Мұнайды сусыздандыруға арналған тұндырғыштар

Тұндырғыштар - оларға толықтай немесе бір бөлігі ғана бұзылған эмульсиялар түскен кезде мұнайдан суды бөлуге арналған. Тұндырғыштар қатты суланған мұнайды өндіру кезінде оның суын алдын-ала бөліп алу үшін немесе мұнай эмульсияларын блокты не тұрақты пештерде қыздырғаннан соң мұнайды толық сусыздандыру үшін қолданылады. Олар (тұндырғыштар) аппараттан шығар кездегі өнім құрамындағы су мен тұздың мөлшері тауарлық мұнайдың сапасына қойылатын стандарттарға сәйкес болуын қамтамасыз етуі керек.

Қазіргі кезде үздіксіз және жартылай үздіксіз жұмыс істейтін цилиндр пішінді саңылаусыз тұндырғыштар көп қолданылады. Тұндырғыштарда эмульсиялардың бөліну процесі статикалық немесе ламинарлық режим жағдайында жүреді (Re=1¸2).

Эмульсияларды тұндырғыштарға енгізу тәсілі бойынша, бұл аппараттарды ағыс қозғалысының бағыты тігінен немесе көлденеңінен жүретін тұндырғыштар деп бөлуге болады. Тұндырғыштарға эмульсиялар үш түрлі тәсілмен енгізіледі (6.4-сурет): тарату коллекторлары 2 арқылы үстінен- а немесе астынан- б немесе эллипс тәрізді жасалған түбі жағынан -в. Эмульсияларды енгізу тәсілі эмульсияның бұзылу дәрежесіне, тұндырғышқа келіп түскен мұнай мен судың тұтқырлығы мен тығыздығына және мұнайдың сулану дәрежесіне байланысты:

· салыстырмалы түрде тұтқырлық жоғары болса (10 мПа·с), онда төменгі тарату коллекторы арқылы немесе эллипстік түбі арқылы енгізіледі;

· ал, мұнайдың тұтқырлығы төмен болса (1-2 мПа·с) және сулану дәрежесі жоғары (>10%) болса, жоғарғы тарату коллекторы арқылы енгізіледі.

Эмульсияны аппаратқа жоғарыдан енгізгенде су тамшылары мұнайдың астына шөгеді, ал төменнен енгізгенде мұнай тамшылары су қабатынан көтеріледі.

6.4. Сурет. Тұндырғышқа эмульсияны беру мүмкіндігінің сұлбасы. 1-ағын жылдамдығын теңестіруге арналған решетка; 2- тарату коллекторы; 3-кедергі; 4-қалтқыма

Тұндырғыштарды есептеу. Су тамшыларының мұнайда шөгуі (с) немесе мұнай тамшыларының судан көтерілуі (м) жылдамдығын есептеу үшін келесі формуланы қолданады:

(6.8)

мұндағы ρ_т, ρ_д, кг/м³ және μ_т, μ_д Па·с – көтерілетін (немесе шөгетін) сұйық тамшыларының және осы тамшылар көтерілетін (шөгетін) дисперсті ортаның тығыздығы мен динамикалық тұтқырлығы; d– сұйықтық тамшыларының диаметрі, м; g – еркін түсу үдеуі, м/с².

Сұйықтық тамшыларының шөгу немесе көтерілу жылдамдығын есептеуде фазалар бөлінетін сұйықтық қабатының биіктігін h білу қажет, онда мұнайдың судан толық бөлінуіне қажетті уақытын τ табуға болады :

(6.9)

Тұндырғыштарды есептеу реті әртүрлі болуы мүмкін. Егер тұндырғыштардың өлшемдері D мен L, м; және тұну уақыты τ, сағат; белгілі болса, онда МДҚ-ның жалпы өнімділігі Q, м³/сағат белгілі болған кезде тұндырғыштардың санын анықтауға болады:

(6.10)

мұндағы Q₀ – бір тұндырғыштың көлемі, м³.

Тұндырғыштарды тізбектей жалғап, мұнай эмульсияларын эллипстік түп жақтан енгізу кезінде ағынның жылдамдығы:

(6.11)

Тұндырғыштарды параллель жалғағанда

(6.12)

Анықталған жылдамдықтар берілген мұнай үшін берілген жағдайдағы мүмкін етілген тұну жылдамдығынан көп болмауы керек:

немесе (6.13)

мұндағы L – бір сұйықтықтағы екінші сұйықтықтың көтерілуін (қалқып шығуын) (м) немесе тұнуын (с) қамтамасыз ететін тұндырғыштардың ұзындығы, м; h – дисперсті қабаттың биіктігі, м.

Егер мұнай эмульсиясы тұндырғышқа таратқыш коллекторы арқылы енгізілсе, онда тұндырғыштың өткізгіштік қабілетін есептеу келесі формуламен жүргізіледі:

(6.14)

мұндағы Q – тұндырғыш арқылы өтетін сұйықтық мөлшері, м³/тәул; F – көлденеңді (горизонталды) тұндырғыштың ұзындығы бойынша көлденең қимасының ауданы, м².

МДҚ-да тұндырғыштарды параллель жалғау олардың мұнаймен және сумен ретсіз жүктелуіне әкеліп соғады, нәтижесінде МДҚ-ның технологиялық жұмыс режимі бұзылып, олардың жұмысының тиімділігі азаяды.

Практикада шикізатты төменнен енгізуді және оның тұндырғышта тік бағытта қозғалуын қамтамасыз ететін тұндырғыштар кең таралған (ОГ-200, ОГ-200С, ОВД-200). 6.5-суретте ОГ-200С тұндырғышы көрсетілген, ол құрамындағы күкіртсутек және басқа да агрессивті компонентерінің мөлшері аз, жеңіл және орташа мұнайларды дайындауға арналған.

6.5. Сурет. ОГ-200С көлденең орналасқан тұндырғышы. 1-айыру бөлігі; 2-тұндыру бөлігі; 3-тесігі бар коллектор; 4-эмульсияны таратқыш; 5-мұнайды жинағыш; 6-«мұнай-су» деңгей реттегіші; I-эмульсияны енгізу; II-газды алу; III-таза мұнай; IV-суды шығару.

Бұл тұндырғышта мұнай эмульсиясын қыздыру кезінде және жүйедегі жалпы қысымның төмендеуі барысында бөлінген еркін газды аппараттан шығару қарастырылған. ОГ-200С тұндырғышы екі бөлікке (айыру және тұндыру) бөлінген цилиндрлі сыйымдылық болып табылады, бұл екі бөлік тұндырғыштың төменгі жағында орналасқан коллектор–таратқышы арқылы байланысқан. Айырғыш бөліктің жоғарғы жағында ағызу сөрелері бар эмульсияны таратқыш және газ айырғышы орналасқан.

Тұндыру бөлігінің төменгі жағында екі құбыршалы тесілген коллектор бекітілген, олардың үстінде бүйір қабырғаларында тесіктері бар қорап пішінді эмульсияны таратқыш орналасқан. Бөліктің жоғарғы жағында таза мұнайды аппараттан шығаруға арналған штуцермен өзара байланысқан төрт мұнай жинағыш орналасқан. Бөліктің алдыңғы (топсалы) жағында фазааралық деңгейді реттейтін құрылғысы бар су жинау камерасы орналасқан.

Реагент-деэмульгатор қосылған қыздырылған мұнай эмульсиясы айыру бөлігіндегі 1 эмульсияларды таратқышқа келеді де ағызу сөрелері және тұрықтың (корпустың) қабырғалары бойымен бөліктің төменгі бөлігіне ағып түседі. Мұнайды қыздырудың және қысымның төмендеуі әсерінен бөлінген газ айырғыш арқылы өтіп, газ жинау торабына жеткізіледі.

Мұнай эмульсиясы тесігі бар коллектор (маточник) 3 арқылы тұндыру бөлігіне 2 келіп түседі, одан әрі қорап тәріздес таратқыштардың тесіктері арқылы өтіп бөліктің жоғарғы жағына көтеріледі. Бұл кезде мұнайдың қабат суымен шайылуы және сусыздануы жүреді. Таза мұнай жинағыш коллекторға 5 түсіп, аппараттан шығарылады.

Мұнайдан бөлінген су құйылу құрылғысы арқылы су жинау камерасына түседі және “мұнай-су” деңгей реттегішінің 6 көмегімен ағын (ақаба) суларды дайындау жүйесіне ағып түседі.