Электрические методы ЭЛОУ

3.4. электрические методы ЭЛОУ.

Разложение эмульсий электрическим методами, ввиду сравнительной пустоты необходимых для этой цели установок, применяемости для большинства эмульсий и достаточной надежности в работе, получило широкое распространение.

Электрический способ разрушения эмульсий типа В/Н применяют на нефте перерабатывающих заводах при обессоливании нефти нефти на ЭЛОУ, а также при очистки нефтепродуктов от водных растворов щелочей и кислот (электрофайнинг).

В обоих случаях используют электрическое поле высокой напряженности. Однако есть существенное различае между способами, торо в взвешанные частицы воды сливаются в более крупные которые под действием силы тяжести осаждаются вниз. Отстоявшееся вода

С растворенными в ней солями выводится из нижней части электородегидратора, обезвоженная нефть из верхней части. Для достижения минимального содержания

Остаточных солей в обессоленной нефти (не более 3нг/л) нефть промывают несколько раз

На ЭЛОУ, состоящих из 2-3 последовательных соединенных ступеней электродегидраторов.

При выборе оптимальных параметров технологического режима обессолевание нефти следует учитывать влияние каждого из них на эффективность процесса. Основными технологическим параметрами процесса являются: температура, давление, удельная производительность дегидратов, расход диэмульгатра (а в некоторых случаях и щелочи),

Расход промывной воды и степень ее смешения с нефтью, напряженность электрического поля в электродегидраторах. Важным технологическим фактором является число ступеней обессолевания.

Одним из важнейших параметров процесса обессоливания является температура. Применяемый на ЭЛОУ подогрев нефти позволяет уменьшить ее вязкость, что существенно повышает подвижность капелек воды в нефтяной среде и ускоряет их смещение и сегментацию. Кроме того, с подогревом нефти увеличивается расстворимость в ней гидрофобных пленок, обволакивающих капелек воды вследстви этого смещается их механическая прочность, что не только облегчает консистенцию капель воды, но приводит так же к снижению требованию расходу диэмульгатора вмете с тем подогрев нефти на ЭЛОУ сопряжен с серьезными недостатками. С повышением температуры обессолевания силбно увеличивается электропроводность нефти и соответсвенно, повышается расход электроэнерги, значительно усложнняются условия работы проходных и подвесных изоляторов. Поэтому подогрев разных нефтей на ЭЛОУ

Проводят в широком интервале температур 60-150 градусов, выбирая для каждой нефти

В зависимости от ее свойств оптимальное значение обеспечивающее минимальные затраты на ее обессолевание.

В связи с этим интересно рассмотреть как изменяеися устойчивость водонефтянныйх

 Имульсий с температурой. Принимая за меру устойчивости имульсии количиство деэмульгатора, необходимого для ее полного разрушения, можно условно определить устойчивость имульсии при данной температуре по требеемуму при этой иемпературе расхода деэмульгатора.

4.Обессолевание битуминозной нефти.

Задача полного обезвоживания нефти перед ее переработкой усложняются для так называемых тяжелых битуминозных нефтей, добыча которых в ближайшие годы начата в промышленных масштабах. При добыче битуминозныз нефтей применяют термический способ (сжиганием нефти в пласте), или подогрев в пласте водянным паром, что приводит к образованию высоко диссперстных имульсий пресной воды

В тяжелой нефти, пи этом плотность воды близка к плотности нефти такие водонефтянае имульсии, так называемые кондексационные, очень трудно разрушаются существующими способами, даже при применении самых эфективных диэмульгатров. Очевидно, для подготовки и переработки тяжелых битуминозных нефтей потребуется разработка иных способов.

По имеющимся данным, содержание хлоридов в битуминозных нефтях татарских месторождений колеблется в широких пределах от нескольких десятков до нескольких сотен мг/л, что при термической обработке ведет к выделению больших количеств хлористого водорода.

В связи с истощение запасов во всем мире битуминозные нефти а так же нефти, извлекаемые из битуминозных песчанников, приобретают все большее значение запасы битумизной нефти велики , а промышленная добыча их пока небольшая.

В процессе добычи термическим воздействием на пласт экстракцией растворителями и другими способами образуются устойчивые высокодисперсные водонефтяные эмульсии с большим содержанием механических примесей. Поэтому очень осложняется их обезвоживание, обессоливание и подготовка к переработке на качественные нефтепродукты.. К таким нефтям относится , например, нефть Мордово-Карлальского месторождения(Татарстан), добываемая способом термического воздействия на пласт (частичное сжигание нефти в пласте). Эта нефть очень трудно обессоливается на ЭЛОУ при жестком режиме и расходе деэмульгатора, в несколько раз превышающем его расход, для обычной нефти.

При добыче такой нефти способом термического воздействия на пласт получается высокодисперсная водонефтяная эмульсия, содержащаяся, по нашим определениям, более 50% глобул воды, размером до 10 мкт. Эта эмульсия очень трудно разрушается даже в электродетураторе и с применением эффективных деэмульгаторов.

Очевидно, для подготовки новых битуминозных нефтей к переработке в зависимости от их состава и свойств потребуется в каждом отдельном случае опытным путем определять оптимальный режим работы ЭЛОУ и подбирать соответствующую композицию эффективного деэмульгатора.

Обессоливание мазутов.

Мазутные эмульсии в отношении содержания воды ничем не отличается от нефтяных. Вода здесь также может находится в той или иной степени раздробления отдельных капелек и устойчивость их во взвешенном виде так же определяется наличием защитных пленок, прочно удерживаются во взвешенном состоянии, что затрудняет удаление их.

Благодаря наличию в мазутах значительного количества асфальто-смолистых и других компонентов, а также благодаря высокой вязности среды как обезвоживания., так и обессоливания в этих условиях представляет часто большие затруднения.

Никаких специальных методов для эмульсации и обессоливания мазутов не применяется. В большинстве случаев они подвергаются отстою с отогревом до 60-80 градусов, что, однако, часто не дает достаточно положительных результатов. Так на одном заводе, где мазуты, хранящиеся в открытых ямах, подаются на установки с содержанием воды до 70%, удается обезвожить их отогревом обычно только до 5-10%. Попытки отогрева вводом острого пара так же не увенчались успехом:при последующем отстое вода, образующаяся за счет конденсации пара, отделяется достаточно легко, но основная эмульсия при этом не разбивается. Тем не менее в некоторых случаях, повидимому для легких парафинистых мазутов, удается достигнуть обессоливания путем промывки пресной водой с отстоем подавлением. Так на одном заводе в Мескогон 9США)применяется следующий метод промывки : мазут забирается сырьевым насосом, в прием которого непрерывно подкачивается пресная вода. В насасе и выкидном трубопроводе вода достаточно полно перемешивается с мазутом и смесь поступает далее в теплообменник типа»труба в трубе», где горячим кренинг-остатком подогревается до 140-150 градусов. С этой температурой смесь вводится в нижний конец наклонно расположенного цилиндрического водоотделителя через патрубок, отстающий на 0,6м от низа. При производительности установки 220 т/сутки размеры водоотделителя =1,5м, =12,6м. Рабочее давление поддерживается в 12 атм. На 30 см ниже в воде мазута установлен пробный краник для контролирования уровня воды, которая периодически спускается через спускной кран, расположенный в низшей точке водоотделителя. Объем последнего рассчитан на пребывание в нем смеси мазута и воды в течении не менее 90 мин. В случае необходимости дополнительного обогрева или при выключении подогрева кренинг-остатком, в в водоотделителе установлен паровой змеевик из труб длиной 75 м.

Соли (главным образом натриевые и магнивые), содержащиеся в исходном мазуте в количестве 4000 мг/л, удаляются до 54 мг/л.

На заводах обессоливание мазутов часто производится на электроустановках с подогревом до 150 градусов.

По видимому, благоприятные результаты могут быть также получены применением деэмульгаторов для обезвоживания мазутов. Однако, для обессоливания следует, очевидно, ориентироваться на применение только достаточно эффективных деэмульгаторов, так как мазуты, в особенности тяжелые, поддаются этой операции с трудом и легко эмульгируют при промывке.

Заключение.

Наличие значительного количества и разнообразия методов обессоливания нефтей крайне осложняет и затрудняет выявление наиболее рациональных из них. Между тем , нашей задачей является выбор и применение такого метода, который был бы наиболее рациональным. С целью облегчения этой задачи при описаниях различных методов, приведенных выше , дается оценка положительных и отрицательных особенностей каждого из них.

Рациональность методов обессоливания определяется следующим основными показателями качественности их:1эффективность;2)возможность полного отделения воды и сухих солей; 3)отсутствие необходимости применения подогрева; 4)максимальная простота метода и оборудования; 5) экономичность процесса.

Не надо думать, что на НПЗиспользуют лишь какой-либо один из методов обессоливания. Например, на ЭЛОУ , комбинируют термохимический способ с электрическим, сочетается четыре фактора воздействия на эмульсию : подогрев, подачу деэмульгатора, электрическое поле и отстой в гравитационном поле.

Однако, если для легкой нефти методы обессоливания достаточно эффективны, то для , например, битуминозной нефти необходима разработка эффективных методов. Тем более , Татарстан обладает значительными запасами битуминозной нефти..

Литература.

1.   Гершуни С. Ш ., Лейбовская М. Г. Оборудование для обессоливания нефти в электрическом поле.. М.:ЦИИТиХИМИЕФТЕМАШ, 1983, с.32.

2.    Левченко Д.И. и др. Обессоливание нефти на нефтеперерабатывающих заводах.М.:ЦНИИТЭ.Нефтехим., 1973, с.51.

3.   Левченко Д.И. и др. Технология обессоливания нефтей на нефтеперерабатывающих предприятияж. М.:Химия, 1985, с.168.

4.   Логинов В.И. Обезвоживание и обессоливание нефтей.М.:Химия, 1979, с.216.

5.   Пахомов Е.В. Электрообессоливание нефти.М.:Госкомтехиздат., 1955, с.96.

6.    Петров А.А. Геагенные-деэмульгаторы для обезвоживания нефтей.Куйбышев., Кн.изд., 1965, с.143.

7.   Мышкин Е.А. Подготовка нефтей и мазутов и переработка.Гостоптехиздат., 1946, с.119.

13п144-83г.

Разработка оптимальной технологии обезвоживания и обессоливания нефтей на Нефтекутском ГПЗ: Хабибулина Р.К., Коноплев В.П., Нефтепромысловое дело (Москва),1982, №10,с.28-29.

Приведены результаты разработки оптимальной технологии обезвоживания и обессоливания нефтей в лабороторных условиях на образцах, отобранных на нефтекумском ГПЗ, с исходным содержанием(%) в ставропольской нефти смеси воды 8, солей 3511, и соответственно 6 и 7072.

Показано, что комбинированным методом в 2-3 ступени в оптимальном технологическом режиме(температура больше или равно 80 градусов, расход деэмульгатора 40 гр/т с подачей на первую ступень, во время отстоя нефти в термодегидраторах 4 часа, в электродегидраторах 1 часа, нефть может быть обессолена до 50 мг/л.

23п197-99г.

Оптимизация состава деэмульгаторов водонефтяных эмульсий с использованием математического метода планирования экспериментов /Климова Л.З., Калинина Э.В., Гаевой Е.Г., Силин М.А., Магедов Р.С, Старинов В.В., Изюмов Б.Д.//10 Всероссийская конференция по химии, реактивам «РЕАКТИВ-97». Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннаж химии.,М.-Уфа,8-10 октября,1997.,Тез.Окл.-Уфа, 1997, с.179.

Высокоэффективные деэмульгаторы , которые используются при подготовке нефтей на нефтепромыслах и в процессе глубокого обезвоживания и обессоливания на ЭЛОУ , представляют собой смесь ПАВ различных структур и модификаций и подбор композиций для разрушения водонефтяных эмульсий разных типов нефтей ведется имперически. Поставлена задача нахождения оптимального состава трехкомпонентной смеси ПАВ –деэмульгаторов разной структуры для разрушения водонефтяных эмульсий.В качестве исходных компонентов рассмотрены разработанные соединения: блок-сополимер оксидов этилена и пропилена (НефтеконБС), окисиэтилированнае

 Фенолформальдегидная смола (Нефтекон КС), оксиэтилироваёёёёёённые жирные кислоты С8-С24 (Нефтекон МС). Для нахождения оптимальной композици трехкомпонентногодеэмульгатора и изучения явления синергизма между системами примененё симёпёёлеёёкёсё-решетчатый план и расчитаны математические модели, на основе которых выявлен синергический эффект системы НефтеконБС-НефтеконКС.

7п159п-93г.

Способ разрушения обратимых эмульсий в системах для обессоливания сырой нефти: Method of brecning reverse emulsion in a crude oil desalting system.Пат.5607574 США, МНИ. C10G33/00/Hart Paul R . Betz Bearbon inc.-№437338; Заявл.9.05.95; опубл. 4.03.97.; НКИ 208/188..

Эмулсию, образовывающуюся при обессоливании сырой нефти, обрабатывают при 65-150 градусов водным раствором, содержащим хлоргидрат алюминия и полимер диалил диметилламмоний хлорид с молекулярным весом 100000.

16п259п-85г.

Способ обессоливания нефти: Утияма Хиросу, Накадзима Садео, Хануко Каруко Кагану К.К. Заявл. 59-152981, Япония. Заявл. 21.02.83.№ 58-26395, опубл. 31.08.84 МКИ C10 G33/04 B01 D17/04

Предложен способ обессоливания нефти , по которому к нефти , а танже к промывным водам добавляют соответствующие деэмульгаторы эмульсий в/м и м/в , промывают нефть и водный слой, включающий соли, отделяют от масляного слоя. В качестве деэмульгаторов эмульсий в/м применяют СПЛ этилен и пропиленоксидов, поликонденсаторы полиоксиалпилена, алпилфенов и формалина,СПЛ полиоксиамиленов с алифатическими эфирами или полиамиленаминами; в качестве деэмульгаторов эмульсий м/в применяют СПЛ этилен и пропилен оксидов, поликонденсаты, этилхлоргидратов и алкилоксиамидазолинов и других.Деэмульгаторы добавляются в количестве 2,5-20 г/мн.

16п257п-85г.

Использование полиакри+ламида и композиций на его основе в процессах обезвоживания, обессоливания и депарафинизации нефти: Мембаталиева З.Д., Новичкова Л.М., Анисимов Б.Ф.;Институт хими нефти и природных солей АН КазССР. Гурьев., 1985, с. 27. Библиография 70 (Рукопись деп.в ВИНИТИ 22 апреля 1985. №2262-85 ДЕП).

Показана возможность одновременного проведения процесса обезвоживания , обессоливания и депарафинизации, предотвращения асфальтосмолистых отложений на трубопроводах и аппаратах для обезвоживания и обессоливания. Рассмотрим поведение полимеров типа полиакриламида (ПАА) в обратимых нефтяных эмульсиях, механизм действия водорастворимых компонентов на нефтяные эмульсии под электрическим микроскопами опубликованные ренгентографические исследования взаимодействия ПАА с механическими примесями и солями, содержащимися в нефтях.

Автореферат.

10п155-92г.

Способ деэмульгаци нефти.А.с.1616903 СССР, МНИ С10 С33/06/ Галицкий Ю.Я., Спиридонов Ю.А.Галицкая В.А.; Казан.филиал Московского энергетического института-№4462344/31-04. Заявл.15.07.98; опубл. 30.12.90., бюл. ; 48.

В способе деэмульгации нефти путем нагрева и обработки деэмульгатором, осуществляемой при создании между собой струй нефти струями деэмульгатора, расположенными вокруг нее симметрично, с последним соударением слившихся при этом струй.

10п154п-92г.

Способ разрушения промежуточного эмульсионного слоя: А. С. 1616961 СССР, МНИ

, с10 с33/04/Голубев В.Р., Башкирский Н.И. и проект. Институт нефтяной промышленности.-№4424652/23-04; заявл.12.05.88; опубл. 30.12.90; бюл.№48.

В способе разрушения промужуточного эмульсионного слоя в процессах обезвоживания и обессоливания путем введения в него деэмульгатора для повышения степени разрушения, деэмульгатор смешивают с нагретой товарной нефтью, взятой в количестве 7,5-10% от объема обрабатывающей нефти, и вводят в нижнюю часть промежуточного эмульсионного слоя..

7п174-99г.

Разработка деэмульгирующих компонентов./Грегухина А.А.,Кабирова А.А, Дияров И.Н.//12 международная конференция молодых ученных по химии и химической технологии, посвященная 100-летию образованию Российского химико-технологического университета, М., ноябрь-декабрь1998; МКХТ-98Тез.докл.Ч.З.-М.,1998, с.41.

С целью получения универсальной деэмульгирующей композиций, способной составить конкуренцию импортным деэмульгатором синтезировано ПАВ Полинол и испытание его эффективность в качестве добавки к Д-157..

7п175-99г.

Деэмульгатор для обезвоживания и обессоливания нефти :ПАТ 2076134 Россия, МПК С10 С33/04/Габдурахманова А.З.,Зарипов Г.Г., Мустафин Х.В., Нуруллина И.И. Орехов А.И., Павлова Л.И., Рахматулин Р.Г., Шумляев С.И., Юдина И.Г.-№ 95104330/04. Ззаявл. 24.03.95.; опубл.27.03.97.; бюл.№9.

Деэмульгатор для обезвоживания и обессоливания нефти включает блок-сополимер окисей пропилена и этилена общей формулы. И дополнительно содержит смесь побочных продуктов стадии выделения морфолина из катализа производства морфолина из диэтиленгликоля и аммиака высококипящие фракции М-2 при следующем соотношении компонента %: блок-сополимер окисей пропилена и этилена формулы I 70-80, высококипящие фракции М-2 до 100.

21п135-94г.

Электростатические процессы в нефтепереработке. Refining electrostatic proccsses //Oil and Gas J.1994, с.2, №20, с.64-анг..

Фирма Howe-Bacer Ersineers inc.выпустила две иллюстрированные брошюры, в которых описывает разработанные ею процессы нефтепереработки. В одной из брошюр подробно рассмотрен электростатический процесс обессоливания и дегидратици нефти. Обсуждаются особенности технологии и аппаратурного оформления процесса, предназначенного для притяжения в месторождениях с глубоким залеганием нефти..

18п151п-98г.

Состав для обезвоживания и обессоливания нефти: А.с. 15121444СССР, МКИ,С10С33/04/Солодов А.В., Лебедев Н.А., Тудрий Г.А., Наумова А.В., Ялышева А.Г.,Ассадулина Г.Р.,Лопатина Р.В.; нпо по химизации технологических процессов в нефтяной промышленности.№ 4359900/04; заявл.5.01.88.; опубл.20.05.96.; бюл.№14.

Состав для обезвоживания и обессоливания нефти содержит %: бис (алкилгексаоксиэтилен) фосфат 75-91 и 2- этилендиаминометил фенол или 2.6-диэтилен диамипометил) фенол- до 100.

 

9п156п-98г.

Способ получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания стойких водонефтяных эмульсий: заявл.94030510/04 Россия, МКИС10С33/04/Тудрий Г.А., Варнавская О.А., Лебедев Н.А., Жвастова А.К.,Халимулин Ю.К.; НИ нефтепромысловой химии .НИИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОЙ ХИМИИ.№9403510/04; ЗАЯВЛ.18.08.94; ОПУБЛ. 10.12.96, БЮЛ.№ 34.

1П 131П-97Г..

состав для обезвоживания и обессоливания

нефти:Пат.2036952.Россия,МКИ С10С33/04/Таврин А.Е., Зотова А.М., Балакирева Р.С., Кассина Г.И., Яилаев А.М., Никишин В.А., Кузмичкина Т.И., Федоров С.Б., Сабурова Л.И.; ТОО Сатурн№ 5033638/04 ; заявл.24.03.92.; опубл.9.06.95;бюл.№16.

Состав содержит 10-50% оксиэтилакилфенола на основе трилеров пропилена АФ9-12 или на основе полиэтиленгликолевого эфира моноалмилфенола на основе полимердистилята ОП-10 или полиэтиленгликолевого эфира фракций синтетических спиртов оксанол амина , выбранного из группы, содержащей монозтанолооксин, триэтаноламин, тетраметилдипропилентриамин, пиридин и до 100% растворители..

6п 192п-97г.

Способ обезвоживания и обессоливания нефти: А.с.1236747 Россия, МКИ С10133/04/Петров А.Г., Гусев В.И., Солодов А.З., Тузова В.Б.; Всероссийскийи.-н. И проект. Института промысловой химии.№ 3568451/04; заявл.23.09.83;опубл. 10.04.96, бюл.№ 10.

Предложен способ обезвоживания и обессоливания нефти путем введения деэмульгатора окисиалкилированого продукта конденсации алкилфенола с сополимером. С целью сокращения расхода деэмульгатора в качестве деэмульгатора используют оксиэтилированный продукт конденсации алкилфенола, где алкил с высококипящим побочным продуктом синтеза и изорбутелена и формальдегида при молярном соотношении алкилфенола и высококипящего побочного продукта 1:0.5-2 и при содержании оксиэтилированых групп в молекуле 30-70%.

17п96п-99г.

Состав для обезвоживания и обессоливания нефти и ингибирования коррозии нефтепромыслового оборудования и асфальтно-смоло-парафиновых отложений:заявл.96102647/04, Россия, МПК С08 С33/04/Зотова А.М., Зотов С.Р., Зотова Н..Р.-№ 96102647/04, заявл.14.02.96; опубл.20.01.98.;бюл.№2.

Предложен состав для обезвоживания и обессоливания нефти, ингибирования коррозии нефтепромыслового оборудования и асфальтно-смоло-парафиновых отложений, включающей соединения фосфористой кислоты, амин, оксиалкилированное ПАВ и растворитель.