Методы разрушения нефтяных эмульсий

Для разрушения эмульсии используют следующие методы: механический способ, малоэффективен (гравитационный отстой), несколько лучше использование центробежной силы, т.е. центрифугирование нефти- за счет разности плотностей нефти и воды, чем больше эта разность и размеры водяных капель и чем меньше вязкость среды, тем лучше расслоение. При отстое одновременно удаляется основная масса механических примесей-песка, глины.

Термохимический метод – это метод разрушения путем нагрева нефти и ввода деэмульгатора (хим.вещество), разрушающего сольватную оболочку.

Повышение температуры повышает скорость диффузии эмульгатора в нефти, снижает прочность и толщину сольватной оболочки, снижает вязкость нефти и увеличивает разность плотностей нефти и глобул. Снижение вязкости может достигать до 1% от ее первоначального значения. Все это способствует возрастанию скорости оседания частиц воды.

Деэмульгаторы – это ПАВ, которые воздействуют на сольватную оболочку за счет:

- абсорбционного вытеснения эмульгатором сольватной оболочки;

- химического взаимодействия с компонентами эмульгатора и разрушения сольватного слоя.

При выборе деэмульгатора следует учитывать тип нефти (смолистая, парафинистая), содержание в ней воды, интенсивность перемешивания, температуру, стоимость реагента. В подогретую нефть вводят от 0,5-2% ДЭ в зависимости от группы нефти.

№	Группа нефти	Плотность нефти, кг/м³	Уд.расход,г/т
	легкая	760-840	Не более 5
	средняя	840-880	Не более 10
	тяжелая	880-920	Не более 30
	высокосмолистая	0,86-1,05	Не более 50

Требования к деэмульгаторам - деэмульгаторы должны:

-хорошо растворяться в одной из фаз эмульсии (нефти или воде);

-иметь достаточную поверхностную активность, чтобы вытеснить молекулу эмульгатора;

-образовывать на границе раздела нефти и воды адсорбированные слои с низкими структурно-механическими свойствами;

- не коагулировать в пластовых водах;

- инертны по отношению к металлу;

- при малых расходах обеспечить максимальное снижение межфазового натяжения на границе нефть-вода;

- дешевые, транспортабельны;

- не ухудшать качества нефти после ее обработки;

- легко извлекаться из сточных вод;

- не токсичны.

Различают ДЭ – ионогенные и неионогенные, т.е. диссоциирующие и не диссоциирующие на ионы в водных растворах.

Неионогенные имеют преимущества: меньший расход, реагируют с компонентами пластовой воды и нефти и не дают осадков, в разы дешевле (4-6 раз), не вызывают инверсии эмульсии (при избытке ДЭ, когда дисперсная фаза становится дисперсионной средой, т.е. В/НßàН/В).

ДЭ являются:

1. органические вещества – спирты, бензол, керосин, бензиновая фр. – их применяют при экспериментальных исследования, т.к. это дорогостоящие вещества, их трудно отделить от нефти после удаления воды и необходим большой их расход.

2. ПАВ коллоидного типа – наиболее распространены в промышленности: анионоактивные – в воде диссоциируют на Ме⁺ⁿили Н⁺ и R^- (угл.радикал), катионоактивные – в воде дают R⁺ и Аn^-.

Электрическое деэмульгирование. Использование электрического поля для целей обезвоживания нефти впервые было осуществлено в 1909г. Механизм в том, что между электродами возникает однородное Эл. поле, силовые линии параллельны. При замене чистой нефти эмульсией В/Н однородность Эл. поля нарушается, капельки воды располагаются вдоль силовых линий. В результате индукции Эл. поля диспергированные капли воды поляризуются и вытягиваются вдоль силовых линий с образованием на концах зарядов: (+) - по направлению поля, (-) - в противоположном направлении. При сближении капель сила притяжения возрастает и адсорбированные сольватные оболочки сдавливаются и разрушаются.

Эффективность в поле постоянного тока меньше, чем переменного за счет циклического изменения направления движения тока и напряженности поля, капли находятся постоянно в состоянии колебания. Принцип действия переменного электрического поля на нефтяную эмульсию следующий: при попадании частицы эмульсии в электрическое поле капли воды, заряженные отрицательно, перемещаются внутри элементарной капли, придавая ей грушевидную форму, острый конец которой обращен к положительно заряженному электроду. С переменой полярности электродов, капля острым концом вытягивается в противоположную сторону. При частоте переменного тока 50 гц, капля будет менять свою конфигурацию 50 раз/с. При движении капли будут сталкиваться, ДЭ, разрушая диэлектрическую оболочку, способствует тому, что при достаточно высоком потенциале заряда происходит пробой диэлектрической оболочки, капли сливаются в крупные и осаждаются в электродегидраторе. Обычно напряжение между электродами 27,3 или 33 кв.

На эффективность электрического деэмульгирования влияет содержание воды в нефти: чем больше, тем лучше. Однако. увеличение воды грозит нарушением режима работы электродегидратора (замыкание тока на корпус или между электродами). Поэтому содержание воды не более 2-3%.

Электротермохимический метод – сочетание термохимического с осаждением частиц воды в сильном электрическом поле и с интенсивной водной промывкой нефти. В электротермохимическом методе разрушения эмульсии нефти действуют все факторы, повышающие скорость осаждения капель эмульсии- снижены r, n за счет повышения температуры, разрушены или ослаблены сольватные оболочки за сче ввода ДЭ, создана принудительная вибрация капель, способствующая их интенсивной коалесценции (т.е. росту d_к. Это позволяет достичь глубокой очистки нефти от воды (до 0,1%) и минеральных солей (до 3-5 г/т).