Термохимичекое обезвоживание

На промыслах наиболее распространено разрушение эмульсий термохимическими способами. Широкое распространение они получили благодаря таким преимуществам, как возможность менять деэмульгатор без изменения оборудования и аппаратуры, предельная простота, нечувствительность режима к любым колебаниям содержания воды. Однако термохимический способ имеет и ряд существенных недостатков, к числу которых следует отнести большие затраты на деэмульгаторы, чрезмерно большие потери легких фракций нефти от испарения при отстаивании подогретой эмульсии в обычных негерметизированных резервуарах, повышенный расход тепла, обусловленный большими потерями его в окружающую среду и с отделившейся водой.

К термохимическим способам относятся установки, работающие под атмосферным и избыточным давлением.

Работающие под атмосферным давлением установки являются самыми распространенными в нефтяной промышленности.

Освобожденная от газа нефтяная эмульсия с промысла по сборным коллекторам поступает в приемные резервуары, откуда насосами подается через паровые подогреватели, а затем в отстойные резервуары (рис. 5.1). Перед поступлением на нагреватели в эмульсию вводится деэмульгатор, а иногда и рециркулируемая отстойная вода. Деэмульгатор подается дозированным насосом, допускающим регулирование и обеспечивающим равномерную подачу его в нефть. Дозирование и учет деэмульгатора осуществляется при помощи мерников, однако в последнее время мерники все чаще заменяются приборами автоматического регулирования расходов. Дозирование и смешение деэмульгатора с нефтяной эмульсией, от которых во многом зависит успех деэмульсии, необходимо регулировать, поскольку для каждой нефти в зависимости от характера образующейся эмульсии на смесителях нужно поддерживать определенный перепад давления.

Рис. 5.1. Принципиальная технологическая схема термохимической установки
(без давления):

1 – сырьевой резервуар; 2 – насос; 3 – паровой подогреватель;
4 – товарный резервуар

Для сокращения расходов топлива на подогрев нефтяных эмульсий, повышение температур ведения процессов обезвоживания и обессоливания и сокращение потерь легких фракций при отстое в резервуарах необходимо проводить указанные процессы под повышенным давлением.

При обезвоживании и обессоливании под давлением в герметизированных емкостях повышаются эксплуатационные качества этих установок.

Преимущества установок следующие.

1. Отстой подогретой нефтяной эмульсии в герметизированных емкостях под давлением до 10 кгс/см², а иногда и выше (в зависимости от характеристики нефтей), позволяет почти полностью ликвидировать потери легких фракций.

2. Повышение температуры обрабатываемых эмульсий до 150⁰С резко снижает их вязкость, что позволяет сократить время отстоя до 1 – 3 часов, уменьшить прочность защитных слоев глобул эмульгированной воды, способствуя этим проникновению к ним вводимых химических веществ (деэмульгаторов), а также снижая при этом расход последних.

3. Снижение расходуемого тепла на подогрев эмульсии за счет регенерации основной части тепла потоков нефти.

4. Повышение устойчивости и надежности ведения процессов, возможность широко регулировать режим при различной обводненностистойкости эмульсий. Следует отметить чрезвычайную простоту технологической схемы и аппаратурного оформления, удобства обслуживания с применением необходимых средств автоматизации.

Принципиальная схема технологической установки, работающей под давлением, представлена на рис. 5.2.

Рис.5.2. Принципиальная технологическая схема теплохимической установки
(под давлением):

1 – сырьевойрезервуар;2 – насос;3 – теплообменник;4 – пароподогрева-тель;

5 – отстойник; 6 – холодильник; 7 – товарный резервуар; I – сырая нефть; II – обезвоженная нефть; III – пластовая вода; IV – водяной пар

Нефть с промысла поступает в резервуар 1, откуда насосами 2 подается в группу теплообменников 3. Нефть может также поступать на прием сырьевых насосов. В теплообменниках за счет тепла отходящей товарной нефти вновь поступающая подогревается, охлаждая при этом первую до 45-40 °С. Подогретая до 35-65 °С нефть подается затем в паровые подогреватели 4, в которых температура повышается до необходимой по условиям технологического процесса (70-150 °С).

Перед подачей в теплообменники, как и на термохимических установках с отстоем при атмосферном давлении, в нефть вводится деэмульгатор, а иногда и рециркулирующая отстойная вода. Если установка работает в две ступени на режиме обессоливания, кроме деэмульгатора, перед отстоем в нефть вводится подогретая пресная вода, для чего на установке предусматривается специальный узел подогрева и подачи воды в цикл.

Нефть, подогретая до требуемой температуры и обработанная деэмульгатором, поступает в отстойные емкости 5 (горизонтальные, вертикальные или сферические), в которых в течение 1-3 часов от нее отделяется пластовая вода. Последняя отводится снизу отстойника. Обезвоженная нефть подается в сырьевую группу теплообменников, в которых, отдав свое тепло поступающей нефти, выдается на установки в емкости товарного парка. Если температура нефти выше нормы, тово избежание потерь легких фракций в товарных резервуарах после теплообменников она охлаждается в специальной группе водяных холодильников 6.

Термохимические процессы обессоливания как самостоятельные широкого распространения в практике добычи нефти и переработки не получили. Однако в сочетании с электрическим способом перед окончательным обессоливанием их осуществляют почти на всех заводских электрообессоливающих установках.