Пром. процесс обезвоживания и обессоливания нефтей,
к-рый основан на применении методов не только хим., но
и электрической, тепловой и мех. обработок нефт. эмульсий,
направленных на разрушение сольватной оболочки и сни-
жение структурно-мех. прочности эмульсий, создание более
благоприятных условий для коалесценции и укрупнения
капель и ускорения процессов осаждения крупных глобул
воды, осуществляется на установках ЭЛОУ.
Электрообработка эмульсий заключается в пропуска-
нии нефти через электрическое поле, преим. переменное
пром. частоты и высокого напряжения (15…44 кВ). В рез-те
индукции электрического поля диспергированные капли
воды поляризуются, деформируются (вытягиваются) с раз-
рушением защитных пленок, и при частой смене полярности
электродов (50 раз в секунду) увеличивается вероятность их
столкновения и укрупнения, и в итоге возрастает скорость
осаждения глобул с обр-ем отдельной фазы. По мере увели-
чения глубины обезвоживания расстояния между оставши-
мися каплями увеличиваются и коалесценция замедляется.
Поэтому конечное содерж-е воды в нефти, обработанной
в электрическом поле переменного тока, колеблется от сле-
дов до 0,1 %. Коалесценцию оставшихся капель воды можно
усилить повышением напряженности электричес кого поля
до определенного предела. При дальнейшем повышении
напряженности поля ускоряются нежелательные процессы
77
электрического диспергирования капель и коалесценция
снова замедляется. Поэтому применительно к конкретному
типу эмульсий целесообразно подбирать оптимальные раз-
меры электродов и расстояния между ними. Кол-во остав-
шихся в нефтях солей зависит как от содерж-я остаточной
воды, так и от ее засоленности. Поэтому с целью достиже-
ния глубокого обессоливания осуществляют промывку солей
подачей в нефть оптимального кол-ва промывной (пресной)
воды. При чрезмерном увеличении кол-ва промывной воды
растут затраты на обессоливание нефти и кол-во образую-
щихся стоков. В этой связи, с целью экономии пресной воды,
на ЭЛОУ мн. НПЗ успешно применяют двухступенчатые
схемы с противоточной подачей промывной воды.
Тепловая обработка эмульсий заключается в подогреве
до оптимальной для данной нефти t (60…150 °С) в зависи-
мости от ее плотн., вязкостно-температурной характеристи-
ки, типa эмульсии и давл. в ЭДГ или отстойнике термохим.
обезвоживания. Повышение t до определенного предела
способствует интенсификации всех стадий процесса деэ-
мульгирования: во-первых, дестабилизации эмульсий в рез-
те повышения растворимости прир. эмульгаторов в нефти
и расплавления бронирующих кристаллов парафинов и ас-
фальтенов и, во-вторых, возрастанию скорос ти осаждения
капель воды в рез-те снижения вязкости и плотн. нефти, тем
самым уменьшению требуемого расхода деэ-ра.
Обычно как оптимальную в дегидраторах подбирают
такую t, при к-рой вязкость нефти составляет 2…4 сСт. Мн.
нефти достаточно хорошо обессоливаются при 70…90 °С.
При повышении t нагрева нефти приходится одновр. повы-
шать и давл., чтобы поддерживать жидкофазное состояние
системы и уменьшить потери нефти и пожароопасность. Од-
нако повышение давл. вызывает необходимость увеличения
толщины стенок аппаратов. Совр. модели ЭДГ рассчитаны
на давл. до 1,8 МПа.
На технико-экон. показатели ЭЛОУ влияют также интен-
сивность и продолжительность перемешивания эмульсион-
ной нефти с р-ром деэ-ров. Так, для деэ-ров с малой поверх-
ностной активностью, особенно когда они плохо растворимы
в нефти, требуется более интенсивное и продолжительное
78
перемешивание, но не настолько, чтобы образовалась вы-
сокодисперсная система, к-рая плохо осаждается. Обычно
перемешивание нефти с деэ-ром осуществляют в сырьевом
центробежном насосе. Однако лучше иметь такие спец. сме-
сительные устр-ва, как диафрагмы, клапаны, вращающиеся
роторы и т. д. Целесообразно также иметь на ЭЛОУ дозиро-
вочные насосы малой производительности.
Осн. аппаратом ЭЛОУ явл. ЭДГ, где, кроме электрообра-
ботки нефт. эмульсии, осуществляется и отстой (осаждение)
деэмульгированной нефти, т. е. он явл. одновр. отстойником.
Среди применяемых в промысловых и заводских ЭЛОУ разл.
конструкций (вертикальных, шаровых и горизонтальных)
более эффективными оказались горизонтальные ЭДГ. По ср.
с использовавшимися ранее вертикальными и шаровыми го-
ризонтальные ЭДГ обладают след. достоинствами:
— более благоприятными условиями для осаждения капель
воды, к-рые можно оценить удельной площадью горизон-
тального сечения (зеркала отстоя) и линейной скоростью
движения нефти;
— примерно в 3 раза большей удельной произв-тью при
прибл. в 1,5 раза меньшей удельной массе и стоимости
аппарата;
— простотой конструкции, меньшим кол-вом электрообо-
руд. при большей площади электродов, удобством мон-
тажа, обслуживания и ремонта;
— способностью работать при повышенных давл. и t.
ЭДГ представляет собой горизонтальный цилиндричес-
кий аппарат, внутри к-рого посередине горизонтально па-
раллельно друг другу на расстоянии 25…40 см установлены
3 пары электродов, между к-рыми поддерживается напря-
жение 32…33 кВ. Ввод сырья в ЭДГ и вывод из него осу-
ществляются через расположенные в нижней и верхней час-
тях аппарата трубчатые перфорированные распределители
(маточники), обеспечивающие равномерное распределение
восходящего потока нефти. В нижней части ЭДГ между рас-
пределителем и электродами поддерживается определенный
уровень воды, содерж. деэ-р, где происходит термохим. об-
работка эмульсии и отделение наиб. крупных капель воды.
В зоне между зеркалом воды и плоскостью нижнего электро-
79
да нефт. эмульсия подвергается воздействию слабого элект-
рического поля, а в зоне между электродами — воздействию
электрического поля высокого напряжения.
Технико-экон. показатели ЭЛОУ знач. улучшаются при
применении более высокопроизводительных ЭДГ за счет
уменьшения кол-ва теплообменников, сырьевых насосов,
резервуаров, приборов КИПиА и т. д. (эконом. эффект от
укруп нения) и при комбинировании с установками прямой
перегонки нефти за счет снижения кап. и энергозатрат, уве-
личения произв-ти труда и т. д. (эффект от комбинирования).
Так, ЭЛОУ с горизонтальными ЭДГ типа 2ЭГ-160, комб.
с уста новкой первичной перегонки нефти (АВТ), по ср. с от-
дельно стоящей ЭЛОУ с шаровыми, при одинаковой произв-
сти (6 млн т/г) имеет примерно в 1,5 раза меньшие кап. затра-
ты, экспл. расходы и себестоимость обессоливания.
В последние годы за рубежом и в нашей стране новые
АВТ или комб. установки (типа ЛК-6у) строятся только
с встроенными горизонтальными ЭДГ высокой единичной
мощн. В наст. время разработан и внедряется горизонталь-
ный ЭДГ объемом 200 м
3
типа 2ЭГ-200 произв-тью ≈ 560 м
3
/ч
( D = 3,4 м и L = 23,5 м) и разрабатывается перспективная его
модель с объемом 450 м
3
с улучшенной конструкцией элек-
тродов.
Принципиальная технол. схема установки (секции) элек-
трообессоливания нефти приведена на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Принципиальная схема ЭЛОУ (секции):
I — сырая нефть; II — деэ-р; III — содо-щелочной раствор; IV — свежая вода;
V — обессоленная нефть; VI — вода из ЭДГ 2-й ступени (ЭГ-2); VII — соленая
вода из ЭГ-1
80
Смесь сырой нефти, деэ-ра и содово-щелочного р-ра
(последний вводится для подавл. серов-дной коррозии) на-
гревается в ТО (в отдельно стоящем ЭЛОУ дополнительно
в пароподогревателе) до оптимальной температуры, смеши-
вается в инжекторном смесителе промывной водой из ЭДГ
второй ступени и подается в два после довательно работа-
ющих ЭДГ ЭГ-1 и ЭГ-2. На входе в ЭГ-2 в поток частично
обессоленной нефти подается свежая вода (речная, оборот-
ная или паровой конд-т) в кол-ве 5…10 % мас. на нефть.
После охлаждения в ТО обессоленная и обезвоженная
нефть отводится в резервуары подготовленной нефти, а на
секции ЭЛОУ комб. установок она без охлаждения подается
на установки первичной перегонки нефти.
|