double arrow
Оборудование для обезвоживания и обессоливания нефти

Основными технологическими аппаратами и оборудованием установок обезвоживания и обессоливания являются теплообменники, подогреватели, отстойники, электродегидраторы, резервуары, насосы, сепараторы-деэмульсаторы.

Обезвоживание и обессоливание нефти – взаимосвязанный процесс, так как основная масса солей находится в пластовой воде и удаление воды приводит к обессоливанию нефти.

Для обезвоживания и обессоливания нефти используют следующие методы: гравитационный, термический, химический, электрический и комбинированный.

Выбор метода зависит от состава, физико-химических свойств нефти, процентного содержания воды, прочности оболочек водно-нефтяной эмульсий, дебита скважин и т.д.

Гравитационное холодное отстаивание проводят:

- с периодическим режимом в резервуарах;

- в отстойниках непрерывного действия и трубных водоотделителях.

Холодное гравитационное отстаивание без подогрева водно-нефтяной эмульсий и без применения деэмульгаторов используется редко и только на первой ступени обезвоживания нефти.

Рис. 4.13. Гравитационное холодное отстаивание с периодическим режимом

На месторождениях с большим содержанием воды в нефти для предварительного сброса воды применяют трубные водоотделители (ТВО), представляющие собой наклонные трубы большого диаметра с комплексом технологических трубопроводов. Диаметр и длина ТВО определяется в зависимости от производительности и обводнённости нефти.




Термическое обезвоживание нефти. При повышении температуры водно-нефтяной эмульсии до 50-100°С снижается прочность оболочки на поверхности частицы воды, что облегчает слияние глобул (капель) воды. При этом увеличивается скорость оседания частиц при отстаивании. Нагрев нефти осуществляется в теплообменниках или печах перед отстойниками или непосредственно в установках-деэмульсаторах.

Рис. 4.14. Отстойники для гравитационного холодного отстаивания непрерывного действия

а – горизонтальный; б – вертикальный; в – наклонный; г – конический

Химическое обезвоживание нефти. Этот метод основан на разрушении эмульсий при помощи химических реагентов-деэмульсаторов, которые подаются в нефтесборный трубопровод, отстойник или в резервуар. В качестве деэмульсаторов используют поверхностные активные вещества (ПАВ) (дипроксамин, проксамин, дисолван, сепарол, полиакриламид и др.) в количестве от 5 до 60г на 1т нефти.



Деэмульгатор должен выполнять следующие требования:

- быть:

а) высокоактивным при малых удельных его расходах;

б) дешёвым и транспортабельным;

- хорошо растворяться в воде или нефти;

- не ухудшать качества нефти;

- не менять свойств при изменении температуры.

Эффект деэмульсации зависит от интенсивности перемешивания деэмульгатора с эмульсией и температуры смешивания.

Деэмульгатор подаётся с помощью дозировочного насоса.

Электрическое обезвоживание и обессоливание нефти. При прохождении эмульсии через электрическое поле капли воды и солей стремятся к электродам. Происходит разрушение адсорбированных оболочек капель, что облегчает их слияние при столкновениях и увеличивает скорость деэмульсации. Такие установки называют электродегидраторами. Работают они при частоте 50Гц и напряжении на электродах 10-45 кВ.

Комбинированные методы обезвоживания нефти. В сочетании с гравитационным отстаиванием применяют различные комбинации методов обезвоживания нефти, например: термическое и химическое, термическое и электрическое.

Отстойники. Предназначены для отстоя нефтяных эмульсий, разделения их на нефть и пластовую воду. В основном используются горизонтальные отстойники: ОГ-200; ОГ-200С; ОВД-200 и ОБН-3000/6 и др.

Условное обозначение: ОГ – отстойник горизонтальный; 200- объём в м3; ОВД – отстойник с вертикальным движением жидкости; ОБН – отстойник блочный нефтяной; 3000 – пропускная способность в м3/сут.; 6 – рабочее давление в кгс/см2.

В настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью предлагается большой ассортимент подобного оборудования с пропускной способностью до 1900м3/сут. и более для работы с любым составом продукции скважины по воде, газу, нефти и т.д. Отстойники, применяемые на термохимических обезвоживающих установках, должны обеспечить на выходе из аппарата остаточное содержание воды в нефти не более 1%, и соответственно остаточное содержание солей и механических примесей в товарной нефти не должно превышать 100-1800 мг/л, или 0,05%. Требования к качеству платовых вод, дренируемых из аппаратов обезвоживания и обессоливания нефти, не предъявляются.

Рис. 4.15. Схема горизонтального отстойника

1 – сепарационный отсек; 2 – сборник нефти; 3 – отстойный отсек; 4 – регулятор уровня нефть-вода; 5 – козырьки; 6 – распределитель эмульсии;I – эмульсия; II – газ; III – нефть; IV – вода.

Иногда при обработке нефти на ступени обезвоживания необходимо отделить свободный газ, выделившийся при нагревании нефти и некотором снижении общего давления в системе. Для отделения газа из нагретой нефтяной эмульсии перед отстойниками устанавливают специальные сепараторы или же предусмотрен отбор газа непосредственно из отстойника.

Конструктивно горизонтальный отстойник (рис.4.15) представляет собой горизонтальную цилиндрическую ёмкость, в которой установлена перегородка, разделяющая на два отсека: сепарационный и отстойный, которые сообщаются с помощью двух коллекторов-распределителей, расположенных в нижней части корпуса. В верхней части сепарационного отсека установлены распределитель эмульсии со сливными полками и сепаратор газа.

В нижней части отстойного отсека расположены два трубчатых перфорированных коллектора. В верхней – четыре сборника нефти, соединённых со штуцерами вывода нефти из аппарата.

Отстойник оснащён приборами контроля за параметрами технологического процесса, регуляторами уровня раздела фаз, предохранительной и запорной арматурой.

Подогретая нефтяная эмульсия с введённым реагентом-деэмульгатором поступает в распределитель эмульсии сепарационного отсека и по сливным полкам корпуса стекает в нижнюю часть отсека. Газ, выделившийся из нефти в результате её нагрева и снижения давления, проходит через сепаратор и при помощи регулятора уровня нефть-газ отводится в газосборный трубопровод.

Нефтяная эмульсия из сепарационного отсека поступает в отстойный по двум перфорированным коллекторам. Поднимаясь в верхнюю часть отсека, происходит разделение нефти и пластовой воды. Обезвоженная нефть поступает в сборный коллектор и выводится из аппарата.

Отделившаяся от нефти вода через переливные устройства поступает в водосборную камеру и с помощью регулятора уровня пластовая вода-нефть сбрасывается в систему подготовки дренажных вод.

Рис. 4.16. Отстойник с вертикальным движением потока нефти

1 – распределитель эмульсии; 2 – отбойник; 3 – сборник нефти; 4 – сборник воды;

I – эмульсия; II – нефть; III – вода.

Отстойник с вертикальным движением нефти (рис. 4.16)предназначен для разделения водно-нефтяных эмульсий при больших удельных нагрузках и необходимости получения нефти высокого качества, особенно при небольших разностях плотностей нефти и воды.

Главным элементом отстойника является низконапорное входное распределительное устройство, состоящее из двух поперечных коллекторов с 16 перфорированными трубами (по четыре в ряд) и отбойными устройствами под ними.

Отстойники с горизонтальным движением нефти (рис. 4.17) предназначен для разделения расслаивающихся потоков крупнодисперсных водно-нефтяных эмульсий в случае возможного выделения некоторого количества газа.

Для термохимического обезвоживания нефти широко используют оборудование с подогревательными устройствами, установленными в корпус отстойника. Такое оборудование называют деэмульсаторами.

Рис. 4.17. Отстойник с горизонтальным движением нефти

I– эмульсия; II –нефть; III –вода.

Вертикальные деэмульсаторы применяются при подготовке нефти на промыслах при обустройстве мелких месторождений и отдельных раздробленных участков. Они имеют преимущества, когда есть ограничения по площади при размещении оборудования (морские месторождения, болотистые районы, районы вечной мерзлоты и т.д.). Ряд зарубежных фирм выпускает большой ассортимент вертикальных деэмульсаторов, отличающихся компоновкой, размерами, числом и типов нагревателей.

Рис. 4.18. Деэмульсатор

1 – дымовая труба; 2 – змеевик для подогрева топливного газа; 3, 4 – газосепараторы;

5 – сборник нефти; 6 – козырьки; 7 – патрубок; 8 – распределитель эмульсии;

9 – теплообменный кожух; 10 – жаровая труба; 11 – фланец; 12 – горелочное устройство; I – эмульсия; II – газ; III – нефть; IV – вода.

Горизонтальные деэмульсаторы позволяют производить сепарацию эмульсии в отсеке нагрева с помощью теплообменного кожуха или гидроциклонного ввода. Деэмульсаторы выпускаются объёмом корпуса 50-160м3, производительность достигает 3000м3/сут. Распределение эмульсии в отсеке отстоя происходит с помощью сеток или коалесцирующих насадок.

В нашей стране выпускаются блочные автоматизированные деэмульсаторы: ДГ-1600, «Тайфун 1-400», УДО-3 и др.

На рис. 4.18 показана принципиальная схема деэмульсатора. С торцевой части нагревателя вмонтированы две U-образные жаровые трубы 10, которые помещены в специальный кожух-оболочку 9, выполняющий роль теплообменника. Водно-нефтяная эмульсия, предварительно нагретая в этом теплообменнике, поступает через нижние прорези в отсек нагрева, где омывая жаровую трубу, нагревается до заданной температуры. Нагретая обводнённая нефть через отверстие в перегородке переливается в зону отстоя и с помощью распределительного устройства 8 с козырьками 6направляется через слой отделившейся воды ко всему объёму отстойной зоны.

Обезвоженная нефть, поднимаясь, попадает в сборник чистой нефти 5 и оттуда по специальным вертикальным отводам через разгрузочный клапан выводится из аппарата. Газ, выделившийся в зоне нагрева, поступает в сепаратор 3 и затем через гидрозатвор попадает в отсек отстоя, где вместе с газом, дополнительно выделившимся из нефти, через сепаратор 4 отводится с установки через регулятор давления. Вода из аппарата выводится через патрубок 7,вмонтированный в нижней образующей аппарата. Для электрического обезвоживания и обессоливания нефти используются электродегидраторы. (рис. 4.19).

Рис. 4.19. Схема электродегидратора

1 – распределитель эмульсии; 2 – электроды; 3 – сборник нефти; 4 – подвесной изолятор;

5 – высоковольтный трансформатор; 6 – реактивная катушка; I – ввод эмульсии;

II – нефть; III – вода.

Электродегидратор представляет собой отстойник с вертикальным движением нефти с вводом двух горизонтальных электродов, на которое подаётся регулируемое напряжение до 44кВ. Пропускная способность электродегидратора по сырью составляет 12000м3/сут.

Распространение получили горизонтальные электродегидраторы с нижним вводом сырья. На нефтеперерабатывающих заводах, кроме этих основных аппаратов, используют и электродегидраторы, имеющие комбинированный ввод эмульсии, т.е в слой дренажной воды и в межэлектродную зону.






Сейчас читают про: