Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности - Блантер С.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Так как выдаваемая с промыслов нефть во многих случаях не освобождается от воды и солей до тех норм, которые отвечают требованиям, предъявляемым нефтепереработкой, установки обезвоживания и обессоливанпя предусмотрены н на нефтеперерабатывающих заводах.
Наиболее часто встречаются эмульсии «вода в нефти», в которых водяные частицы диспергированы в нефти п покрыты пленкой гидрофобного эмульгатора, препятствующей их слиянию. Стойкость водонефтяных эмульсий определяется структурой поверхностных слоев на границе раздела воды и нефти, физико-химическими свойствами нефти (вязкость, плотность, содержание асфальтово-смолистых веществ и парафина). Чем больше дисперсность эмульсии, т. е. степень раздробленности частин воды, тем труднее разрушить эмульсию. Размер частиц воды находится в пределах 0,2—100 мкм. Уменьшение размеров механических примесей, имеющих обычно величину 2—50 мкм, также повышает стойкость эмульсии. С повышением температуры снижается вязкость нефти и уменьшается стойкость эмульсии, особенно при значительных содержаниях парафина в нефти. Стойкость эмульсий возрастает со временем, что принято называть «старением» эмульсии.
Обезвоживание нефти непосредственно после получения ее со скважины, когда эмульсия свежая, требует меньших усилий и затрат, чем последующая обработка, когда эмульсия «постарела».
Определенное влияние на стойкость эмульсии оказывают электрические заряды частиц воды. Каждая частица воды обладает электрическим зарядом, равномерно распределенным по ее поверхности и имеющим положительный или отрицательный знак в зависимости от кислотности воды. Этот заряд существует
354
вследствие адсорбции ионов электролитов, которые содержатся в воде.
Дисперсионная среда, окружающая частицу воды, несет заряды, противоположные по знаку заряду воды и распределенные неравномерно. Большую плотность имеют заряды дисперсионной среды в слоях, ближайших к частице воды, по мере удаления от последней плотность этих зарядов убывает. Одноименные заряды частиц воды в статическом состоянии эмульсии препятствуют слиянию этих частиц.
При движении эмульсии часть зарядов дисперсионной среды, расположенных относительно далеко от водяной частицы, уходит, что приводит к преобладанию заряда водяной частицы и нарушению электрического равновесия системы.
При разрушении нефтяных эмульсий предварительно осуществляется слияние мелких частиц диспергированной воды в крупные капли. Далее, удаляют укрупненные капли за счет оседания их из нефти в процессе отстоя.
Одновременно с обезвоживанием нефти происходит ее обес-соливание, так как соли обычно растворены в водяных частицах нефтяной эмульсии.
В тех случаях, когда нефть содержит кристаллические соли, их удаляют промывкой нефти водой с одновременным перемешиванием воды и нефти. Кристаллические соли растворяются в воде и удаляются с ней при обезвоживании возникшей водо-нефтяной эмульсии.
Существует несколько методов обезвоживания и обессоли-вания нефтей.
На промышленных установках нефтяных промыслов обычно используются термохимический, термический и электрический методы, нх комбинации, а также холодный отстой с применением химических реагентов.
Сущность термохимического метода заключается в том, что в обводненную нефть вводится деэмульсатор, который хорошо перемешивается с ней. Далее нефть с деэмульгатором поступает в подогреватель. Подвергнутая воздействию деэмульгатора и нагрева нефть отстаивается в резервуарах, где вода отделяется от нефти и удаляется.
Де.эмульгаторы представляют собой поверхностно-активные вещества, т. е. вещества, способствующие снижению поверхностного натяжения. Контакт деэмульгаторов с частицами воды, диспергированными в пефтях, приводит к уменьшению прочности защитных оболочек на их поверхности. Это облегчает последующее слияние частин воды.
Повышение температуры водонефтяной эмульсин приводит к ослаблению защитных оболочек, состоящих из асфальтово-смолистых и парафиновых веществ, прочность которых с нагревом уменьшается. При нагреве эмульсии уменьшается ее вязкость. С уменьшением вязкости при прочих неизменных усло-
12* 355
виях интенсифицируется движение частиц воды в нефти, от которого зависит их контактирование друг с другом и слияние.
Для разрушения водонефтяных эмульсий термическим способом при высоконапорной герметизированной системе сбора нефти с 1975—1976 гг. начали применяться типовые автоматизированные блочные сепараторы-подогреватели с огневым подогревом нефти за счет сжигания части газа, выделяющегося из нефти.
В частности, установки УДО-2М и УДО-ЗМ производительностью по жидкости, соответственно 2 000 и 3 000 т/сут, работают при давлении 0,58 МПа и обеспечивают одновременно с дегидратацией нефти отбор легких фракций.
Электрический метод основывается на действии электрического поля на частицы воды. При перемещении эмульсии под действием внешних сил (сила тяжести, напор насоса и др.) система вода—нефть перестает быть электрически нейтральной, так как часть зарядов, удаленных от частиц воды, уносится. Преобладает избыточный заряд частиц воды (положительный или отрицательный).
