Физико-химические методы

К этой группе относится применение различного рода регентов-деэмульгаторов, влияющих тем или иным путем на защитные пленки эмульсии или на частицы воды. Благоприятное влияние некоторых деэмульгаторов на разложение эмульсий настолько эффективно, что многие из них находят широкое применение для деэмульгации и обессоливания нефтей в промышленных условиях.

Такое широкое применение деэмульгаторов обусловливается целым рядом преимуществ их перед другими методами. Одним из основных преимуществ является простота применения деэмульгаторов. Для некоторых, особенно эффективных препаратов все необходимое оборудование установок ограничивается бачком для хранения и дозировки деэмульгатора и насосом для подкачки его в эмульсию. Наряду с этим достигается хорошее обезвоживание и обессоливание нефти, даже без применения промывки водой.

Старение нефтяных эмульсий имеет большое практическое значение для подготовки нефти и переработке, так как свежие эмульсии разрушаются значительно легче и при меньших затратах, чем после старения. Для снижения или прекращения процесса старения эмульсии, необходимо как можно быстрее смешать свежеполученные эмульсии с эффективным деэмульгатором, если невозможно предупредить их образование, например подачей деэмульгатора в скважину.

Деэмульгатор – вещество с высокой поверхностной активностью, адсорбируясь, на поверхности глобулы воды, он не только способствует разрушению гелеобразного слоя, но и препятствует дальнейшему его упрочнению. Поэтому процесс старения высокодисперсной эмульсии, оставшейся в нефти после обезвоживания в присутствии деэмульгатора, должен значительно замедлиться или полностью прекратиться. Это имеет большое значение для дальнейшего полного удаления солей из нефти. Исходя из многочисленного промышленного опыта, можно заключить, что нефть с небольшим содержанием воды в виде высокодисперсной эмульсии, прошедший стадию старения, почти невозможно полностью обессолить существующими способами. Та же нефть, подвергнуться на нефтепромысле глубокому обезвоживанию и обессоливанию с применением деэмульгатора доостаточного содержание солей 40-50 мг/л, легко практически полностью обессоливается на электрообессоливающих установках НПЗ.

При способе термохимической деэмульгации факторами, обеспечивающими приемлемые для нефтепромыслов время и качество отстоя эмульсии являются небольшой подогрев нефти до 30-60 градусов и подаче деэмульгатора.

В качестве деэмульгаторов используются, в основном, неоногенные, натионные и анионые поверхностно-активные вещества.

В настоящее время за границей и у нас наибольшее применение нашли неоногенные высокоэффективные деэмульгаторы.

Расход деэмульгатора для подготовки нефти на промыслах и НПЗ колеблется от 20 до 100 г/т в зависимости от состава нефти и устойчивости образующейся эмульсии воды в нефти.

Современные эффективные неогеонные деэмульгаторы по своей химической природе в большинстве случаев представляют собой полиглинолевые эфиры или блоксополимеры, окисй этилена, пропилена, бутилена на основе этилендиамина, пропиленгликоля и других соединений с молекулярной весом 2500-6000 многие деэмулгаторы представляют собой низкозастывающее вещество, поэтому выпускаются в виде растворов в органических растворителях или в водометанольной смеси. Большинство деэмульгаторов хорошо растворимы в воде, некоторые же образуют с водой эмульсию обратного типа и растворимы в нефти в водном растворе неоногенные диэмульгаторы имеют слабо щелочную или нейтральную реакцию, не реагируют с солями, кислотами и слабыми щелочами. Нагревание диэмульгаторв до 200 градусов и охлаждение не оказывают существенного влияния на их деэмульгирующае свойства.

Применяются неоногенные диэмульгпторы в большинстве случаев в виде 1-2% водного раствора или без растворителя расход диэмульгатора для обессоливания нефти различных месторождений на ЭЛОУ устанавливаются опытным путем и составляют от 10 до 30 г/т.Применяемы в настоящее время неогенные диэмульгаторы типа диссольвано по диэмульгируещей спосбности универсальны и пригодны для всех типов нефти.

Диэмульгаторы ОЖК, проксонол, проксомин для удобства применения должны выпускаться в виде 50-65% растворов в смеси метанола с водой, как и многие импортные диэмульгаторы, например диссольван-4411. Дипроксомин 157- жидкое вещество с темпертурой остывания –38градусов поэтому может применятся без расстворителя.

Импортные дионогенные диэмульгаторы, такие как диссольван, сепарол, оксайд прогелит и др., являются блоксополимерами окисей алькилепов и близки по своему составу. К этому же классу соединений относятся отечественные диэмульгаторы проксинолы, проксоми и дипроксоми. Все они: как импортные, так и отечественные-обладают высокой

Диэмульгирующей способностью, но являются поверхностно-активными биологическими жесткими веществами, т.е. эти вещества биологически не разлагаются или очень трудно разлагаются.

Биологическая разлагаемость веществ, поподающих в сточные воды, приобретает весьма серьезное значение в свете все возрастающих требований к частоте сбрасываемых сточных вод. Поэтому в перспективе, очевидно, необходимо будет к диэмульгаторам, применяемым на ЭЛОУ НПЗ, предъявлять требования по биологической разлагаемости. Из всех применяемых в настоящее время диэмудьгаторов только ОЖК частично удовлетворяет этим требованиям. 3.4. электрические методы ЭЛОУ.

Разложение эмульсий электрическим методами, ввиду сравнительной пустоты необходимых для этой цели установок, применяемости для большинства эмульсий и достаточной надежности в работе, получило широкое распространение. Электрический способ разрушения эмульсий типа В/Н применяют на нефтеперерабатывающих заводах при обессоливании нефти на ЭЛОУ, а также при очистки нефтепродуктов от водных растворов щелочей и кислот (электрофайнинг). В обоих случаях используют электрическое поле высокой напряженности.

Отстоявшееся вода с растворенными в ней солями выводится из нижней части электородегидратора, обезвоженная нефть из верхней части. Для достижения минимального содержания остаточных солей в обессоленной нефти (не более 3нг/л) нефть промывают несколько раз на ЭЛОУ, состоящих из 2-3 последовательных соединенных ступеней электродегидраторов.

При выборе оптимальных параметров технологического режима обессоливание нефти следует учитывать влияние каждого из них на эффективность процесса.

Основными технологическим параметрами процесса являются:

Ø температура;

Ø давление;

Ø удельная производительность дегидратов;

Ø расход диэмульгатра (а в некоторых случаях и щелочи);

Ø расход промывной воды и степень ее смешения с нефтью;

Ø напряженность электрического поля в электродегидраторах.

Важным технологическим фактором является число ступеней обессоливания. Одним из важнейших параметров процесса обессоливания является температура. Применяемый на ЭЛОУ подогрев нефти позволяет уменьшить ее вязкость, что существенно повышает подвижность капелек воды в нефтяной среде и ускоряет их смещение и сегментацию. Кроме того, с подогревом нефти увеличивается растворимость в ней гидрофобных пленок, обволакивающих капелек воды вследствие этого смещается их механическая прочность, что не только облегчает консистенцию капель воды, но приводит так же к снижению требованию расходу диэмульгатора вместе с тем подогрев нефти на ЭЛОУ сопряжен с серьезными недостатками.

С повышением температуры обессоливания сильно увеличивается электропроводность нефти и соответственно, повышается расход электроэнергии, значительно усложняются условия работы проходных и подвесных изоляторов. Поэтому подогрев разных нефтей на ЭЛОУ проводят в широком интервале температур 60-150 градусов, выбирая для каждой нефти

В зависимости от ее свойств оптимальное значение обеспечивающее минимальные затраты на ее обессоливание. В связи с этим интересно рассмотреть как изменяется устойчивость водонефтяных эмульсий с температурой.

Принимая за меру устойчивости эмульсии количество деэмульгатора, необходимого для ее полного разрушения, можно условно определить устойчивость эмульсии при данной температуре по требуемую при этой температуре расхода деэмульгатора.

Основное количество воды и твердых частиц удаляют из нефти отстаиванием в промысловых и заводских резервуарах, а затем обезвоживают и обессоливают до заданной глубины на блоке ЭЛОУ.

Сущность процесса электрообессоливания заключается в ее смешении с промывной водой и деэмульгатором с последующим отделением соленой воды в электродегидраторах, где под действием переменного электрического поля высокой напряженности в сочетании с повышенной температурой взвешенные в нефти мелкие капельки воды соединяются в более крупные, которые под действием силы тяжести оседают вниз, и выводятся с низа электродегидраторов вместе с растворенными в ней хлористыми солями. Для достижения минимального содержания остаточных солей в обессоленной нефти (не более 3 мг/л), нефть промывают несколько раз на ЭЛОУ, состоящих из двух-трех последовательно соединенных ступеней электродегидраторов [ 2 ].

Следовательно, чем большим количеством воды промывается нефть, тем меньше остается солей в нефти.

Существуют различные схемы использования свежей и промывной воды на ступенях обессоливания, представленные на рис.1

Современные блоки ЭЛОУ комплектуются высокоэффективными горизонтальными электродегидраторами, рассчитанными на давление 1,8 мПа модификации 2ЭГ –160 – двухэлектродный с вводом нефти в подэлектродную зону.