Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

воряет кристаллы минеральных солей, и при последующем отделении минерализованной воды происходит углубленное обессоливание нефти.

Механическое обезвоживание нефти

Основная разновидность приемов обезвожива1П1я 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 отстойники - резервуары (резервуары отстаивания). Сырая нефть, подвергаемая обезвоживанию, вводится в резервуар при помощи распределительного трубопровода (маточника). После заполнения резервуара вода осаждается и скапливается в нижней части, а нефть собирается в верхней части резервуара. Отстаивание осуществляется при спокойном (неподвижном) состоянии обраба-ть[ваемой нефти. По окончании процесса обезвоживания нефть и 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 (рис. 3.1). 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. На рис. 3.2 изображена принципиальная схема горизонтального цилиндрического отстойника непрерывного действия. Эмульсия жидкости В, диспергированная в жидкости Н, вводится в резервуар отстойника и расслаивается под действием силы тяжести. Разделившиеся жидкости выходят из отстойника по трубопроводам Я и Л. На схеме рис. 3.2 заштрихована область эмульсии, которая разделяет зоны жидкостей Я (вверху) и В (внизу). Здесь а - уровень раздела фаз. При достаточной длине отстойника L в выходной его части происходит полное разделение фаз, составляющих эмульсию. Капля жидкости S, движущаяся в однородной жидкости Я, находится под действием силы потока жидкости Я, которая увлекает каплю вдоль отстойника, и архимедовой силы, возникающей в результате различия плотности капли жидкости В (рп) и жидкости Я (р„).

Капля движется вдоль отстойника с постоянной скоростью потока щ и опускается такл<е с постоянной скоростью и. Скорость падения капли и, может быть определена по закону Стокса, представленному в виде формулы Адамара. Капля, которая начинает движение с уровня г, находящегося выше поверхности раздела (уровня а), достигает этой поверхности в течение времени падения: = rlug. Достигнув поверхности раздела, капля сохраняется у этой поверхности в течение времени к, которое представляет собой время до коалес-

Рис. 3.1. Отстойники непрерывного действия: а - горизонтальны!!; б - вертикальный; в - наклоненный; ft - конический; / - повер.чность раздела; 2 - перегородка

Смргь

Рис. 3.2. Принципиальная схема горизонтального отстойника

icf\:>----

ценции. В целом до коалесценции капля пройдет расстояние вдоль оси отстойника z И/ (t ! к) ui {rlu U). Время коалесценции 1к учитывать очень трудно. Задача решается относительно просто, если время коалесценции значительно меньше времени падения и им можно пренебречь.

Скорость потока определяется как w - = Q/5, где Q - расход потока; S - площадь поперечного сечения потока. Если уровень раздела фаз Н я В находится посередине отстойника, то 5 nR42, где R - радиус цилиндрического отстойника.

При Riii/ti < L диаметр капель, выделившихся в отстойнике:

я *-Д!;;\р RL

(3.1)

где К (3/2) [(рв + р1)/(2рн + Зрв) 1 - поправка к закону Стокса по Адамару и Бонду;

Ар = рв -Рн.

Если ввести понятие поверхности отстойника Sg = 2RL, то формула (3.1) примет вид

72 щ, Q

Капли в отстойнике, для которых d d,,, выделяются ira эмульсии. Полученная формула имеет существенное ограничение из-за того, что не учитывается время коалесценции капель дисперсной фазы. Эта формула при заданной степени очистки, определяемой предельной крупностью отделяемых частиц d для заданного отстойника, который характеризуется площадью поверхности отстаивания в нем Sg, позволяет найти максимальную производительность отстойника Q. Для общего расхода Qoc очищаемой эмульсии требуемое число отстойников определяется из выражения = Qoq/Q-

Термическое обезвоживание нефти

Одним из основных современных приемов обезвоживания нефти является термическая, или тепловая, обработка, которая заключается в том, что нефть перед отстаиванием нагревают. Вязкость вещества бронирующего слоя на поверхности частицы воды при повышении температуры уменьшается и прочность оболочки снижается, что облегчает слияние глобул воды. Кроме того, снижение вязкости нефти при нагреве увеличивает скорость оседания частиц при отстаивании. Термическая обработка нефти редко осуществляется только для отстаивания, чаще такал обработка применяется 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 в некоторых других комбинированных методах обезвоживания.

Нагревание нефти осуществляется в специальных нагревательных установках, которые располагают в технологической линии обезвоживания нефти после отделения (сепарации) из нефти газов, но ранее ввода нефти в отстойник. Температура нагревания устанавливается с учетом особенностей водонефтяных эмульсий и элементов принятой системы обезвоживания.

Химическое обезвоживание нефти

В нефтяной промышленности весьма широко применяют химические методы обезвоживания нефти, основанные на разрушении эмульсий при помощи химических реагентов. Эффективность химического обезвоживания нефти в значительной степени зависит от типа применяемого реагента. Выбор эффективного реагента, в свою очередь, зависит от вида водонефтяной эмульсии и свойств нефти, подвергаемой обезвоживанию. Выбор реагентов-деэмульгаторов в каждом конкретном случае производится на основе специальных лабораторных и промысловых исследований. Химическое обезвоживание, как и прочие ком-