Очистка нефти от воды и механических примесей

Промысловая подготовка включает: отделение от нефти попутного газа, пластовой воды и механических примесей.

Попутный и растворенный в нефти газы отделяются на промысле в трапах-сепараторах за счет последовательного снижения давления от давления на скважине до атмосферного. Нефть из трапов-сепараторов направляется в отстойные резервуары емкостью до 50 тыс. м³. Остаточное содержание растворенного газа составляет 0,5-1,5% до бутана включительно. Эту часть растворенного газа извлекают на стадии стабилизации нефти.

Мех.примеси и свободная вода – за счет отстоя в трапах-сепараторах на промысле. Пластовая вода (свободная) – сначала в отстойниках промысла, а диспергированная часть воды (эмульсия «вода-нефть») отделяется в электродегидраторах в два приема – на промысле, а оставшаяся вода в количестве 0,5-10% - на НПЗ.

Сила тяжести всегда направлена вниз. Сила сопротивления имеет разные направления в зависимости от направления движения потока. Важно знать скорость осаждения частиц относительно стенок отстойника, Частицы будут уноситься потоком, если W_ч<W_пот. Если W_ч=W_пот, то W_ч =0 (частица находится во взвешенном состоянии). Осаждение частиц наблюдается при W_ч >W_пот.

При эксплуатации отстойников для нефти скорость перемещения W_п должна быть равна 0,002-0,005 м/с, температура в аппарате 97-147⁰С, давление не более 1,5 МПа во избежание вскипания воды и нефти. Бывают: горизонтальные, вертикальные (W = 0,004-0,005м/с), время пребывания в аппарате 0,25-0,5 ч, при расчетах: высота воды 0,7-1 м; высота рабочей зоны; высота парового пространства 0,8-1 м.

При расчете скорости осаждения капель в эмульсии используется формула:

W₀ = (g_к - g_ж)*d_к²/(18*m_ж)*[3(m_ж+ m_к)/(3m_ж + 2m_к)]

g_{к, ж} – плотность капли и жидкости, н/м²

m_ж,к – динамическая вязкость, Па*с

Формулы и примеры расчетов…

Соли. Пластовая вода минерализована (в порядке убывания хлориды MgCl₂, CaCl₂, NaCl, сульфаты и карбонаты), состав пластовой воды зависит от природы породы продуктивного пласта (пески, гипс, известняки, доломиты и т.д.). Наличие солей придает пластовой воде коррозионно-активные свойства, т.к. при высоких t (>100⁰ С) эти соли гидролизуются с образованием HCl.

MgCl₂ + H₂O = MgOHCl +HCl

Минерализация нефтей достигает 3000-12000 мг/л нефти. Требования к ограничению содержания солей и воды в нефтях постоянно возрастают, т.к. это определяет ТЭП (сокращается расход топлива и катализаторов, уменьшается коррозия оборудования, улучшается качество топлив).

О последствиях воздействия минеральных солей, содержащихся в нефти, говорят следующие цифры: в 50-х годах обессоливание нефти проводилось до 40-50 мг/л, при этом межремонтный пробег установок дистилляции нефти составлял 100 дней (из-за коррозии оборудования и отложения солей). В настоящее время норма 3-5 мг/л, межремонтный пробег установок составляет 500 дней.