Файл: Суханов, В. П. Переработка нефти учебник.pdf

в другой в виде мельчайших капелек (во взвешенном состоянии). Нефтяные эмульсии бывают двух типов: «нефть в воде» (гидрофиль­ ная эмульсия) и «вода в нефти» (гидрофобная эмульсия). Цвет эмульсии — от желтого до темно-коричневого, консистенция — от сметанообразной до мазеподобной. Чем больше воды в эмульсии, тем меньше ее подвижность.

Стойкость эмульсии зависит от наличия в ней эмульгатора — ве­ щества, растворимого в одной из жидкостей, которое образует как бы пленку, обволакивающую капельки распыленного вещества и препятствующую их слиянию. Эмульгаторы бывают гидрофильные и гидрофобные. К гидрофильным эмульгаторам, хорошо раствори­ мым в воде и не растворимым в нефти, относятся натриевые соли нафтеновых кислот, сульфокислоты и др. К гидрофобным эмульга­ торам, хорошо растворимым в нефти и не растворимым в воде, от­ носятся нафтенаты, а также тонкоизмельченные частицы глины, окислов металлов и особенно Са, Mg, Fe, А1, асфальтовые и смо­ листые вещества и др. Наличие тех или иных эмульгаторов способ­ ствует образованию эмульсии, отвечающей по типу названию эмуль­ гатора.

Другая причина устойчивости эмульсии — накопление зарядов статического электричества на каплях воды и твердых взвесей. Под влиянием зарядов статического электричества происходит взаимное отталкивание, препятствующее слиянию частиц воды.

Для определения типа эмульсии существует два способа. Пер­ вый— растворение ее в воде и в бензине. Гидрофильная эмульсия («нефть в воде») растворяется в воде и опускается на дно в бензи­ не, обратное явление наблюдается у гидрофобной эмульсии («вода в нефти»).

Второй способ основан на определении проводимости электриче­ ского тока. Электрический ток будет проводить только гидрофиль­

новные способы: механический, термический, химический, термохи­ мический и электрический.

Механический способ разрушения эмульсий основан на приме­ нении отстоя, центрифугирования и фильтрации. Процесс отстаива­ ния общепринят, но он дает результат только при наличии нестой­ ких эмульсий. В большинстве случаев он является первой стадией для одного из основных методов разрушения эмульсий. Центрифу­ гирование и фильтрацию применяют в лабораторных условиях для определения содержания воды в нефти и ловушечном продукте. В промышленности центрифугирование из-за малой производитель­ ности центрифуг и большого расхода электроэнергии не нашло при­ менения. Практически не применяют и фильтрацию, так как она требует частой смены загрузки фильтров, что связано с большими трудовыми затратами.

Термический способ разрушения нефтяных эмульсий основан на применении тепла. При нагревании эмульсии пленка эмульгатора

расширяется и лопается, а капельки жидкости сливаются друг с другом. Внизу отстаивается вода, наверху нефть. Обычно отстаива­ ют и нагревают нефть в резервуарах-отстойниках при температуре до 60° С. Но встречаются эмульсин, которые не разрушаются даже при нагревании до 120° С. В этом случае прибегают к другим мето­ дам разрушения эмульсии или проводят процесс с большей гермети­ зацией во избежание потерь легких фракций.

Химический способ разрушения эмульсий применяют сейчас все чаще. Используемые для этого вещества — деэмульгаторы дают эф­

зованию эмульсий, противоположных по типу разрушаемым. При соприкосновении таких эмульсий их эмульгирующая способность парализуется, и эмульсия расслаивается.

Термохимический способ заключается во введении в подогретую нефть деэмульгатора. Он эффективен при использовании высокока­

150—155° С, отстаивается от воды. Этот способ применяют при раз­ рушении стойких эмульсий тяжелых нефтей.

Электрический способ нашел применение на промыслах и осо­ бенно на нефтеперерабатывающих заводах. Сущность его заклю­ чается в том, что под действием на эмульсию электрического поля, созданного высоким напряжением переменного тока, пленка разры­ вается и эмульсия .разрушается.

При электрическом способе разрушения эмульсии основное зна­ чение имеют аппараты, в которых происходит обезвоживание и обес­ соливание нефти. Обычно этот аппарат называют электродегидрато­ ром. На рис. 30 показано устройство одного из таких аппаратов. По­ догретая нефть поступает по трубе 1 к распределителю 3, помещен­ ному между электродами 2. ^Электроды подвешены на гирляндах 4 из подвесных изоляторов и присоединены через два проходных изо­ лятора 6 к трансформатору (каждый электрод к своему трансфор­ матору), имеющему на высокой стороне напряжение 15 тыс. В. Эмульсия разбрызгивается между электродами круговым горизон­ тальным потоком. Под воздействием тока высокого напряжения эмульсия разрушается. Вода собирается в нижней части аппарата и выходит по трубе 12 (постоянный уровень поддерживается регу­ лятором). Чистая нефть отстаивается в верхней части аппарата и отводится при помощи автоматического регулятора-поплавка, ко-- торый соединен с электрическим выключателем, поэтому при пони­ жении уровня жидкости подача тока прекращается. Для сброса из­ быточного давления в верхней части аппарата установлен предохра­ нительный клапан.

52

литель; 4 — гирлянды; 5 — трансформатор; 6 — изолятор; 7 — предо­ хранительный клапан; 8 — труба для выхода очищенной нефти; 9 — выключатель; /0 —корпус аппарата; // — регулятор уровня; /2 —тру­ ба для воды; 13 — щиток

Конструкция электродегидраторов неоднократно менялась. На рис. 31 показан один из типов шарового электродегидратора емко­ стью 600 м3. Он может пропускать до 6500 м3 нефти в сутки. Однако для установки большой производительности шаровые злектродегид-

53

раторы оказались нерациональными, так как увеличение диаметра их шаров для повышения производительности установок приводит к нерациональному использованию объемов аппаратов, располо­ женных выше и ниже межэлектродных зон. Поэтому дегидраторы

Рис. 31. Шаровой электродегидратор:

стали конструировать в виде горизонтальных цилиндрических сосу­ дов с торцевыми полусферическими поверхностями.

В горизонтальных электродегидраторах при сравнительно не­ большом диаметре цилиндрической части (2,5—3,5 м) можно путем увеличения длины аппаратов (до 2 0 м) увеличивать плоскость го-

54

ризонтального сечения, в котором расположены электроды, и тем самым увеличивать производительность аппаратов. Такие электро­ дегидраторы работают при температуре ПО—150°С и давлении

10—24 кгс/см2.

В последние годы в целях экономии тепла и энергии на перекач­ ку нефти, а'Также уменьшения капитальных вложений внутри аппа­ рата устанавливают глухую вертикальную перегородку, разделяю­

городок. Образующиеся при этом секции электродегидратора с самостоятельными электродами

сообщаются между собой через проемы в перегородках, находящие­ ся на уровне межэлектродных промежутков. Схематически конст­ рукция такого электродегидратора показана на рис. 32.

Несмотря на свою сложность, электрический способ разрушения эмульсии наиболее выгоден, так как малые эксплуатационные рас­ ходы быстро окупают стоимость оборудования. Кроме того, благо­ даря использованию герметизированной аппаратуры практически отсутствуют потери легких углеводородов.

На новых установках в Советском Союзе уже применяются гори­ зонтальные электродегидраторы. Так, на комбинированных установ­ ках ЭЛОУ-АТ-б и ЭЛОУ-АВТ-6 (см. стр. 61) имеется шесть гори­ зонтальных электродегидраторов конструкции Гипронефтемаша ти­ па 1ЭГ-160 (три для первой ступени и три для второй). Конструктив,- ные данные аппаратов следующие: диаметр 3400 мм, длина 18 640, толщина стенки 8 мм, масса 39 500 кг. Внутри аппаратов смонтиро­ ваны электроды, подвесные проходные изоляторы, обслуживающие металлоконструкции и пр.; на аппаратах установлены трансформа­ торы высокого напряжения. Электродегидраторы работают при дав­ лении 10—11 кгс/см2 и температуре 110° С на обеих ступенях.

В настоящее время применяют эффективные деэмульгаторы ОП-Ю, ОЖК, Проксанол-305, Дисольван-4411 и др.

Подготовка нефти на промыслах и нефтеперерабатывающих заводах

Добываемая на промыслах нефть обычно смешана со значи­ тельным количеством соленой воды и грязи. На некоторых место­ рождениях (особенно в первоначальный период их эксплуатации) нефть содержит от 2 до 2 0 % соленой воды, на' других более 60%

55