Разделение водонефтяных эмульсий

Российский государственный университет нефти и.газа имени И.М. Губкина

А.А. Гуреев, А.Ю. Абызгильдин, В.М. Капустин, В.В. Заu;епин

РАЗДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ Учебное nособ~

Под редакциеii "fЮФ«сора А6ы3гиRьдина Ю.М.

МОСКВА2002

удк 665.622.4 ББК35.514

РекомендОIЮНо Ученым С011етом РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина

в качестве учебного пособия Рецензенты:

доктор технических наук, профессор П.Л. Ольков дохтор химических наук, nрофессор А.М. Сыркип

Гуреев А.А., АбызГИJiьдин А.Ю., Капустин В.М., Зацеnин ВЯ. Разделение водоиефnlных эмульсий: Учебное пособие. - М.: ГУП Иэд-во ,: зкvСТJt неmтеnроду11.tа н малых раз~о>~еров каnель воды их осаж,1ею:~ происхuдю в лредс .ot - эффектиана.а вязкость среды.

Эффективная мзхость в формуле

(2)

отличаете• от uэхос:тн среды.

(нефтепролухта) из-эа тоrо, что движение капли относнтет.ио нефтеnро,аукта выэwвает WtpJCyJIJIЦИIO воды в

· conpo11I8JICИИJI

k811Jle и это приводит 1t векоторому уменwuеИИJО .

среды по сравнеиюо с движением твердой с;феричес!соА частицы.

Тогда

2р+3р,

P·~r~ • /J 3(р + /J')

(3)

rмtt • (1+1О}Jо4Па- вокосn. нефтеоро.Qnа; р.• tcrJ Па- 8113К0СТ1> 80AW· Прмрми•М!I (1) и (2). noay"UUJJII ........IIe ..... С1К1р0С111 ~

6

(4) При p,=lOOOкrlti и

p.....,.=sso

кr/м3 П0J1}'ЧИЫ скорость седиментации

равкоА Vc=(l+lO)S·l04a2• Тахим образом, скорость осажденИII халель в нефтеnродухтах растет nроnорционапьно квадрату радиуса капель.

§ 1.4. Движение зараженных каоель воды в элеК'rрнческом Скорость .цвиженИII

апель

в

эпехтрическом

nоле

в

поле

нефтепродукте

onpeдenAeтc:JI из равенства сипы, действуюЩей а эпсrrрическом поле на каnлю, и силw сопротивленИII средw движению хаnлн.

Доnустим, что в нефтепродукте прнсутс:твуют ионы одноrо энаха. Тогда в

электрическом поле UПJЦ приобретает нанбопЬШIII воэМожиый эарц равныii

(S) Соответствеико, сипа, действ:Ующаа на хапто а элехiричес~:ом nоле, будет равна

(6) Прираанивu

(5)

caure сопротнвлеиИII

среды по

(2)

получим формулу для

сmрости движеиu апет. в ЭJlехтричесхом поле:

(7) Со110СТ8DНN скорость движеиu DtJeJIЬ под деАствиеы элехтричесхого поnя и в резуm.тате седимеитации. Оrноwение эиачениА скорости по

(7)

и

(3)

эаписываетс• в виде:

-= В Тllба.

(8)

1. J ~ 311&чеи118 скорости седиментации V., времени

aruw. на~ lм t.. (L•tм) и oтиoWCIOOI VrfVc no (1) AJI.I ~ JC1101111i: Б-3 кВ1см. A.•lSO .п.; , в эавiiСИМОСТН от раэмера

OCUCAeiiИJI IC8ACIII..

7 Таблица а(мкм)

5

Vr;,(мlc)

t.m(L=lм), (час)

1 25·10"' 220

VF.Nc

1100

Из табл.

1.1

существенно

следует, что

nревышает

100

10 но"'

500 1 25-10"1

...

но

o,ss ss

ss sso

1.1

1000 5·10"2

0,022

s s-to·э

ll

5.5

apeWI отстоя дnJI частиц радиусом менее 100 мкм 1 час, которое пpeдC'tUJU(etca nредельно

целесообразным. Для частиц менее

100

MJCN движение в электрическом nоле

может рассм81ри88ТЬСJ1 как более nредnоЧ"ПtТеJJьный механизм удапенИJI капель

влаги

из

объема нефтеnродукта.

Даже дnа круnных Jtanenь даижени~ в

электрическом nоле остается достаточно эффективным.

§ 1.5. Процессы укруnнениа каnель воды Процессы укрупненИJI 1t811enЬ воды в нефтепродупе играют очень 113Жную роль, так как приводn- х существенному возрастанию скорости седиментации.

Процесс CJIИJIHHЯ капель воды, ми КО8Jiесцеиция, может nроисходить в результате

соударенИJI

взаимодействии

частиц

разного

помризоваиных

чвстнц

размера

в

nри

седиментацнн,

электрическом

nоле

или

при

при

соударении частиц, участвующих в турбупизированиом движении среды.

Число

соударениА

nри

седиментации

растет

nри

увеличении

относительной скорости сближенИJI частиц. Как следует из (4)

где а. и а1- с00ТIIе'J'С1'Венио, радиусы взаимодеlk:твующих частиц.

Таким

образом,

.асно,

чtО

эффеJСТИвность

к08Jiесценции

растет

с

увеличением радиуса Ч8СТНЦ nри одновременном увеличении p83JUC"'П в их

размере. На nроцесс c:JIIWJU JtaneJIЬ 80»1 nри СТОJiкиовеини сжазывает впняние сnой нефтепрсщукта. которwА 11peiU1'CТ8yn mx.ay cniШUUO. Разрушение rонкоrо ело. вефtепродупа на nоверхности каnпи oбeci1C'UIIIIIe'FCa В«ЦЦСЙСТ8ИеN XИNIIЧeCICJIX llеЩест& • деэмупьrатороа. Деitс:твне де3Мульrвтора привоАИТ к сн111КеИК10

cu nоеерхностоноrо tum~J~teниa

н, таким

образом. o6Aerчwr ИХ QIWIИC. OcиoiiiiWМ ~ nроцееса YМIICИИJI впаrи за счет СQ1111СНТ8ЦИН

·~: 1. icw.waa.IIЬI'Iell~·npcщecca~м; 2. НеобходнМОСТiо содерании бuыь"х о6ммов отстоiНИJСаХ.

нефти в сnециат.ных

8 Пленка на nоверхности каnель активно· разрушается

npu взаимодействии

каnель в электрическом nоле. Процесс слиянии каnель nрои~ходит следующим образом.

Рис.

1.1. Поnяр.иззция

взаимодействующих каnель в электрическ ....., nоле

Каnли,

nоnадая

в электрическое

поле,

nриближаете• к эллиnсоидальной (рис.

1.1).

поnяризу,отся,

и

их

форма

Соударенн~ и с.1аяпие капслh

происходит за счет кулоновского взаимодействия nротивсf!оложных

no

з::::ку

nол11ризационных зарядов частиц. оказавшихса вблизи друr от друга. ИJ 1

электростатики известно, что заряд ПОJU!ризации q. = Еа • Следоsателыfо, сила взаимодействия, оnределяющая сближение и СЛWiние кaner...

Таким образом. эффеnивность коаnесценции каnель в :лектрическом

поле существенНо растет с увеличением размера частиц и наnряженности nол.. Однако деформация капель а элехтрическом поле может приаести к nроцессу обратному происходит,

no

отношенmо к коалесцеиции

когда действие пол. .на

-

разрыву капель. Зто

полиризационные зар11ды превышает

действие сил nоверхностного наnженWI, препитствующих разрыву капель.

Таким образом, если F... =а2 Е2 и F-=oa. где; о- коэффициент

поверхностного натиже1018 на границе раздела сред вода - нефть (01'i. Нодо-нефтяна5! эмульсия rю.:туnает заttм в эле1.-гродеrидратор- аnпарат

no

обезвоживанию нефт~-t. В :'том ann~paтe r:ронсходит ! 0,1% расетоивне между каnмми сравнимы с (а". 1+100 мкм), а nри содержании воды W < 0,05% расстояние

При содержании воды

i

их размерами

i

между каnлями велико и велико удельное соnротивление эмульсии. Под

, глубоким обезвоживанием nонимается изменение концентрации воды от · начального значения с w_ С!: 0,1 % до хоцечноrо с Wводы SO,OS %. Это соответствует ВОЗМОЖНОЙ концентрации эмульгированной ВОДЫ В СЫроЙ нефти. Поэтому приемлем только способ_коалесценции в электрическом nоле.

t;a

tl Рис.

ts

t

1.5. Ступенчатое nитание установки обезвоживания нефrи

+

Рис.

I·

1.6. Механизм слияИИJI разноименно заросеиных капель

16 Как было. ПОJсазано ранее, чем выше наnраженность электрическоrо ЛOJJA,

тем эффеiСТtlвнее процесс коалесценцнн. Однако дm1 очень круnных каnель

1

сильных полu пояВЛflется обратны!\ эффект, при котором каПJIЯ nоЛJiризуетс~;

растягивается вдоль линий поЛJI и раэрываетса. ЗависимОсть критичесхо• напр11женности пола, при которой возможен процесс ее разрыва, от разм~

каnли была представлена выше. Для укрупнениа капель выше крнтическоr1 размера

прк

р~tбочеА

напряженности

стуnенчатое питание установки (рис. На интервале времени от

to

пол11

nрименяется

до t 1 nромсходит ухрупненне каnель до Э..••

затем напросеииость пола снижаетсs и на интервале времени от

еше у~>.-рупиястся до

сnециальноf

1.5). t 1 до t2

ICaПJJI

.

1tpt и так даnее, пока не будет достиnf)'Т размер капель,

необходимый дm1 быстрой седимектации.

В деliствительиости, дополнительно к олисаниому

"" ·-:анизму

работает

еше механизм слияния разноименно зарасенных каоель ПJ:'I их данженин в

промежутке (рис.

1.6.). Капли, достиrц nоверхности электрс,.::., зарt~Ж&ЮТСЯ no

индукционному механизму и, отрыаuсь от поверхности электрода, двиnuотсr.

вглубь ПР9межуnса. Если рвсстоянu между электродами !:~бопьшие, то КIIЛЛИ не успевают nолностыо nотерiТЬ своА звряд зв счет утечхи. Слияние разноименно звряженных час11щ nроисходит в случае их столюё'1:зения.

§ 1.11. Сверхrлубокое обезвоживание

Под сверхrлубохим обезвоживанием nонимаеТси из~;?ИI'Н'i" конце1rrрации воды от начального значения с

W :S O,OS %

до конс.:чн, ':> с

соотвеrсrвует вoэмoJICIIoli коицентрации эмульгнроваинсr

W

воды

= О.

Это

в светлых

нефтеnродуктах (бе113ИИ, кероски, трансформаrориое масло).

Используемое тра,цициокио механическое oбeuoJICIIвaккe с nомощью фильтров имеет цеJJЫЙ ряд недостатков:

1) необходима реrуЛ11рН811 pereнep8IUUI И11Н 11Ср110д11'1еС1 замена фИJii.тров; 2) прохода через фИJIЬтр, 1'011J11180 AODOЛIIИТellbliO ~ Приициnиаm.нu схема устаиовхи дm1 сверхr.nубокого обеэ80JКИ11811Иt светлых нефтепродуктов nредС'18811ека на рис.

1.7.

Рис. 1.7. ПринЦИП~UU~W~U схема ус1'811081СН AU ~ oCie-J8oaмвaиJU иефтепродуnоа: 1 ·1ICipiiC'I'WI дiDIIek'rpiiiC; 2 • ообо,11Н00

llpOC"IpiiiCnO

17 Рабочее

nространство

aпnapan

частично

заполнено

пористым

диэлектриком, 1соторый имеет сильно развитую поверхность и nреJUТСТвует

интенсивному nеремешиванию эмульсии в nроцессе работы. Нефтеnродукт nocтynae1 в свободное nространство аnпарата через тоюсую входную щель, где

nроисходит контапная зарядка капель воды. Тахим образом, эмульсия nостуnает в камеру аnпарата уже заряженной. В саободиом объеме камеры nроисходит интенсивное персмешивание эмульсин за счет возникающих nод

действием электрического nоля элеастрогидродинамических nаrоков.

Заряженные капельки воды, двиrаясь по силовым линнам nоля, nоnадают

на nоверхность диэлектрика и nриnипают к ней. Новые каnли, nришедшие с потоком, сливаютех с первыми. На nоверхности диэлектрика идет nроцесс укруnнения nрилипших капель.

Как только каnлв вырастает до круnных

размеров, она отрывается и стекает в нижнюю часть камеры.

Основными достоинствами этой технологии sвляютса:

1. Отсутствие динамического соnротиалениа потоку нефтеnродуктов в свободном пространстве камеры; Простота

2.

управленка

технологическиы

nроцессом,

так

как

интенсивность процесса зависит от значениа nриnожениого напрsжениа и от

ВJIЗКОСТИ нефтеnродукта.

В настоящее времs созданы установКи дru1 обезвоживаниа керосина nри заnравке самолетов с производительностью до

2 т/мин.

§ 1.12. Обеэвожива•аие высокообводненных иефтеil н аuомальностоiкихэмульсиА

Есть нефР!ные эмульсии, в которых содержание воды сОСТВВJlJiет до 60 %. Такие эмульсии npeдНого устройства может быть определена путем

кзмерениs JСОЛичесnа пластовой воды, не смешавшеАса с nромывочной водоi. Этоii аеличине nропорционально количество солей в этой воде. До и nосле смесителя отбираются три равные nробы нефrи: одна до смесителs и две после смесителя.

Пробы .Н'!! 1 и 2 (цо и nосле смесителя) сразу же обезвоживаютсs путем длительного отстоs, проба .Н'!! 3 перед отстоем дополикrепьно тщательно леремешивается с '1'а1С11М расчетом, чтобы лолучить заведомо одt~ородную no

· В дренажных водах проб 1, 2 и 3 определяется количество солей S,, Sz и SJ

составу водную фазу. по зависимости

rде С;- содержакие солей в дренажной воде; 8 1 - расход промывной воды; В" - исходнь обводиениость нефти; 8; - остаточное количество воды в nробе после отстоя.

ОпределsетсА эффективность смесительного устройства 3

S2-S1

8=---Sэ-SI

При отсуrствии смешениА 6 =О, nри nолном смешении Ь = 1.

При сравнении эффективности двух последовательно расnоложеннЫХ

смесительных устроАств в качестве nробы .Н'!! 3 можно исnользова1'Ь nробУ nосле вroporo смесителя без доnолнительного ero перемешиваниs.

39 Глава

§ 4.1. Аnnараты

дпя

электрических

4.

ЭЛЕКТРОДЕГИДРАТОРЫ

Общ11е с:ведениs об электродеmдраторах

разделения

полей

водоиефnиых

называются

эмульсий

с

приыенением

элехтродеrидраторами.

По

типу

используемого напряжения их делят на электродеrидраторы, работающие на напряжении nромышлеиной частоты и электростатические деrидраторы (или

разделители), работающие на nостоянном электрическом токе. В начале 50-х годов делались попытки создать высокочастотные электродеrидраторы, однако nрактического применекия они не нашли.

Электродегидратор отличается от термохимического отсто.iiника наличием в зоне отстоя электродов, между которыми создается электрическое nоле.

Электродегидраторы создавались на основе отстойников всех тиnов: вертикальных, шаровых и горизонтальных. Во всех промышлениых образцах электродегидраторов распределительные устройства расnолаrвются так, чтобы

обеспечить вертикально восходящий nоток жидкости. Электроды, имеющие решетчатую конструкцию, через которую может свободно nротекать жидкость,

обычно расnолагаются nоперек потока. Крепят электроды на подвесных изоляторах; электричество к ним подводится через проходные изоляторы

электроду

-

-

бушинrи, причем к ~ому

от отдельного повышающего трансформатора. Один конец

высоковольтной обмотки подключаете• х электроду, а другой

-

заэемлаетс11.

Трансформаторы nодсоедннаютса «встречно», т. е. в хаждыА момент времени

напражение на высоковольтной стороне сдвинуто относительно друг дру.rа на

180°; Такое ВJСЛЮчение поэволает создать разиосn. иаnражений между электродами,

численно

равную

сумме

иаnраiкени.li

nитающих

трансформаторов, без увеличения напряжения на nроходных нэопяторах. Это важный фактор, тах как nроходные изотrторы JIIIJIJIIOТCJI слабым конструктивным . звеном и мoryr выходить из строя в результате электрического nробоя. Чтобы nробоА одного 11Э0J111Т0Р8. не nри80ДИJI к отключению электрическоrо пола во всем аппарате. а 1'8ХЖС ДПJ1 обесnечения nодвода· большей мощности, электроды иногда делают ССIСЦИОННрованными, и каждаи секциа nоДJСЛючаетса к своему трансформатору.

Дп11 предотвращениа аварийных ситуаций при . JСОрОТКИХ эамыкани11х в высоковопь.тноА цеnи дегидратора повышающие трансформаторы плючаtот

nоследовательно

с

ограиичiiТСJ!JfМи

УПотреб.цiОТ хатушки реахтивиоА

тока,

в

качестве

которых

обычно

WOЩIIOCТII, часто IIIIЭW..,...we просто

реакторами (рис. 4.1 ). УllеJIНчеиие CIWol тоа в первичиоl цепи nриводит к

803растанию сопРотиапеииа реактора и it )'8С.1111'1еИИ1 на нем JlaACИU

наnражения. что а свою очередь oбyCJI08AII88e'f уменьшение 118f1P"RИНJI U, на обмОТJtе noaыwaaoщero трансформаtора и уменwuеиие силw тоа •

·nервичноR

nервнчноА цепи.

На соаремениьах ~ llpiii&CН8101' QО8Ы&11810ЩНе ТJ18Нсформаторw NOIIUtOCrWo llf!CYO•WCP д.есапов IQUI08I1Тr • с .....,..... на

40 выходе

в

режиме

холостого

хода

неск:оnысо

десятков

к:нловот.т. В

отечественной nромыwпенности наиболее распространены трансформатор~~ мощностью 30-50 кВт и ВЫXO.IUIWМ каnраекием

1-

2G-40 к_В.

Рис. 4.1. Приициnиаш.наа схема а1СJ110Чения выс.оковольтных трансформаторов и катушек реапивноn :.1ощности L: эnехтродw; 2 - f1'8НИЦ& рез.цем фаз

Рис.

4.2. Схема расnредеJlеНИЯ токов в деrидраторе с двумя nлоскимп эпеаtтрОА&МК:

верхкиli и нижниl ~хтроАW; 11, l2- токи от аерх.веrо :цеrrрода « корnусу и нижнему ЭJieiCI'pOJI)'; IJo ~ - 10а1 от кижнего э.lleК'I'pOдJ к верхнеNУ ЭJIСIСТрОду И К rранкце раздсо фаз

l, 2 -

ПoatOJiwty один хоисц aыCOitOIIOJUoтиoй обмотки заземлен (см. рис. 4.1), •· ЭJJектродеrидраторе ЭМit1piiЧCCitOC nоле сущеетвуст не только в npocтpaИC'flll

между ЭJJелродами, но н

we-..y ЭJJelt'l'pOA8NH и жорnусом, электродами н CJIC)Cjj

дренажной воды. т. е. ЭJJСIСТрИЧеское nопе существует во всем ~

~ nроетракстве.

Н811р11ЖеНносn и

ее

можно

nou

oцeiUIТit

достиrаетса

8

межэлехтродиоil

IC81C иаnраженность nOЛJI 8

KOНAeкctrrape, образоааииом электродами.

ПJIOCICOII

Меньшая наnросеннОСТJ,

nOid

peaJI)I'))'C'I'CJII между нижним ЭJJектродом н слоем дренажной воды и еше м~tiЬUIU

-

между

верхним

эnехтродом

н

корпусом

annapamt.

наnраженкос:тей электрическоrо nоп• 8 верхиеi и нижней частn

РазJJичИС

ann1IJI81I

обысtUСТСJ~ р8ЭJ1кчием расетоикий между ЭJJектродами и проводащими no.lq)l· . кастами, меqу которыми оно соэдаеТСа.

41

Рис. 4.3. Схема соединениж элеJСТрОдов в деrидраrоре дu вwравниаания иаrруэки nитающих трансформаторов

1 - граница раздела фаз; 2 - nромежуrочиыА слой, 3 - эпехтроды; 4 -дренаж

Схема расnределения ЭJJектричесJСИХ тохоа в электродегидраторе изображена на рис. 4.2. Сипа тока. nроходащu через ЭJJемеиr объема, npsмo

nроnорциоиальна наnряженности ПOJI.II и nроводимости среды. Поскольку напр.11женность nоля и nроводимость среды nод нЮ~Сним элехтродом выwе, чем 8 верхней части, ток 14 .может эначительно nревышать тох 11• Тах как ток lз равен току lз, то мощность, ообираемая от трансформатора, питающего нижний элеК'I'рО.zt, больше мощности, оtбираемоА от второго трансформатора (с~. рис. 4.2). При большой nлощади ЭJiеJСТрОдов разница мощностей может быть существенной. Дпя ее уменьwенИJI и110rда приwеаwот nерехрестную схему nод.к.~~юченiUl электродов (рис. 4.3). При такой схеме один трансформатор

nодключаетсв х ПWiовнне нижнего и х пОJЮаине верхнеrо :мехтрода.

Так же, как и термохимичесхие отсrойнихи, эnеJtТрО.дегидраторы моrут объединяться конструJСТИвно с блоtсами подоrрева вефrи и блоками rаэосеnарации. Такой аnпарат фирмы СЕ NАТСО предстааnеи на рис. 4.4.

В nоследнее время водонефтанwе эмульсии все чаще раздепают

8

JIОсТовнном электрическом nопе с nомощыо вwсоJСОЭффеJСТНвных элеiСТростатических разделителей. в 'IIICТИOCТJ(, их ис:поJfЬ3)'101' для rлубохого

обеэвоживанiUl дизельных и реахтивных топлна. Остаточное содержание воды

8 00

дГОТОВJ1енном продукте Yдae'J'CJI довести до nаачнwх .аопеА ороцента. В

элеастродеnщраторах, работающих на токе npoмwiWICНIIOA частоты, такоrо

стабильного качества nродуJЩИи IIOIIY'IИ'FЬ не удаете:•.

Однако, ttecNOТpJ на 8WCOJCYIO ~ wироасос распространение

31Jelrlp0craтичectate обеэвожи11810ЩИС Mnaplmol аоа не повучили иэ-за 01'с:У'I'Ст8Jц. надеЖных и .-ешевых ~ JIC11)IIJIII&08 J10C101111ИOro ТОка. Выще 6wno nоказаио, '11'0 I108W8IeiJIIIO arapocma qроцесса аомесцснции каnел.. а IIОС't'оцном 31188t1pii'ICCICOМ осме ~ ..,..... DПCI\t. и noвwiUCIIиe IIX ICOitцearrp8ЦIIк а ....................... Wlp&+ •••аости IIOI•. В C8J131r

С Э'I'IIM

IIOJie 8

:МCitТpOCI8'1KIICII:IIX ~ ,._.,а ~

ltеодн~ Эrо ./tOCТICI"'Im::f11J181 ~- ~ с kрмвtnной I108epxltocne (оооаотжи. III'J'WPN Н JIP.)

11

ИХ C:newt8At.HOГO

42 nространственноrо расnоложения. На рис.

nриведеиы 'q)И nодобиые

4.6

конструкции. В nервой из них электрическое поле создается между ллосхосrыо

и системоil расположенных нц н.ей urrырьевых. злеk-тродов, во второй исnот.­ зуются штырьеше электроды, разделенные ка две групnы. Третья конструХЦИI называета хамерным элепродом -

э.~tектрнческое nоле в ией создае-n:я меж11'J

внеwним хорпусом и тонким элепродом (см. рис.

4.6, в).

Рис. 4.5. Схема элепроде1"11д1)аТ0ра дц раздс.1енИJ :iефти, газа и воды фирмы СЕ NATCO.

•• 1111 11

·s

Ри~

4.6. lм оборудования дос'rИПIСТ 100 Т. Недостатком JВIIJetCJI Т&JОКС rромс:r;wсость

эаектрическоli

э.пеiП'рооборудованu.

схемы

из-эа

большого

УвеJJичеиие диаметре шаровых. мrидраrоров с

хопичества

целью увеличениs

прокэводите.~~ьиости yc:raн0801t npиiiOДin' к иер&циоНВIIьноыу иcПOJI)o30ВIИIIIO

обwмов

811naparoa. p8CDOJIOЖCН11Wit выwс и IIIDICe ~ 30fL I1pll YIIUII'ItИU диаметра шаров Y8eJIIItlll~ 8peld ocarJ(8JIJia xaneJIJo J1P I10IICpiDIIIC'n 110ДЫ. что CIUt1ICae'l' ~ ~L

Kpm.te 101'0. JI3I'OIDIUJeНJt 11111р08ЫХ IDII8p8'IQ8 &oawaoro JUII*Тpa AU pe6cml ври аwсоких

~ aбxoJurrca

8CCWd ,IIIOpOI'O С.1108110С'111 ........ ~

0'8 )'ВeU'IeiUIJ ~ и

в ~ ~ nри cpuнll'rUWJO ~

45 диаметре ЦЮIИндрической части путем увеличенц длины аппаратов можно увеличивать ·nлоскость

горизонтапьиоrо

сеченц,

в

которой

распОJЮжены

электроды, и -rем самым увеличивать проиэводительность аппаратоа.

На отечественных нефrеперерабатываJОщих sааодах в JIICТOAщee врем11 ltcnoльЗ}'JO'I'a вwсокоnроИЗ80дктеJU.НWС горизоитап~оиые эпехтроАСПiдР&ТОРЫ

диаметром З--4 м и длиной до

20 м.

Рис.4.8. Шаровой электродеrи.цратор

1 - корr.ус; 2 - nредохранительный КJianaн; З - трансформатор; 4 • nодвеса дu изолпороn:

головка;

5 - проходиые изолi!ТОры; 6- эпеltТро.ЦЫ; 7 - pacnpeдeJIИ'1'CIIWIU 8 - CТOJIKH дпх нодачи сырой нефти. 1 - обессо.пеннаJI нефть; 11солёная вода в кOJme!l.-тop заrраиенных вод.

Дпх серийного nроизводства разработаны деrидраторы объемом от 100 11.0 160 мJ, диаметром от З до 3,4 ы, работающие при давпении до 18 ат и темnературе до

В

160 ос.

табп.4.1

nриllеДСна

харu:теристика

некоторых

отечестаеииых

Гt>рИ10нтапьных деrидраторо&

Первые rоризоитапьные элехтродегидраторы в СССР были смонтированы

на Красноводеком нлз.

Горизонтальные эпектродеrидраторw емкостыо 160 м 1 начаJtн nримСНIТЬС• на ~ных установках с 196S r. В тиnовых комбинированных устан081С8Х nервичиоli nереработки нефти

А-12198, А-12110, 1113 и

JIP)'l1IX

блоDI ЭЛОУ.оборудованw гормэоttтаJ~Ьными

Щктродеmдрln'Орами КОНС'!'руЮtиИ ВНИИнсфтемаш.

ГopНЭOtn'IJU.нwo эпектродеnцрсrrоры тиnа ЭГ имеют сравнительно tteбonЫUOii АИ8Меtр, что noзВQJI•eт Jо11ССЧИТЬ18811t ЭJtеnродеrндраторы на nоеwwеииые даапоние н температуру н вс.:транвать

•

бJIOial укруnненных

установок

nервичиой

46

nерерабоnси

нефти.

Они

имеют

6oJiwuoe

электрическое nоле и небольшую скорость двнжеНИJI нефти вверх по всему сечению аnпарата, и nромывка исходной нефти а них осуществметса • cnce

отстоявшеАся liОды. Это N1t:Т значительную экономию тема и oбopyДOIIIIIII. сокращает расход электроэнерrии и nотери нефти, снижает чиc:JICIQIOC'n обслуживающеrо персонапа.

Таблиu.а 4.1 Харахтеристика горизонтальных деrидраторов Тиn Электооде

Объем, м3

Диаметр,

2ЭГ160

160

2ЭГ100

100

2ЭГ80

80

34 34 30

Примечание.

Рабочее давnение до

м

Проиэво.Цf1ТС11ЬИОС1Ъ. млн. т/rод

150

100 075 ДО

18 xrc!c.l' и темn

140 ос,

В элеJСТрОдеmдраторе тиnа ЭГ обьемом 160 ·м3 мощадь электродов н расстояние между ними в 2,5 ра3а больше, чем в шаровом зле!СrрОдеrндраторе обl.емом 600 м3 •

' Рнс.4.9. Поnеречнwй рарез ropiOOII'I'allьнoro ~ 1Э7160

1 - uод сwрьа; 2 11 3 - ЭЛU'l'pOAW; 4 - llepXIUII маrочник; 5 - no,peaaol 6 - nрохо.циоА ~ 1 - ВW80Д o6eccoJ1eaиoR нефти; 8 • иJaUPil М8ТO'tltИJC; 9 • ~ IOJUieC'l'Op; 10 • ...... спрабоrанноА 80JUo1

tnoiiii'I'Op;

47 Часовая

nроизводительность

горизонтальных

:t.вектродегидраторов типа ЭГ составляет 1,()..1,6 и даже 1,9 их Объема при более высокой степени обессоливания, чем в шаровых элехтродеrидраторах, часовu nроизводительность которых равна всего O,S-0,8 объема.

Поnеречный

разрез

rоризонтмьного

элвхтродеrидратора

1ЭГ160

. ·

схематически изображен на рис.4.9.

Сырая нефть вводитеJI в нижнюю час:n. электродегидратора 11ерез шrуцер

1,

равномерно расnределяется маточником (расnределитспем)

горизонтальному сечению, собираета ~~ерхиим маточником

4

8

по асему

и выводитса из

аnпарата через nrryцep 7.

ОтстоявшаяСJI

вода

дренируете• через nrryцep

no

nроекту

собирается

перфорированным

комектором

9

н

1О.

уровень

ОТll ,J:ю:i н·

118С'1'081Цее

8peМJI

D0U11J11a,

803М08IIOC'I1t

llpiiМelleiiU

вовоА

82 технолоrическом

схемы

nодJ:ОТОВКИ

нефти на nромыспах

•

внуrриtрубная

деэмульсациJI на участках промысловых сборRЫХ сис-rеы к иефтепрсводов. При этой схеме может быть осуществлено не тоJJЫСо обезnсживание, но и обессоливание

нефти.

Это

nредотвратит

засоление

водоемов

сточными

солеными водами НПЗ. Постуnление на НПЗ подготовленной нефти с малым содержанием солей открывает персnехтиву повториоrо исnопьзоnаииа сточных· вод в технолоrических nроцессах.

На Кирвшеком НI1З а лабораторных условиях, разработан иenpepъ.mнui\

метод выдеяеНЮI хлористого натрия из стоков ЭЛОУ, заклюЧЗЮI!!.-'{Йся в том. что исходнu сточиu вода nодвергается упариванию до пупьnообразноr()

состоанИА

в аппарате специальной конструкции.

упарки, равноА

увеличиваетсJI

Г!о достижеюtи степени

90-95%, концентрация хлористого нырпя и упариваемой до 20-22%, ·после чеrо начинается tco выwtквание а

воде

виде

кристаллов. По мере уnаркванм новых 11орций ьсхuдиой воды количество выдемемого и выводимого

из системы хлорн1."ТОГО

t!a-tpИJI уве:шчивается

и

одновременно .растет концентрацка хлоридов кмщю1 !1 MI!ГiiШi в жидкой ф83.:, способствующих вwсапиваиию хлористого натрия. Образующийс• при уnаривании JСОИДенсат после очkfСТIJIИЧВСТВА ЭJIВКТРОДЕГИДРАТОРОВ .................. 67

§ S.I. Расчет МUCJfМUЫJO доnуствмоl производнте/JWiосtИ .-;еrи.цратора ....67 § 5.2. Расчет веJ1111111НЫ мощ•qн ОСВQеНИЯ ...........................~ ................68 § 5.3. Вwбор урора.,.,...,.. фаз _ .........................................................69 § 5.4. Выбор врсменв 01'CI'08 ...................................................................70 § 5.5. Pacwr ClltOpC)Cinl осаденнJ1 ...........................................................70 § 5.6. Вwбор чис:па дer!Uq)8TopoB ............................................................74

Глава 6 АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ И СОЛЕЙ В НЕФТИ .................75 § 6.1. Ававиз содера:аииа воды в нефти ............ ,.....................................75

§ 6.2 Аиапвз содержаива солей в нефти .................................................75 Глава 7. СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЗКСfШУ АТАЦИИ И РЕМОНТЕ ЭЛЕКТРОДЕГИДРАТОРОВ .............................................79 Глава 8. ОЧИСТКА НЕФТИ И ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ ............... 81 Глава 9. КРИТЕРИИ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНТРОЛИРУЕМЫХ И РЕГУЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ .................................................................................83 Сnисок литературы ..................................................................................89

тирас Or.ael Ortepln'ИIНOA ~ · PIY нефrи и rаэа им. И. М. Г)6скна

(J'o