя. Это также влечет за собой сокращение единиц оборудования в схеме установки и удешевление.

При снижении температурных пределов нагрева водонефтяной эмульсии и промывочных вод до 30-70oC уменьшились габариты теплообменной аппаратуры, снизились энергетические и материальные затраты, резко снизился объем и количество аппаратов - отстойников, что приводит к упрощению и удешевлению технологии и затрат на металлоемкое оборудование для установки. Снижается объем водопотребления.

С исключением необходимости реагентной обработки водонефтяных эмульсий с использованием дорогостоящих деэмульгаторов, не нужны узлы приготовления и дозированной подачи реагента. Это упрощает технологическую схему, снижает объем используемого оборудования и значительно удешевляет технологию на установке подготовки нефти при ее обезвоживании и обессоливании.

С исключением необходимости электрохимической обработки водонефтяных эмульсий в электродегидраторах отсутствует в технологической схеме еще одна очень трудоемкая, энергоемкая и металлоемкая стадия, включающая значительное количество аппаратов больших объемов, занимающих большую производственную площадь. Это существенно упрощает схему установки и значительно снижает затраты на используемое технологическое оборудование.

Двухстадийная и многоступенчатая технология обезвоживания и обессоливания нефти на известной установке (ЭЛОУ) может быть с успехом заменена на процесс двух-трех ступенчатой коалесцирующей фильтрации через фильтрующе-коалесцирующие устройства на предлагаемой установке обезвоживания и обессоливания нефти при значительном упрощении и удешевлении технологии подготовки нефти.

Установка обезвоживания и обессоливания нефти, включающая сырьевые резервуары, теплообменники и подогреватели, промежуточные емкости, узлы смешивания водонефтяной эмульсии с промывочными водами, емкости сбора подготовленной нефти, отличающаяся тем, что установка снабжена фильтрующе-коалесцирующими устройствами, установленными после узла смешивания нагретой нефти с нагретыми промывочными водами и выполненными в виде емкостей, оснащенных влагоотделительными пакетами, перекрывающими рабочее сечение аппаратов и составленными из композиции материалов - пористо-ячеистых металлов, и(или) сплавов, и(или) пористо-ячеистых полимерных материалов с фиксированной пористо-ячеистой структурой.

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Обессоливание сырой нефти

Оптимизация процесса обессоливания сырой нефти

Уменьшение содержания солей в перерабатываемой сырой нефти до допустимого уровня приводит к образованию отложений в оборудовании. Если вы хотите свести к минимуму продолжительность простоев и оптимизировать охлаждение стоков, то мало подверженные засорению теплообменники Альфа Лаваль являются самым лучшим выбором. 

Повышение эффективности использования энергии в процессах обессоливания на НПЗ

Утилизация энергии стоков из обессоливающей установки обеспечивает выполнение двух задач. Во-первых, извлеченная энергия используется для подогрева подаваемой в обессоливающую установку воды, что повышает эффективность технологического процесса. Во-вторых, происходит эффективное охлаждение стоков до их поступления на станцию очистки сточных вод. В теплообменниках Альфа Лаваль используется противоточная схема потоков теплоносителей, что обеспечивает малую разность температур (5°C ) и максимальную эффективность утилизации тепла.

Снижение интенсивности образования отложений в процессе обессоливания 

Образование отложений в теплообменниках обессоливающей установки отрицательно влияет на эффективность утилизации энергии, и если стоки не будут достаточно охлаждены, они поступят на водоочистную станцию, имея слишком высокую для правильной их обработки температуру, что может привести к нарушениям в работе системы.

Засорение может быть обусловлено различными причинами: за счет накопления со временем отложений солей, закупоривания каналов шламом во время промывки или образования масляной пленки на теплопередающих поверхностях. Все виды отложений уменьшают коэффициент теплопередачи.

Для обеспечения максимальной величины межсервисных интервалов исключительно важно правильно выбрать тип и конструкцию теплообменника с учетом природы и концентрации засоряющих веществ.

Огромный опыт и широкий ассортимент мало подверженных засорению теплообменников Альфа Лаваль позволяют предоставить вам наилучшее решение для борьбы с проблемой образования отложений на вашем заводе.

Антикоррозионная стойкость

В сточных водах обессоливающей установки содержится много хлористых солей. Для сведения к минимуму или полного устранения проблем, связанных с образованием коррозии, очень важно правильно выбрать материал теплообменника обессоливающей установки с учетом возможной концентрации солей, значения показателя рН и температуры.

Применение в конструкции традиционных кожухотрубных теплообменников высококачественного коррозионностойкого  металла стоит очень дорого. Использование такого же металла в высокоэффективных теплообменниках Альфа Лаваль обходится намного дешевле, так как площадь их теплопередающей поверхности в три раза меньше, чем у кожухотрубных агрегатов аналогичной мощности, а пластины выполнены из тонколистового металла. Теплообменник Альфа Лаваль из коррозионностойкого  материала проще и дешевле и позволяет продлить срок службы ответственного технологического оборудования.

Сокращение капитальных затрат

Чтобы обеспечить утилизацию большого количества тепла при минимальных отложениях и минимальной коррозии необходимо использовать несколько установленных последовательно огромных кожухотрубных теплообменников, выполненных из высококачественных материалов. При этом для получения максимального времени безотказной работы рекомендуется иметь резервное оборудование. Но это очень затратное решение – как по объему начальных капиталовложений в оборудование, так и по расходам на монтаж.

Высокоэффективные теплообменники Альфа Лаваль компактны, занимают мало места, мало подвержены засорению и изготавливаются из высококачественных коррозионностойких  материалов. Это позволяет сократить размеры и число используемых теплообменников, что снижает полные капитальные затраты на оборудование.

Проверенные теплообменники для установок обессоливания сырой нефти

На сегодняшний день более 100 теплообменников Альфа Лаваль используется в установках обессоливания на НПЗ по всему миру. Они обеспечивают максимальный подогрев подаваемой воды и эффективное охлаждение стоков. Наши теплообменники обладают длительным временем безотказной работы и увеличенным сроком службы и повышают эффективность НПЗ. 

www.alfalaval.ru

Способ обессоливания нефти

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обессоливании нефти. Обеспечивает повышение степени обессоливания нефти. Сущность изобретения: по способу при обессоливании нефти смешивают водонефтяную эмульсию со сточной водой в линии входа в первый электродегидратор диспергированием сточной воды в объеме 8-15% от объема подготавливаемой нефти при температуре 40-50°С. В качестве промывочной воды используют сточную воду той же нефтяной залежи с минерализацией менее предела насыщения.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обессоливании нефти.

Известен способ удаления хлорсодержащих примесей электрообессоливанием (Д.Н.Левченко, Н.В.Бергштейн, Н.М.Николаева. "Технология обессоливания нефтей на нефтеперерабатывающих предприятиях", с.94-96. М.: Химия, 1985). Сырую нефть с введенным в нее деэмульгатором нагревают в теплообменнике до 60-140°С и вместе с промывной водой подают в электродегидраторы. Отстоявшуюся воду с растворенными в ней солями дренируют, а нефть по выходе из электродегидратора смешивают со свежей промывной водой, подают в электродегидраторы второй ступени, где проводят те же операции, что и в электродегидраторах первой ступени. Из электродегидраторов второй ступени воду дренируют, а нефть направляют или в нефтеперерабатывающую часть установки или транспортируют потребителям.

В зависимости от исходного содержания солей в нефти, ее вязкости и ряда других факторов, а также типа используемого оборудования температура процесса колеблется от 60-80 до 100-140°С. При этом остаточное содержание солей в нефти также различно - от 5 до 25 мг/л.

Известен способ комплексного удаления хлорсодержащих соединений из нефти (В.Д.Егоров, В.В.Мартыненко и др. "Система автоматизации удаления хлорсодержащих соединений из нефти на ЭЛОУ", в сб. НТИС "Нефтепереработка и нефтехимия", 1984, №1, с.44-45). Обессоливание согласно этому способу осуществляют в три ступени при температуре 90-100°С на каждой. Особенностью этого способа является то, что на второй ступени нефть смешивают с эмульсией, состоящей из рециркулируемого потока нефти и водных растворов щелочи 20%-ти и 2%-ной концентрации и подвергают отстою для отделения водной фазы.

Этот способ позволяет снизить содержание минеральных и органических хлорсодержащих соединений в нефти, однако условия процесса не позволяют провести такую очистку с достаточной глубиной. При дальнейшей переработке нефти это приводит к разложению примесей с выделением хлористого водорода и как следствие к ускорению коррозии технологического оборудования.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ обессоливания нефти, согласно которому нефть подвергают обессоливанию на многоступенчатой электрообессоливающей установке. На первой ступени нефть, нагретую до 95°С, смешивают с деэмульгатором и промывочной водой, а затем отделяют водносолевой слой, затем нефть смешивают с 1%-ной водной щелочью, нагревают на 30-80°С выше, чем на первой ступени, и направляют в электродегидратор второй ступени, где и отделяют водную фазу (патент РФ №2065477, опубл 1996.08.20 - прототип).

Известный способ не позволяет добиться высокой степени обессоливания нефти.

В изобретении решается задача повышения степени обессоливания нефти.

Задача решается тем, что в способе обессоливания нефти, включающем смешение водонефтяной эмульсии с промывочной водой и обессоливание в электродегидраторах, согласно изобретению в качестве промывочной воды используют сточную воду той же нефтяной залежи с минерализацией менее предела насыщения, смешение осуществляют в линии входа в первый электродегидратор диспергированием сточной воды в объеме 8-15% от объема подготавливаемой нефти при температуре 40-50°С. Признаками изобретения являются:

1. Смешение водонефтяной эмульсии с промывочной водой.

2. Обессоливание в электродегидраторах.

3. Использование в качестве промывочной воды сточной воды той же нефтяной залежи.

4. То же с минерализацией менее предела насыщения.

5. Смешение в линии входа в первый электродегидратор.

6. То же диспергированием сточной воды.

7. То же в объеме 8-15% от объема подготавливаемой нефти.

8. То же при температуре 40-50°С.

Признаки 1 и 2 являются общими с прототипом, признаки 3-8 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения

При обессоливании нефти стремятся добиться наибольшего удаления солей. Существующие способы обессоливания не позволяют добиться высокой степени обессоливания. В предложенном способе решается задача повышения степени обессоливания нефти. Задача решается следующим образом.

При обессоливании нефти смешивают водонефтяную эмульсию с промывочной водой и проводят обессоливание в электродегидраторах. При этом считается, что для обессоливания в большей степени подходит пресная вода. Проведенные исследования показали, степень обессоливания увеличивается, если в качестве промывочной воды используют сточную воду той же нефтяной залежи, которая обладает сродством к нефти, хорошей совместимостью и повышенной плотностью. При этом обязательным условием является минерализация сточной воды менее предела насыщения. В этом случае сточная вода способна поглощать соли, выделяющиеся из нефти.

Для лучшего совмещения сточной воды и нефти смешение осуществляют в линии входа в первый электродегидратор диспергированием сточной воды. Объем сточной воды подобран оптимальным 8-15% от объема подготавливаемой нефти. Температура процесса составляет 40-50°С.

В результате удается довести содержание солей в нефти до требуемого показателя на выходе из промежуточного электродегидратора. Достигаемая степень обессоливания позволяет отключить и вывести в резерв несколько электродегидраторов, что дает существенную экономию на электроэнергии, обслуживании (ремонт, чистка и т.д.) и увеличении срока службы этих аппаратов. Подача сточной воды исключает попадание в установку свободного кислорода, тем самым значительно замедляется скорость коррозии оборудования и запорной арматуры. Процесс отделения воды от нефти при промывке сточной водой идет быстрее, чем при подаче пресной воды. Процесс растворения солей, содержащихся в нефти, в родной пластовой воде идет интенсивнее.

Пример конкретного выполнения

Опытно-промышленные испытания способа проводились в НГДУ “Джалильнефть” на Дюсюмовской установке подготовки высокосернистой нефти Ромашкинского месторождения. Установка имеет четыре электродегидратора объемом 200 м3 каждый, соединенных последовательно. Установка позволяет провести обессоливание 3000 т водонефтяной эмульсии в сутки. Производят подачу сточной воды Ромашкинского месторождения плотностью 1012 кг/м3 через диспергатор в линию входа водонефтяной эмульсии в первый электродегидратор. Содержание хлористых солей в сточной воде составляет 120 000 мг/л. В химико-аналитической лаборатории НГДУ “Джалильнефть” были проведены лабораторные исследования на определение степени насыщенности солями сточной воды. К 100 мл сточной воды добавили 30 г кристаллического хлорида натрия, который при перемешивании в течение 15 мин полностью растворился. Таким образом, сточная вода, используемая в технологии для обессоливания нефти, не является насыщенным раствором.

Обводненность водонефтяной эмульсии составляет до 1,5%, температура -50°С. Расход сточной воды составляет от 5 до 15 м3/ч, что эквивалентно 8-15% от объема подготавливаемой нефти. В результате промывки нефти исследуемым методом было достигнуто обессоливание до требуемого содержания остаточных хлористых солей 300 мг/л после второго электродегидратора.

При применении пресной воды вместо сточной требуемое содержание остаточных хлористых солей 300 мг/л достигают на выходе четвертого электродегидратора.

Применение предложенного способа позволит повысить степень обессоливания нефти.

Способ обессоливания нефти, включающий смешение водонефтяной эмульсии с промывочной водой и обессоливание в электродегидраторах, отличающийся тем, что в качестве промывочной воды используют сточную воду той же нефтяной залежи с минерализацией менее предела насыщения, смешение осуществляют в линии входа в первый электродегидратор диспергированием сточной воды в объёме 8 - 15 % от объёма подготавливаемой нефти при температуре 40 - 50°С.

www.findpatent.ru

Методы обессоливания нефти и нефтяного

Методы обессоливания нефти и нефтяного

сырья (тяжелых остатков).

fМинистерство общего и профессионального

Образования Российской Федерации

Казанский Государственный Технологический

Университет

Кафедра аналитической химии, сертификации и

Менеджмента качества

Курсовая работа

По аналитической химии

На тему:

Методы обессоливания нефти и нефтяного

сырья (тяжелых остатков).

Выполнил студент гр.47-41

Принял с оценкой :доцент

Казань 2000

Содержание: страницы:

Содержание.

Введение.

1.Причины появления солей в нефти и их влияние на

использование нефти и нефтяного сырья:

1.1. Минерализация пластовых вод и неорганические

вещества в нефти.

1.2. Влияние солей на использование нефти и нефтяного

сырья.

2.Эмулси нефти с водой. Эмульгаторы.

3.Основные методы обессоливания нефтей:

3.1. Общее описание методов обессоливания.

3.2. Механические методы.

3.3. Физико-химические методы.

3.4. Электрические методы. ЭЛОУ.

4. обессоливание битуминозной нефти.

5. Обессоливание мазутов.

Заключение.

Литература.

Реферативные журналы.

Введение.

Степень подготовки нефти, поставляемой на нефтеперерабатывающие заводы, определена ГОСТ 9965-76.

В зависимости от содержания в нефти хлоридов и воды установлены три группы сырой нефти : 1 группа –содержание воды 0.5 %, солей не более 100 м/л; 2 группа – воды 1% и солей не более 300 м/г; 3 группа – воды 1% и солей не более 1800 м/г.. На заводе нефть подвергается дополнительному обессоливанию.

По моему мнению , для того чтобы полностью разобраться в методах обессоливания нефти и нефтяного сырья , надо знать причины появления солей в нефти, также какое вредное влияние оказывают соли при добыче, переработке, транспортировки и использовании нефтепродуктов. Необходимо знать основные свойства водонефтяных эмульсий, какие методы больше подходят при обессоливании данного вида в нефти, прикладное применение этих методов на нефтеперерабатывающих предприятиях. Наличие в методах обессоливания легкой, битуминозной и других видов нефти, тяжелых остатков.

Проблема обессоливания нефти особенно актуальна в Татарстане, так как добываемая здесь нефть отличается высоким содержанием солей.

1. Причины появления солей в нефти и нефтяного сырья.

1.1. Минерализация пластовых вод и неорганические вещества в нефти.

Пластовые воды, добываемые с нефтью и образующие с ней диспереную систему, содержат как правило, значительное количество растворимых минеральных солей. По химическому составу пластовые воды делят на хлоркальцевые, состоящие в основном из смеси растворов хлорида натрия, магния и кальция, и щелочные. Последние в свою очередь можно разделить на хлориднощелочные и хлоридно-сульфатщелочные.

Общая минерализация пластовых вод измеряется в еденицах массы растворенного вещества на еденицу объема воды и может изменяться в сотни раз. Так, в Ставрополбском крае встречаются пластовые воды, содержащие менее 1 м/г растворенного вещества, а на отдельных месторождениях Татарстана содержание их достигает 300 м/г.

Помимо солей, образующих истинные растворы, в пластовой воде содержаться растворенные газы, химические соединения, образующие неустойчивые коллоидные растворы (золи), такие, как SiO2 Fe2 O3 Al2 O3 ; твердые неорганические вещества, нерастворимые в воде и находящиеся во взвешенном состоянии.

Результаты многочисленных исследований минерального состава пластовых вод показывают , что основную долю растворенных веществ составляют хлориды натрия

Магния и кальция. Кроме них ( в зависимости от месторождения) могут присутствовать йодистые и бромистые соли щелочных и щелочноземельных металлов, сульфиды натрия, железа, кальция, соли ванадия мышьяка, германия и других. Но в отличии от хлоридов, содержание которых исчисляется процентами и десятками процентов от общего количества растворенного вещества, содержание остальных солей исчисляется сотыми, тысячными и еще меньшими долями процентов. В связи с этим минерализацию пластовой воды часто измеряют по содержанию ионов хлора в единице объема с последующим пересчетом на эквивалент натриевых солей.

Помимо измерения минерализации свободной пластовой воды при подготовке нефти и переработке измеряют содержание солей в единице объема нефти. Сама нефть не содержит хлорных солей. Они попадают в нее вместе с эмульгированной водой. И хотя отдельные исследователи обнаруживали в безводной нефти так называемые кристаллические соли , это не опровергает сделанного утверждения и может быть объяснено.. Количество кристаллических солей обычно, незначительно и изменяется в пределах тот нескольких миллиграмм до 10-15 мг/л нефти. Подобные ситуации возможны в двух случаях: либо при добыче нефть проходит соляные отложения и кристаллы солей попадают в нее как механические примеси, либо первоначально в нефти содержится мало мелкодиспереной и сильно минерализованной пластовой воды, которая затем растворяется в нефти , а соли остаются в виде микрокристаллов.

Абсолютное содержание хлоридов в обводненной нефти не дает представления о степени минерализаци пластовых вод. Поэтому одновременно с солями в нефти определяют и ее обводненность. Последнюю принято измерять в %.

Содержание солей в 1 л нефти при ее обводненности 1 % , численно равное количеству солей, растворенных в 10 см эмульгированной воды, удобно использовать для сравнения нефтей по минерализации пластовых вод, которая может изменяться в довольно широких пределах.

Помимо хлоридов пластовые воды могут содержать значительное количество бикарбонатов кальция и магния, которых часто называют солями временной жесткости.

.Неорганические вещества находятся не только в пластовой воде . Некоторые из них могут растворятся в нефти или образовывать с ней некомплексные соединения. К ним относятся различные соединения серы, ванадия, никеля, фосфора и другие.

1.2. Влияние солей на использование нефти и нефтяного сырья.

Наличие солей в нефти причиняют особенно тяжелые и разнообразные осложнения при переработке. Содержание солей в нефти нередко достигает2000-3000мг/л и в отдельных случаях доходит до 0,4-0,3 %. Нормальная переработка таких нефтей оказывается совершенно невозможной.

Засорение аппаратуры. Соли отлагаются , главным образом, в горячей аппаратуре. Растворенные в воде соли выделяются при испарении воды . Поскольку последнее происходит в основном на поверхности нагрева или в непосредственной близости от нее, часть выкристаллизовавшихся солей прилипает к этим поверхностям, оседая на ней в виде прочной корки. Иногда эти соляные корки отламываются , извлекаются потоком нефти далее и осаждаются в последующей аппаратуре.

Коррозия аппаратуры.. Коррозия т.е. разъедание нефтеперегонной аппаратуры при переработке соленных нефтей вызывается выделением свободной соляной кислоты в процессе гидролиза некоторых хлористых солей.

Мазут в котором остается значительная часть солей, содержащихся в сырой нефти, обладает также сильными коррозионными свойствами, что приводит к преждевременному выходу из строя топочной аппаратуры электростанций и турбинных двигателей .

Понижение производительности установок . Отложение солей в трубах, уменьшающие их проходные сечения, обусловливает резкое понижение производительности. Мазуты с содержанием хлоридов от 800-2200мг/л имели простой за счет остановок на промывку сырья до 20 % календарного времени.

Уменьшение ассортимента вырабатываемых продуктов. Соли в основном , так же как и при наличии механических примесей, концентрируются только при перегоне в мазутах и гудронах. По имеющимся наблюдениям в аппаратуре осаждается толькот10-20% солей, содержащихся в исходном сырье.

Концентрация солей в гудронах и мазутах лишает возможности выработки из них качественных остаточных продуктов. Так, например, битумы при этом не выдерживают нормы на растворимость в сероуглероде, и кроме того, содержат водорастворимые примеси-соли, что в частности, для дорожных битумов недопустимо.. Остаточные масла из полумазутов, содержащих соли и продукты коррозии- эрозии, имеют повышенную зольность. Мазуты содержащие соли, непригодны для выработки моторной продукции. При переработке засоленных нефтей приводятся следующие данные при переработке сызранской нефти содержание хлоридов в мазуте достигает 10000 мг/л, т.е. 1%. Зольность гудрона после переработки небитдагской нефти на масла повышается до 0.3%. Также мазуты и гудроны не пригодны не только на производство каких-либо остаточных продуктов, но даже и в качестве топлива, так как соли вызывают засорение форсунок , дымоходов, образуют осаждения на обогревочной поверхности и вызывают их коррозию.

Таким образом часто при переработке нефтей с повышенным содержанием солей приходится отказываться от получения из них указанных остаточных продуктов, т.е. снижать ассортимент вырабатываемой продукции. Мазуты и гудроны, предназначеные на использование в качестве топлива, приходится, если есть возможность смешивать с другими, более чистыми нефтепродуктами в целях понижения зольности.

Соли мышьяка остающиеся в первичных нефтепродуктах, которые служат сырьем для нателитических процессов, являются одной из основных причин отравления дорогостоящих катализаторов.

2.Эмульси нефти с водой. Эмульгаторы.

В научно-технической литературе существует несколько определений понятия «эмульсия»,но наиболее общим является следующее; эмульсия - это гетерогенная система, состоящая из двух несмешивающихся или малосмешивающихся жидкостей, одна из которых диспергированна в другой в виде мелких капелек ( глобул) диаметром превышающим 0.1 мкт. Дисперсная система с более мелкими частицами принадлежит уже коллоидному раствору.

Эмульсии относятся к микрогетерогенным системам , частицы которых видны в обычный оптический микроскоп, а коллоидные растворы принадлежат к ультрамикрогенным системам , их частицы не видны в обычный микроскоп. Хотя по своей природе они близки , но физико-химические их свойства различны и зависят в значительной степени от дисперсности. При образовании эмульсий образуется огромная поверхность дисперсной фазы. Так ,количество глобул в одном литре воды 1%-высокодисперсной эмульсии исчисляется триллионами , а общая площадь поверхности- десятками квадратных метров. На такой огромной метфазной поверхности может адсорбироваться большое количество, стабилизирующих эмульсию.Эти вещества называются эмульгаторами, адсорбируясь на границе раздела фаз, снижают метфазное поверхностное натяжение, а следовательно уменьшают свободную энергию системы и повышают ее устойчивость.

mirznanii.com

Технология - обессоливание - нефть

Технология - обессоливание - нефть

Cтраница 1

Технология обессоливания нефти основана на ряде теоретических представлений о сущности процессов, происходящих в нефти при введении в нее пресной воды. Идеальным считается такой процесс обессоливания, при котором в результате операций по смешению обессоливаемой нефти с пресной водой произойдет осреднение солености во всех находящихся в нефти каплях. С этими представлениями связаны определенные технологические приемы по обессоли-ванию нефти. Одновременно с этим полагают, что диспергированные капли пресной воды во всех случаях более эффективно сливаются друг с другом, чем с каплями пластовой воды, и поэтому быстрее переходят в состав дренажной воды, зачастую не совершая при этом полезной работы по вымыванию солей. С этим положением связано появление такого термина, как коэффициент эффективности использования пресной воды при обессоливании.  [1]

Технология обессоливания нефти методом замещения позволяет теоретически полностью удалить из нее пластовую воду. В этом случае оставшаяся в нефти вода по завершении процесса будет представлена только каплями пресной воды. Возможность смешения их содержимого при этом не играет никакой положительной роли.  [2]

Разработка технологии обессоливания нефти методом замещения открывает перспективы значительно снизить расход дефицитной пресной воды и увеличить степень извлечения солей из нефти. Однако для ее осуществления необходимо многоступенчатое введение в поток нефти заранее диспергированной пресной воды. При этом капли промывочной воды не должны быть больше глобул минерализованной пластовой, в противном случае практически исключается возможность коалесценции капель двух типов в связи с их разъединением потоками обтекания, возникающими при движении более крупных капель и увлекающих за собой мелкие.  [3]

Николаева НЖ Технология обессоливания нефтей на нефтеперерабатывающих предприятиях.  [4]

ТатНИПИнефтью совместно с НГДУ Сулеевнефть была внедрена технология обессоливания нефти на установках без применения пресной промывочной воды на ступенях обессоливания.  [6]

Это явление может быть учтено при выборе технологии обессоливания нефтей. Скорость отделения промывочной воды от нефти и, следовательно, всего процесса в целом при обес-соливании будет всегда выше, если между обезвоживанием и обес-соливанием пройдет время, достаточное для утраты нефтью ( в какой-то мере) пленкообразующих свойств.  [7]

Определение устойчивости нефтяных эмульсий необходимо для уточнения технологии обессоливания нефти и определения оптимального расхода деэмульгатора в процессе обессоливания на конкретной нефти. Метод позволяет оценить эффективность смешения нефти с промывной водой.  [8]

Таким образом, в отличие от сложившейся технологии обессоли-вания нефти в данном случае рассматривается технология удаления солей из нефти методом замещения каплями пресной воды глобул соленой путем коалесценции и увлечения их в состав дренажных вод. Технология обессоливания нефти методом замещения позволяет теоретически полностью удалить из нее пластовую воду. В этом случае оставшаяся в нефти вода по завершении процесса будет представлена только каплями пресной воды. Возможность смешения их содержимого при этом не играет никакой положительной роли. Более того, происходящее в реальном процессе частичное смешение содержимого капель технологически вредно, так как приводит к искусственному загрязнению первоначально не содержащих солей капель пластовой воды, оставшейся в нефти, и снижает в связи с этим возможную глубину ее обессоливания. Естественно, что при реальном процессе в нефти может оставаться часть капель промежуточной минерализации.  [9]

Глубокое обезвоживание нефти на II ступени объясняется тем, что в промысловых системах сбора и в присутствии реагента полностью разрушается даже тонкодисперсная часть эмульсии за счет проявления гидродинамических эффектов. В связи с ухудшением качества товарной нефти ( по содержанию воды) после УПН промышленные испытания технологии обессоливания нефти на термохимическом режиме с отключенным электрическим полем ( четвертый режим) были прекращены.  [10]

Наряду с этим следует отметить, что при длительном хранении проб нефтей прочность образуемых ими пленок оказывается меньшей, чем при формировании пленок свежеотобранными нефтя-ми. Так, смеси, составленные из свежих нефтей ( 1 часть девонской и 3 части угленосной) на границе со смесью вод в той же пропорции, сформировали пленки, на порыв которых потребовалось усилие ( создаваемое шариком) в 978 дин / см, а для проб, хранившихся две недели, 685 Дин / см. Это явление может быть учтено при выборе технологии обессоливания нефтей. Скорость отделения промывочной воды от нефти и, следовательно, всего процесса в целом при обессолива-нии будет всегда выше, если между обезвоживанием и обессоливани-ем пройдет время, достаточное для утраты нефтью ( в какой-то мере) пленкообразующих свойств.  [12]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Обессоливание нефти - это... Что такое Обессоливание нефти?

 Обессоливание нефти         (a. oil demineralization; H. Erdolentsalzung; ф. extraction du sel du petrole brut, dessalage du petrole; и. desaladura de petroleo, desaladura de oil) - процесс удаления из продукции нефт. скважин минеральных (в осн. хлористых) солей. Последние содержатся в растворённом состоянии в пластовой воде, входящей в состав водонефт. эмульсии (обводнённая продукция скважин), реже в самой нефти - незначит. кол-во солей в кристаллич. состоянии. O. н. осуществляется в связи c тем, что высокое содержание солей способствует коррозии оборудования трубопроводов при перекачке нефти, приводит к закупориванию теплообменной аппаратуры и коррозии оборудования при её дальнейшей переработке на нефтеперерабат. з-дах (НПЗ) и др. Первично O. н. проводится на нефт. промыслах (попутно c обезвоживанием) перед сдачей нефти потребителю (на экспорт или на НПЗ). Содержание солей в товарной нефти согласно ГОСTy не должно превышать (соответственно группе качества I, II, III) 100, 300 или 1800 мг/л; в продукции, поступающей на экспорт, - не более 100 мг/л. Ha НПЗ перед переработкой нефть подвергается вторичному, более глубокому обессоливанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ) в две, реже в три ступени. Содержание солей в нефти после установок ЭЛОУ снижается до 3-5 мг/л. B процессе O. н. предварительно обезвоженную (до 0,5% от объёма пластовой воды) нефть тщательно перемешивают (промывают) c определённым кол-вом пресной воды (расход пресной промывочной воды колеблется в зависимости от качества исходной нефти от 3 до 10%). При этом происходит слияние (коалесценция) мелких капель минерализов. пластовой воды c каплями промывочной пресной воды. Перспективным технол. приёмом является распылённый ввод промывочной воды - впрыскивание её под давлением через спец. насадки или к.-л. др. Методом. Затем осуществляется Деэмульсация полученной водонефт. эмульсии гл. обр. термохим. или электрич. методами (см. также Деэмульгаторы, Электродегидратор). Ha промыслах, как правило, применяется более простой термохим. метод O. н. (электродегидраторы используют в случае подготовки товарной нефти к экспорту). A. A. Каштанов, Г. H. Позднышев.

Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.

  • Обессеривание углей
  • Обесшламливание

Смотреть что такое "Обессоливание нефти" в других словарях:

  • обессоливание нефти — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN oil desalting …   Справочник технического переводчика

  • ОБЕССОЛИВАНИЕ НЕФТИ. — 25 .ОБЕССОЛИВАНИЕ НЕФТИ. Технологический процесс,основной целью которого является снижение содержания солей в нефти. Источник: ОСТ 39.037 76: Сбор и подготовка нефти и нефтяного газа. Термины и определения …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Обессоливание нефти — ► oil desalting Процесс удаления из нефти солей, которые находятся в ней или в виде взвеси, или в виде эмульсии пластовой воды. Эти соли вызывают сильную коррозию нефтезаводской аппаратуры. Обессоливание осуществляется промывкой водой или… …   Нефтегазовая микроэнциклопедия

  • ОБЕЗВОЖИВАНИЕ И ОБЕССОЛИВАНИЕ НЕФТИ — подготовка нефти к переработке путем удаления из нее воды, минер. солей и мех. примесей. При добыче нефти неизбежный ее спутник пластовая вода (от < 1 до 80 90% по массе), к рая, диспергируясь в нефти, образует с ней эмульсии типа вода в нефти …   Химическая энциклопедия

  • термохимическое обессоливание (нефти) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN thermochemical desalting …   Справочник технического переводчика

  • Обессоливание — удаление солей и воды из нефти перед подачей на переработку. Эффективное обессоливание позволяет значительно уменьшить коррозию технологического оборудования установок по переработке нефти, предотвратить дезактивацию катализаторов, значительно… …   Википедия

  • ОСТ 39.037-76: Сбор и подготовка нефти и нефтяного газа. Термины и определения — Терминология ОСТ 39.037 76: Сбор и подготовка нефти и нефтяного газа. Термины и определения: ( по клвооификеционным признакем в области его сбора и подготовки ) 46. НЕФТЯНОЙ ГАЗ. Ндп. Попутный газ. Нефтепромысловый газ. Газообразная смесь… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Подготовка нефти —         к транспортy (a. oil conditioning for transport; н. Erdolaufbereitung; ф. conditionnement du petrole avant le transport; и. preparacion de petroleo para transportar) обработка нефти c целью удаления компонентов (вода, минеральные соли,… …   Геологическая энциклопедия

  • Хранение нефти и нефтепродуктов —         (a. storage of crude oil and oil products; н. Speicherung von Erdol und Erdolerzeugnise; ф. stockage du petrole et des produits petroliers; и. almacenamiento de petroleo y de derivados de petroleo) содержание резервных запасов нефти и… …   Геологическая энциклопедия

  • ДИСТИЛЛЯЦИЯ НЕФТИ — (перегонка нефти), разделение ее на отдельные фракции (дистилляты) с разл. температурными интервалами выкипания путем испарения с послед. дробной конденсацией образующихся паров. Д. н. тепло и массообменный процесс, обычно многоступенчатого… …   Химическая энциклопедия

dic.academic.ru

Обезвоживание и обессоливание нефти

скачать

Обезвоживание и обессоливание нефти

Обезвоживание и обессоливание нефти – взаимосвязанные процессы, т.к. основная масса солей сосредоточена в пластовой воде, и удаление воды, приводит одновременно к обессоливанию нефти. Обезвоживания и обессоливания нефтей производится на установке подготовки нефти (УПН). Поступающая нефть на УПН уже подверглась первичной сепарации и прошла очитку от попутного газа и шлама на ДНС.

В основе процесса обезвоживания лежит дестабилизация (разрушение) нефтяных эмульсий (соединение нефти и воды), образовавшихся в результате закачивания в пласт через нагнетательные скважины воды.

Основные способы обезвоживания и обессоливания условно можно разделить: 1) механические 2) химические, 3) электрические. Все эти методы направлены на различные способы увеличения капель воды и её выделение из нефти.

После процесса обезвоживания и обессоливания, нефть может подвергаться дополнительному глубокому обессоливанию. Процесс дополнительного обессоливания похож на процесс обезвоживания. Очищенную от пластовой воды нефть смешивают с пресной водой, создавая искусственную эмульсию (но с низкой соленостью), которую затем разрушают. Выделившееся вода очищается на установке и может, например, закачивается в пласт для поддержания пластового давления и вытеснения нефти.

Механические методы

Фильтры
Фильтрация является самым простым механическим методом обезвоживания и обессоливания нефти. Нестойкие эмульсии можно разделить иногда путём пропускании их через фильтрующий слой. В качестве фильтрующего слоя используют: гравий, битое стекло, древесные и металлические стружки, стекловата и другие материалы.

Фильтры конструктивно выполняются обычно в виде колонн, причем размеры их зависят от объема прокачиваемой эмульсии, её вязкости и скорости движения. Нефтяная эмульсия вводится в колонну по входной линии и проходит через фильтр, где удерживается вода. Нефть свободно пропускается и отводится через линию выхода, а выделившаяся вода сбрасывается через низ колонны.

Обезвоживание нефти фильтрацией применяют очень редко из-за малой производительности, громоздкости оборудования и необходимости частой смены фильтрующего материала. Эффективность очистки нефтей фильтрацией значительно возрастает при сочетании с термохимическими методами.

I II III Рисунок – Фильтр

Гравитационное отстаивание
Это основной метод 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 отстойники – резервуары (резервуары отстаивания). Сырая нефть, подвергаемая обезвоживанию, вводится в резервуар при помощи распределительного трубопровода (маточника). Нефть выдерживают в резервуаре определенное время (48 ч и более). В процессе выдержки образуется соединение капель воды. Более крупные и тяжелые капли воды под действием сил тяжести (гравитации) оседают на дно и скапливаются в виде слоя подтоварной воды. Затем нефть собирается в верхней части резервуара. Отстаивание осуществляется при спокойном (неподвижном) состоянии обрабатываемой нефти.

Рисунок – Отстойники непрерывного действия

а – горизонтальны; б – вертикальный; в – наклоненный;

г – конический; 1 – поверхность раздела; 2 – перегородка

Отстойники непрерывного действия делятся на горизонтальные и вертикальные. В свою очередь, 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. Отделение воды и нефти происходит также как и в отстойниках периодического действия. Эмульсия вводится в резервуар отстойника и расслаивается под действием силы тяжести в результате чего, на выходе получаем нефть и воду.

Однако гравитационный процесс отстоя холодной нефти – малопроизводительный и недостаточно эффективный метод обезвоживания нефти. Более эффективен горячий отстой обводненной нефти, когда её предварительного нагревают до температуры 50 – 70 градусов.

Такие методы могут применяться только в случае содержания воды в нефти в свободном состоянии или в состоянии крупнодисперсной нестабилизированной эмульсии.

Химические методы

Химические методы основаны на использовании деэмульгаторов. Деэмульгаторы – это поверхностно-активные вещества, которые адсорбируются на поверхности глобул воды и образуют адсорбционный слой со значительно меньшей механической прочностью, что облегчает слияние капель и способствует разрушению нефтяных эмульсий. Иначе говоря эти вещества предназначены для слияния и выделения капель воды из нефти.

Эффект деэмульсации зависит от интенсивности перемешивания деэмульгатора с эмульсией и температуры смеси. Подача деэмульгаторов проводится дозировочными насосами.

Деэмульгатор должен выполнять следующие требования:

  • быть высокоактивным при малых удельных его расходах;
  • хорошо растворяться в воде или нефти;
  • быть дешевым и транспортабельным;
  • не ухудшать качества нефти;
  • не менять своих свойств при изменении температуры.
Внутритрубная деэмульсация
Этот метод был разработан довольно давно. Принцип внутритрубной деэмульсации самый простой и состоит в следующем. В межтрубное пространство эксплуатационных скважин или в начало сборного коллектора дозировочным насосом (в количестве 15 – 20 г на тонну нефтяной эмульсии) подается деэмульгатор, который сильно перемешивается с эмульсией в процессе её движения от забоя до УПН и разрушает её.

Эффективность внутритрубной деэмульсации зависит от, например, эффективности самого деэмульгатора, интенсивности и длительности перемешивания эмульсии с деэмульгаторами, количества воды, содержащейся в эмульсии, и температуры смешивания транспортируемой эмульсии.

Холодный отстой
Холодный отстой заключается в том, что в нефть вводят деэмульгатор и в результате отстоя в сырьевых резервуарах из нефтн выделяется свободная вода. Этот метод аналогичен гравитационному методу обезвоживания, только с применением деэмульгаторов.

Характерная особенность процесса – отсутствие расхода тепла на указанный процесс. Но стоит отметить, методы деэмульсации нефти без применения тепла недостаточно эффективны.

Термохимическое обессоливание и обезвоживание
В настоящее время для обезвоживания и обессоливания нефти в основном применяют обработку на топлохимических установках. Широкое применение этого метода обеспечивается благодаря возможности обрабатывать нефть с различным содержанием воды без замены оборудования и аппаратуры, простоте установки, возможности легко менять деэмульгатор в зависимости от свойств поступающей эмульсии. Однако теплохимнческий метод имеет ряд недостатков, например большие затраты на деэмульгаторы и повышенный расход тепла. На практике обессоливание и обезвоживание ведутся при температуре 50—100 градусов.

Термохимическое обезвоживание и обессоливание основано на нагреве эмульсии и химическом воздействии на неё деэмульгаторов. При нагреве эмульсии ее вязкость снижается, что облегчает отделение воды.

Рассмотрим следующую схему термохимического обезвоживания и обессоливания.

Нефть поступает в сырьевой резервуар (1), откуда насосом (3) перекачивается в теплообменники (4). В теплообменнике осуществляется нагрев нефти до температуры 40-60 градусов. Далее она поступает в паровой подогреватель (5), где происходит дополнительный нагрев паром до температуры 70-100 градусов.

Дозировочный насос (7) непрерывно из резервуара (6) подкачивает деэмульгатор через смеситель (2) к эмульсии.

Обработанная деэмульгатором и подогретая эмульсия направляется в отстойник (9) (сепаратор). Здесь вода отделяется от нефти и отводится в виде сточных вод. Из отстойника (9) обезвоженная, обессоленная и нагретая нефть через теплообменники (4) и холодильники (8) поступает в товарные резервуары (10), а затем направляется на переработку по нефтепроводу. В теплообменниках (4) нагретая нефть отдает тепло холодной нефти.

В рассмотренной схеме могут применятся комбинированные аппараты, в которых совмещены процессы подогрева, регенерации тепла нефти и отстоя при обезвоживании и обессоливании нефти. Рисунок – Схема термохимического обезвоживания и обессоливания Основные элементы: 1 – сырьевой резервуар; 2 – смеситель; 3 – насос; 4 – теплообменник; 5 – паровой подогреватель; 6 – резервуара с деэмульгатором; 7 – дозировочный насос; 8 – холодильники; 9 – отстойник; 10 – товарные резервуары.

Электрические методы

Электрообработка эмульсий
Электрическое обезвоживание и обессоливание основано на следующем процессе. Между двумя электродами, при токе высокого напряжения (переменный 50 Гц, 15...44кВ), пропускают нефтяную эмульсию. В результате этого на противоположных концах каждой капли воды появляется разноименный электрический заряд. Благодаря этому капли воды будут взаимно притягиваться, а также плёнка нефти между этими каплями будет разрушаться. Иначе говоря, в результате действия электрического поля происходит укрупнение капель воды и оседание на дне сосуда.

На практике применяют также установки, объединяющие термохимическое обезвоживание с электрическим. Рассмотрим принцип работу одной из таких схем.

Рисунок – Схема термохимического обезвоживания и обессоливания

Основные элементы: 1 – насос; 2 – теплообменник; 3 – подогреватель; 4 – отстойник; 5 – электродегидратор; 6 – промежуточную емкость для обессоленной нефти; 7 – насос.

Сырьевая нефть вместе с деэмульгатором поступает на прием насоса (1) и через теплообменник (2) и подогреватель (3) направляется в отстойники (4) (термохимической части установки), откуда под остаточным давлением поступает в электродегидратор (его работа будет рассмотрена далее) (5). Перед попаданием в электродегндратор (5) в нефть вводятся деэмульгатор и пресная вода. В электродегидраторе (5) происходят разрушение эмульсий и выпадение освобожденной воды в процессе отстоя. Затем обессоленная нефть направляется в промежуточную емкость (6), а отсюда насосом (7) через теплообменники (где происходит отдача тепла сырой нефти) (2) отправляяется в товарные резервуары. Вода из отстойников (4) и электродегпдраторов (5) сбрасывается в виде сточных вод.

Для более глубокого обезвоживания и обессоливания устанавливают несколько электродегпдраторов, которые по форме могут быть горизонтальными, вертикальными, сферическими и др.

Электрообработка редко применяется на нефтепромыслах, не смотря на высокое качество отделения воды и солей от нефти.

Электродегидратор
Электродегидратор является основным элементом в процессе электрообработки нефти.

Рассмотрим для примера одно из возможных устройство электродегидраторов.

Рисунок – Электродегидратор

Основные элементы: 1, 2 – электроды; 3 – маточник.

Данное устройство имеет два электрода. Электроды подвешены горизонтально друг к другу, имеют форму прямоугольных рам, занимающих все продольное сечение электродегидратора. Эмульсия подается в электродегидратор через маточник (3), обеспечивающий равномерное поступление её по всему горизонтальному сечению аппарата.

В горизонтальных электродегидраторах, нефтяная эмульсия проходит через три зоны обработки. В первой зоне эмульсия проходит слой отстоявшейся воды, уровень которой поддерживается автоматически на 20—30 см выше маточника (3). В этой зоне нефтяная эмульсия подвергается водной промывке, в результате которой она теряет основную массу пластовой воды. Затем эмульсия, поднимаясь в вертикальном направлении с небольшой скоростью, последовательно подвергаясь обработке сначала в зоне слабой напряженности электрического поля между уровнем отстоявшейся воды и нижним электродом (2), а затем в зоне сильной напряженности, между электродами (2) и (1).

Равномерность поступления эмульсии по всему горизонтальному сечению аппарата, при движении потока вертикально вверх, и ступенчатое повышение напряженности электрического поля между электродами (2) и (1) от нуля до максимальной величины, позволяют в данном электродегидраторе эффективно обрабатывать нефтяную эмульсию любой обводнённой.

скачать

nenuda.ru


Смотрите также