Схема электрообессоливающей установки

Что такое электродегитратор?В данном слу­чае будет рассмотрен только метод электрокоалесценции. Типичный электродегитратор состо­ит из цилиндрического сосуда, источника элект­ропитания (трансформатора), выходного коллек­тора нефти, электродов, входного коллектора, коллектора отстоявшейся воды, коллектора для промывки от грязи и смесительного клапана (ри­сунок).

Аппарат представляет собой гравитационный отстойник горизонтального типа, в котором про­исходит отделение соляного раствора от сырой нефти. Трансформаторы, установленные на верх­ней площадке электродегитратора, преобразуют напряжение в первичной цепи (электропитание установки) в напряжение во вторичной цепи (че­рез электроды), что обеспечивает электрокоагу­ляцию соляного раствора. Входной коллектор обеспечивает ввод сырой нефти в электродегидратор и равномерное распределение сырья (смесь нефть/вода) в аппарате. Входной коллек­тор расположен точно над уровнем поверхности раздела нефть/вода. Выходной коллектор распо­ложен в верхней части аппарата по всей его дли­не. В него поступает подготовленная нефть.

Коллектор выходящего потока воды, располо­женный сразу же над днищем аппарата, выводит отделенную от сырой нефти воду. Система сли­ва грязи в нижней части аппарата позволяет вво­дить технологическую воду и перемешивать ско­пившиеся твердые материалы, сбрасываемые через коллектор выходящего потока воды. Сме­сительный клапан, расположенный перед электродегидратором, необходим для перемешивания свежей воды с поступающей сырой нефтью с целью обеспечения тщательной промывки нефти.

Как работает электродегидратор?Электродегитратор улучшает гравитационное осаждение водяных капель в результате увеличения скорос­ти седиментации по закону Стокса:

(1)

где: v - относительная скорость седиментации водяной капли в нефти, d- диаметр водяной кап­ли, p_w - плотность воды, р₀ - плотность нефти, ц - вязкость нефти.

Электродегидратор увеличивает диаметр во­дяной капли - доминирующий параметр закона Стокса.

В современном процессе обессоливания ис­пользуют две ступени - сначала дегидратор, за ним электродегидратор для эффективного уда­ления 99 % солей. Перед дегидратором сырую нефть нагревают для снижения ее вязкости, бла­годаря чему скорость седиментации водяных ка­пель в сырой нефти повышается. Нагретая нефть при температуре 100-400 "F (37,8-149 °С) посту­пает в дегидратор и распределяется под элект­рическим полем высокого напряжения. Более крупные капли воды будут осаждаться под дей­ствием силы тяжести; сырая нефть будет двигать-

ся вверх через электрическое поле, создаваемое электродами. Электрическое поле коалесцирует капли эмульгированной воды. Скоалесцирован-ные водяные капли будут оседать под действием силы тяжести на дно дегидратора. Осажденная на дно вода непрерывно выводится через кол­лектор выходящего потока воды.

Обезвоженная нефть поднимается вверх и вы­ходит из дегидратора через выпускной коллек­тор. Поток нефти, выходящий из дегидратора, смешивается с поступающей промывочной во­дой, которая должна быть чище (низкое содер­жание солей) соляного раствора в сырой нефти. Промывочная вода снижает концентрацию солей в соляном растворе, эмульгированном в нефти.

В этом процессе промывочная вода должна быть хорошо смешана с сырой нефтью. Введе­ние промывочной воды в электродегидратор вто­рой ступени не только разбавляет соляной ра­створ, но и усиливает гравитационное осажде­ние в результате увеличения силы электрическо­го притяжения между двумя каплями, согласно уравнению 2:

F = KE^/s⁴ для очень мелких частиц, где: F- сила притяжения между каплями, К - кон­станта для системы, Е - напряженность электри­ческого поля, d - диаметр капли, s - расстояние между каплями.

Введение промывочной воды увеличивает d (диаметр капель) и сокращает s (расстояние меж­ду каплями). Нефть, смешанная с разбавленным соляным раствором, поступает в электродегид­ратор и подвергается такому же процессу обез­воживания, как и в первой ступени.

Поток отработанной воды, выводимой со дна электродегидратора, обязательно должен прой­ти очистку для повторного использования на ус­тановке или перед сбросом с установки

ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

Нефть- это сложная смесь большого количества взаимно растворимых углеводородов, имеющих различные температуры начала кипения.

Первичная переработка начинаетсяс перегонки.С повышением температуры из нефти последовательно удаляются углеводороды, выкипающие в заданном интервале температур. Группа углеводородов выкипающая в определенном интервале температур называется фракцией, а сам процесс разделения на фракции – перегонкой нефти.

Простейшие процессы перегонки нефти: кубовой периодический и батарейный.

В 1745 г купец Федор Прядунов построил на реке Ухте первый НПЗ. Использовал по аналогии кубовую установку, ранее применявшуюся для добычи из древесной смолы, дегтя, скипидара, канифоли (смолокурение известно на Руси с 12 – 13 веков).

Нефтеперегонная установка состояла из железной емкости с медной крышкой. Выходящая труба проходила через бочку с водой. Пары нефти, охлаждались и конденсировались. Когда конденсат начинал темнеть, процесс прекращали, густой остаток (мазут) выбрасывали. Из 40 ведер нефти получали 16 ведер фотогена (аналог керосина), 12 ведер мазута и 4 ведра улетучивалось. Это кубовая установка периодического действия.

Температурные границы фракций определялись «на глазок». В дальнейшем применялись кубовые батареи, каждая из которых предназначалась для отдельной фракции.

Следующий этап – кубы установленные последовательно в батарею, каждый из которых производил отдельную фракцию. Далее процесс сделали непрерывным.

Впервые использовали принцип регенерации – отбираемое при конденсации тепло направлялось на предварительный нагрев исходного продукта (экономия тепла, повышение производительности установки). Относительно куба периодического действия, батарея для непрерывной перегонки с регенерацией увеличивала производительность в 27 раз !

В промышленных масштабах применяется процесс ректификации и ректификационная колона, которая позволяет проводить эту операцию постоянно, затрачивая гораздо меньше труда, оборудования и энергии в виде топлива и тепла.