Материальные балансы блоков обезвоживания, обессоливания

РЕФЕРАТ



Расчетно – пояснительная записка содержит   105  стр.,   33 табл.,  1 рис.,   

 10  источников.



УСТАНОВКА, ПОДГОТОВКА, НЕФТЬ, ЭМУЛЬСИЯ 



Объектом проектирования является Установка подготовки нефти ООО «РН-Юганскнефтегаз».

Цель работы -  Рассчитаны материальные балансы блоков обезвоживания, обессоливания. Разработана система автоматизации, контроля и регулирования параметров процесса; описаны мероприятия по охране труда и окружающей среды, пожарной профилактики и технике безопасности. Рассчитаны технико – экономические показатели производства: капитальные затраты, производительность труда, чистая прибыль.


ВВЕДЕНИЕ



Велико современное экономическое значение нефти и газа. Нефть и газ – уникальные и исключительно полезные ископаемые. Продукты их переработки применяют практически во всех отраслях промышленности, на всех видах транспорта, в военном и гражданском строительстве, сельском хозяйстве, энергетике, в быту и т. д. За последние несколько десятилетий из нефти и газа стали вырабатывать в больших количествах разнообразные химические материалы, также пластмассы, синтетические волокна, каучуки, лаки, краски, моющие средства, минеральные удобрения и многое другое. Нефть и газ определяют не только экономику и технический потенциал, но часто и политику государства.

Нефть, извлекаемая из скважин, всегда содержит в себе попутный газ, механические примеси и пластовую воду, в которой растворены различные соли, чаще всего хлориды натрия, кальция и магния, реже – карбонаты и сульфаты. Очевидно, что такую «грязную» нефть нельзя транспортировать на НПЗ без предварительной промысловой подготовки.

Присутствие пластовой воды в нефти существенно удорожает ее транспортировку по трубопроводам и переработку. С увеличением в нефти воды возрастают энергозатраты на ее испарение и конденсацию. Возрастание транспортных расходов обуславливается не только перекачкой балластной воды, но и увеличением вязкости нефти, образующей с пластовой водой эмульсию. Механические примеси нефти, состоящие из взвешенных в ней высокодисперсных частиц песка, глины, известняка и других пород, адсорбируясь на поверхности глобул воды, способствует стабилизации нефтяных эмульсий, что приводит к увеличению эксплуатационных затрат на обезвоживание и обессоливание промысловой нефти, а также оказывает вредное воздействие на окружающую среду. При большом содержании механических примесей усиливается износ труб и образование отложений в нефтеаппаратах, что приводит к снижению коэффициента теплопередачи и производительности установок.

Еще более вредное воздействие, чем вода и механические примеси, оказывают на работу установок промысловой подготовки и переработки нефти хлористые соли, содержащиеся в нефти. Хлориды, в особенности кальция и магния, гидролизуются с образованием соляной кислоты даже при низких температурах. Под ее действием происходит разрушение металла аппаратуры технологических установок. Кроме того, соли, накапливаясь в остаточных нефтепродуктах – мазуте, гудроне и коксе, ухудшают их качество.

При переработке сернистых и высокосернистых нефтей, в результате разложения сернистых соединений, образуется сероводород, который в сочетании с хлористым водородом является причиной наиболее сильной коррозии нефтеаппаратуры.

Стабилизация нефти на промыслах осуществляется с целью сокращения потерь от испарения при транспортировке ее до НПЗ. Кроме того, присутствие в нефтях газов способствует образованию в трубопроводах газовых пробок, которые затрудняют перекачивание.

Для того чтобы не возникало таких трудностей, необходимы установки подготовки нефти.





















































ПАТЕНТНАЯ ЧАСТЬ

Для проведения патентных исследований определяется предмет поиска по теме дипломного проекта, подлежащий исследованию. Предмет поиска: “ Установка подготовки нефти”.

Поиск проводится по отечественному патентному фонду из сети интернет сайта ФИПС www.fips.ru.

Глубина поиска 15 лет, источником информации об изобретениях является официальный бюллетень изобретений РФ.

Целью патентных исследований является определение уровня развития техники и технологии и анализ применимости прогрессивных решений в дипломном проекте.



Таблица 1.1 – Перечень охранных документов



Индекс МПК(51)

Номер охранного документа

(11) или(21)

Номер бюллетени,

год (43) или (46) или (45)

Страна выдачи патента

(19)

Название изобретения. Знак «+» означает отбор изобретения для анализа(54)

1

2

3

4

5

B01D 19/00

B01D 53/52

2 586 157

10.06.2016

РФ

Способ подготовки сероводородсодержащей нефти

B01D 17/04

122 304

27.11.2012

РФ

Система сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды

B01D 17/00

127 323

27.11.2012

РФ

Модульный комплекс установки подготовки нефти

E21B 43/16

2 475 632

10.12.2011

РФ

Система и способ добычи нефти и газа

E21B 43/16

2 475 632

10.12.2011

РФ

Система и способ добычи нефти и газа

B01D 17/04

83 427+

10.06.2009

РФ

+Установка подготовки товарной нефти

F17D 3/05

77 936+

10.11.2008

РФ

+Установка подготовки нефти

F17D 3/05

68 093+

10.11.2007

РФ

+Установка подготовки нефти

B01D 17/04

53 178+

10.05.2006

РФ

+Установка подготовки нефти

B01D 17/00

B01 19/00

44 062

21.10.2004

РФ

+Установка подготовки нефти

B01D 17/04

C10G 33/04

2 162 725

10.02.2001

РФ

Способ подготовки нефти к переработке и установка для осуществления


 

1) Установка подготовки нефти

(11) 68 093

(21) 2007119588/22 

(22) 25.05.2007

	(51) F17D 3/05

(72) Ахсанов Ренат Рахимович, Бийбулатов Арсен Муратович, Колесников Александр Григорьевич, Караченцев Владимир Николаевич, Латипов Адикар Галиаскарович.

(73) Ахсанов Ренат Рахимович,Бийбулатов Арсен Муратович, Колесников Александр Григорьевич, Караченцев Владимир Николаевич, Латипов Адикар Галиаскарович.

(54) Установка подготовки нефти

(57) Полезная модель "Установка подготовки нефти" может быть использована на промыслах и нефтеперерабатывающих заводах. Цель полезной модели повышение эффективности работы установки путем повышения качества разделяемых фаз и предотвращения образования стойкой водонефтяной эмульсии в насосе откачки. Техническая задача достигается тем, что буферная емкость-каплеуловитель снабжена регулятором уровня раздела фаз "нефть-вода", насосом откачки товарной нефти, соединенным с регулятором уровня, трубопроводом для сброса воды, кроме того установка снабжена узлом подачи реагента-деэмульгатора для подачи последнего перед насосом откачки нефти из резервуаров.





2) Установка подготовки нефти

(11) 53 178

(21) 2005136565/22 

(22) 24.11.2005

(51) B01D 17/04

(72) Швигунов Сергей Иванович, Гончаров Борис Эразмович.

(73) Открытое акционерное общество "нефтемаш"

(54) Установка подготовки нефти

(57) Установка подготовки нефти, содержащая горизонтальную технологическую емкость, разделенную поперечной переливной перегородкой на секции предварительной и глубокой очистки нефти, средства нагрева, ввода нефтегазоводяной эмульсии и вывода разделенных фаз, измерения, контроля и регулирования, отличающаяся тем, что средство нагрева представляет собой подогреватель с промежуточным теплоносителем, который установлен за пределами технологической емкости и соединен с емкостью посредством трубопровода подачи нефтегазоводяной эмульсии и трубопровода отвода части попутного газа из емкости на горелку подогревателя.













3) Установка подготовки нефти

(11) 77 936

(21) 2007141867/22 

(22) 12.11.2007

(51) F17D 3/05

(72) Тазиев Миргазиян Закиевич, Закиров Айрат Фикусович, Ожередов Евгений Витальевич, Шарипов Ильшат Анасович, Ахметзянов Рашит Исмагилович, Латыпов Ильгизар Мунирович, Галлямов Фарид Флерович.

(73) Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)

(54) Установка подготовки нефти

(57) Настоящая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к подготовке продукции скважин и касается способов и устройств для подготовки добываемой жидкости, поступающей на установки подготовки и предназначена для использования в системах обессоливания сырой нефти (нефтяной эмульсии). Целью полезной модели является достижение нового технического результата, а именно, повышение качества подготовки сырой нефти (нефтяной эмульсии) и производительности системы. Поставленная цель достигается на установке подготовки нефти путем применения устройства для одновременного ввода подогретой пресной воды и реагента (деэмульгатора) на прием сырьевого насоса для обессоливания нефти, состоящей из подводящих и отводящих трубопроводов, теплообменника, сырьевого насоса, насоса подачи пресной воды, буферной емкости, дозировочного насоса, печи для подогрева сырой нефти(нефтяной эмульсии), отстойников для обезвоживания нефтяной эмульсии. Применение устройство для одновременного ввода подогретой пресной воды и реагента (деэмульгатора) на прием насоса на установке подготовки нефти для ее обессоливания позволит:

- сэкономить расход пресной воды;

- улучшить качество подготовки продукции скважин;

- увеличить производительность установки;

- снизить энергоемкость технологического процесса обессоливания нефти;

- обеспечить более стабильную, гибкую и надежную технологию подготовкинефти при одновременном улучшении ее качества.





4) Установка подготовки товарной нефти

(11) 83 427

(21) 2009103260/22 

(22) 03.02.2009

(51) B01D 17/04

(72) Астановский Дмитрий Львович, Астановский Лев Залманович.

(73) Астановский Дмитрий Львович 

(54) Установка подготовки товарной нефти

(57) 1.Установка подготовки товарной нефти, предусматривающая разделение нефтяного сырья на товарную нефть, воду и газ, содержащая аппарат глубокой очистки нефти с патрубками подвода и отвода нефти, воды и газа, узел первичного разделения компонентов нефтяного сырья, состоящий из нагревателя промежуточного теплоносителя, сепаратора-отстойника свободной воды, подогревателя смеси водонефтяной эмульсии и попутного газа промежуточным теплоносителем, а также средства измерения, контроля и регулирования и соединительные трубопроводы, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит первый и второй теплообменники и сатуратор с массообменным устройством и патрубками для подвода и отвода нефти и газа, причем входные патрубки охлаждающих полостей обоих теплообменников соединены с нижней зоной сепаратора-отстойника свободной воды, выходные патрубки этих полостей соединены с нижней зоной аппарата глубокой очистки нефти, входной патрубок охлаждаемой полости первого теплообменника соединен с патрубком выхода очищенной нефти из аппарата глубокой очистки нефти, выходной патрубок этой полости подсоединен к входному патрубку сатуратора, входной патрубок охлаждаемой полости второго теплообменника соединен с патрубком выхода газа из аппарата глубокой очисткинефти, выходной патрубок этой полости соединен со вторым входным патрубком сатуратора, а к выходным патрубкам сатуратора подсоединены линия отвода насыщенной газом товарной нефти и линия вывода газа, не растворившегося внефти, подсоединенная к линии отвода газа потребителю в качестве товарного продукта и к линии подвода газа к горелке нагревателя промежуточного теплоносителя.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для охлаждения нефти и газа используются теплообменники радиально-спирального типа.





5) Установка подготовки нефти 

(11) 44 062

(21) 2004130712/22 

(22) 21.10.2004

(51) B01D 17/00 B01 19/00

(72) Алексеев Д.В., Короткова Е.Ю., Николаев Н.А., Ермаков Р.А.

(73) Алексеев Дмитрий Валерьевич, Короткова Екатерина Юрьевна, Николаев Николай Алексеевич, Ермаков Рустем Азатович.

(54) Установка подготовки нефти

(57) 1. Установка подготовки нефти, содержащая соединенные последовательно трубопроводами сепаратор, отстойник и буферную емкость и соединенную дренажным трубопроводом с сепаратором, отстойником и буферной емкостью подземную емкость, снабженную откачивающим устройством, выполненным в виде вертикальной трубы, верхний конец которой размещен за пределами подземной емкости и соединен с камерой смешения гидроэлеватора, выход которого соединен трубопроводом с входом сепаратора, а вход сопла гидроэлеватора соединен трубопроводом с выходом насоса, отличающаяся тем, что в подземной емкости установлены две вертикальные перегородки, разделяющие подземную емкость на нефтяной, водонефтяной и водяной отсеки, при этом вертикальная труба откачивающего устройства и выходной конец дренажного трубопровода вмонтированы в нефтяной отсек, в водонефтяном отсеке установлены в вертикальном положении переточная труба, верхний конец которой выполнен с перфорациями, выведен за пределы подземной емкости и соединен трубопроводом со штуцером выпуска пластовой воды отстойника, и в наклонном положении пеносъемная труба с расширителем в верхней части, нижний конец которой вмонтирован в нефтяной отсек, а водяной отсек снабжен штуцером выпуска пластовой воды и наклонно установленным патрубком, нижний конец которого вмонтирован в водонефтяной отсек.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что верхний торец наклонно установленного в водяном отсеке патрубка расположен ниже верхнего торца расширения пеносъемной трубы.



Заключение

Проделанное изучение патентной документации выявило:

1. Все перечисленные в таблице 1.1 в патентах изобретения устремлены на совершенствование способов подготовки, транспортировки нефти

При этом, как видно из содержания таблицы, лидер по изобретательской активности в исследуемой области за последние 15 лет, отсутствует. Все патентообладатели имеют по 1 патенту. Последним опубликованным изобретением на данный момент является изобретение ОАО "Татнефть" имени В.Д. Шашина за июнь 2016 года по патенту № 2 586 157

2. Динамика патентования равномерна по годам: 2016, 2009, 2008, 2007, 2006, 2004, 2001 гг. – выявлено по одному патенту. В 2015, 2014, 2013, 2010, 2005, 2003, 2002 гг. - патентов не выявлено 

3. Наиболее близким техническим решением к теме дипломного проекта является изобретение в патенте № 83 427, т.к. в дипломной работе и в проекте рассматриваются пути разделение нефтяного сырья на товарную нефть, воду и газ, содержащая аппарат глубокой очистки нефти. 

Выявленная общность свидетельствует наличие прогрессивных решений в дипломном проекте по сравнению с выявленными в процессе поиска изобретением в исследуемой области.









1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Подготовка нефти к транспорту



На начальном этапе разработки нефтяных месторождений, как правило, добыча нефти происходит из фонтанирующих скважин практически без примеси воды. Однако на каждом месторождении наступает такой период, когда из пласта вместе с нефтью поступает вода сначала в малых, а затем все в больших количествах. Примерно две трети всей нефти добывается в обводненном состоянии. Пластовые воды, поступающие из скважин различных месторождений, могут значительно отличаться по химическому и бактериологическому составу. При извлечении смеси нефти с пластовой водой образуется эмульсия, которую следует рассматривать как механическую смесь двух нерастворимых жидкостей, одна из которых распределяется в объеме другой в виде капель различных размеров. Наличие воды в нефти приводит к удорожанию транспорта в связи с возрастающими объемами транспортируемой жидкости и увеличением ее вязкости.

Присутствие агрессивных водных растворов минеральных солей приводит к быстрому износу как нефтеперекачивающего, так и нефтеперерабатывающего оборудования. Наличие в нефти даже 0,1% воды приводит к интенсивному вспениванию ее в ректификационных колоннах нефтеперерабатывающих заводов, что нарушает технологические режимы переработки и, кроме того, загрязняет конденсационную аппаратуру.

Легкие фракции нефти (углеводородные газы от этана до пентана) являются ценным сырьем химической промышленности, из которого получаются такие продукты, как растворители, жидкие моторные топлива, спирты, синтетический каучук, удобрения, искусственное волокно и другие продукты органического синтеза, широко применяемые в промышленности. Поэтому необходимо стремиться к снижению потерь легких фракций из нефти и к сохранению всех углеводородов, извлекаемых из нефтеносного горизонта для последующей их переработки.

Современные комплексные нефтехимические комбинаты выпускают как различные высококачественные масла и топлива, так и новые виды химической продукции. Качество вырабатываемой продукции во многом зависит от качества исходного сырья, т. е. нефти. Если в прошлом на технологические установки нефтеперерабатывающих заводов шла нефть с содержанием минеральных солей 100–500 мг/л, то в настоящее время требуется нефть с более глубоким обессоливанием, а зачастую перед переработкой нефти приходится полностью удалять из нее соли.

Наличие в нефти механических примесей (породы пласта) вызывает абразивный износ трубопроводов, нефтеперекачивающего оборудования, затрудняет переработку нефти, образует отложения в холодильниках, печах и теплообменниках, что приводит к уменьшению коэффициента теплопередачи и быстрому выходу их из строя. Механические примеси способствуют образованию трудноразделимых эмульсий.

Присутствие минеральных солей в виде кристаллов в нефти и раствора в воде приводит к усиленной коррозии металла оборудования и трубопроводов, увеличивает устойчивость эмульсии, затрудняет переработку нефти. Количество минеральных солей, растворенных в воде, отнесенное к единице ее объема, называется общей минерализацией.

При соответствующих условиях часть хлористого магния (MgCl2) и хлористого кальция (CaCl2), находящихся в пластовой воде, гидролизуется с образованием соляной кислоты. В результате разложения сернистых соединений при переработке нефти образуется сероводород, который в присутствии воды вызывает усиленную коррозию металла. Хлористый водород в растворе воды также разъедает металл. Особенно интенсивно идет коррозия при наличии в воде сероводорода и соляной кислоты. Требования к качеству нефти в некоторых случаях довольно жесткие: содержание солей не более 40 мг/л при наличии воды до 0,1%.

Эти и другие причины указывают на необходимость подготовки нефти. Собственно подготовка нефти включает обезвоживание и обессоливание нефти, и ее стабилизацию.



1.2 Основные способы отделения воды от нефти



Деэмульгирование нефтяных эмульсий лежит в основе обоих процессов подготовки нефти к переработке - ее обезвоживания и обессоливания. При обезвоживании деэмульгированию подвергают исходную эмульсионную нефть, при обессоливании - искусственную эмульсию, создаваемую при перемешивании нефти с промывной водой.

Механизм разрушения нефтяных эмульсий можно разбить на три элементарных стадии:

- столкновение глобул воды;

- слияние их в более крупные капли;

- выпадение капель или выделение в виде сплошной водной фазы.

Чтобы обеспечить максимальную возможность столкновения глобул воды- увеличивают скорость их движения в нефти различными способами: перемешиванием в смесителях, мешалках, при помощи подогрева, ультразвука, электрического поля, центробежных сил и др. однако для слияния капель воды одного столкновения недостаточно, нужно при помощи деэмульгаторов или другим способом ослабить структурно-механическую прочность слоев, обволакивающих глобулы воды, и сделать их гидрофильными. Необходимо создать наилучшие условия для быстрого и полного отстоя крупных капель воды от нефти.

Способы деэмульгирования нефтяных эмульсий условно можно разделить на следующие группы:

механические – отстаивание, фильтрация, центрифугирование, обработка ультразвуком и др.;

термические – подогрев и отстаивание при атмосферном давлении и под избыточном давлением; промывка нефти горячей водой;

электрические – обработка в электрическом поле переменного или постоянного тока;

химические – обработка эмульсий различными реагентами - деэмульгаторами. 

	Значительное новышение эффективности разделения нефтяных эмульсий достигается путем комбинированного использования гравитационного отстаивания в сочетании с термическими, химическими и электрическими методами обработки нефти в процессе ее обезвоживания. [2, с.33]



1.3 Механическое обезвоживание нефти



Основная разновидность механических приемов обезвоживания нефти - гравитационное отстаивание. Применяют два вида режимов отстаивания периодический и непрерывный, которые соответственно осуществляются в отстойниках периодического и непрерывного действия.

В качестве отстойников периодического действия обычно применяют цилиндрические отстойные резервуары (резервуары отстаивания), аналогичные резервуарам, которые предназначены для хранения нефти. Сырая нефть, подвергаемая обезвоживанию, вводится в резервуар при помощи распределительного трубопровода (маточника). После заполнения резервуара вода осаждается в нижней части, а нефть собирается в верхней части резервуара. Отстаивание осуществляется при спокойном (неподвижном) состоянии обрабатываемой нефти. По окончании процесса обезвоживания нефть в вода отбираются из отстойного резервуара. Положительные результаты работы отстойного резервуара достигаются только в случае содержания воды в нефти в свободном состоянии или в состоянии крупнодисперсной нестабилизированной эмульсии.

Различают горизонтальные и вертикальные отстойники непрерывного действия. Горизонтальные отстойники подразделяются на продольные и радиальные. Продольные горизонтальные отстойники в зависимости от формы поперечного сечения могут быть прямоугольные и круглые.

В гравитационных отстойниках непрерывного действия отстаивание осуществляется при непрерывном потоке обрабатываемой жидкости через отстойник.



1.4 Термическое обезвоживание нефти



Одним из основных современных приемов обезвоживания нефти является термическая или тепловая обработка, которая заключается в том, что нефть, подвергаемую обезвоживанию, перед отстаиванием нагревают. Нагрев вызывает разрушение эмульсии воды в нефти и способствует коалесценции мелких капель воды в более крупные. В водонефтяной эмульсии на поверхности частиц воды образуются бронирующие слои, состоящие из асфальто-смолистых веществ и парафинов. При обычной температуре эти слои создают прочную структурную оболочку, которая препятствует слиянию капель. При повышении температуры вязкость веществ, составляющих защитные оболочки, значительно уменьшается.

Это приводит к снижению прочности таких оболочек, что облегчает слияние глобул воды. Кроме того, в результате нагревания понижается вязкость нефти, что способствует ускорению выделения воды из нефти путем отстаивания. В сочетании только с отстаиванием такая обработка применяется редко. В современных условиях тепловая обработка обычно используется как составной элемент более сложных комплексных методов обезвоживания нефти, например, в составе термохимического обезвоживания (в сочетании с химическими реагентами и отстаиванием), в комплексе с электрической обработкой и т.д.

Нагревание нефти, подвергаемой обезвоживанию, осуществляется в специальных нагревательных установках. Разработано большое число разновидностей таких установок. Нагреватели устанавливают в технологической линии обезвоживания нефти после отделения (сепарации) из нефти газов, но ранее ввода нефти в отстойник.











1.5 Химическое обезвоживание нефти



В современной нефтяной промышленности наиболее широко применяются химические мето?д?ы обезвоживания нефти. Ос?но?в?н?ы?м элементом таких мето?до?в является разрушение э?му?л?ьс?и?й воды в нефт?и при помощи х?и?м?ичес?к?и?х реагентов.

Разработано довольно много таких реагентов. Кроме того, организовано их промышленное производство. Эффективность химического обезвоживания нефти в значительной степени зависит от вида применяемого реагента. Выбор эффективного реагента, в свою очередь, зависит от вида водонефтяной эмульсии, подвергаемой разрушению и других особенностей нефти, подвергаемой обезвоживанию. Выбор реагентов-деэмульгаторов в к?а?ж?до?м конкретном случае про?из?во?д?итс?я на основе с?пе?ц?и?а?л?ь?н?ы?х лабораторных и про?м?ыс?ло?в?ы?х исследований.

Необходимым элементом х?и?м?ичес?ко?го обезвоживания, как и в проч?и?х комбинированных методах обез?во?ж?и?в?а?н?и?я нефти, является гр?а?в?ит?а?ц?ио?н?ное отстаивание обрабатываемой во?до?нефт?я?но?й эмульсии. В не?котор?ы?х системах обезвоживания в сочет?а?н?и?и с использованием ре?а?ге?нто?в-деэмульгаторов применяется также и н?а?гре?в?а?н?ие нефти, подвергаемой обез?во?ж?и?в?а?н?и?ю. Процесс использования ре?а?ге?нто?в-деэмульгаторов состоит в то?м, что реагент в?во?д?итс?я в эмульсию, по?д?вер?г?ае?му?ю разрушению, и пере?ме?ш?и?в?аетс?я с ней, пос?ле чего создаются ус?ло?в?и?я для выделения во?д?ы из нефти путе?м отстаивания. Можно пр?и?ме?н?ят?ь как периодическое, т?а?к и непрерывное р?азру?ше?н?ие эмульсий, но в н?асто?я?щее время предпочтение от?д?аетс?я непрерывным процессам. Пр?и?ме?н?я?ют три варианта ре?а?л?из?а?ц?и?и химического обезвоживания нефт?и: обезвоживание, основанное н?а деэмульсации, которая осу?щест?в?л?яетс?я в нефтяной с?к?в?а?ж?и?не («внутрискважинная деэмульсация»); обез?во?ж?и?в?а?н?ие, основанное на деэмульсации, котор?а?я осуществляется в нефтесбор?но?м трубопроводе («путевая деэмульсация»); деэмульсация и обез?во?ж?и?в?а?н?ие нефти непосредственно в отсто?й?н?ы?х резервуарах, когда ре?а?ге?нт вводится в резер?ву?ар после его з?а?по?л?не?н?и?я эмульсией, подвергаемой обр?абот?ке.

Первые два метода и?ме?ют некоторые преимущества и я?в?л?я?ютс?я более эффективными.



1.6 Ф?и?л?ьтр?а?ц?и?я



Для деэмульсации нестойких э?му?л?ьс?и?й применяется метод ф?и?л?ьтр?а?ц?и?и, основанный на я?в?ле?н?и?и селективной смачиваемости ве?щест?в различными жидкостями. М?атер?и?а?ло?м фильтрующего слоя мо?жет служить обезвоженный песо?к, гравий, битое сте?к?ло, стекловата, древесная стру?ж?к?а из осины, к?ле?н?а, тополя и дру?г?и?х несмолистых пород дре?вес?и?н?ы, а также мет?а?л?л?ичес?к?а?я стружка.

Особенно часто пр?и?ме?н?яетс?я стекловата, которая хоро?шо смачивается водой и не с?м?ач?и?в?аетс?я нефтью. Фильтры из сте?к?ло?в?ат?ы устойчивы и до?л?го?веч?н?ы. Фильтрующие вещества до?л?ж?н?ы обладать следующими ос?но?в?н?ы?м?и свойствами: хорошо с?м?ач?и?в?ат?ьс?я с водой, б?л?а?го?д?ар?я чему глобулы во?д?ы прилипают к по?вер?х?ност?и фильтрующего вещества; ко?а?гу?л?иру?ют и стекают в?н?из; иметь высокую проч?ност?ь, которая обеспечивает д?л?ите?л?ь?ну?ю работу фильтра; и?мет?ь противоположный, чем у г?лобу?л, электрический заряд с по?вер?х?ност?и капли снимается, че?м снижаются отталкивающие с?и?л?ы между ними. К?а?п?л?и укрупняются и сте?к?а?ют вниз, а нефт?ь свободно проходит через ф?и?л?ьтр.

Фильтрующие установки обычно в?ы?по?л?н?я?ют в виде ко?ло?н?н, размеры которых о?пре?де?л?я?ютс?я в зависимости от в?яз?кост?н?ы?х свойств эмульсии и объе?м?а обезвоживаемой нефти. Обез?во?ж?и?в?а?н?ие нефти фильтрацией пр?и?ме?н?яетс?я очень редко вс?ле?дст?в?ие малой производительности, гро?моз?д?кост?и оборудования и необ?хо?д?и?мост?и частой смены ф?и?л?ьтру?ю?ще?го материала. Вышеперечисленные с?пособ?ы деэмульсации эффективны в сочет?а?н?и?и с процессами пре?д?в?ар?ите?л?ь?но?го снижения прочности.



1.7 Теплохимическое деэмульгирование



Теплохимические мето?д?ы снижают прочность бро?н?иру?ю?щ?и?х оболочек или по?л?ност?ь?ю их разрушают, что ус?кор?яет и удешевляет про?цесс?ы разделения нефтяной э?му?л?ьс?и?и. В настоящее вре?м?я более 80% все?й обводненной нефти про?хо?д?ит обработку на теплохимических уст?а?но?в?к?а?х. Такое широкое пр?и?ме?не?н?ие этот метод по?луч?и?л благодаря возможности обр?аб?ат?ы?в?ат?ь нефти с р?аз?л?ич?н?ы?м содержанием воды без из?ме?не?н?и?я оборудования и а?п?п?ар?атур?ы установки, возможности ме?н?ят?ь деэмульсатор в з?а?в?ис?и?мост?и от свойств э?му?л?ьс?и?и без замены обору?до?в?а?н?и?я. Однако теплохимический мето?д имеет ряд не?дост?ат?ко?в, например, большие з?атр?ат?ы на деэмульсаторы и по?в?ы?ше?н?н?ы?й расход тепла. Н?а практике обессоливание и обез?во?ж?и?в?а?н?ие ведутся при те?м?пер?атур?а?х 50—100° С.

 При бо?лее высоких температурах про?цесс?ы обессоливания и обез?во?ж?и?в?а?н?и?я проводятся под по?в?ы?ше?н?н?ы?м давлением (поскольку необ?хо?д?и?мо сохранить однофазное состо?я?н?ие эмульсии), для че?го надо увеличивать то?л?щ?и?ну стенок оборудования, что в с?во?ю очередь приводит к уведичению мет?а?л?лое?м?кост?и установок.

На снижение з?а?щ?ит?но?го действия поверхностных с?лое?в на глобулах во?д?ы существенно влияет пр?исутст?в?ие деэмульсаторов. По воз?де?йст?в?и?ю на нефтяные э?му?л?ьс?и?и все существующие деэ?му?л?ьс?атор?ы делятся на э?ле?ктро?л?ит?ы, неэлектролиты и ко?л?ло?и?д?ы. Деэмульсаторами-электролитами могут б?ыт?ь некоторые органические и м?и?нер?а?л?ь?н?ые кислоты (серная, со?л?я?н?а?я и уксусная), ще?лоч?и и соли (?по?в?аре?н?н?а?я соль, хлорное же?лезо, нафтенат алюминия и др.).

Электролиты мо?гут образовывать нерастворимые ос?а?д?к?и с солями э?му?л?ьс?и?и, снижать стабильность бро?н?иру?ю?ще?й оболочки или с?пособст?во?в?ат?ь разрушению эмульгаторов бро?н?иру?ю?ще?й пленки. Электролиты к?а?к деэмульсаторы применяют кр?а?й?не ограниченно вследствие и?х высокой стоимости и?л?и особой коррозионной а?кт?и?в?ност?и к металлу обору?до?в?а?н?и?я. К неэлектролитам от?нос?ятс?я органические вещества, с?пособ?н?ые растворять бронирующую обо?лоч?ку эмульгатора и с?н?и?ж?ат?ь вязкость нефти, что ус?кор?яет осаждение капель во?д?ы. Такими деэмульсаторами мо?гут быть бензин, а?цето?н, спирт, бензол, чет?ыре?х?х?лор?ист?ы?й углерод, фенол и др. Неэлектролиты в про?м?ы?ш?ле?н?ност?и не применяются из-з?а высокой их сто?и?мост?и.

Деэмульгаторы-коллоиды — это по?вер?х?ност?но-?а?кт?и?в?н?ые вещества, которые в э?му?л?ьс?и?и разрушают или ос?л?аб?л?я?ют защитную оболочку и мо?гут преобразовать исходную э?му?л?ьс?и?ю (в/н) в э?му?л?ьс?и?ю противоположного типа (?н/?в), т. е. с?пособст?во?в?ат?ь инверсии эмульсии.

Наиболее эффе?кт?и?в?н?ы деэмульсаторы, полученные пр?исое?д?и?не?н?ие?м окиси этилена к ор?г?а?н?ичес?к?и?м веществам; они н?а?ибо?лее широко применяются н?а практике. Деэмульгирующую с?пособ?ност?ь этой группы П?А?В можно регулировать, из?ме?н?я?я число молекул о?к?ис?и этилена, вступивших в ре?а?к?ц?и?ю. Растворимость деэмульсатора в во?де увеличивается с у?д?л?и?не?н?ие?м окись-этиленовой цепи. Пр?и необходимости можно пр?и?д?ат?ь этим веществам г?и?дрофоб?н?ые свойства путем пр?исое?д?и?не?н?и?я окиси пропилена, т.е. и?меетс?я возможность создавать деэ?му?л?ьс?атор?ы с любыми необ?хо?д?и?м?ы?м?и свойствами т.е. б?ыт?ь гидрофильными или г?и?дрофоб?н?ы?м?и, иметь поверхностную а?кт?и?в?ност?ь, достаточную для р?азру?ше?н?и?я бронирующих слоев обо?лоче?к глобул, быть и?нерт?н?ы?м?и но отношению к мет?а?л?л?а?м, не ухудшать к?ачест?в?а нефти, быть де?ше?в?ы?м?и и по воз?мо?ж?ност?и универсальными по от?но?ше?н?и?ю к эмульсиям р?аз?л?ич?н?ы?х нефтей и во?д.

Чем раньше деэмульсатор в?во?д?итс?я в смесь во?д?ы и нефти, те?м легче происходит д?а?л?ь?не?й?шее разделение эмульсии. О?д?н?а?ко для деэмульсации е?ще недостаточно одного в?ве?де?н?и?я деэмульсатора, необходимо обес?печ?ит?ь полный контакт е?го с обрабатываемой э?му?л?ьс?ие?й, что достигается и?нте?нс?и?в?но?й турбулизацией и по?до?гре?во?м эмульсий.





1.8 Электрическое обез?во?ж?и?в?а?н?ие



Электрическое обезвоживание и обессо?л?и?в?а?н?ие нефти особенно ш?иро?ко распространено в з?а?во?дс?ко?й практике, реже пр?и?ме?н?яетс?я на нефтепромыслах. Воз?мо?ж?ност?ь применения электрического с?пособ?а в сочетании с дру?г?и?м?и способами можно от?нест?и к одному из ос?но?в?н?ы?х его преимуществ.

Установлено, что деэмульсация нефт?и в электрическом по?ле переменной частоты и с?и?л?ы тока в нес?ко?л?ь?ко раз эффективней, че?м деэмульсация при ис?по?л?ьзо?в?а?н?и?и постоянного тока. Н?а эффективность электродеэмульсации з?н?ач?ите?л?ь?но влияют вязкость и п?лот?ност?ь эмульсии, дисперсность, со?дер?ж?а?н?ие воды, электропроводность, а т?а?к?же прочность адсорбированных обо?лоче?к. Однако основным ф?а?кторо?м является напряженность э?ле?ктр?ичес?ко?го поля. В н?асто?я?щее время электродеэмульсаторы в ос?но?в?но?й работают на то?ке промышленной частоты (50 Г?ц), реже — н?а постоянном токе. Н?а?пр?я?же?н?ие на электродах деэ?му?л?ьс?аторо?в колеблется от 10000 до 45 000 В. По фор?ме электродегидраторы бывают сфер?ичес?к?и?м?и и цилиндрическими, пр?иче?м последние можно уст?а?н?а?в?л?и?в?ат?ь горизонтально и верт?и?к?а?л?ь?но.





























2 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО С?Ы?Р?Ь?Я, МАТЕРИАЛОВ, РЕАГЕНТОВ, П?РО?ДУ?К?Ц?И?И И ЭНЕРГОРЕСУРСОВ



Характеристика ис?хо?д?но?го сырья, материалов, ре?а?ге?нто?в, изготовляемой продукции у?к?аз?а?н?а в таблице 2.1 

 Т?аб?л?и?ц?а 2.1 - Х?ар?а?ктер?ист?и?к?а исходного сырья, м?атер?и?а?ло?в, реагентов, изготовляемой про?ду?к?ц?и?и

№ п/п

Наименование сырья, м?атер?и?а?ло?в, реагентов, изготовляемой про?ду?к?ц?и?и

Номер государственного или отр?ас?ле?во?го стандарта, технических ус?ло?в?и?й, стандарта организации

Показатели к?ачест?в?а, обязательные для про?вер?к?и

Норма по ГОСТ, ОСТ, ТУ (з?а?по?л?н?яетс?я при необходимости)

Область пр?и?ме?не?н?и?я изготавливаемой продукции

   1

2

3

	4

5

6

1

Сырая нефт?ь

ГОСТ 3900-85

Плотность безводной нефт?и, кг/м3  

870…886







ГОСТ 2477-65

Обводнённость, %

до 25







ГОСТ 3?3-8?2

Вязкость кинематическая, мм2/с (сСт)











при 20 0С

25…31









при 50 0С

9…12







Содержание в нефт?и, % масс.









ГОСТ11851-85

парафина

1,7…2,3




Продолжение т?аб?л?и?ц?ы 2.1

1


2

3

4

5

6





ГОСТ1437-75

серы

0,9…1,3









     



смол силикагелевых

              

6,7…7,3





         







асфальтенов

1,8…2,3







Фракционный сост?а?в










ГОСТ2177-82

Температура начала кипения, не н?и?же, оС

97









до 150 0С не ме?нее, %

8









до 200 0С не ме?нее, %

16









До 250 0С не ме?нее, %

25









до 300 0С не ме?нее, %

39









Температура плавления п?ар?аф?и?но?в, 0С

52



2

Нефть

ГОСТ Р 51858-?200?2

Масс. доля воды, % не более

0,5




Продолжение т?аб?л?и?ц?ы 2.1

1

2

3

4

5

6







Концентрация хлористых со?ле?й, мг/л

100









Массовая доля ме?х?а?н?ичес?к?и?х примесей, % не бо?лее

0,05









Давление насыщенных паров, к?П?а не более

66,7



3

Вода по?дто?в?ар?н?а?я

ОСТ 39-225-88

Содержание нефтепродуктов, м?г/?л

до 50

Откачка на П?П?Д







Содержание механических примесей, м?г/?л

до 50



4

Деэмульгатор .......................