ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные направления по улучшению подготовки нефти к переработке из "Современные установки первичной переработки нефти" добываемые из недр, содержат нежелательные примеси воду, растворенные неорганические соли, механические примеси (грязь, глина, песок и др.). Эти примеси загрязняют нефть и наносят большой ущерб нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. Загрязненная нефть считается эмульсионной нефтью. За последние годы доля ее в общем объеме добываемых нефтей резко увеличилась. [c.9] Перечисленные выше примеси вызывают непроизводительную загрузку транспорта. Так, при наличии в 12 млн. т/год транспортируемой нефти 5% воды, 1,5% солей и 0,5% механических примесей вместе с нефтью будет перевозиться 850 тыс. т балласта. Кроме того, при этом затрудняется перекачка нефтяного сырья ио трубопроводам, возникает необходимость сооружения излишних емкостей для отстоя и хранения обводненной нефти. При транспортировании загрязненной нефти засоряются коммуникации технологических линий, оборудование, аппараты, емкости. В результате отложений солей и грязи полезная емкость трубопроводов, резервуаров уменьшается. При наличии в нефтях воды и солей понижается производительность технологических установок, нарушается регламентированный режим работы отдельных узлов и аппаратов, загрязняются нефтепродукты. Вследствие некондиционности продуктов первичной перегонки вторичные процессы часто снабжаются некачественным сырьем и получаемые целевые продукты не отвечают установленным техническим условиям и нормам. [c.9] При движении нефти по трубопроводам и аппаратам соли и пески вызывают сильную эррозию металлических поверхностей. В случае переработки эмульсионных нефтей повышается расход топлива, понижается его теплопроводность, значительно уменьшается коэффициент теплопередачи технологического оборудования. Кроме того, сокращается пробег технологической установки, требуется часто ее останавливать для чистки или замены аппаратов, вышедших из строя (вследствие сильной коррозии), на новые. [c.9] В некоторых нефтях содержится до 2000 мг/л растворенных солей. Содержание остаточной пластовой воды в нефтях 1%. [c.9] По мере повышения температуры количество H l значительно возрастает. [c.10] Проведенные на заводах опыты показали, что даже небольшое количество в нефти Mg U вызывает значительную коррозию аппаратуры. Хлористый кальций ( a U) значительно меньше диссоциирует, чем хлористый магний. Тем не менее он является актив- ным источником коррозии, поскольку содержание a lz в нефтях гораздо больше, чем Mg lz. Хлористый цатрий (Na l) диссоциирует в меньшей степени, поэтому он относится к разряду слабых источников коррозии. [c.10] В воде FeS нерастворим поэтому, накапливаясь на поверхности металла, сернистое железо играет до некоторой степени роль защитной пленки, предотвращающей дальнейшую коррозию. При взаимодействии FeS с соляной кислотой пленка превращается в хлорное железо, легко растворимое в воде. Наличие соляной кислоты способствует обнажению чистого металла, и его коррозия возрастает. Поэтому содержание солей в нефтях, выделяющих при переработке H2S, особенно опасно. Следовательно, сернистые нефти необходимо предварительно полностью обессоливать. Хлориды способствуют увеличению образования сероводорода при перегонке примерно в 2—3 раза. Сероводород (HgS) крайне ядовитый газ, вызывающий отравление обслуживающего персонала и загрязнение атмосферного воздуха. [c.10] Из всего изложенного ясно, что нефть, поступающая на переработку, должна быть освобождена от пластовой воды, солей и механических примесей. [c.10] Нефтяная эмульсия представляет собой дисперсную систему, состоящую из двух взаимно нерастворимых жидкостей. Внешней дисперсной средой является нефть, а внутренней дисперсной фазой капельки воды, крупинки глины, соль, песок и другие механические примеси. Эмульсии могут быть сильно- и слабоконцентрированными, что определяется количественным содержанием одной фазы в другой. Слабоконцентрированные (сильно разбавленные) эмульсии характеризуются малым количеством весьма мелких глобул (диаметром 1 мк) диспергированной фазы в большом объеме дисперсионной среды. Такая глобула при малых ее размерах под действием межмолекулярных сил и поверхностного натяжения обычно приобретает сферическую форму, близкую к форме шара. Эту форму может исказить лишь сила тяжести или сила электрического поля. [c.11] Значительную стойкость природным нефтяным эмульсиям придает обычно присутствующий в нефти эмульгатор, который адсорбируется на поверхности диспергированных частиц. Эмульгаторами для нефтяных эмульсий являются коллоидные растворы смолы, асфальтены, мыла нафтеновых кислот, а также тонко диспергированные глины, мелкий песок, суспензии металлов и др. Они обладают способностью прилипать к поверхности раздела двух фаз) эмульсии, образуя защитную броню глобулы. Эмульгаторы, которые способствуют образованию эмульсии масла в виде глобул в дисперсионной среде —воде (гидрофильные эмульгаторы), представляют собой коллоидные растворы веществ, активных в воде, т. е. растворяющихся или разбухающих в ней (например, щелочные мыла, белковые вещества, желатин). Вещества, растворимые в маслах (например, смолы, известковые мыла, окисленные нефтепродукты), носят названия гидрофобных, или олеофильных эмульгаторов. В этой эмульсии вода содержится в виде глобул, взвешенных в дисперсионной среде — нефти. [c.11] Существуют следующие промышленные способы удаления воды, соли и грязи из нефтей. [c.11] Отстой с подогревом эмульсии. Вследствие длительности процесса при тепловом способе требуется значительный объем емкостей для отстоя подогретой нефти. Эмульсионную нефть подогревают паром в теплообменниках, огнем в трубчатых подогревателях и электричеством в специальном аппарате. [c.12] Электролитический способ. В нефть вводят десятые, сотые и даже тысячные доли процента специальных, растворимых в ней химических реагентов (соли кальция, алюминия и других двух-и трехвалентных металлов, нафтеновых, сульфонафтеновых, а также других органических кислот). Эмульсия расслаивается с помощью электролитов при 30—40 °С. Этот способ широко не используется. [c.12] Механические способы — центрифугирование и фильтрация. Для уменьшения вязкости эмульсию предварительно подогревают. Эти способы приемлемы лишь для малых количеств эмульсии. В промышленных условиях, вследствие дороговизны аппаратуры и малой производительности, они непригодны. [c.12] Электрический способ обезвоживания и обессоливания является весьма эффективным он широко применяется на промыслах и на нефтеперерабатывающих заводах и вытеснил другие способы, ранее применявшиеся для этой цели, благодаря своей универсальности и возможности сочетания с тепловым и химическим способами. При правильном подборе режима обессоливания этот способ дает отличные результаты эксплуатационные расходы относительно невелики. Мощность установки электрообессоливания на заводах рассчитывается на полную нефтеперерабатывающую мощность. Электрический способ обессоливания включает две операции 1) введение в частично обезвоженную нефть горячей воды для растворения солей и превращения нефти в эмульсию (расход воды на промывку эмульсии 10—15% от объема нефти) 2) разрушение образовавшейся эмульсии в электрическом поле. При этом вода, выделяющаяся из эмульсии, уносит с собой соли. Обычно при использовании этого способа остаточное содержание воды в нефти О—2,5% количество удаляемых из нее солей —95% и более. [c.12] Из формулы видно, что с ростом величины капли скорость ее выпадения возрастает пропорционально квадрату линейных размеров капли. Однако основную роль в разрушении эмульсии играет не скорость выпадающих капель диспергированной фазы, а разрушение защитных пленок глобул и соединение их в крупные капли, которые выпадают с линейной скоростью, определяемой законом Стокса. На этом основан электрический метод — разрушение эмульсии в электрическом силовом поле между электродами. Гидрофобные эмульсии, состоящие из глобул воды в нефтяной среде, разлагаются электрическим током достаточно эффективно. Это обусловлено значительно более высокой электрической проводимостью воды (да еще содержащей соли) по сравнению с проводимостью нефти (проводимость чистой воды 4-10 , проводимость нефти 3- 10 з). [c.13] В электрическом поле постоянного напряжения все глобулы эмульсии стремятся расположиться вдоль силовых линий поля, так как вода имеет большую диэлектрическую постоянную, чем нефть (для нефти она равна примерно 2, для воды — около 80). Элементарные глобулы образуют между электродами водяные нити-цепочки, что вызывает увеличение проводимости эмульсии и увеличение протекающего через нее тока. Между цепочками глобул возникают свои электрические поля, ведущие к пробою и разрыву оболочек и к слиянию глобул в капли. При увеличении размеров капель согласно закону Стокса они начинают быстрее оседать, и таким путем из эмульсии выделяется чистая вода. При помещении эмульсии в электрическое поле, созданное переменным током, скорость слияния глобул и расслоения эмульсии в 5 с лишним раз больше. Это объясняется большей вероятностью столкновения глобул при наличии переменного тока. Кроме того, при этом разрыв оболочек адсорбированного на глобулах эмульгатора облегчается возникающим в них натяжением и перенапряжением. [c.13] Термохимический способ. В подогретую нефть вводят 0,5—2,0°/о различных химических реагентов (деэмульгаторов), например нейтрализованный черный контакт (НЧК), представляющий собой водный раствор кальциевых или натриевых солей сульфокислот, получаемых из отбросных кислых гудронов. К настоящему времени синтезировано большое количество поверхностно-активных веществ (ПАВ), используемых в качестве деэмульгаторов нефтяных эмульсий. По внешнему виду это густые жидкости, мазеобразные или твердые вещества. Деэмульгаторы растворяют в широких фракциях (160—240 °С 170—270 °С) ароматических углеводородов или в метиловом спирте и в виде 40—70%-ных растворов поставляют потребителям. [c.13] В табл. I приведены данные работы установок ЭЛОУ при использовании различных деэмульгаторов. [c.13] Деэмульгаторы способствуют четкому разделению фаз, исключают возможность образования промежуточных эмульсий. Все это значительно облегчает эксплуатацию электрообессоливающих установок. Эффективность обезвоживания и обессоливания определяется правильным выбором деэмульгатора. [c.15] Вернуться к основной статье