Основные методы разрушения нефтяных эмульсий
Самостоятельная работа
12) Автоматизированная групповая замерная установка "Спутник-BMP", её назначение, преимущества, технологическая схема.
Автоматизированная групповая замерная установка "Спутник-BMP" предназначена для автоматического измерения и регистрации дебита нефти, газа и воды нефтяных скважин, автоматического вычисления суммарного суточного дебита нефти, газа и воды всех скважин, подключенных к установке, приема резиновых шаровых разделителей для очистки выкидных линий от парафина, раздельного сбора обводненной и необводненной нефти, автоматической блокировки коллекторов при аварийных ситуациях.
Отличительная особенность установки «Спутник-BMP» - отсутствие переключателя скважин и замерного сепаратора, так как дебит нефти, газа и воды каждой скважины измеряют индивидуальным вибрационным массовым расходомером. Конструктивно установка состоит из технологического блока и блока управления. В технологическом блоке установлены трубная обвязка с задвижками и обратными клапанами, вибрационные массовые расходомеры, трехходовые краны и отсекающие поршневые клапаны. В блоке управления размещены блок местной автоматики, силовой щит и электроуправляемая цифропечатающая машина.
Дебит скважин измеряют поочередным снятием показаний вибрационных массовых расходов в соответствии с программой, заложенной в блоке местной автоматики.
|
|
|
Установка "Спутник-BMP" позволяет измерять дебит нефти, газа и воды при следующих характеристиках: кинематическая вязкость нефти до 80*10-6 м2/с, содержание парафина до 7%, содержание серы до 3,5 %, отношение объемного расхода газа к объемному расходу жидкости до 25.
Установки с использованием вибрационно-массовых дешевле, так как в них отсутствуют два дорогостоящих узла: многоходовый переключатель скважин (ПСМ) и гидроциклонный сепаратор. Кроме того, такие установки обеспечивают более высокую точность измерения продукции скважин (погрешность не превышает 4%, в то время как в установках "Спутник-А" погрешность может доходить до 25 %, из-за плохой сепарации и высокой вязкости нефти) и просты в эксплуатации. 
Выбор оптимального числа ступеней сепарации
При сепарации газа от нефти на нефтяных месторождениях и газа от конденсата на газоконденсатных месторождениях возникает вопрос: что выгоднее для получения жидких углеводородов и нефти - многоступенчатая (5-7ступеней) или трехступенчатая сепарация? Для однозначного ответа на этот вопрос должна учитываться система сбора нефти и газа на площадях нефтяных месторождений или газа и конденсата на газоконденсатных месторождениях.
|
|
|
При многоступенчатой сепарации нефти, применяемой, как правило, при высоких давлениях (3,93-7,86 МПа) на устьях скважин, в результате незначительного понижения давления и температуры на каждой ступени происходит постепенное выделение газовой фазы (вначале легких фракций - метана, этана, затем частичное выделение тяжелых углеводородов - пропана, бутанов, пентанов) и в нефти остается большое количество невыделившихся тяжелых углеводородов.
Если при том же высоком начальном устьевом давлении применить трех- или двухступенчатую сепарацию, то в результате резкого снижения давления в сепараторах будет интенсивно выделяться газовая фаза, и вместе с легкими углеводородами в газовую фазу из нефти перейдет большое количество тяжелых углеводородов.
Таким образом, если сравнить многоступенчатую сепарацию с трехступенчатой по выходу нефти, то первая оказывается более эффективной, чем вторая. Однако, если многоступенчатая сепарация будет применяться в системах негерметизированного сбора и транспорта нефти, то все тяжелые углеводороды, оставшиеся в нефти, постепенно испаряются из нее, и эффект сепарации будет сведен к нулю.
Ввиду того, что при трехступенчатой сепарации в газовую фазу переходит большое количество тяжелых углеводородов, представляющих собой ценное сырье, рационально направлять их в этом случае на газофракционирующую установку (ТФУ) или на газоперерабатывающий завод (ГПЗ) для получения из этих газов жидких углеводородов и в частности, пропан-бутанов и газового бензина.
|
|
|
С точки зрения экономии металла, удобства обслуживания и наличия поблизости от месторождения ГПЗ целесообразно во всех случаях применять трехступенчатую сепарацию. Выделившейся на первой ступени сепарации газ под собственным давлением направляется на местные нужды: в котельные, для отопления жилых и производственных зданий и т.п. Газ же, получаемый на второй и третьей ступенях сепарации, будет жирным, т.е. содержащим большое количество тяжелых углеводородов, поэтому он вначале направляется на компрессорную станцию, а после сжатия в компрессорах - на ГФУ или ГПЗ.
Сказанное выше целиком относится и к газоконденсатным месторождениям. Состав фаз (газ, нефть), которые выделяются в сепараторе, можно регулировать изменением давления и температуры.
Основные методы разрушения нефтяных эмульсий
Нефтяные эмульсии и способы их разрушения
|
|
|
Эмульсии представляют собой дисперсные системы из двух жидкостей, не растворимых или малорастворимых друг в друге, одна из которых диспергирована в другой в виде мелких капелек (глобул). Нефтяные эмульсии бывают двух типов: «нефть в воде» (гидрофильная) и «вода в нефти» (гидрофобная). Цвет эмульсии — от желтого до темно-коричневого, консистенция — от сметано- до мазеподобной. Вязкость нефтяных эмульсий возрастает с увеличением содержания воды (до 60—80%), а затем падает.
Стойкость эмульсии зависит от наличия в ней эмульгаторов — веществ, растворимых в одной из жидкостей и образующих как бы пленку, обволакивающую капельки и препятствующую их слиянию. Эмульгаторы бывают гидрофильные и гидрофобные. К гидрофильным эмульгаторам, хорошо растворимым в воде и не растворимым в нефти, относятся натриевые соли нафтеновых кислот, сульфокислоты и др.; к гидрофобным эмульгаторам, хорошо растворимым в нефти и не растворимым в воде, — нафтенаты, тонкоизмельченные частицы глины, окислы металлов (особенно Са, Mg, Fe, A1), смолисто-асфальтеновые вещества и др. Наличие эмульгаторов способствует образованию эмульсии, отвечающей по типу названию эмульгатора. Другая причина стойкости эмульсии — накопление зарядов статического электричества на каплях воды и твердых частицах. Под влиянием этих зарядов происходит взаимное отталкивание частиц воды.
Тип эмульсии определяют двумя способами. Первый — растворение ее в воде и бензине. Гидрофильная эмульсия («нефть в воде») растворяется в воде и опускается на дно в бензине, обратное явление наблюдается для гидрофобной эмульсии («вода в нефти»). Второй способ основан на определении проводимости электрического тока: его проводят только гидрофильные эмульсии.
Перерабатывать нефть с эмульсией нельзя, поэтому ее предварительно разрушают — деэмульгируют. Деэмульгирование нефти нужно проводить возможно раньше (свежие эмульсии разрушаются легче) с использованием высокоэффективных деэмульгаторов. На НПЗ их расход в зависимости от подготовки нефти на промыслах составляет 20—50 г/т нефти (0,002—0,005%). Существуют различные способы удаления воды из нефти и разрушения эмульсий: механический, термический, химический, термохимический и электрический.
Механический способ разрушения эмульсий основан на применении отстаивания, центрифугирования и фильтрования. Процесс отстаивания в большинстве случаев является первой стадией разрушения эмульсий. Центрифугирование и фильтрование применяют в лабораторных условиях для определения содержания воды в нефти. В промышленности центрифугирование из-за малой производительности центрифуг и большого расхода электроэнергии не нашло применения. Практически не применяют и фильтрование, так как оно требует частой смены фильтров, что связано с большими трудовыми затратами.
Термический способ разрушения нефтяных эмульсий основан на применении тепла. При нагревании эмульсии пленка эмульгатора расширяется и разрушается, а капельки жидкости сливаются друг с другом. Внизу отстаивается вода, наверху — нефть. Обычно отстаивают и нагревают нефть в резервуарах-отстойниках при температуре до 70°С. Но встречаются эмульсии, которые не разрушаются даже при 120°С. В этом случае прибегают к другим методам разрушения эмульсии или проводят процесс при более высоких температурах и с большей герметизацией во избежание потерь легких фракций.
Химический способ разрушения эмульсий применяют сейчас все чаще. Используемые для этого вещества — деэмульгаторы вытесняют действующий эмульгатор, либо растворяют его, благодаря чему эмульсия разрушается. В последнее время наиболее широко применяют деэмульгаторы типа неионогенных поверхностно-активных веществ (на основе окисей этилена и пропилена), которые способствуют образованию 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 высококачественных деэмульгаторов. Более совершенный термохимический способ — обезвоживание нефти в герметизированной аппаратуре, где в присутствии деэмульгатора под давлением до 0,9 МПа (9 кгс/см2) нефть, предварительно нагретая в теплообменниках или печах до 150—155°С, отстаивается от воды. Этот способ применяют при разрушении стойких эмульсий тяжелых нефтей.
Электрический способ нашел применение на промыслах и особенно на нефтеперерабатывающих заводах. Сущность его заключается в том, что под действием на эмульсию электрического поля, созданного высоким напряжением переменного тока, пленка разрывается и эмульсия разрушается.
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 96; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!