Основное технологическое оборудование

Принципиальная технологическая схема ЭЛОУ

Принципиальная технологическая схема установки приведена на рис. 1.

Сырая нефть, в которую введены расчетные количества деэмульсатора и щелочи, насосом 1 прокачивается через теплообменник 2 и пароподогреватель 3 и с температурой 110 – 160 ºС подается в регулируемый смеситель 4, в котором к нефти добавляется вода. Образовавшаяся в результате перемешивания искусственная водонефтяная эмульсия поступает в электродегидратор первой ступени 5. Здесь удаляется основная масса воды и солей (их содержание снижается в 8 – 10 раз). Далее нефть поступает в электродегидратор второй ступени 6, для чего в нефть вновь подается пресная вода. Общий расход воды составляет около 10 % от массы нефти.

На некоторых заводах реализована схема ПТП (противоточная промывка) при которой свежая вода вводится только перед электрогидратором 6, а перед 5 используются промывные воды со второй ступени. Это дает возможность сократить расход воды примерно на 10 %.

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема

электрообессоливания нефти:

1, 13 – 16 – насосы; 2 – теплообменник; 3 – пароподогреватель, 4, 7 – смесители;

5, 6 – электродегидраторы; 8, 10, 11 – холодильники; 9 – нефтеотделитель; 12 – емкость.

I – сырая нефть; II – обессоленная нефть; III – деэмульсатор; IV – солевой раствор;

V – свежая вода; VI – пар водяной; VI I – конденсат; VI I I – содо-щелочной раствор

После ЭЛОУ содержание воды в нефти снижается от 0,5 – 1,5 до 0,1 % и менее, а содержание солей от 40 – 3000 мг/л до 3 – 20 мг/л. Обессоленная и обезвоженная нефть проходит через теплообменник 2, где отдает свое тепло сырой нефти и через холодильник 8 подается в резервуары обессоленной нефти. Вода, отделенная в ЭЛОУ, поступает в нефтеотделитель 9 для дополнительного отстоя, уловленная нефть через емкость 12 возвращается на прием сырьевого насоса 1, а вода после охлаждения сбрасывается в канализацию и передается на очистку.

Лёгкие нефти обессоливают при 80 – 100 ^оС, однако, для большинства нефтей требуется 120 – 130 ^оС и выше. Необходимо отметить, что с повышением температуры

эффективность работы аппаратов возрастает, однако, при этом повышается электричес-

кая проводимость нефти и повышается сила тока, усложняется работа изоляторов.

Расход деэмульсаторов колеблется от 10 до 30 г/т и зависит от устойчивости эмульсий воды и нефти. Иногда в сырую нефть вводят щёлочь для нейтрализации Н₂S и

органических кислот.

В настоящее время в промышленности используются вертикальные, шаровые и горизонтальные электрические дегидраторы.

Вертикальные (рис. 2) представляют собой вертикальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами диаметром 3000 мм и высотой 5000 мм, и объемом 30 м³.

Рис. 2. Вертикальный электродегидратор: 1 – корпус, 2 – электроды; 3, 4 – изоляторы; 5 – трансформаторы; 6 – манометр; 7 – сигнальные лампы; 8 – распределительная головка; 9 – мерное стекло	Рис. 3. Шаровый электродегидратор: 1 – электроды, 2 – распределительная головка, 3 – устройство для регулирования расстояния между электродами, 4 – трансформатор, 5 - теплоизоляция

Внутри находятся электроды в виде металлических горизонтальных пластин, подвешенных на фарфоровых изоляторах. Сверху аппарата расположены два трансформатора мощностью 5 кВА, напряжение 15 – 33 кВ.

Снаружи аппарат теплоизолирован, а внутри, в нижней части, контактирующей с

отстоявшейся водой, футерован слоем торкретбетона. Материал корпуса – сталь 16ГС.

Сырая нефть в смеси с водой вводится через вертикальную центральную трубу с распределительной головкой в виде тонкой веерообразной горизонтальной струи в меж-электродное пространство. Обессоленная нефть выводится через верхнее днище, а вода – через нижнее. Для поддержания нагретой сырой нефти и воды в жидком виде внутри электродегидраторов поддерживается повышенное давление. Нагрев, согласно закону Стокса, снижает вязкость нефти и улучшает условия осаждения воды.

Недостатки вертикальных аппаратов: малая площадь осаждения, а, следовательно, низкая удельная производительность. Поэтому число необходимых аппаратов, соединенных между собой параллельно, достигает 10 – 12 штук.

На современных установках применяют шаровые электродегидраторы диаметром 10462 мм, объемом 600 м³ и производительностью 300 – 500 м³/час (рис. 3). Принцип их действия аналогичен вертикальным аппаратам. Подача смеси сырой нефти с промывочной водой осуществляется одновременно через три трубы.

Наиболее современными являются горизонтальные аппараты диаметром от 3000 – 3400 мм, длиной от 8240 до 18650 мм и объемом от 50 до 200 м³. Например, электродегидратор 2ЭГ-160-2 (рис. 4, 5) представляет собой цилиндрический горизонтальный аппарат емкостью 160 м³, внутренним диаметром 3400 мм и длиной около 18,7 м.

Рис. 4. Электродегидратор горизонтальный 2ЭГ 160-2:

1 – корпус, 2 – сборник обессоленной нефти, 3 – штуцер для предохранительного

клапана, 4, 5, 6 – электроды, 7 – дренажный коллектор, 8 – распределитель сырой нефти,

9 – штуцер для межфазного регулятора уровня, 10 – изоляторы, 11 – трансформаторы,

12 – катушки реактивные

Рис. 5. Поперечный разрез серийного горизонтального электродегидратора типа ЭГ: 1 – штуцер ввода сырья, 2 – нижний распределитель сырья, 3 – нижний электрод, 4 – верхний электрод, 5– верхний сборник обессоленной воды, 6 – штуцер вывода обессоленной нефти, 7 – штуцер проходного изолятора, 8 – подвесной изолятор, 9 – дренажный коллектор, 10 – штуцер вывода соленой воды

Материал корпуса – сталь 16ГС, расчетное давление 1,8 МПа, температура 160 ⁰С. Нижняя половина аппарата изнутри защищена от коррозии слоем торкрет-бетона. В корпусе 1 по длине размещены два одинаковых комплекта устройств, включающие распределитель сырья 8, три плоских горизонтальных электрода 4, 5 и 6, сборник обессоленной нефти.

Распределитель сырья представляет собой центральный коллектор с горизонтальными и вертикальными отводами. Горизонтальные отводы имеют перфорацию, вертикальные отводы на концах снабжены распределительными головками, расположенными между нижними и средними электродами. Расстояние между этими электродами (200 мм) меньше расстояния между средним и верхним электродами, равного 300 мм.

В зависимости от характера нефтяной эмульсии аппарат может быть подготовлен к работе с использованием только вертикальных отводов (горизонтальные отглушены); только горизонтальных отводов; и тех и других одновременно. Работа с использованием только вертикальных отводов рекомендуется при переработке стойких эмульсий.

Сборник обессоленной нефти 2 состоит из коллектора и перфорированных отводов. Дренажный коллектор 7 используют периодически для промывки аппарата. Для этого в него под давлением подают воду, которая смывает грязь и выводится через штуцер откачки воды. Нижний и верхний электроды подвешены на общих изоляторах и питаются от двух общих трансформаторов 11. Средний электрод имеет свою систему поддерживающих изоляторов и трансформаторов. Напряжение подается через проходные

изоляторы 10. Трансформаторы подключают к питающей сети через реактивные катушки 12, которые обеспечивают

снижение напряжения при чрезмерном возрастании силы тока.

На рис. 6 представлена схема самого мощного отечественного электродегидратора 2ЭГ200-2Р объемом 200 м³.

Рис. 6. Электродегидратор горизонтальный 2ЭГ200-2Р: 1 – корпус. 2 – изоляторы, 3 – верхний электрод, 4 – нижний электрод, 5 – сборник обессоленной нефти, 6 – трансформатор, 7 – ввод высокого напряжения, 8 – сборник отработанной воды, 9 – промывочный коллектор, 10 – распределитель нефти. I – выход обессоленной нефти, II – вход сырой нефти, III – удаление шлама, IV – ввод воды на промывку аппарата, V – выход дренажной воды   В отличие от предыдущей конструкции в этом аппарате возможно регулирование соотношения нижней и верхней подачи в широких диапазонах, включая работу только с нижней или только с нижней подачей нефти. Конструкция этих аппаратов позволяет по-

высить давление до 1,8 МПа, а температуру нагрева до 160 ºС. Это обеспечивает эффективную очистку трудно обессоливаемых тяжелых нефтей.

Характерной особенностью электродегидраторов с двумя раздельными вводами является универсальность, позволяющая при необходимости эксплуатировать эти аппараты, только с нижней подачей, когда обрабатывается лёгкая (по плотности) и малообводненная нефть, или только с верхней подачей при высокообводненной нефти средней плотности. Высоковязкие нефти обрабатываются в аппаратах, как правило, с нижним и верхним вводами.

Благодаря большой площади поверхности осаждения их удельная производительность гораздо выше, чем у шаровых (в 2 – 3 раза больше их собственного объема). Технические характеристики горизонтальных электродегидраторов, выпускаемых отечественными предприятиями, приведены в таблице.

Таблица

Основные технические характеристики горизонтальных электродегидраторов

ЭЛОУ имеют повышенную опасность в работе. По этой причине на них предусмотрены дополнительные меры безопасности. В частности, верхние площадки для об- служивания трансформаторов имеют надежное ограждение. Кроме того, лестницы, ве-

дущие к этим площадкам, оборудованы специальными устройствами для блокировки и отключения напряжения при открытии дверцы. Блокировка также предусмотрена на случай чрезмерного повышения уровня отстоявшейся воды внутри аппарата.