3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
8. Характеристики
деэмульгаторов:
. способны не изменять свойства нефти и не реагировать с молекулами воды;
просто извлекаются из сточной воды, отделённой от нефти;
нетоксичны, инертны по отношению к оборудованию
Типы деэмульгаторов: неэлектролитные и коллоидные.
Неэлектролитные деэмульгаторы - органические вещества (бензол,
спирты, керосин), растворяющие эмульгаторы нефти и снижающие её
вязкость.
9. Типы деэмульгаторов: неэлектролитные
и коллоидные.
Неэлектролитные деэмульгаторы -
органические вещества (бензол,
спирты, керосин), растворяющие
эмульгаторы нефти и снижающие её
вязкость.
10. 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.
11. 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;
12.
13. 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.
Выбор температуры определяется свойствами сырой нефти: для маловязких легких во избежании кипения самой нефти
применяют более низкие температуры, а для тяжелых углеводородов - более высокие. Оптимальной температурой
обессоливания следует считать от 100 до 120 °C. Температуры от 120 °C до 140 °C - для тяжелых, вязких углеводородов.
14. 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.
15.
16. 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.
18. Наличие в нефти указанных веществ
оказывает вредное влияние:
2) отложение солей в трубах печей и
теплообменников требует их частой
очистки, уменьшает коэффициент
теплопередачи, вызывает сильную
коррозию;
3) накапливаясь в остаточных
нефтепродуктах (мазуте, гудроне)
ухудшают их качество.
1) при большом содержании воды
повышается давление в аппаратуре
установок перегонки нефти, снижается их
производительность, возрастает расход
энергии;
19. Вредное воздействие солей в
составе нефти
Хлориды гидролиз Соляная кислота (HCl)
Приводит к коррозии Накапливается в остаточных
(разрушение металла нефтепродуктах
Аппаратуры)
MgCl2+ Н2О > MgOHCl + HCl,
MgCl2+ 2Н2О > Mg(OH)2+ 2HCl.
Fe + H2S > FeS + H2,
FeS + 2HCl > FeCl2+ H2S.
20. Группы нефтей по ГОСТ 9965-76
Номер
группы
Концентрац
ия хлоридов,
мг/дм3 не
более
Массовая
доля воды,
%, не более
Массовая
доля
механически
х примесей,
%, не более
1 100 0,5 0,05
2 300 1,0 0,05
3 900 1,0 0,05
21. Процессы обезвоживания и обессоливания
Обезвоживание нефти
проводят путем разрушения
(расслоения) водно-нефтяной
эмульсии с применением
деэмульгаторов – различных
ПАВ, которые, адсорбируясь на
границе раздела фаз,
способствуют разрушению капель
(глобул) диспергированной в
нефти воды (остаточное
содержание хлоридов 100-300
мг/л)
С помощью
обессоливания удаляют
оставшиеся в нефти соли и
воду. Процесс заключается в
смешении в смешении
нефти со свежей пресной
водой, разрушении
образовавшейся эмульсии и
послед. отделении от нефти
промывной воды с
перешедшими в нее солями
и механическими
примесями.
22. Эмульсия - это гетерогенная система, состоящая
из двух несмешивающихся или
малосмешивающихся жидкостей, одна из которых
диспергирована в другой в виде мелких капель
(глобул) диаметром, превышающим 0,1 мкм.
Нефтяные эмульсии:
o Нефть в воде (гидрофильная или эмульсия
прямого вида)
o Вода в нефти (гидрофобная или эмульсия
обратного типа)
23. Эмульгаторы – вещества, способствующие
образованию и стабилизации эмульсий.
полярные вещества
нефти: смолы,
асфальтены,
асфальтогеновые
кислоты и их ангидриды,
соли нафтеновых кислот
органические примеси:
твердые углеводороды -
парафины и церезины
нефтей.
25. Технологические процессы для
обезвоживания и обессоливания
нефти:
1) гравитационный отстой нефти;
«-» малопроизводительный и недостаточно
эффективный метод
2) горячий отстой нефти;
«-» малая эффективность
3) подогрев эмульсии (термообработка);
5) применение электрического поля
(электрообработка).
26. Термохимическая установка
обезвоживания нефти (ТХУ)
I – сырая нефть; II – деэмульгатор; III – товарная нефть.
1- сырьевой резервуар; 2 – насос; 3 – теплообменник; 4 –
трубчатая печь; 5 – отстойник; 6 – резервуар.
27. Электрообессоливающие установки
(ЭЛОУ)
I – сырая нефть; II – деэмульгатор; III – пресная вода; IV –
вода; V – товарная нефть.
1 – сырьевой резервуар; 2- сырьевой насос; 3 –
теплообменник; 4- подогреватель; 5 – отстойник; 6 - насос;
7 – емкость; 8 – электродегидратор; 9 – резервуар
товарной нефти.
28. Выбор температуры
Для маловязких нефтей – низкие температуры
Для тяжелых нефтей – высокие
температуры+давление
Оптимальная температура обессоливания - от
100 до 120°С
29. Технологические параметры
электрообессоливания:
температура и давление в
электродегидраторах,
расход промывной воды, расход деэмульгатора;
также удельная производительность
электродегидратора;
содержание хлоридов и воды на входе выходе
блока ЭЛОУ;
содержание нефтепродукта в дренажной воде;
содержание деэмульгатора в дренажной воде.
30. Показатели качественности методов:
эффективность;
возможность полного отделения воды и сухих
солей;
отсутствие необходимости применения
подогрева;
максимальная простота метода и оборудования;
экономичность процесса.
