4.5. Оборудование для обезвоживания и обессоливания нефти
Основными технологическими аппаратами и оборудованием установок обезвоживания и обессоливания являются теплообменники, подогреватели, отстойники, электродегидраторы, резервуары, насосы, сепараторы-деэмульсаторы.
Обезвоживание и обессоливание нефти – взаимосвязанный процесс, так как основная масса солей находится в пластовой воде и удаление воды приводит к обессоливанию нефти.
Для обезвоживания и обессоливания нефти используют следующие методы: гравитационный, термический, химический, электрический и комбинированный.
Выбор метода зависит от состава, физико-химических свойств нефти, процентного содержания воды, прочности оболочек водно-нефтяной эмульсий, дебита скважин и т.д.
Гравитационное холодное отстаивание проводят:
- с периодическим режимом в резервуарах;
- в отстойниках непрерывного действия и трубных водоотделителях.
Холодное гравитационное отстаивание без подогрева водно-нефтяной эмульсий и без применения деэмульгаторов используется редко и только на первой ступени обезвоживания нефти.
На месторождениях с большим содержанием воды в нефти для предварительного сброса воды применяют трубные водоотделители (ТВО), представляющие собой наклонные трубы большого диаметра с комплексом технологических трубопроводов. Диаметр и длина ТВО определяется в зависимости от производительности и обводнённости нефти.
Рис. 4.13. Гравитационное холодное отстаивание с периодическим режимом
Рис. 4.14. Отстойники для гравитационного холодного отстаивания непрерывного действия
а – горизонтальный; б – вертикальный; в – наклонный; г – конический
Термическое обезвоживание нефти. При повышении температуры водно-нефтяной эмульсии до 50-100°С снижается прочность оболочки на поверхности частицы воды, что облегчает слияние глобул (капель) воды. При этом увеличивается скорость оседания частиц при отстаивании. Нагрев нефти осуществляется в теплообменниках или печах перед отстойниками или непосредственно в установках-деэмульсаторах.
Химическое обезвоживание нефти. Этот метод основан на разрушении эмульсий при помощи химических реагентов-деэмульсаторов, которые подаются в нефтесборный трубопровод, отстойник или в резервуар. В качестве деэмульсаторов используют поверхностные активные вещества (ПАВ) (дипроксамин, проксамин, дисолван, сепарол, полиакриламид и др.) в количестве от 5 до 60г на 1т нефти.
Деэмульгатор должен выполнять следующие требования:
- быть:
а) высокоактивным при малых удельных его расходах;
б) дешёвым и транспортабельным;
- хорошо растворяться в воде или нефти;
- не ухудшать качества нефти;
- не менять свойств при изменении температуры.
Эффект деэмульсации зависит от интенсивности перемешивания деэмульгатора с эмульсией и температуры смешивания.
Деэмульгатор подаётся с помощью дозировочного насоса.
Электрическое обезвоживание и обессоливание нефти. При прохождении эмульсии через электрическое поле капли воды и солей стремятся к электродам. Происходит разрушение адсорбированных оболочек капель, что облегчает их слияние при столкновениях и увеличивает скорость деэмульсации. Такие установки называют электродегидраторами. Работают они при частоте 50Гц и напряжении на электродах 10-45 кВ.
Комбинированные методы обезвоживания нефти. В сочетании с гравитационным отстаиванием применяют различные комбинации методов обезвоживания нефти, например: термическое и химическое, термическое и электрическое.
Отстойники. Предназначены для отстоя нефтяных эмульсий, разделения их на нефть и пластовую воду. В основном используются горизонтальные отстойники: ОГ-200; ОГ-200С; ОВД-200 и ОБН-3000/6 и др.
Условное обозначение: ОГ – отстойник горизонтальный; 200- объём в м3; ОВД – отстойник с вертикальным движением жидкости; ОБН – отстойник блочный нефтяной; 3000 – пропускная способность в м3/сут.; 6 – рабочее давление в кгс/см2.
В настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью предлагается большой ассортимент подобного оборудования с пропускной способностью до 1900м3/сут. И более для работы с любым составом продукции скважины по воде, газу, нефти и т.д.
Отстойники, применяемые на термохимических обезвоживающих установках, должны обеспечить на выходе из аппарата остаточное содержание воды в нефти не более 1%, и соответственно остаточное содержание солей и механических примесей в товарной нефти не должно превышать 100-1800 мг/л, или 0,05%. Требования к качеству платовых вод, дренируемых из аппаратов обезвоживания и обессоливания нефти, не предъявляются.
Рис. 4.15. Схема горизонтального отстойника
1 – сепарационный отсек; 2 – сборник нефти; 3 – отстойный отсек; 4 – регулятор уровня нефть-вода; 5 – козырьки; 6 – распределитель эмульсии; I – эмульсия; II – газ; III – нефть; IV – вода.
Иногда при обработке нефти на ступени обезвоживания необходимо отделить свободный газ, выделившийся при нагревании нефти и некотором снижении общего давления в системе. Для отделения газа из нагретой нефтяной эмульсии перед отстойниками устанавливают специальные сепараторы или же предусмотрен отбор газа непосредственно из отстойника.
Конструктивно горизонтальный отстойник (рис.4.15) представляет собой горизонтальную цилиндрическую ёмкость, в которой установлена перегородка, разделяющая на два отсека: сепарационный и отстойный, которые сообщаются с помощью двух коллекторов-распределителей, расположенных в нижней части корпуса. В верхней части сепарационного отсека установлены распределитель эмульсии со сливными полками и сепаратор газа.
В нижней части отстойного отсека расположены два трубчатых перфорированных коллектора. В верхней – четыре сборника нефти, соединённых со штуцерами вывода нефти из аппарата.
Отстойник оснащён приборами контроля за параметрами технологического процесса, регуляторами уровня раздела фаз, предохранительной и запорной арматурой.
Подогретая нефтяная эмульсия с введённым реагентом-деэмульгатором поступает в распределитель эмульсии сепарационного отсека и по сливным полкам корпуса стекает в нижнюю часть отсека. Газ, выделившийся из нефти в результате её нагрева и снижения давления, проходит через сепаратор и при помощи регулятора уровня нефть-газ отводится в газосборный трубопровод.
Нефтяная эмульсия из сепарационного отсека поступает в отстойный по двум перфорированным коллекторам. Поднимаясь в верхнюю часть отсека, происходит разделение нефти и пластовой воды. Обезвоженная нефть поступает в сборный коллектор и выводится из аппарата.
Отделившаяся от нефти вода через переливные устройства поступает в водосборную камеру и с помощью регулятора уровня пластовая вода-нефть сбрасывается в систему подготовки дренажных вод.
Рис. 4.16. Отстойник с вертикальным движением потока нефти
1 – распределитель эмульсии; 2 – отбойник; 3 – сборник нефти; 4 – сборник воды; I – эмульсия; II – нефть; III – вода.
Отстойник с вертикальным движением нефти (рис. 4.16) предназначен для разделения водно-нефтяных эмульсий при больших удельных нагрузках и необходимости получения нефти высокого качества, особенно при небольших разностях плотностей нефти и воды.
Главным элементом отстойника является низконапорное входное распределительное устройство, состоящее из двух поперечных коллекторов с 16 перфорированными трубами (по четыре в ряд) и отбойными устройствами под ними.
Отстойники с горизонтальным движением нефти (рис. 4.17) предназначен для разделения расслаивающихся потоков крупнодисперсных водно-нефтяных эмульсий в случае возможного выделения некоторого количества газа.
Рис. 4.17. Отстойник с горизонтальным движением нефти
I – эмульсия; II – нефть; III – вода.
Для термохимического обезвоживания нефти широко используют оборудование с подогревательными устройствами, установленными в корпус отстойника. Такое оборудование называют деэмульсаторами.
Вертикальные деэмульсаторы применяются при подготовке нефти на промыслах при обустройстве мелких месторождений и отдельных раздробленных участков. Они имеют преимущества, когда есть ограничения по площади при размещении оборудования (морские месторождения, болотистые районы, районы вечной мерзлоты и т.д.). Ряд зарубежных фирм выпускает большой ассортимент вертикальных деэмульсаторов, отличающихся компоновкой, размерами, числом и типов нагревателей.
Рис. 4.18. Деэмульсатор
1 – дымовая труба; 2 – змеевик для подогрева топливного газа; 3, 4 – газосепараторы; 5 – сборник нефти; 6 – козырьки; 7 – патрубок; 8 – распределитель эмульсии; 9 – теплообменный кожух; 10 – жаровая труба; 11 – фланец; 12 – горелочное устройство; I – эмульсия; II – газ; III – нефть; IV – вода.
Горизонтальные деэмульсаторы позволяют производить сепарацию эмульсии в отсеке нагрева с помощью теплообменного кожуха или гидроциклонного ввода. Деэмульсаторы выпускаются объёмом корпуса 50-160м3, производительность достигает 3000м3/сут. Распределение эмульсии в отсеке отстоя происходит с помощью сеток или коалесцирующих насадок.
В нашей стране выпускаются блочные автоматизированные деэмульсаторы: ДГ-1600, «Тайфун 1-400», УДО-3 и др.
На рис. 4.18 показана принципиальная схема деэмульсатора. С торцевой части нагревателя вмонтированы две U-образные жаровые трубы 10, которые помещены в специальный кожух-оболочку 9, выполняющий роль теплообменника. Водно-нефтяная эмульсия, предварительно нагретая в этом теплообменнике, поступает через нижние прорези в отсек нагрева, где омывая жаровую трубу, нагревается до заданной температуры. Нагретая обводнённая нефть через отверстие в перегородке переливается в зону отстоя и с помощью распределительного устройства 8 с козырьками 6направляется через слой отделившейся воды ко всему объёму отстойной зоны.
Обезвоженная нефть, поднимаясь, попадает в сборник чистой нефти 5 и оттуда по специальным вертикальным отводам через разгрузочный клапан выводится из аппарата. Газ, выделившийся в зоне нагрева, поступает в сепаратор 3 и затем через гидрозатвор попадает в отсек отстоя, где вместе с газом, дополнительно выделившимся из нефти, через сепаратор 4 отводится с установки через регулятор давления. Вода из аппарата выводится через патрубок 7, вмонтированный в нижней образующей аппарата.
Для электрического обезвоживания и обессоливания нефти используются электродегидраторы. (рис. 4.19).
Рис. 4.19. Схема электродегидратора
1 – распределитель эмульсии; 2 – электроды; 3 – сборник нефти; 4 – подвесной изолятор; 5 – высоковольтный трансформатор; 6 – реактивная катушка; I – ввод эмульсии; II – нефть; III – вода.
Электродегидратор представляет собой отстойник с вертикальным движением нефти с вводом двух горизонтальных электродов, на которое подаётся регулируемое напряжение до 44кВ. Пропускная способность электродегидратора по сырью составляет 12000м3/сут.
Распространение получили горизонтальные электродегидраторы с нижним вводом сырья. На нефтеперерабатывающих заводах, кроме этих основных аппаратов, используют и электродегидраторы, имеющие комбинированный ввод эмульсии, т.е в слой дренажной воды и в межэлектродную зону.
Yandex.RTB R-A-252273-3
- «Камский институт гуманитарных и инженерных технологий»
- Учебное пособие
- Содержание
- Введение
- Р ис.1. Газопровод-отвод Петропавловск-Камчатский
- Глава 1
- 1. Оборудование для очистки и подготовки газа к дальнему транспорту.
- 1.1. Очистка газа от механических примесей, воды, сероводорода и углекислоты.
- 1.2. Источники загрязнения магистральных газопроводов.
- 1.3. Очистка газа от механических примесей
- 1.4. Конструкции аппаратов по очистке газа
- 1.5. Эксплуатация и ремонт аппаратов по очистке газа.
- 2. Оборудование для осушки газа
- 2.1. Общие положения
- 2.2. Установки осушки газа и их эксплуатация
- 2.3. Очистка газа от сероводорода
- 2.4. Очистка газа от углекислого газа
- 2.5. Газогидраты, причины образование, меры борьбы
- 3. Оборудование компрессорных станций
- Р ис.3.1. Технологическая схема кс, оборудованная гмк
- Р ис. 3.6. Кс в блочном исполнении гпу-16
- 3.1. Эксплуатация оборудования кс.
- Р ис. 3.8. Аппараты воздушного охлаждения газа на кс
- 3.2. Применение авиационных двигателей в гпа
- 3.3. Разработка гпа нового поколения.
- Глава 2
- 4. Оборудование головных сооружений нефтепроводов.
- 4.1. Сбор и подготовка нефти на промысле.
- 4.2. Установки для подготовки нефти
- 4.3. Установка подготовки воды
- 4.4. Автоматизированные групповые замерные установки
- 4.5. Оборудование для обезвоживания и обессоливания нефти
- 4.6. Оборудование для очистки и подготовки сточных вод
- 4.7. Блочные автоматизированные установки подготовки нефти, газа и воды.
- Р ис. 4.32. Отстойник воды
- 5. Насосное оборудование
- 5.1. Центробежные насосы.
- 5.2. Насосы «Sulzer pumps»
- 5.3. Подпорные насосы нпс
- Основные технические характеристики насосов типа нмп, нДвН и нДсН
- 5.4. Виброизолирующие компенсирующие системы
- 6. Фильтры–грязеуловители
- Глава 3
- 7. Оборудование, применяемое на нефтегазопроводах
- 7.1. Трубопроводная арматура
- Значения условных проходов по гост 28338-89
- Р ис. 7.1. Условное обозначение запорной арматуры
- 7.1.1. Классификация арматуры
- 1. По области применения.
- 2. По функциональному назначению (виду).
- 3. По конструктивным типам.
- До 225°с и давлении до 1,6мПа
- 4. В зависимости от условного давления рабочей среды:
- 5. По температурному режиму:
- 6. По способу присоединения к трубопроводу.
- 7. По способу герметизации.
- 8. По способу управления.
- 7.2. Узлы запуска и приёма средств очистки и диагностики лч мт
- 7.3. Расходомеры
- 7.3.1. Классификация расходомеров
- Техническая характеристика расходомера рга -100(300)
- Техническая характеристика вихревого счётчика серии
- Техническая характеристика расходомеров рс – 2м и пирс – 2м
- Техническая характеристика ультразвукового расходомера ufm 3030
- Техническая характеристика расходомеров tzr g160 – g16000:
- 7.4. Оборудование для одоризации газа
- 7.5. Конденсатосборники
- Глава 4
- 8. Оборудование резервуарных парков
- 8.1. Плавающие покрытия
- 8.1.1. Классификация плавающих покрытий
- Наружные плавающие покрытия
- Масса плавающих крыш различной конструкции
- Внутренние плавающие покрытия
- 8.1.2. Конструкция уплотняющих затворов
- 8.1.3. Алюминиевый купол для резервуара
- 8.2. Лестницы
- 8.3. Замерные площадки
- 8.4. Люки и лазы
- 8.5. Водоспускные приспособления
- 8.6. Хлопушки
- 8.7. Дыхательная арматура
- Основные характеристики дыхательных клапанов типов ндкм и кпг
- Технические характеристики клапанов кдса
- Основные технические характеристики клапанов кдзт
- Основные технические характеристики клапанов смдк
- Основные технические характеристики клапанов типа кпс
- Техническая характеристика предохранительных клапанов типа кпг
- 8.8. Диски-отражатели
- Размеры диска-отражателя
- 8.9. Размывочные головки
- Основные технические характеристики устройств «Тайфун»
- Список литературы
- Содержание