Что такое обезвоживание нефти

Обессоливание нефти

Обессоливание нефти осуществляется в связи с тем, что высокое содержание солей способствует коррозии оборудования трубопроводов при перекачке нефти, приводит к закупориванию теплообменной аппаратуры и коррозии оборудования при ее дальнейшей переработке на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) и др.
Первично обессоливание нефти проводится на нефтяных промыслах (попутно с обезвоживанием) перед сдачей нефти потребителю (на экспорт или на НПЗ).
Содержание солей в товарной нефти согласно ГОСТу 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.
На НПЗ перед переработкой нефть подвергается вторичному, более глубокому обессоливанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ) в 2, реже в 3 ступени.
Содержание солей в нефти после установок ЭЛОУ снижается до 3-5 мг/л.
В процессе обессоливания нефти предварительно обезвоженную (до 0,5% от объема пластовой воды) нефть тщательно перемешивают (промывают) с определённым количеством пресной воды (расход пресной промывочной воды колеблется в зависимости от качества исходной нефти от 3 до 10 %).
При этом происходит слияние (коалесценция) мелких капель минерализованной пластовой воды с каплями промывочной пресной воды.
Перспективным технологическим приемом является распыленный ввод промывочной воды — впрыскивание ее под давлением через специальные насадки или каким-либо другим методом.
Затем осуществляется деэмульсация полученной водонефтяной эмульсии главным образом термохимическим или электрическим методами (см. также деэмульгаторы, электродегидратор).
На промыслах, как правило, применяется более простой термохимический метод обессоливания нефти (электродегидраторы используют в случае подготовки товарной нефти к экспорту).

Источник

Обезвоживание, обессоливание и стабилизация нефти

Вы будете перенаправлены на Автор24

Обессоливание нефти

Обессоливание нефти – процесс удаления из нефти минеральных солей.

Минеральные соли входят в состав пластовой воды, которая является составляющей водонефтяной эмульсии, а иногда нефти, при этом небольшое количество солей может находиться в кристаллическом состоянии. Обессоливание нефти проводится с целью предотвращения процесса коррозии использованного оборудования нефтепроводов при перекачке нефтепродуктов и нефти. Первично обессоливание нефти осуществляется на нефтяных промыслах (попутно с обезвоживанием) до ее сдачи конечному потребителю. Согласно, нормативным требованиям, содержание минеральной соли в товарной нефти не должно превышать:

На нефтеперерабатывающих заводах нефть подвергается вторичному обессоливанию при помощи электрообессоливающих установках, обычно в две-три ступени. После данных установок содержание минеральных солей в нефти находится диапазоне от 3 до 5 миллиграмм на один литр. Во время обессоливания, обезвоженную нефть, перемешивают с пресной водой. Эта операция способствует протеканию процесса слияния капель промывочной воды с каплями минерализированной пластовой воды. Одной из новых технологий является распыленный ввод промывочной воды, который представляет собой впрыскивание воды под давлением через насадки. После этого водонефтяная смесь подвергается деэмульсации.

Обезвоживание нефти

Обезвоживание нефти представляет собой процесс отделения нефти от воды. Обезвоживание может быть:

Термическое обезвоживание заключается в тепловой или термической обработки. Нагрев становится причиной разрушения эмульсии нефти и воды, что способствует слиянию мелких капель воды в более большие. В настоящее время термическая обработка водонефтяной эмульсии применяется на предприятиях, как одна из составляющих термохимического обезвоживания, в совокупности с электрической обработки и т.п. Основными разновидностями механического обезвоживания являются непрерывное и периодическое гравитационное отстаивание сырья в специальных отстойниках. Обычно с этой целью используются отстойные цилиндрические резервуары, схожие с резервуарами для хранения нефти и нефтепродуктов. Отстаивание производится при неподвижном состоянии обрабатываемой нефти. По завершению процесса вода и нефть отбираются из отстойника. Результатом применения термохимического обезвоживания является снижение прочности или разрушения бронирующих оболочек. Сейчас около 80 % нефти обезвоживаются термохимически. Значительным преимуществом данного метода является то, что он предоставляет возможность обработки нефти с различным содержанием воды, исключая необходимость в изменении аппаратуры и оборудования. Главным недостаток заключается в повышенном расходе тепла и крупными затратами деэмульсаторы. По своему воздействию деэмульсаторы делятся на электролиты (снижают стабильность бронирующих оболочек), неэлектролиты и коллоиды, которые представляют из себя поверхностно-активные вещества, способствующие преобразованию исходной водонефтяной эмульсии в эмульсию противоположного типа. Химическое обезвоживание основано на использовании специальных химических реагентов. Процесс использования химических реагентов представляет собой ввод в эмульсию, которая разрушается и при этом создаются благоприятные условия выделения воды из нефти при помощи отстаивания.

Готовые работы на аналогичную тему

Стабилизация нефти

Стабилизация нефти – это процесс отгонки из нефти остаточных объемов легких жидких фракций и углеродных газов, оставшихся в ней после первичной обработки на промыслах.

Процесс стабилизации нефти проводится в сочетании с обессоливанием и обезвоживанием. В стабильной нефти содержится не более 2% процентов газа. Извлеченные углеводородные газы отправляются на газоперерабатывающий завод, а нефть на нефтеперерабатывающий. В установках для стабилизации нефти, она подвергается нагреву в теплообменниках до температуры 250 градусов по Цельсию, после чего отправляется в ректификационную колонну, давление в которой находится в диапазон от 0,2 до 0,5 миллиграмм на кубометр. Из колонные отводятся пары легкого бензина и углеводородный газ в конденсатор – холодильник, откуда они поступают в газовый сепаратор, а уже оттуда несконденсированные газы перемещаются на газоперерабатывающий завод. Жидкая фаза (частично) возвращается в ректификационную колонну для осуществления процесса орошения.

Источник

Обезвоживание нефти и нефтепродуктов

Дата публикации: 04.05.2016

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:

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:

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

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 3 ) на отдельных малотоннажных установках мощностью 0,6-1,2 млн. т/год обессоленной нефти; шаровые (600 м 3 ) на установках мощностью 2-3 млн. т/год, совмещенных, как правило, с атм. либо атм.-вакуумными установками (AT или АВТ; см. Дистилляция нефти); горизонтальные в крупнотоннажных блоках (6-9 млн. т/год), встроенных в AT и АВТ.

Очистка нефти в двухступенчатых ЭЛОУ осуществляется след. образом (см. рис.). На 1-й ступени сырая нефть подается насосом 13 через теплообменник 10, где она нагревается, в смеситель 8, в к-ром смешивается с промывной водой и деэмульгатором; в электродегидраторе 1 образовавшаяся водно-нефтяная эмульсия разделяется на две фазы. Обезвоженная и частично обессоленная нефть поступает во 2-ю ступень; сначала в смеситель 8′, а затем в виде эмульсии с водой-на окончат. очистку в электродегидратор Г; обезвоженная и обессоленная нефть направляется на дистилляц. установку. Пресная промывная вода насосом 15 подается в теплообменник 10′, подогревается до 60-70 °С и смешивается с нефтью перед смесителем 8′. Отстоявшаяся в электродегидраторе 1′ дренажная вода с помощью клапана 9′ поступает в емкость 12, откуда насосом 14′ направляется для смешения с нефтью перед 1-й и частично перед 2-й ступенями. Дренажная вода, отстоявшаяся в электродегидраторе 1, через клапан 9 подается в отстойник И, из к-рого после отстаивания и отделения от эмульгир. нефти частично отводится в канализацию, а частично используется для промывки нефти в 1-й ступени. Нефть, отстоявшаяся в емкости 11, смешивается с сырой нефтью на приеме сырьевого насоса 13. В схеме предусмотрены две возможные точки ввода промывной воды в нефть перед 1-й ступенью: на приеме насоса 13 и после насоса 10 перед смесителем 8.

Осн. параметры процесса приведены в таблице. Применяемые на ЭЛОУ деэмульгаторы (преим. неионогенные, напр. блоксополимеры пропилен- и этиленоксидов с про-пиленгликолем) подают в нефть в виде 1-2%-ных водных р-ров перед 1-й ступенью или раздельно по ступеням либо без разбавления (нефтерастворимые) только перед 1-й ступенью. При обессоливании ряда нефтей (напр., прикам-ских или арланских) наряду с деэмульгатором используют щелочь в кол-ве, необходимом до доведения рН дренажной воды до 7. Глубокое обессоливание нефти обеспечивается добавлением в каждой ступени 4-10% по объему промывной воды. На мн. ЭЛОУ сокращение расхода пресной воды достигают ее подачей только на последнюю ступень и повторным использованием отстоявшейся воды: со ступени на ступень и внутри их. Полнота вымывания солей из нефти в значит. мере зависит от степени ее смешения с промывной водой и деэмульгатором. Применительно к технол. режиму обессоливания каждой нефти существуют оптим. условия смешения, регулируемого перепадом давления (от 0,05 до 0,2 МПа) на смесит. устройстве.

Затраты на обессоливание относительно невелики и составляют в зависимости от вида сырья, глубины его очистки и используемой технологии 0,15-0,6 руб./т, расход электроэнергии 0,2-0,8 кВтХч/т нефти.

Лит.: Банков Н. М., Позднышев Г. Н., Мансуров Р. И., Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды, М., 1981; Левченко Д. Н., Берг-штейн Н. В., Николаева Н. М., Технология обессоливания нефтей на нефтеперерабатывающих предприятиях, М., 1985; Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г., Химия и технология нефти и газа, 3 изд., Л., 1985, с. 96-111.

Источник

Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти.

Изготовление, сборка и тестирование сепараторов нефти, электродегидраторов, установок обезвоживания и обессоливания нефти
производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи

Компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH на рынке инжиниринговых услуг с 1997 года, официальный дистрибьютор различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию электродегидраторы (установки обезвоживания и обессоливания нефти) и системы сепарации нефти.

Общая информация об обезвоживании и обессоливании нефти

Нефтяная эмульсия

Нефтяная эмульсия – это однородная смесь двух или более несмешивающихся жидкостей, в которых иногда содержатся твердые частицы. В простейшей форме одна жидкость, например, вода, может быть тонко распылена на мелкие капли и рассеяна в другой несмешиваемой с ней жидкости, такой как нефть. Мелкие частицы воды называются дисперсной фазой, а нефть – дисперсионной средой.

Изредка нефть может быть дисперсной фазой в дисперсионной среде воды. Такую эмульсию называют обратной эмульсией, так как она относится к типу эмульсий, противоположному по свойствам к тем, что обычно находят на нефтяных месторождениях. Промысловые нефтяные эмульсии стабилизируются за счет твердых частиц, которые располагаются на границе раздела между каплями дисперсной фазы и дисперсионной среды. Роль твердых частиц могут играть глинистые минералы, кварц, сульфиды и пр.

Электростатическое поле. Коагуляция и Эмульгаторы.

Молекула воды состоит из центрального атома кислорода с отрицательной валентностью и двух атомов водорода с положительной валентностью. Обычно расположение молекул воды в жидкой фазе беспорядочное. Традиционное электростатическое поле представляет собой поле переменного тока. Электроды подвешиваются в нефтяной фазе электродегидратора при помощи изоляционных подвесок. Питание трансформаторов обеспечивается переключателями высокого напряжения 12/16/20/23/25 кВ.

Электростатическое поле, приводит молекулы воды в движение, за счет которого эти молекулы сталкиваются с другими молекулами воды, в результате чего они слипаются, и происходит увеличение размера частиц. С ростом размера водной молекулы она оседает в (соответствии с законом Стокса).

Если мелкие капли воды постоянно сливаются, образуя при этом более крупные капли, в конце концов произойдет разделение эмульсии. Однако, такое “саморазделение” редко происходит, и существует сила сопротивления, которую нужно преодолеть, чтобы началось слияние (коагуляция) капель.

Такое явление сопротивления является следствием присутствия третьей фазы, которую называют эмульгатором. Эмульгаторы – асфальтены, смолы, асфальтогеновые кислоты, соли нафтеновых кислот, органические примеси и др.

Добыча нефти. Содержание солей в сырой нефти. Деэмульгаторы.

При добыче нефти возникает пластовая вода которая, образует с нефтью эмульсию. Их формированию способствуют присутствующие в нефти природные эмульгаторы и диспергированные механические примеси (частицы глины, песка, известняка, металлов). Пластовая вода, минерализована хлоридами Na, Mg и Са, а также сульфатами и гидрокарбонатами и содержит механические примеси. Сырая нефть содержит в том числе органические легколетучие(CH4) и неорганические (CO₂, H₂S) газовые компоненты. Наличие в нефти указанных веществ и механических примесей оказывает вредное влияние на работу оборудования нефтеперерабатывающих заводов. При большом содержании воды повышается давление в оборудовании для перегонки нефти, существенно снижается их производительность, увеличивается энергоемкость. Отложение солей в трубах печей и теплообменников уменьшает коэффициент теплопередачи.

Обезвоживание нефти проводят путем разрушения (расслоения) водно-нефтяной эмульсии с применением деэмульгаторов, которые, адсорбируясь на границе раздела фаз, способствуют разрушению капель диспергированной в нефти воды.

Типы деэмульгаторов: неэлектролитные и коллоидные.

Однако даже при глубоком обезвоживании нефти до содержания пластовой воды 0,1-0,3% из-за ее высокой минерализации остаточное содержание хлоридов довольно велико: 100-300 мг/л (в пересчете на NaCl). Поэтому одного только обезвоживания для подготовки к переработке нефти большинства месторождений недостаточно. Оставшиеся в нефти соли и воду удаляют с помощью процесса обессоливания. 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.

Снижение концентрации солей сырой нефти

Присутствие в сырой нефти солей представляет собой особую проблему. Результатом является усугубление коррозии и большее количество поломок оборудования, а также затруднение некоторых химических и физических реакций. Так как соль, присутствующая в нефти, содержится в водной фазе, удаление соли и воды одновременно при помощи электростатического обезвоживания нефти представляет собой простое решение. Однако, так как мы не можем удалить всю воду, некоторое количество соли останется. Там, где зафиксирована высокая концентрация соли в водной фазе эмульсии, необходимо разбавить ее свежей водой с тем, чтобы снизить концентрацию соли, прежде чем удалять воду. Там, где требуется консервация разбавляющей воды, может применяться двухступенчатый процесс обессоливания.

Химикаты для обработки сырой нефти

Химикаты требуются для надлежащей обработки нефти, чтобы уменьшить или устранить технологические осложнения. Правильно подобранный продукт, введенный вверх по потоку на достаточном расстоянии от сепаратора или промывочного резервуара, позволяет произвести должное смешивание химиката и нефтяной эмульсии; перед сепаратором, заглушкой, групповым коллектором и т.д.

Технологические процессы для обезвоживания и обессоливания нефти

Для обезвоживания и обессоливания нефти используют следующие технологические процессы:

1. Подогрев нефтяной эмульсии;

2. Химическая обработка;

3. Применение электрического поля

4. Гравитационный отстой нефти;

Подогрев нефтяной эмульсии. Температура обессоливания

Существуют 2 основные функции подогрева эмульсии:

1. Снижение вязкости. С понижением вязкости нефти (которая является мерой силы сопротивления потоку), под действием силы тяжести частица воды может гораздо легче двигаться через нефтяную среду.

2. Чем выше температура, тем с большей скоростью происходит движение, и, в свою очередь, большее число водных частиц сталкиваются между собой, сливаясь в более крупные частицы.

Химическое разрушение нефтяной эмульсии

Химическое разрушение нефтяной эмульсии требует установления трех физических условий:

1) Дестабилизированная межфазная пленка, позволяющая частицам воды сливаться при контакте;

2) Значительное количество столкновений диспергированных водных частиц за некий временной отрезок

3) Спокойный период оседания, позволяющий крупным частицам воды, сформированным за время коагуляции, образовать осадок.

Первый (1) фактор создается за счет добавления подходящего химического деэмульгатора в данную эмульсию.

Второй (2) фактор создается за счет вращательного движения или помешивания системы для увеличения вероятности столкновения между собой дестабилизированных частиц воды.

Третий (3) фактор создается за счет того, что обработанной и перемешанной эмульсии дается время на выпадение осадка, пока не завершится разделение фаз.

Кроме выбора подходящего химического деэмульгатора, важной переменной в процессе сепарации нефтяной эмульсии является температура. Как перемешивание, так и стадия оседания в значительной степени повышают свою эффективность при повышенных температурах. При более высоких температурах снижается вязкость. Это приводит к усилению беспорядочного движения при данном расходе. Сниженная вязкость также позволяет частицам воды быстрее образовать осадок во время стадии оседания. Более того, разница в плотности водной и нефтяной фаз почти всегда увеличивается с возрастанием температуры.

Нагрев способствует лучшему распределению деэмульгатора по поверхности раздела, а также лучшему замещению эмульгатора.

Таким образом, нагрев является отличным помощником в разрушении эмульсий. Однако, во многих системах сепарации высокие температуры приводят к испарению нефти с потерей объема и относительной плотности. Значит, часто для промышленных предприятий дешевле проводить сепарацию при более низких температурах, используя большее количество деэмульгатора и отстойники с более высокой производительностью.

Электродегидраторы. Обессоливатели для нефти.

Сотрудники компании Интех ГмбХ (Intech GmbH) разрабатывают, поставляют и устанавливают электродегидраторы. Мы предлагаем различные установки для отделения воды от нефти (дегидраторы) и обессоливатели.

Конфигурации электродегидраторов для отделения воды и солей от нефти

Горизонтальный электростатический нефтяной дегидратор и сепаратор, это сложное и эффективное оборудование для обезвоживания и обессоливания нефти. Оптимизированная конструкция дегидратора с улучшенными возможностями гарантирует улучшенные характеристики дегидрации нефти.

Электромеханический дегидратор- горизонтальный резервуар, сочетающий в себе электростатические решетки, коалесцирующие устройства и входную секцию нагрева. В данном типе установки для обезвоживания и обессоливания нефти применяются механические коалесцирующие устройства для сред жидкость/жидкость. Этот тип установки эффективен при работе с проблемными эмульсиями.

Финальной частью системы обработки является осадительная/ коалесцирующая секция. Ее следует разрабатывать для постоянного потока, с минимизацией любых помех. Это достигается за счет исключения газовыделения, минимизации падений температуры и поддерживания постоянной скорости. Контроль осуществляется при помощи правильно сконструированного разделителя потока, который обеспечивает его равномерность за счет особого отвода и сброса жидкости из всего сепаратора.

Принцип действия электродегидратора

При попадании нефтяной эмульсии в электрическое поле, частицы воды, заряженные отрицательно, перемещаются внутри капли, придавая ей грушевидную форму, острый конец которой обращен к положительно заряженному электроду. Под воздействием сил притяжения отдельные капли, стремящиеся к положительному электроду, сталкиваются друг с другом, и происходит пробой оболочки капель. В результате мелкие капли воды сливаются и укрупняются, что способствует их осаждению в электродегидраторе.

Преимущества использования электродегидраторов:

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.

Сепараторы нефтяных эмульсий. Побочные продукты сырой нефти

Сепараторы нефтяных эмульсий применяются для нескольких целей. Это может быть как тестирование скважин, так и снижение содержания твердого отстоя и воды нефтепромысловых эмульсий до начала транспортировки по трубопроводу и обессоливания на НПЗ. Присутствие твердых примесей и воды нежелательно для трубопровода из-за своих эрозионных и коррозионных свойств, а для нефтеперерабатывающих компаний оно создает проблемы в хранении, измерениях и дальнейшей переработке, когда высокое содержание примесей и воды усугубляют загрязнение и наличие нежелательных побочных продуктов.

Другим нежелательным побочным продуктом в сырой нефти является соль. Соль в основном содержится в водной эмульсии в сырой нефти, так что снижение содержания твердого отстоя и воды обычно снижает концентрацию соли в сырье. Присутствие соли также нежелательно, так как она является сильнейшим коррозионным агентом, особенно при повышенных температурах и давлении, применяемых в нефтепереработке.

Вода, присутствующая при большинстве операций нефтепроизводства, в тех случаях, когда она не была искусственно привнесена при проведении операций заводнения или нагнетания пара в пласт, представляет собой древнюю морскую воду, которая была захвачена вместе с нефтью в процессе ее эволюции из органической субстанции в нефтепродукт. В ней содержится гораздо больше веществ, чем простая соль в чистом виде (NaCl). Зачастую в ней также присутствуют основные минералы, такие как бор, ванадий, ртуть и многие другие. Эти минералы играют роль эмульгаторов, создавая эмульсию, особо трудно подвергающуюся переработке.

Концентрация осадочных отложений в нефтяных эмульсиях измеряется по содержанию вводно-грязевого отстоя. Осадочная фаза включает песок, глинистый осадок, суглинок (ил), частицы глины, скальная порода и осадок. Данные вещества усугубляют проблему эрозии в насосах, клапанах, трубах и другом оборудовании. Оседая на внутренних поверхностях технологического оборудования и трубопроводов, при отсутствии периодической и систематической очистки приводят к сбоям оборудования, дорогостоящим простоям и ремонтам.

Описание процесса и внутренних компонентов установки

Усовершенствованные электростатические дегидраторы и обессоливатели. Электродегидраторы и обессоливатели получили широкое распространение по всему миру, представляют собой сложное и эффективное оборудование для удаления воды и солей из нефти. Вода коалесцирует в увеличенные капли и отделяется от нефти, оставляя в ней только следы. Количество солей, остающихся в нефти, также стремится к минимальным значениям.

Эффективное распределение входящего потока. Входящая в электростатический дегидратор жидкость заполняет резервуар по всей длине, благодаря использованию специально разработанного впускного распределительного устройства, которое позволяет избежать неравномерного распределения потока. В «неподвижном» исполнении распределительное устройство имеет конструкцию с «открытым днищем», что позволяет осадку стекать под действием силы тяжести и устраняет возможность засорения распределителей. В «подвижном» («флотирующем») исполнении применяются специальные распределители под давлением и перегородки для равномерного распределения входящего потока по всей длине аппарата. Нефть выводится из верхней части аппарата сборным коллектором нефти, размещенным по всей длине емкости, в то время как вода выводится со дна сосуда коллектором сбора воды или через выходные отверстия, в зависимости от движения, количества воды и длины аппарата.

Полярность молекул воды. В электродегидраторах используются специальные вертикальные электростатические решетки, которые увеличивают эффективность процесса и требуют меньше электроэнергии, чем стандартные горизонтальные. При прохождении обводненной нефти вверх через вертикальные электростатические решетки создается специфическое электростатическое поле, воздействующее на молекулы воды. Молекула воды полярная. Обычно расположение молекул воды в жидкой фазе является беспорядочным. Однако, если жидкую фазу подвергнуть воздействию электрического поля высокого напряжения, молекулы воды становятся ориентированными – отрицательный атом кислорода будет направлен к положительному потенциалу.

Поле AC-Direct. Данную технологию иногда называют полем переменного/постоянного тока. С помощью выпрямителей в трансформаторе переменный ток меняется на постоянный. Электростатическая решетка под действием постоянного тока приобретает полярность (положительную или отрицательную), что заставляет полярные молекулы воды притягиваться к ближайшему электроду. При их соприкосновении движение электронов меняет заряд капель и отталкивает их по направлению к противоположному электроду. Вынужденное движение большого числа молекул воды и их взаимное притяжение существенно интенсифицирует процесс коалесценции молекул, что позволяет увеличивать производительность аппарата и уменьшать его размеры. При высоком содержании воды в нефти поля переменного/постоянного тока имеют тенденцию к «короткому замыканию», ввиду создания движущимися молекулами воды «моста» между положительным и отрицательным вводом. Влияние данного эффекта на процесс можно снизить путем добавления триодного тиристора. При работе с тяжелой нефтью применение поля переменного/постоянного тока может быть ограничено, поскольку движение молекулы воды в тяжелой нефти не столь интенсивное, ввиду высокого поверхностного натяжения и высокой стабильности нефтяной эмульсии. Частично влияние этого эффекта можно снизить применением деэмульгаторов и ПАВ. Поля переменного/постоянного тока зависят от градиента между положительным и отрицательным электродом.

Удаление шлама. В процессе работы дегидратора, особенно при работе с тяжелой нефтью, на границе раздела нефть-вода образуются шламы и осадки следующей природы:

Генерация многопотенциального высоковольтного электростатического поля. Энергия для электростатических решеток вырабатывается повышающим трансформатором. Градиент (напряжения) относится к силе, действующей на молекулы воды. При слишком маленькой силе вода не коалесцирует, при слишком большой силе молекулы будут разрушаться и выходить вместе с нефтью. Ввиду того, что свойства поверхности раздела, определяемые в лабораторных и реальных условиях, точно определить характеристики процесса коалесценции нельзя. Для решения данной задачи на высоковольтной стороне создаются поля с несколькими из следующих потенциалов 12, 16 (или 16,5), 20, 23 и 25 кВ. Выбор потенциала осуществляется оператором.

Саморегулируемый трансформатор. Трансформаторы АМR не требуют дорогостоящих систем управления и являются саморегулируемыми (изменяется только сила тока). Изменение силы тока происходит автоматически, без необходимости дооснащения дорогостоящими триодными тиристорами системы управления. В результате, вместо обширных локальных систем, требуется только подать напряжение и проконтролировать силу тока.

Повышение безопасности процесса. Дополнительная защита в процессе работы обеспечивается внутренним предохранительным шаровым поплавковым затвором из нержавеющей стали, в качестве «последнего средства» (в том случае, если все другие предохранительные устройства не сработают) защиты, который, в случае необходимости, создаст режим короткого замыкания (и тем самым обесточит электростатические решетки) до того, как газ попадает на решетки. Для дополнительной защиты при проведении технического обслуживания установка снабжена местным автоматом защиты с ручным управлением во взрывозащищенном исполнении.

АМR АС-Tri. Сбалансированная трехфазная нагрузка (ОПЦИЯ). Отраслевые стандарты для конструкции трансформатора требуют однофазного тока большой силы, что подразумевает использование подключения к одной из фаз трехфазного питания клиента. В некоторых случаях, в зависимости от генерируемой мощности, однофазная нагрузка может вызвать значительный дисбаланс в общей электрической нагрузке. Равномерное распределение нагрузки по трем фазам исключает дисбаланс. В случае, если требуется сбалансированная нагрузка, согласно отраслевым стандартам предполагается использование трех трансформаторов (по одному на каждую фазу), что существенно увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, а также усложняет сам процесс эксплуатации установки. В качестве опции предлагается АМR АС-Tri трансформатор, который позволяет использовать один трансформатор со сбалансированной нагрузкой по трем фазам.

Характеристики конструкции вводных изоляторов

Расчет основных параметров электродегидратора

Источник