Электродегидраторы для обезвоживания и обессоливания нефти. Оборудование для обезвоживания нефти


Оборудование для обезвоживания нефти с использованием раздельных блоков нагрева и отстоя

Поиск Лекций

 

Подогреватели-деэмульсаторы, в которых процесс нагрева и отстоя нефтяных эмульсий осуществляется в одном аппарате, характеризуются сравнительно малой тепловой мощностью и ограниченным объемом емкости для отстоя. Совмещение процессов нагрева и отстоя в одном аппарате при производительности установки свыше 3000 т/сут. по жидкости приводит к увеличению размеров и металлоемкости аппарата за пределы транспортных возможностей, поэтому такие аппараты не могут быть изготовлены в блочном исполнении.

Для оснащения установок повышенной производительности (свыше 5–6 млн. т/год) разработаны и выпускаются отдельно блоки для нагрева нефтяной эмульсии и отдельно - отстойники.

Блоки нагрева выпускаются двух модификаций: нагреватели с жаровыми трубами, работа которых основана на том же принципе обработки нефтяной эмульсии, что и в совмещенных аппаратах, только без отстойного отсека, и блочные трубчатые печи для непосредственного подогрева нефтяной эмульсии. К нагревателям с жаровыми трубами относятся нагреватели нефтяные типа НН-2500, НН-4000 и НН-6300, разработанные СПКБ объединения Союзнефтеавтоматика.

Для отстоя нефтяных эмульсий после нагревания в блочных нагревателях разработаны отстойники различных конструкций. Наибольшее распространение получили горизонтальные отстойники с нижним вводом нефтяной эмульсии конструкции института ГипроНИИнефтемаш. В последнее время разработаны новые конструкции отстойников с промывкой нефтяной эмульсии горячей водой. Принципиальная схема отстойника ОГ-200 показана на рис.4.12. Он представляет собой емкость (200 м3), разделенную перегородками на три отсека. Отсек I служит для отделения полусвязанной воды из нефтяной эмульсии, отсек II – для окончательного обезвоживания нефти, отсек III – для сброса отделившейся пластовой воды.

При подготовке легких нефтей после подогрева в блочных нагревателях необходимо полностью отделить свободный газ, чтобы не нарушался процесс отстоя. Для отделения газа из нагретой нефтяной эмульсии перед отстойниками устанавливают специальные сепараторы или же предусматриваются сепараторы, встроенные в отстойнике.

Рис.4.12. Принципиальная схема отстойника ОГ-200: 1 – штуцер для ввода эмульсии; 2 – штуцер для вывода нефти; 3 – штуцер для пластовой воды; 4, 5, 7, 8 – распределители эмульсии; 6, 10 – переливные устройства; 9 – сборный коллектор; 11,12 – перегородки

 

 

3. Деэмульгаторы

 

Лучшим для конкретной нефтяной эмульсии считается тот деэмульгатор, который при минимальной температуре обработки и расходе быстрее обеспечит максимальную глубину обезвоживания и обессоливания нефти.

Производственными показателями эффективности деэмульгатора являются:

- его расход;

- качество подготовленной нефти: содержание остаточных хлористых солей, воды и механических примесей;

- минимальная температура и продолжительность отстоя нефти;

- качество деэмульгированной воды, т.е. содержание в ней нефти.

Деэмульгатор не должен приводить к повышению скорости коррозии внутренней поверхности труб, т.е. должен обладать определенными ингибирующими свойствами или сочетаться с добавками соответствующих ингибиторов коррозии.

Единственным способом выбора оптимального деэмульгатора является экспериментальная проверка деэмульгирующей способности на модельной эмульсии.

Представляет интерес сравнить по этим критериям ионогенные и неионогенные деэмульгаторы.

Ионогенные:

1) при взаимодействии с пластовой водой образуют вещества, выпадающие в осадок;

2) являются эмульгаторами эмульсий типа Н/В, что ведет к повышенному содержанию нефти в отделенной воде;

3) большой удельный расход.

Поэтому в настоящее время деэмульгаторы данного типа почти не используются.

Неионогенные:

1) не взаимодействуют с растворенными в пластовой воде солями и не образуют твердых осадков;

2) удельный расход мал;

3) неионогенные деэмульгаторы применяют исключительно для разрушения эмульсий типа В/Н, и они не образуют при этом эмульсии Н/В;

4) стоимость неионогенных деэмульгаторов выше стоимости ионогенных деэмульгаторов, но расход меньше в сотни раз;

5) обладают хорошими моющими свойствами и смывают со стенок труб и оборудования нефтяные пленки, обнажают поверхность металла, которая под действием пластовой воды может интенсивно корродировать.

В настоящее время предложен широкий ассортимент деэмульгаторов.

Новые деэмульгаторы - это не индивидуальные вещества, а смесь полимеров разной молекулярной массы с различными гидрофобными свойствами. Поэтому они обладают широким диапазоном растворимости в различных нефтях или в пластовых водах различной минерализации.

Электродегидратор

Электродегидратор (ЭДГ) применяют для глубокого обессоливания средних и тяжелых нефтей. Устанавливают его после блочных печей нагрева или других нагревателей и после отстойников.

В ЭДГ электроды (1, 2 на рис.) подвешены горизонтально друг над другом, имеют форму прямоугольных занимающих все сечение рам. Расстояние между электродами - 25-40 см, питаются они от двух трансформаторов мощностью по 50 кВт.

Рис. Электродегидратор

 

Подача сырья в ЭДГ осуществляется снизу - через раздаточный коллектор с ответвлениями, обеспечивающий равномерное поступление эмульсии по всему горизонтальному сечению аппарата под водяную подушку.

В ЭДГ эмульсия проходит через три зоны обработки. В первой зоне эмульсия проходит слой отстоявшейся воды, уровень которой поддерживается автоматически на 20-30 см выше раздаточного коллектора. В этой зоне эмульсия подвергается водной промывке, в результате которой она теряет основную массу пластовой воды. Обезвоженная эмульсия, двигаясь в вертикальном направлении с небольшой скоростью, последовательно подвергается обработке сначала в зоне слабой напряженности электрического поля (вторая зона), между уровнем отстоявшейся воды и нижним электродом, а затем в зоне сильной напряженности, между обоими электродами.

Для разрушения эмульсии и обессоливания нефтей, содержащих парафин, применяются ЭДГ, имеющие три электрода. В этих аппаратах эмульсию вводят через распределительные головки, помещенные между нижним и средним

Сепарация нефти от газа

Сепарация газа от нефти начинается как только давление снизится до давления насыщения. Это может произойти в пласте, в стволе скважины или в трубопроводах. Выделение газа из нефти будет увеличиваться с уменьшением давления. Выделившийся газ стремится в сторону пониженного давления: в пласте - к забою скважины, в скважине - к ее устью и далее в нефтегазовый сепаратор. Объем выделившегося газа по мере снижения давления в системе увеличивается и превышает объем жидкости несколько десятков раз.

Разгазирование нефти при определенных регулируемых давлениях и температурах называется сепарацией.

Регулируемые давление и температура позволяют создать условия для более полного отделения газа от нефти.

Сепарацию нефти осуществляют, как правило, в несколько ступеней.

Ступенью сепарации называется отделение газа от нефти при определенных давлении и температуре. Нефтегазовую (нефтеводогазовую) смесь из скважин сепарируют сначала при высоком давлении на первой ступени сепарации, где выделяется основная масса газа. Затем нефть поступает на сепарацию при среднем и низком давлениях, где она окончательно разгазируется.

Иногда для получения нефти необходимого качества на одной из ступеней сепарации нефть разгазируется под вакуумом; в этом случае сепарация называется вакуумной. Если при разгазировании нефть подогревается, сепарация называется горячей.

От проведения процессов сепарации зависят потери легких фракций нефти при последующем транспорте и хранении ее. Установлено, что при моментальной сепарации нефти (с резким снижением давления) существенно увеличивается уносимое количество тяжелых углеводородов быстро движущейся струёй свободного газа.

При ступенчатой сепарации подбором давлений на ступенях можно достигнуть выделения в основном только свободного газа. Поэтому, если на промыслах нет стабилизационных установок, необходимо проводить сепарацию по возможности методами с минимальными потерями бензиновых фракций. Один из них – ступенчатая сепарация. Однако многоступенчатая сепарация нефти должна не только сократить унос тяжелых фракций с газами, а также резко снизить и унос нефтью легких свободных газов, с выделением которых в резервуарах немало теряется нефти на последующих этапах ее движения.

Число ступеней сепарации зависит от физико-химической характеристики пластовой нефти, требований, предъявляемых к товарной нефти, и в каждом конкретном случае определяется расчетом исходя из условия достижения наилучших технико-экономических показателей.

Схема предварительного разгазирования нефти: нефтегазовая смесь I поступает в нефтегазовый сепаратор. Нефть II после отделения от газа поступает в буферные емкости и далее откачивается в нефтесборный коллектор. Газ из нефтегазового сепаратора поступает в газовый сепаратор. После отделения капельной жидкости, газ под собственным давлением по газосборным коллекторам и газопроводу транспортируется на ГПЗ.

poisk-ru.ru

Установки обезвоживание и обесс

Установки обезвоживание и обессоливание нефти, парогенераторы

ООО «Торговый Дом Кластер» выполняет поставки установок электродегидраторов, а так же паровых котлов.

Установка предназначена для удаления из нефти соли и воды. Наличие в нефти указанных веществ и механических примесей оказывает вредное влияние на работу оборудования нефтеперерабатывающих заводов, а именно:

• при большом содержании воды повышается давление в аппаратуре установок перегонки нефти, снижается их производительность, возрастает расход энергии;• отложение солей в трубах печей и теплообменников требует их частой очистки, уменьшает коэффициент теплопередачи, вызывает сильную коррозию; кроме того соли и механические примеси, накапливаясь в остаточных нефтепродуктах (мазуте и гудроне), ухудшают их качество.

Обезвоживание нефти проводят путем разрушения (расслоения) водно-нефтяной эмульсии с применением деэмульгаторов, которые способствуют разрушению капель диспергированной в нефти воды. Однако, даже при глубоком обезвоживании нефти до содержания пластовой воды 0,1-0,3% (что технологически затруднительно), из-за ее высокой минерализации остаточное содержание хлоридов довольно велико, а при наличии в нефти кристаллических солей — еще выше. Поэтому одного только обезвоживания для подготовки к переработке нефти большинства месторождений недостаточно. Оставшиеся в нефти соли и воду удаляют с помощью принципиально мало отличающейся от обезвоживания операции, называющейся обессоливанием. Последнее заключается в смешении нефти со свежей пресной водой, разрушении образовавшейся эмульсии и последующее отделении от нефти промывной воды с перешедшими в нее солями и механическими примесями.

Принцип действия электродегидратора следующий: при попадании нефтяной эмульсии в электрическое поле заряженные отрицательно частицы воды сталкиваются друг с другом, и при достаточно высоком потенциале заряда происходит пробой диэлектрической оболочки капель. В результате мелкие капли воды сливаются и укрупняются, что способствует их осаждению в электродегидраторе. Поскольку соль в нефти растворена в воде, удаление соли и воды одновременно с помощью электродегидратора — это простое решение.

Произвести обессоливание в один этап не возможно. Поэтому при высокой концентрации соли, в нефть добавляют пресную воду и промывают несколько раз в электродегидраторе, состоящем из двух-трех последовательно соединенных ступеней.

Снижение содержания солей в нефти при помощи электродегидратора дает значительную экономию: примерно вдвое увеличивается ресурс установок, сокращается расход топлива, уменьшается коррозия аппаратуры, снижаются расходы катализаторов, улучшается качество газотурбинных и котельных топлив, коксов и битумов. Необходимо подогревать эмульсию до электростатической дегидрации для того, чтобы способствовать разрушению стабилизированных эмульсий. Эта термо- и электростатическая дегидрация может быть спроектирована в виде одного резервуара — термосепаратора.

ООО «Торговый Дом Кластер» осуществляет поставки высокотехнологичных прямоточных котлов ведущих мировых производителей. Данный тип котлов эффективно позволяет получать пар высокого давления и температуры, при этом, за счет отсутствия змеевика повышается надежность котела. Затраты на обслуживание прямоточных котлов значительно ниже.

www.tdklaster.com

Электродегидраторы для обезвоживания и обессоливания нефти

Наиболее эффективное оборудование для обезвоживания и обессоливания нефти - электродегидраторы; в них разруше­ние эмульсий проводят в электрическом поле переменного то­ка. Электродегидратор любого типа состоит из корпуса, в кото­ром размещены подвешенные на изоляторах электроды, уст­ройств для ввода и распределения эмульсии и отвода отстояв­шейся воды и нефти. Ток на электроды подается от индивиду­ального трансформатора высокого напряжения. В межэлектрод­ном пространстве под влиянием электрического поля высокой напряженности капли укрупняются и под действием гравитаци­онных сил осаждаются. Процессу разрушения пленки эмульга­тора, обволакивающей капли воды, способствуют вводимые в эмульсию деэмульгаторы.

Взаимодействие между диспергированными в нефти каплями воды зависит от напряженности электрохимического поля и ре­гулируется напряжением тока или расстоянием между элек­тродами.

Важный узел электродегидратора — изоляторы. В одних конструкциях оба электрода отделены от корпуса подвесными изоляторами и через проходные изоляторы присоединены к раз­ным фазам повышающего трансформатора. В других аппаратах имеются один высокопотенциальный и один заземленный элек­троды; в этом случае изоляторы предусмотрены только у высо­копотенциального электрода.

Качество обработанной нефти в значительной мере зависит от организации движения потоков в электродегидраторе, опре­деляемой устройством для ввода нефти и конструкцией корпу­са. Существуют аппараты с горизонтальным, вертикальным вос­ходящим и комбинированным потоком нефти.

На промыслах и нефтеперерабатывающих заводах эксплуа­тируются электродегидраторы различных конструкций — верти­кальные, шаровые и горизонтальные.

На промыслах наибольшее распространение получили гори­зонтальные электродегидраторы типа ЭГ160 и 1ЭП60, на НПЗ—типа 2ЭГ160.

В последние годы созданы более крупные аппараты типа ЭГ200: ЭГ200-10 — для обработки легких и средних нефтей (плотностью до 890 кг/м3) и 1ЭГ200-2Р — для средних и тяже­лых нефтей (плотностью до 910 кг/м3). От аппаратов 1ЭП60, кроме размеров корпуса, они отличаются конструкцией распределительного устройства и более совершенным электрообору­дованием.

Конструкция электродегидратора 1ЭГ200-2Р обеспечивает возможность регулирования соотношения подачи сырья в меж­электродное и подэлектродное пространства в зависимости от свойств поступающей эмульсии, оптимизируя этим работу ап­парата, поскольку более устойчивые эмульсии лучше разру­шаются при подаче их непосредственно в межэлектродное про­странство, а менее устойчивые—в подэлектродное пространство. Для промысловой подготовки высокосернистых нефтей с со­держанием сероводорода и углекислого газа в продукции сква­жин до 6% ВНИИнефтемаш разработал блоки электродегид­раторов из стали марки 20ЮЧ, стойкой к сероводородному кор­розионному растрескиванию. Аппараты, изготовленные из этой стали, в отличие от других электродегидраторов не требуют внутреннего антикоррозийного покрытия. Из этой стали выпол­няют и технологические трубопроводы, входящие в комплект поставки блока вместе с запорной и регулирующей арматурой, средствами контроля и автоматизации, площадками обслужи­вания и лестницами.

Электродегидратор оборудован двумя электродами, подве­шенными параллельно и имеющими форму решетчатых прямо­угольных рам. Электроды через проходные изоляторы подсоеди­нены к высоковольтным выводам двух трансформаторов ОМ -66/35. мощностью по 50 кВ-А, установленных в верхней части аппарата. Переключением выводов трансформатора на элек­трод можно подать напряжение 11, 16,5 или 22 кВ. Первичные обмотки трансформаторов подключаются к противофазе, поэто­му напряжение между электродами удваивается (вследствие разных полярностей). Таким образом, напряжение между элек­тродами может иметь значения 22, 33 и 44 кВ.

Для ограничения силы тока и защиты электрооборудования от короткого замыкания в цепь первичной обмотки трансформа­торов включены реактивные катушки типа РОС-50/05. Их уста­навливают на площадке рядом с трансформаторами. Благода­ря большой индуктивности реактивных катушек при увеличении силы тока происходит перераспределение напряжений.

Работает аппарат следующим образом. Эмульсионная нефть через два отдельных распределительных устройства поступает под слой отделившейся воды. После перехода через границу раздела (межфазный, слой) поток эмульсионной нефти освобож­дается от основной массы пластовой воды и, двигаясь в верти­кальном направлении, последовательно подвергается обработке в зоне низкой напряженности электрического поля, образующе­гося между уровнем отделившейся воды и нижним электродом, затем в зоне высокой напряженности, между электродами (верхним и нижним), расстояние между которыми может изме­няться от 20 до 40 см.

studfiles.net


Смотрите также