Установка для обезвоживания и обессоливания нефти. Установка обессоливания нефти


Обезвоживание нефти. Обессоливание нефти. Электродегидраторы. Сепараторы нефти и системы сепарации нефти

Вариант – две одноступенчатые установки для обессоливания 600 м³/ч сырой нефти

Расчетные технологические параметры

1.1 Конструкция установки для обессоливания

В процессе участвуют две одноступенчатые установки для обессоливания 600 м³/ч сырой нефти.

Нагревание промывочной воды до минимальной температуры на входе. Давление промывочной воды на выходе должно быть на 0,2 Мпа больше, чем рабочее давление в емкости. Давление промывочной воды на выходе должно быть на 0,4 МПа больше, чем рабочее давление.

1.2. Описание процесса

Одноступенчатое смешивание

Соленая сырая нефть смешивается с промывочной водой на входе в смесительном клапане. По мере того, как соленая сырая нефть и промывочная вода проходят через смесительный клапан, они эффективно смешиваются посредством перепада давления. Разбавляющая вода содержит меньше соли, чем пластовая вода в сырой нефти. Содержание соли в пластовой воде уменьшается путем добавления промывочной воды. После смешивания жидкость поступает в установку для обессоливания.

Нагревание промывочной воды

Промывочная вода нагревается до минимальной температуры на входе, прежде чем смешивается с соленой сырой нефтью.

Установка для обессоливания

Установка для обессоливания состоит из электростатического дегидратора. Жидкость эффективно распределяется по всей длине сосуда посредством приемного распределительного трубопровода. Он специально сконструирован для обеспечения работы по всей длине, исключая неправильное распределение, а конструкция с открытым дном обеспечивает выпадение осадка под действием силы тяжести для предотвращения возможного закупоривания распределителей.

Нефть, содержащая воду, поднимается вверх и проходит через электростатические решетки.

Поле переменного тока – В поле переменного тока поле изменяет полярность и градиент в зависимости от волны переменного тока. В поле переменного тока вместе с реверсивным потенциалом и изменяющимся градиентом молекулы воды вибрируют из-за изменения их формы: от круглой к овальной и наоборот. Это эффективно разрывает стабилизирующую пленку, и кинетическая энергия увеличивает соединение. В целом отсутствует движение капель, кроме вибрации на месте, и капли не получают никакого заряда.

Поле переменного тока/постоянного тока – В поле переменного тока/постоянного тока полярность остается постоянной. Это позволяет полярной молекуле воды притягиваться и физически двигаться к ближайшему электроду. Как только она касается пластины, происходит перемещение электронов, в результате чего капля воды становится заряженной и движется по направлению к противоположному электроду. Это движение большого числа молекул воды, дополнительное притягивание между двумя противоположно заряженными молекулами воды, вызывает быстрое увеличение соединения по сравнению с полем переменного тока.

После того как вода соединилась в более крупные капли воды, вода отделяется от нефти, после чего в нефти остается крайне малое количество разбавленной пластовой воды. Вода удаляется из нефти на дне сосуда посредством многочисленных водосливных отверстий. Поскольку содержание воды в нефти, выходящей из установки для обессоливания, крайне мало и разбавлено пресной водой, действительное содержание соли, оставшейся в нефти, очень низкое.

Нефть эффективно выводится вдоль всей стороны сосуда при помощи коллекторного трубопровода. Это также предотвращает возможность неправильного распределения, обеспечивая эффективное и надежное обезвоживание и обессоливание нефти.

Дополнительное увеличение безопасности электродегидратора включает:

Внутренние предохранительные шаровые поплавковые затворы, которые шунтируют решетки до того, как газ попадает на решетки в том случае, если все другие предохранительные устройства не срабатывают.

Включен местный взрывозащитный управляемый вручную размыкатель цепи, так что короткозамыкатели вызывают отключение энергии и работу можно выполнять внутри очистителя с дополнительной местной защитой запирания.

Надёжное и современное исполнение вводной втулки

Вводная втулка обеспечивает электрически изолированный проводной вход в емкость. Вводная втулка необходима для поддержания давления и защиту от протечки нефти обратно в трансформатор.

Предлагаемая вводная втулка имеет двойное уплотнение, благодаря чему повышается защита от протекания нефти через втулку. К тому же, метод монтажа разработан так, что закручивание проводов устранено.

Материал вводной втулки используется легкий, прочный и устойчивый к высоким температурам изолирующий материал, в результате чего изделие получается легче, температурный диапазон его использования увеличивается, а прочность изделия усиливается (что особенно важно для плавучих нефтедобывающих систем).

Конструкция системы промыва от шлама/песка

Во время обессоливания на жидкой/нефтяной фазе может образовываться шлам, который мешает обезвоживанию и обессоливанию. Различные виды шлама включают следующее:

  • Неразложенный – устойчивую эмульсию
  • Стабилизированные твердые частицы – маленькие твердые частицы
  • Парафиновый – при эксплуатации ниже точки помутнения нефти
  • Асфальтового характера – выделяются асфальтиты
  • Химически стабилизированные – слишком много деэмульгаторов

Шлам может подвергаться тепловой обработке, химической обработке и эффективной осушке. В предлагаемом электродегидраторе доступно эффективное дренирование шлама там, где нормальные методы не эффективны.

1.3 Характеристики обессоленной нефти

Указанные величины действительны при рабочих температурах.

Для обеспечения гарантированных рабочих характеристик требуется нормальная дозировка химреагентов. Стандартными значениями дозировок являются фактические значения дозировок, определяются во время эксплуатации.

Поверхностно-активное вещество– 10% от значения деэмульгатора.

Ингибитор коррозии и удаление окалины для уменьшения образования твердых частиц.

1.4 Перечень энергопотребителей

Рассчитаны следующие показатели потребления энергии при нормальных рабочих условиях:

Основные компоненты

Электродегидратор (обессоливатель)

Горизонтальный сосуд высокого давления

  • материал: углеродистая сталь + допуск на коррозию 3.2 мм
  • внутренние детали:
  • стабилизаторы потока на спусках технической воды
  • приемные распределительные коллекторы
  • коллектор нефти
  • дренаж шлама
  • опорные зажимы внутренней решетки
  • подвесные изоляторы контактного провода из высокотемпературной нержавеющей стали
  • универсальные кронштейны из плакированной стали
  • решетки из плакированной стали
  • вводная втулка из высокотемпературной нержавеющей стали
  • внутренняя электропроводка/подключения
  • болты с покрытием из углеродистой стали
  • аноды
  • системы промывания ила.
  • рентгенография:
  • и др.

Насос промывочной воды

Углеродистая сталь с втулкой вала из нержавеющей стали 316, Электродвигатель закрытого типа с вентилятором, 3/380/50 Гц, 2900 об/мин

Блок питания

  • блок расположен в герметичном резервуаре из мягкой стали, заполненном минеральным маслом для смазки, покрыт эпоксидной краской для применения в прибрежных зонах.
  • первичное напряжение: 380 VAC (напряжение переменного тока), 1 фаза, 50 Гц
  • трансформатор и реактор: медная обмотка, пропитка в вакууме под давлением с полиэфирной смолой для обеспечения длительного срока службы механических деталей, катушки без влаги (даже в случае утечки нефти из установки). Пропитка в вакууме под давлением обеспечивает самую надежную, длительную защиту от суровых условий окружающей среды, как на суше, так и в прибрежных зонах.
  • и др.

Управление блоком питания

  • поставляется в комплекте с трансформатором
  • включает:
    • размыкатель цепи для местного разъединения
    • амперметр
    • вольтметр
    • преобразователь тока
    • преобразователь напряжения для выходного напряжения
  • в случае обесточивания переключателя уровня, температуры или давления центральная система управления должна подавать сигнал плавного выключения в щит управления электродвигателя для остановки подачи питания в трансформатор.
  • и др.

Электрооборудование

Приборы клапаны контроль

Трубы и трубная обвязка

Изоляция

Технологические линии:

Основное оборудование:

Инжиниринговый проект: две одноступенчатые установки для обессоливания 470 м³/ч сырой нефти при 50% потока через каждый сосуд

Расчетные условия технологического процесса

Конструкция установки для обессоливания

Технологический процесс состоит из двух одноступенчатых установок для обессоливания, каждая из которых обрабатывает 470,0 м³/ч сырой нефти всего при 50% потока через каждый сосуд.

Расход разбавляющей воды на уровне 5% объема сырой нефти, однако, по расчетам, для достижения солености на выходе 3 г/м3 разбавляющей воды не требуется.

Давление разбавляющей воды на входе должно быть на 0,2 МПа выше эксплуатационного давления сосуда.

Описание технологического процесса

Одноступенчатое смешивание

Соленая сырая нефть смешивается с разбавляющей водой на входе в смесительный клапан. По мере того, как соленая сырая нефть и разбавляющая вода проходят через смесительный клапан, они эффективно смешиваются посредством перепада давления 0,1 МПа (1 кг/см2). Жидкая смесь затем поступает в установку для обессоливания.

Нагрев разбавляющей воды

Разбавляющая вода нагревается до минимальной температуры на входе, перед тем как смешаться с соленой сырой нефтью. Данный процесс может осуществляться с применением теплообменника или любого другого метода.

Установка для обессоливания / дегидратор

Установка для обессоливания состоит из электростатического дегидратора. Введенная жидкость эффективно распределяется по всей длине сосуда посредством приемного распределительного трубопровода. Он специально предназначен для обеспечения использования по всей длине.

Нефть, содержащая воду, поднимается вверх и проходит через электростатические решетки. На данном этапе на нефть, содержащую воду, воздействует электростатическое поле.

Конструкции обладают дополнительными усовершенствованиями в целях повышения безопасности:

  • Внутренние предохранительные шаровые поплавковые затворы в качестве «последнего средства», которые будут шунтировать накоротко решетки до того, как газ попадет на решетки, в случае несрабатывания всех других предохранительных устройств;

· Предусмотрен местный взрывобезопасный управляемый вручную размыкатель цепи, так что короткозамыкатели вызывают отключение энергии и работу можно выполнять внутри очистителя с дополнительной местной защитой запирания.

Усовершенствование конструкции вводной втулки

Вводная втулка обеспечивает ввод электрически изолированного провода в сосуд. Вводная втулка требуется для сдерживания давления, чтобы обеспечить отсутствие протечки нефти обратно в трансформатор.

Потребление энергоносителей

Основные компоненты

Установки для обессоливания

Горизонтальный сосуд высокого давления –

  • расчетное давление: 1,8 МПа при 160°C
  • минимальная расчетная температура: -28,90 °C
  • материалы из углеродистой стали толщиной 3 мм с допуском на коррозию
  • внутренние детали:
    • стабилизаторы потока на выпусках технической воды;
    • приемные распределительные коллекторы;
    • коллекторный трубопровод;
    • дренаж шлама;
    • опорные зажимы внутренней решетки;
    • устойчивые к высокой температуре изоляционные подвески из нержавеющей стали;
    • подпорка с покрытием из углеродистой стали;
    • решетчатые листы из углеродистой стали;
    • устойчивые к высокой температуре вводные втулки из нержавеющей стали;
    • внутренняя электропроводка/обвязка
    • болтовое крепление с покрытием из углеродистой стали;
    • предохранительный поплавковый затвор из нержавеющей стали;
    • аноды
  • Рентгенография
  • Изоляция для сохранения тепла

Блок питания и управление блоком питания

Насос промывочной воды

Приборы, клапаны и контроль

Электрооборудование

Изоляция:

Технологические линии

Основное оборудование

Защита обслуживающего персонала

Линии, эксплуатирующиеся при температуре не менее 60°C и имеющие возможность легкого доступа для оператора, будут изолированы в соответствии с таблицей сохранения тепла изоляцией, толщина которой составляет максимум 25 мм.

Сохранение тепла

При необходимости, тепловая изоляция будет следующей (толщина в дюймах):

Сосуд, линии подачи разбавляющей воды эксплуатируются при 110°C

Инжиниринговый проект – установка для обессоливания нефти двойной полярности

Описание:

Описание процесса:

После нагрева нефти, свежая вода для разбавления примешивается в нефть перед установкой для обессоливания с помощью смесительного вентиля и смешивания.

Нефть и вода поступают в середину обессоливателя и распределяются по резервуару при помощи распределительных желобков. Нефть течет наверх через секцию электростатической решетки с двойной полярностью, а затем в сборный бак-коллектор на верху резервуара. Она покидает резервуар, а затем смешивается с водой для разбавления. Сточные воды удаляются.

intech-gmbh.ru

Установка обезвоживания и обессоливания нефти

 

Изобретение относится к области технологии подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях, в частности к технике разделения эмульгированных углеводородных сред, а именно - к установкам для обезвоживания и обессоливания на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях. Установка снабжена фильтрующе-коалесцирующими устройствами, установленными после узла смешивания нагретой нефти с нагретыми промывочными водами и выполненными в виде емкостей, оснащенных влагоотделительными пакетами, перекрывающими рабочее сечение аппаратов и составленными из композиции материалов - пористо-ячеистых металлов, и(или) сплавов, и(или) пористо-ячеистых полимерных материалов с фиксированной пористо-ячеистой структурой. Технический результат состоит в повышении эффективности и интенсификации, а также упрощении и удешевлении процесса обезвоживания и обессоливания нефти. 1 ил.

Изобретение относится к области технологии подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях, в частности к технике разделения эмульгированных углеводородных сред, а именно - к установкам обезвоживания и обессоливания нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях.

Суть обезвоживания и обессоливания нефти при ее подготовке, как на нефтепромыслах, так и на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) сводится к деэмульсации водонефтяной эмульсии и отделению пластовой воды на первой ступени производства и солесодержащих промывных вод на последующих, в результате чего остаточная концентрация солей в товарной нефти на нефтепромыслах достигает стандартизированного уровня не выше 40-50 мг/л, а в нефти на НПЗ, подаваемой на установку переработки - уровня не выше 5 мг/л. Основной, практически повсеместно распространенной на сегодняшний день в технологической практике нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий, является комбинированная установка, сочетающая теплохимический отстой с электрохимическим обезвоживанием и обессоливанием [Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти. М., Недра, 1977, с. 250, рис. 93]. Теплохимический отстой может выполняться в несколько ступеней, количество которых зависит от глубины обезвоживания и обессоливания на каждой, обусловливаемых свойствами нефти и характером водонефтяной эмульсии, объемом обрабатываемого сырья, эффективностью выбранного деэмульгатора, условиями и уровнем организации контакта промывочных вод с водонефтяной эмульсией, конструкционными особенностями и объемом аппаратов - отстойников. Электрохимическая обработка является завершающей стадией, характеризующейся глубоким обезвоживанием и обессоливанием. В производственной технологической практике общее название комбинированной установки по обезвоживанию и обессоливанию нефти определено последней стадией обработки - электрохимической, и установка носит название ЭЛОУ - электрообессоливающая установка. Установки обезвоживания и обессоливания при разных объемах подготовки нефти на промыслах и на НПЗ аналогичны, а основное различие заключается в количестве единиц и объемах технологического и емкостного оборудования. Принципиальная действующая технологическая схема обезвоживания и обессоливания нефти, как на нефтепромыслах, так и на НПЗ, на известной установке включает оборудование для проведения теплохимического отстоя, как правило, под давлением, и последующего электрохимического процесса деэмульсации и в общем виде изображена на чертеже (А). Нефть с промысла, освобожденная от газа, в виде водонефтяной эмульсии поступает в приемные сырьевые резервуары (1) и далее в группу теплообменников (2), откуда, нагретая до 35-60oC, поступает в подогреватели (3) для нагрева до необходимой по условиям технологического процесса температуры (до 100oC и выше). Перед подачей нефти в теплообменники в нее вводится деэмульгатор и рециркулирующая отстойная вода. Обработанная деэмульгатором и нагретая до необходимой температуры нефть поступает в отстойные емкости (4), в которых происходит разрушение водонефтяной эмульсии и отделение пластовой воды и мехпримесей от нефти в течение значительного времени (1-3 часа). Частично обезвоженная и частично обессоленная нефть поступает далее в сырьевую группу теплообменников (5), из которых, отдав часть тепла, поступает в промежуточные емкости (6). Представленная часть схемы является начальной ступенью для нефтедобывающих производств, а дальнейшее ее описание является общим для нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих производств. Из промежуточных емкостей (6), а на НПЗ из сырьевых резервуаров (1), нефть после смешивания с деэмульгатором и пресной водой поступает в теплообменники (7) и подогреватели (8) и далее - в отстойники (9). В отстойниках под действием деэмульгатора и температуры происходит разрушение водонефтяной эмульсии, и отделение солесодержащей воды от промытой нефти в течение значительного времени (часа и более). Вся вышеописанная технологическая цепочка известной установки представляет собой термохимическую стадию, а далее начинается электрохимическая стадия технологии подготовки нефти - ее глубокого обезвоживания и обессоливания до норм, требуемых на производстве. Из отстойников (9) после дополнительного смешивания с деэмульгатором и нагретой водой нефть поступает в электродегидраторы первой ступени (10) и далее - в электродегидраторы второй ступени (11). Эти аппараты предназначены для разрушения водонефтяной эмульсии под действием электрического поля, и глубокого отделения солесодержащей воды от промытой нефти, выполняя дополнительно и роль статических отстойников. Обе ступени электрообезвоживания и обесооливания содержат значительное количество аппаратов (до 6 и более каждая). Из электродегидраторов второй ступени обезвоженная и обессоленная до требуемых норм нефть поступает в емкости (12), из которых на нефтепромыслах, как товарная, направляется потребителям, а на НПЗ, как подготовленная нефть, поступает по заводской технологической схеме на переработку. Несмотря на нечувствительность технологического процесса подготовки нефти к любым колебаниям содержания воды на известной установке, благодаря воздействию мощных факторов (реагента, температуры, электрического поля), а также на возможность увеличения эффективности процесса обезвоживания подбором реагентов без изменения оборудования и аппаратуры, можно назвать ряд существенных недостатков. Термохимическая и электрохимическая стадии технологического процесса многоступенчаты, в результате того, что глубина обезвоживания и обессоливания в аппаратах - отстойниках увеличивается постепенно, достигая требуемого стандартизированного уровня, как правило, только после второй ступени электродегидраторов. Так как, основным принципом раздела водной и нефтяной фаз при деэмульсации, после химической и электрохимической обработки эмульсии является отстой в аппаратах - отстойниках, который занимает значительное время (1-3 и возможно более часов), установки обезвоживания и обессоливания нефти громоздки, сложны в обслуживании и занимают значительную площадь из-за большого количества единиц однотипного металлоемкого и дорогостоящего оборудования, имеющего значительные объемы. Известные установки энергоемки в результате использования значительных количеств тепловой и электрической энергии. Реагентное хозяйство является дорогостоящим, т.к. эффективные деэмульгаторы относятся к перечню дорогостоящей импортной продукции. Использование для отмывки солей значительных объемов (до 25% и более от объема подготавливаемой нефти) промывочных вод, включая и рециркулируемые, при содержании в них определенной концентрации деэмульгаторов, создает определенные проблемы на промыслах при закачке отработанных вод в поглощающие горизонты, а на НПЗ увеличивает нагрузку на очистные биологические сооружения, обусловливая дополнительные материальные и энергетические затраты. Устранение недостатков достигается тем, что установка обезвоживания и обессоливания нефти, включающая сырьевые резервуары, теплообменники и подогреватели, промежуточные емкости, узлы смешивания водонефтяной эмульсии с промывочными водами, емкости сбора подготовленной нефти, снабжена фильтрующе-коалесцирующими устройствами, установленными после узла смешивания нагретой нефти с нагретыми промывочными водами, выполненными в виде емкостей, оснащенных влагоотделительными пакетами, перекрывающими рабочее сечение аппаратов, составленными из композиции материалов - пористо-ячеистых металлов и (или) сплавов и (или) пористо-ячеистых полимерных материалов с фиксированной пористо-ячеистой структурой. На чертеже (Б) в общем виде представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой установки для обезвоживания и обессоливания нефти, как на нефтепромыслах, так и на нефтеперерабатывающих предприятиях. Установка содержит сырьевые резервуары (1), теплообменники (2) и подогреватели (3), вводы и приспособления (узлы) для подачи и смешивания промывочных вод с нагретой нефтью (водонефтяной эмульсией), промежуточные емкости (4), фильтрующе-коалесцирующие устройства (5,6) и резервуары для приема подготовленной нефти (7). Установка работает следующим образом. Нефть с промысла, освобожденная от газа, в виде водонефтяной эмульсии поступает в сырьевые резервуары (1) и далее в группу теплообменников (2) и подогревателей (3) для нагрева до 30-70oC. Уровень нагрева водонефтяных эмульсий обусловлен свойствами нефтей и условиями конкретной технологии. Перед подачей нефти в теплообменники в нее вводится рециркулирующая вода. Нагретая водонефтяная эмульсия поступает в промежуточную емкость (4) для отделения основной массы пластовой воды и мехпримесей, и далее - в фильтрующе- коалесцирующее устройство - ФКУ (5). В ФКУ в процессе коалесцирующей фильтрации нагретой водонефтяной эмульсии через композицию пористо-ячеистых материалов, происходит деэмульсация, отделение пластовой воды и мехпримесей от нефти. Представленная часть принципиальной технологической схемы процесса подготовки нефти на предлагаемой установке является начальной ступенью обезвоживания и обессоливания для нефтепромыслов, а дальнейшая часть схемы аналогична, как для нефтепромыслов, так и для НПЗ. Из ФКУ (5) глубоко обезвоженная, но не обессоленная до требуемых пределов на нефтепромысле, (а на НПЗ из сырьевого резервуара (1)), нефть поступает в теплообменники (2) и подогреватели (3) для нагрева до 30-70oC и дальше, смешиваясь с нагретой водой оптимального качества для эффективной отмывки солей на данной ступени обезвоживания и обессоливания, водонефтяная эмульсия поступает в ФКУ (6). Для обеспечения высокой эффективности промывки нефти используют разнообразные приемы и приспособления для эффективного смешивания водной и нефтяной фаз. В ФКУ в процессе фильтрации через влагоотделительный пакет происходит разрушение эмульсии, отделение от нефти солесодержащей воды и мехпримесей. Фильтрующе-коалесцирующие пакеты в ФКУ на разных ступенях обезвоживания и обессоливания могут отличаться, т.к. составляются из оптимальных композиций материалов в зависимости от качества и состава водонефтяной эмульсии на каждой ступени производственной схемы установки. Глубоко обезвоженная и обессоленная до требуемых норм нефть поступает в сборные емкости (7), из которых на нефтепромыслах, как товарная, нефть поступает потребителям, а на НПЗ, как подготовленная, поступает на переработку. В предлагаемой установке фильтрующе-коалесцирующее устройство является высоко эффективным и высоко производительным аппаратом несложной конструкции. Высокие показатели использования ФКУ в таком довольно сложном технологическом процессе, как обезвоживание и обессоливание нефти при ее подготовке, обусловлены тем, что для деэмульсации в процессе коалесцирующей фильтрации через влагоотделительный пакет используются композиции из олеофильных и гидрофильных пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов с высокоразвитой коалесцирующей поверхностью, подобранной с учетом свойств и характера обрабатываемой углеводородной среды, в частности водонефтяных эмульсий. Своеобразная пористо-ячеистая фиксированная структура используемых материалов при свободном объеме в пределах 93-95% практически не создает гидравлического сопротивления непрерывному эмульгированному водонефтяному потоку в процессе деэмульсации, обеспечивая большие производительности в крупнотоннажных технологиях. При варьировании олеофильными и гидрофильными свойствами фильтрующе-коалесцирующих материалов в композиции, обеспечиваются: задержка влагоотделительным пакетом на входе крупнодисперсной влаги, содержащей мехпримеси; эффективная коалесценция мелкодисперсной влаги внутри пакета и быстрая эвакуация коалесцированной влаги по внутренним стенкам структуры материалов, с обеспечением высокой степени отделения мельчайших капель солесодержащей воды, обеспечивая наряду с глубоким обезвоживанием нефти и глубокое ее обессоливание. Фильтрующе-коалесцирующая композиция влагоотделительного пакета при условии использования ее с учетом свойств составляющих материалов при избирательной фильтрации водонефтяных эмульсий различного качества при различной степени обводненности и устойчивости длительное время не требует регеренерации, которая при необходимости может быть осуществлена путем промывки пакета обратным ходом продукта или продувки воздухом, или пропаривания. Таким образом, включение в предлагаемую установку обезвоживания и обессоливания нефти фильтрующе-коалесцирующего устройства существенно изменило технологические параметры подготовки нефти при ее обезвоживании и обессоливании, а также и общий вид известной установки (ЭЛОУ). Высокая эффективность работы ФКУ при оптимальных вариантах состава композиции в водоотделительных пакетах из набора пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов, испытанных на пилотных установках на реальных промышленных средах, выразились в следующем. В сырой нефти с ЭЛОУ на Московском НПЗ после одноразовой (одноступенчатой) промывки без деэмульгатора расчетным количеством воды на пилотной установке и после фильтрации при 60oC через ФКУ с композицией из пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов содержание воды в нефти снизилось с 19 до 0,04% об., содержание солей с 34,9 до 4,83 мг/л. В сырой нефти с ЭЛОУ на Ангарском НПЗ в аналогичных условиях эксперимента при фильтрации через композицию полимерных материалов содержание воды в нефти снизилось с 18,0 до 0,03% об., а содержание солей с 47,0 до 5,4 мг/л. На нефтепромысле при деэмульсации нагретой нефти в ФКУ с влагоотделительным пакетом из композиции пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов без добавки промывочных вод и деэмульгаторов за время пребывания в аппарате 10-15 мин, т.е. только в процессе отделения пластовой воды в самом начале промышленной схемы, глубина обезвоживания составила 99,1% при снижении содержания воды от 31,3 до 0,28% об.; при этом содержание солей снизилось от 38 г/л до 132 мг/л. Эффективность процесса коалесцирующей фильтрации нагретой водонефтяной эмульсии в ФКУ через влагоотделительный пакет, составленный из композиции высокоэффективных пористо-ячеистых материалов с высокоразвитой коалесцирующей поверхностью, значительно превышает эффективность процесса разрушения эмульсии под воздействием таких эффективных факторов, как действие деэмульгаторов, электрического поля и высокой температуры на известной установке. Увеличение глубины обезвоживания уже на начальных ступенях производственной технологической схемы приведет к сокращению общей схемы подготовки нефти. Глубокое обезвоживание и обессоливание позволяет резко снизить коррозионную активность нефтяного сырья в условиях транспортировки. С повышением интенсификации технологии процесса подготовки изменились временные характеристики процесса разрушения эмульсии. Если на известной установке время разделения эмульсии в отстойниках измерялось часами (1-3 и даже более), то при оптимально выбранных технологических параметрах процесса, производительности ФКУ и оптимальных характеристик фильтрующе-коалесцирующих материалов влагоотделительного пакета, время разделения эмульсии на предлагаемой установке равно времени фильтрации ее через влагоотделительный пакет, т.е. времени контакта с фильтрующе-коалесцирующей поверхностью, исключая стадию отстоя. Это также влечет за собой сокращение единиц оборудования в схеме установки и удешевление. При снижении температурных пределов нагрева водонефтяной эмульсии и промывочных вод до 30-70oC уменьшились габариты теплообменной аппаратуры, снизились энергетические и материальные затраты, резко снизился объем и количество аппаратов - отстойников, что приводит к упрощению и удешевлению технологии и затрат на металлоемкое оборудование для установки. Снижается объем водопотребления. С исключением необходимости реагентной обработки водонефтяных эмульсий с использованием дорогостоящих деэмульгаторов, не нужны узлы приготовления и дозированной подачи реагента. Это упрощает технологическую схему, снижает объем используемого оборудования и значительно удешевляет технологию на установке подготовки нефти при ее обезвоживании и обессоливании. С исключением необходимости электрохимической обработки водонефтяных эмульсий в электродегидраторах отсутствует в технологической схеме еще одна очень трудоемкая, энергоемкая и металлоемкая стадия, включающая значительное количество аппаратов больших объемов, занимающих большую производственную площадь. Это существенно упрощает схему установки и значительно снижает затраты на используемое технологическое оборудование. Двухстадийная и многоступенчатая технология обезвоживания и обессоливания нефти на известной установке (ЭЛОУ) может быть с успехом заменена на процесс двух-трех ступенчатой коалесцирующей фильтрации через фильтрующе-коалесцирующие устройства на предлагаемой установке обезвоживания и обессоливания нефти при значительном упрощении и удешевлении технологии подготовки нефти.

Формула изобретения

Установка обезвоживания и обессоливания нефти, включающая сырьевые резервуары, теплообменники и подогреватели, промежуточные емкости, узлы смешивания водонефтяной эмульсии с промывочными водами, емкости сбора подготовленной нефти, отличающаяся тем, что установка снабжена фильтрующе-коалесцирующими устройствами, установленными после узла смешивания нагретой нефти с нагретыми промывочными водами и выполненными в виде емкостей, оснащенных влагоотделительными пакетами, перекрывающими рабочее сечение аппаратов и составленными из композиции материалов - пористо-ячеистых металлов, и(или) сплавов, и(или) пористо-ячеистых полимерных материалов с фиксированной пористо-ячеистой структурой.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Установка для обезвоживания и обессоливания нефти

Изобретение относится к нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслям промышленности и может быть использовано при подготовке нефти на промыслах и на нефтеперерабатывающих заводах, в частности при обезвоживании и обессоливании нефти. Сущность изобретения заключается в том, что установка включает отстойник, в котором размещены последовательно расположенные вертикальные перегородки, выполненные из просечно-вытяжного листа. Перегородка до границы раздела фаз "нефть-вода" выполнена вертикальной и далее с уклоном в сторону входа водонефтяной эмульсии. Вертикальная часть этой перегородки выполнена глухой. Перегородки расположены таким образом, что щели последующей перегородки повернуты относительно щелей предыдущей перегородки. За перегородками размещен коалесцирующий пакет, перекрывающий рабочее сечение отстойника. Установка содержит смеситель со смесительной вставкой, выполненной в виде обращенных друг другу меньшими основаниями усеченных полых конусов, соединенных по меньшим основаниям. Смеситель снабжен патрубками для подвода нефти и воды и соединен трубопроводом с распределительным коллектором эмульсии, который размещен перед перегородкой в нижней части отстойника. Технический результат состоит в повышении степени обезвоживания и обессоливания нефти за счет эффективной промывки водой от солей, в возможности работы отстойника в режиме полного заполнения. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслям промышленности и может быть использовано при подготовке нефти на промыслах и на нефтеперерабатывающих заводах, в частности при обезвоживании и обессоливании нефти.

Процессы обезвоживания и обессоливания нефти основаны на разрушении эмульсии, ее деэмульгировании. При этом при обессоливании деэмульгированию подвергают искусственную эмульсию нефти с промывной водой, специально подаваемую для отмывки нефти от оставшихся в ней солей. Для разрушения эмульсии в процессах обезвоживания и обессоливания нефти применяют гравитационный отстой, который сочетают с различными мерами воздействия на эмульсию - подогрев, добавка деэмульгаторов, перемешивание и электрообработку.

Известна установка подготовки нефти к переработке, которая включает процессы обезвоживания и обессоливания нефти, содержащая трубопровод, соединенный с отстойником и снабженный патрубком ввода в поток нефти водяного пара, при этом патрубок ввода водяного пара установлен соосно трубопроводу, установка снабжена смесительной вставкой, выполненной в виде двух обращенных друг другу меньшими основаниями и разнесенных по оси трубопровода усеченных конусов, соединенных по меньшим основаниям цилиндром, образующим проточную часть смесительной вставки и смонтированной в трубопроводе последовательно и соосно патрубку, теплообменником, установленным на входе трубопровода, и разделителем эмульсии, включенным в установку последовательно за отстойником и выполненным в виде дополнительного отстойника с коалесцирующим пакетом, перекрывающим рабочее сечение разделителя, при этом трубопровод установлен с уклоном в сторону отстойника, обеспечивающим перемещение к отстойнику выпавших из потока нефти механических примесей, выполнен с расширенным концом и обращен выходом к стенке отстойника в донной его части [патент №2162725, кл. В01D 17/04, опубл. 10.02.2001.].

Недостатком устройства является сложность конструктивного исполнения - наличие в установке 2-х отстойников, теплообменника. Недостатком также является использование водяного пара, который только после конденсации используется в качестве промывной воды, а также то, что конструктивное исполнение смесительной вставки не обеспечивает интенсивного смешения и укрупнения капель нефти и воды.

Наиболее близким к заявляемой является установка для очистки нефти, а именно для обезвоживания и обессоливания нефти, включающая отстойник с перегородками, отсек для накопления очищаемой нефти, отвода нефти, воды и газа, при этом верхние кромки перегородок расположены на одном уровне, отсек для очищенной нефти образован последней перегородкой, выполненной глухой снизу, патрубок для подачи очищаемой нефти размещен открытым концом вверх на уровне нижней кромки первой перегородки, патрубок для отвода отстоявшейся воды расположен в нижней части отстойника перед последней перегородкой, причем в верхней части отстойника размещен распылитель воды [патент РФ №2118198, кл. В01D 17/028, опубл. 27.08.1998.].

Недостатком установки является недостаточно эффективное смешение нефти с промывочной водой, подаваемой распылением, т.е. не обеспечивается контакт со всей массой нефти, и как следствие - невысокая степень обезвоживания и обессоливания нефти, а также то, что отстойник не может работать в полнозаполненном режиме, т.к. перегородки не полностью перекрывают сечение отстойника.

Задача изобретения - повышение эффективности обезвоживания и обессоливания нефти.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - повышение степени обезвоживания и обессоливания нефти за счет эффективной промывки водой от солей, обеспечение последующей коалесценции водяной и нефтяной фаз, а также возможность работы отстойника в полнозаполненном жидкостью режиме.

Заявляемая установка приведена на чертеже.

Установка включает отстойник 1 с последовательно расположенными в нем вертикальными перегородками 2, 3, 4, 5, выполненными из просечно-вытяжного листа с щелями, и перекрывают сечение отстойника. Первая перегородка 2 до границы раздела фаз «нефть-вода» выполнена вертикальной и далее с уклоном в сторону входа водонефтяной эмульсии, при этом вертикальная часть этой перегородки выполнена глухой, за ней размещен ряд установленных друг за другом перегородок 3, 4, и 5, которые расположены таким образом, что щели последующей перегородки повернуты относительно щелей предыдущей перегородки. Последовательно за этими перегородками размещен коалесцирующий пакет 6, перекрывающий рабочее сечение отстойника 1. Кроме того, установка снабжена смесителем 8 со смесительной вставкой 9, выполненной в виде обращенных друг другу меньшими основаниями усеченных полых конусов, патрубки для подвода нефти 10 и промывочной воды 11 соединены со смесителем 8, снабженным трубопроводом 12 с распределительным коллектором эмульсии 13, размещенным перед первой перегородкой 2 в нижней части отстойника 1. За последней перегородкой 7 в верхней части отстойника 1 размещен коллектор нефти 14, соединенный с патрубком отвода нефти 15, а в нижней части отстойника 1 размещен патрубок для отвода воды 16. Оба коллектора 13 и 14 выполнены в виде горизонтальной трубы с щелевыми прорезями 17 и 18 соответственно.

Выполнение части вертикальной перегородки до границы раздела фаз «нефть-вода» глухой позволяет создать отсек, который в процессе обезвоживания и обессоливания нефти заполняется водой, а выполнение другой части перегородки с уклоном в сторону входа эмульсии способствует затормаживанию капель воды, зависанию их и возвращению в отсек с водой для ее повторного использования.

Выполнение щелей последующей перегородки, повернутой относительно щелей предыдущей перегородки, способствует отбиванию капель нефти и воды, что в конечном итоге способствует интенсификации разделения нефти и воды.

Размещение распределительного коллектора эмульсии в нижней части отстойника с выполненными на нем щелевидными прорезями способствует распределению струек эмульсии в напорном режиме, и часть воды из эмульсии переходит в водную фазу, а в верхней части отстойника образуется слой отстоявшейся нефти.

Размещение в смесителе смесительной вставки, выполненной в виде обращенных друг другу меньшими основаниями усеченных полых конусов, способствует смешению и укрупнению капель нефти и воды за счет закручивающего эффекта потока.

Установка работает следующим образом.

Подлежащую обезвоживанию и обессоливанию предварительно нагретую нефть подают через патрубок 10 в смеситель 8, где она интенсивно смешивается с промывочной водой, подаваемой через патрубок 11. Образовавшаяся водонефтяная эмульсия проходит через смесительную вставку 9, где она подвергается смешению и укрупнению капель нефти и воды. Далее смесь подают на распределительный коллектор эмульсии 13, при выходе через щелевидные прорези 17 которого она образует многочисленные струи. Эти струи пронизывают объем воды в отсеке отстойника 1. При прохождении эмульсии через прорези образуется тонкослойная струя, где происходит быстрое разделение нефти и воды, накопление нефти в верхней части отстойника, а воды - в нижней. Уклон перегородки 2 способствует затормаживанию капель воды, зависанию их и возврату в отсек с водой, а нефть перетекает в другой отсек. В дальнейшем разделенные нефть и вода движутся через перегородки 3, 4, 5. Размещение щелей перегородки 4 на разной высоте по сравнению с щелями перегородок 3 и 5 позволяет интенсифицировать процесс разделения нефти и воды в объеме отстойника между этими перегородками. Разделенную (отстоявшуюся) нефть после перегородок 3, 4 и 5 направляют на дополнительную деэмульсацию, которую осуществляют пропусканием потока нефти через коалесцирующий пакет 6. При этом достигаемая степень подготовки водонефтяной эмульсии позволяет проводить процесс деэмульсации без применения реагентов-деэмульгаторов. Последняя перегородка 7 обеспечивает окончательное четкое разделение нефти и воды. Нефть через сборный коллектор нефти 14 и далее через патрубок 15 выводится из отстойника, а вода - через патрубок отвода воды 16 отводится для дальнейшей утилизации.

Установка промышленно применима для подготовки нефти на промыслах, в частности для обезвоживания и обессоливания ее, т.к. все узлы и детали выпускаются промышленностью.

Установка для обезвоживания и обессоливания нефти, включающая отстойник с последовательно расположенными в нем вертикальными перегородками, патрубками для подачи нефти и промывочной воды, отвода нефти и воды, отличающаяся тем, что перегородки выполнены из просечно-вытяжного листа со щелями и перекрывают сечение отстойника, первая перегородка до границы раздела фаз «нефть-вода» выполнена вертикальной, а далее с уклоном в сторону входа водонефтяной эмульсии, при этом вертикальная часть перегородки выполнена глухой, за ней размещен ряд установленных друг за другом перегородок, которые расположены таким образом, что щели последующей перегородки повернуты относительно щелей предыдущей перегородки, последовательно за этими перегородками размещен коалесцирующий пакет, перекрывающий рабочее сечение отстойника, кроме того, установка снабжена смесителем со смесительной вставкой, выполненной в виде обращенных друг другу меньшими основаниями усеченных полых конусов, патрубки для подвода нефти и промывочной воды соединены со смесителем, снабженным трубопроводом с распределительным коллектором эмульсии, размещенным перед первой перегородкой в нижней части отстойника, за последней перегородкой в верхней части отстойника размещен коллектор нефти, соединенный с патрубком отвода нефти, при этом оба коллектора выполнены в виде горизонтальной трубы с щелевыми прорезями.

www.findpatent.ru

Установка ЭЛОУ. Методы обессоливания нефти

Похожие главы из других работ:

Анализ системы теплообмена на примере установки ЭЛОУ-АТ-6

3.1 Описание схемы теплообмена и общая характеристика установки ЭЛОУ-АТ-6 Киришского НПЗ

Установка первичной переработки нефти ЭЛОУ-АТ-6 предназначена для разделения нефти на фракции [5]...

Анализ системы теплообмена на примере установки ЭЛОУ-АТ-6

3.3 Создание технологической схемы существующей системы теплообмена установки ЭЛОУ-АТ-6

Основной целью дипломной работы является синтез новой более выгодной системы теплообмена в сравнении с существующей схемой теплообмена. Но для создания новой системы требуется смоделировать существующую систему...

Анализ системы теплообмена на примере установки ЭЛОУ-АТ-6

3.4 Оценка возможности повышения эффективности системы теплообмена установки ЭЛОУ-АТ-6

В качестве метода для проведения анализа текущей системы теплообмена был выбран Пинч-метод...

Анализ системы теплообмена установок перегонки нефти

3.1 Описание схемы установки ЭЛОУ-АВТ-6 Киришского НПЗ [9]

Сырая нефть прокачивается тремя параллельными потоками через теплообменники, где нагревается до температуры не более 160оС. Первый поток сырая нефть прокачивается последовательно по трубному пространству теплообменников Т-1/1, Т-1/2, Т-16/1...

Анализ системы теплообмена установок перегонки нефти

4.1 Оптимизация схемы подогрева нефти на установке ЭЛОУ - АВТ - 6 Киришского НПЗ

Оптимизацию можно проводить несколькими методами, которые можно условно разделить на две группы. Одна предполагает полную реконструкцию установки, с демонтажом старого и монтажом нового оборудования...

Вакуумная перегонка мазута. Технологическая схема типовой установки АВТ, получаемые продукты и их применение

2. Блок атмосферной перегонки нефти установки ЭЛОУ - АВТ - 6

При выборе технологической схемы и режима атмосферной перегонки нефти руководствуются главным образом ее фракционным составом и, прежде всего, содержанием в ней газов и бензиновых фракций...

Вакуумная перегонка мазута. Технологическая схема типовой установки АВТ, получаемые продукты и их применение

3. Блок вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ - АВТ - 6

Основное назначение установки (блока) вакуумной перегонки мазута топливного профиля - получение вакуумного газойля широкого фракционного состава (350 - 500 °С), используемого как сырье установок каталитического крекинга...

Вакуумная перегонка мазута. Технологическая схема типовой установки АВТ, получаемые продукты и их применение

4. Блок стабилизации и вторичной перегонки бензина установки ЭЛОУ - АВТ - 6

Во фракциях легкого и тяжелого бензинов, отбираемых с верха соответственно отбензинивающей и атмосферной колонн (см. рис. 1), содержатся растворенные углеводородные газы (С1 -С4)...

Варианты переработки нефти

5.1 Расчет материального баланса установки ЭЛОУ - АВТ

В результате процессов, протекающих на установке ЭЛОУ-АВТ, получаются следующие фракции: 1) газы до C5 - сырье для газофракционирования предельных углеводородов; 2) фракция н.к.- 62°С...

Проект установки ЭЛОУ-АВТ

6.1 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС БЛОКА ЭЛОУ, БЛОКА АВТ И АТМОСФЕРНЫХ КОЛОНН К-1 И К-2

Материальный баланс блока ЭЛОУ, АВТ и колонн К-1 и К-2 представлен табл. 6.1-6.4. Количество рабочих дней в году принимаем равным 340. Таблица 6.1 Материальный баланс блока ЭЛОУ Статьи баланса % мас. Тыс. т/год Взято: Нефть сырая 101...

Проект цеха электролиза производительностью 315 тыс. т алюминия в год с установкой электролизеров с обожженными анодами на силу тока 315 кА

2.1.4 Установка АПГ

Новые поколения зарубежных электролизёров с ОА, имеющие высокие технико-экономические показатели, характеризуются высоким уровнем автоматизации. Они оборудованы системами автоматического питания глинозёмом (так...

Разработка системы автоматизации технологического процесса на примере установки ЭЛОУ-АВТ

2.3. Установка ЭЛОУ-АВТ-6

Установка ЭЛОУ АВТ-6 проиводительностью 6 млн.т/год осуществляет процессы обезвоживания и обессоливания нефти, ее атмосферно-ваккуумную перегонку и вторичную перегонку бензина. Схема этой установки представлена на рисунке...

Расчет Мамонтовской нефти

3. Технологическая схема АВТ установки ЭЛОУ-АВТ-6

Рис 2.1, 14, 17, 22-25, 31, 36, 39, 40, 42-44, 46, 47, 49 - насосы; 2-7, 9, 10, 45 - теплообменники; 8, 16, 26-30 - колонны; 11, 12, 19, 20, 33, 37 - конденсаторы-холодильники; 13, 18, 21, 38 - емкости; 15, 32, 41 - трубчатые печи; 34 - эжектор; 35, 48...

Расчет Мамонтовской нефти

3.1 Описание технологической схемы АВТ установки ЭЛОУ-АВТ-6

Нефть подается насосом 1 и делится на 2 потока. Первый поток проходит теплообменник 2, в котором нагревается верхним циркуляционным орошением основной атмосферной колонны 16. Затем проходит теплообменник 3...

Расчет основного оборудования для схемы очистки воздуха от аммиака

2. Насосная установка

Для перемещения капельных жидкостей служат насосы. Их разделяют на следующие основные типы: поршневые, центробежные, осевые, ротационные, струйные. Поршневые насосы получили широкое распространение в XIX в...

prod.bobrodobro.ru

установка обезвоживания и обессоливания нефти - патент РФ 2146549

Изобретение относится к области технологии подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях, в частности к технике разделения эмульгированных углеводородных сред, а именно - к установкам для обезвоживания и обессоливания на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях. Установка снабжена фильтрующе-коалесцирующими устройствами, установленными после узла смешивания нагретой нефти с нагретыми промывочными водами и выполненными в виде емкостей, оснащенных влагоотделительными пакетами, перекрывающими рабочее сечение аппаратов и составленными из композиции материалов - пористо-ячеистых металлов, и(или) сплавов, и(или) пористо-ячеистых полимерных материалов с фиксированной пористо-ячеистой структурой. Технический результат состоит в повышении эффективности и интенсификации, а также упрощении и удешевлении процесса обезвоживания и обессоливания нефти. 1 ил. Изобретение относится к области технологии подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях, в частности к технике разделения эмульгированных углеводородных сред, а именно - к установкам обезвоживания и обессоливания нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях. Суть обезвоживания и обессоливания нефти при ее подготовке, как на нефтепромыслах, так и на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) сводится к деэмульсации водонефтяной эмульсии и отделению пластовой воды на первой ступени производства и солесодержащих промывных вод на последующих, в результате чего остаточная концентрация солей в товарной нефти на нефтепромыслах достигает стандартизированного уровня не выше 40-50 мг/л, а в нефти на НПЗ, подаваемой на установку переработки - уровня не выше 5 мг/л. Основной, практически повсеместно распространенной на сегодняшний день в технологической практике нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий, является комбинированная установка, сочетающая теплохимический отстой с электрохимическим обезвоживанием и обессоливанием [Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти. М., Недра, 1977, с. 250, рис. 93]. Теплохимический отстой может выполняться в несколько ступеней, количество которых зависит от глубины обезвоживания и обессоливания на каждой, обусловливаемых свойствами нефти и характером водонефтяной эмульсии, объемом обрабатываемого сырья, эффективностью выбранного деэмульгатора, условиями и уровнем организации контакта промывочных вод с водонефтяной эмульсией, конструкционными особенностями и объемом аппаратов - отстойников. Электрохимическая обработка является завершающей стадией, характеризующейся глубоким обезвоживанием и обессоливанием. В производственной технологической практике общее название комбинированной установки по обезвоживанию и обессоливанию нефти определено последней стадией обработки - электрохимической, и установка носит название ЭЛОУ - электрообессоливающая установка. Установки обезвоживания и обессоливания при разных объемах подготовки нефти на промыслах и на НПЗ аналогичны, а основное различие заключается в количестве единиц и объемах технологического и емкостного оборудования. Принципиальная действующая технологическая схема обезвоживания и обессоливания нефти, как на нефтепромыслах, так и на НПЗ, на известной установке включает оборудование для проведения теплохимического отстоя, как правило, под давлением, и последующего электрохимического процесса деэмульсации и в общем виде изображена на чертеже (А). Нефть с промысла, освобожденная от газа, в виде водонефтяной эмульсии поступает в приемные сырьевые резервуары (1) и далее в группу теплообменников (2), откуда, нагретая до 35-60oC, поступает в подогреватели (3) для нагрева до необходимой по условиям технологического процесса температуры (до 100oC и выше). Перед подачей нефти в теплообменники в нее вводится деэмульгатор и рециркулирующая отстойная вода. Обработанная деэмульгатором и нагретая до необходимой температуры нефть поступает в отстойные емкости (4), в которых происходит разрушение водонефтяной эмульсии и отделение пластовой воды и мехпримесей от нефти в течение значительного времени (1-3 часа). Частично обезвоженная и частично обессоленная нефть поступает далее в сырьевую группу теплообменников (5), из которых, отдав часть тепла, поступает в промежуточные емкости (6). Представленная часть схемы является начальной ступенью для нефтедобывающих производств, а дальнейшее ее описание является общим для нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих производств. Из промежуточных емкостей (6), а на НПЗ из сырьевых резервуаров (1), нефть после смешивания с деэмульгатором и пресной водой поступает в теплообменники (7) и подогреватели (8) и далее - в отстойники (9). В отстойниках под действием деэмульгатора и температуры происходит разрушение водонефтяной эмульсии, и отделение солесодержащей воды от промытой нефти в течение значительного времени (часа и более). Вся вышеописанная технологическая цепочка известной установки представляет собой термохимическую стадию, а далее начинается электрохимическая стадия технологии подготовки нефти - ее глубокого обезвоживания и обессоливания до норм, требуемых на производстве. Из отстойников (9) после дополнительного смешивания с деэмульгатором и нагретой водой нефть поступает в электродегидраторы первой ступени (10) и далее - в электродегидраторы второй ступени (11). Эти аппараты предназначены для разрушения водонефтяной эмульсии под действием электрического поля, и глубокого отделения солесодержащей воды от промытой нефти, выполняя дополнительно и роль статических отстойников. Обе ступени электрообезвоживания и обесооливания содержат значительное количество аппаратов (до 6 и более каждая). Из электродегидраторов второй ступени обезвоженная и обессоленная до требуемых норм нефть поступает в емкости (12), из которых на нефтепромыслах, как товарная, направляется потребителям, а на НПЗ, как подготовленная нефть, поступает по заводской технологической схеме на переработку. Несмотря на нечувствительность технологического процесса подготовки нефти к любым колебаниям содержания воды на известной установке, благодаря воздействию мощных факторов (реагента, температуры, электрического поля), а также на возможность увеличения эффективности процесса обезвоживания подбором реагентов без изменения оборудования и аппаратуры, можно назвать ряд существенных недостатков. Термохимическая и электрохимическая стадии технологического процесса многоступенчаты, в результате того, что глубина обезвоживания и обессоливания в аппаратах - отстойниках увеличивается постепенно, достигая требуемого стандартизированного уровня, как правило, только после второй ступени электродегидраторов. Так как, основным принципом раздела водной и нефтяной фаз при деэмульсации, после химической и электрохимической обработки эмульсии является отстой в аппаратах - отстойниках, который занимает значительное время (1-3 и возможно более часов), установки обезвоживания и обессоливания нефти громоздки, сложны в обслуживании и занимают значительную площадь из-за большого количества единиц однотипного металлоемкого и дорогостоящего оборудования, имеющего значительные объемы. Известные установки энергоемки в результате использования значительных количеств тепловой и электрической энергии. Реагентное хозяйство является дорогостоящим, т.к. эффективные деэмульгаторы относятся к перечню дорогостоящей импортной продукции. Использование для отмывки солей значительных объемов (до 25% и более от объема подготавливаемой нефти) промывочных вод, включая и рециркулируемые, при содержании в них определенной концентрации деэмульгаторов, создает определенные проблемы на промыслах при закачке отработанных вод в поглощающие горизонты, а на НПЗ увеличивает нагрузку на очистные биологические сооружения, обусловливая дополнительные материальные и энергетические затраты. Устранение недостатков достигается тем, что установка обезвоживания и обессоливания нефти, включающая сырьевые резервуары, теплообменники и подогреватели, промежуточные емкости, узлы смешивания водонефтяной эмульсии с промывочными водами, емкости сбора подготовленной нефти, снабжена фильтрующе-коалесцирующими устройствами, установленными после узла смешивания нагретой нефти с нагретыми промывочными водами, выполненными в виде емкостей, оснащенных влагоотделительными пакетами, перекрывающими рабочее сечение аппаратов, составленными из композиции материалов - пористо-ячеистых металлов и (или) сплавов и (или) пористо-ячеистых полимерных материалов с фиксированной пористо-ячеистой структурой. На чертеже (Б) в общем виде представлена принципиальная технологическая схема предлагаемой установки для обезвоживания и обессоливания нефти, как на нефтепромыслах, так и на нефтеперерабатывающих предприятиях. Установка содержит сырьевые резервуары (1), теплообменники (2) и подогреватели (3), вводы и приспособления (узлы) для подачи и смешивания промывочных вод с нагретой нефтью (водонефтяной эмульсией), промежуточные емкости (4), фильтрующе-коалесцирующие устройства (5,6) и резервуары для приема подготовленной нефти (7). Установка работает следующим образом. Нефть с промысла, освобожденная от газа, в виде водонефтяной эмульсии поступает в сырьевые резервуары (1) и далее в группу теплообменников (2) и подогревателей (3) для нагрева до 30-70oC. Уровень нагрева водонефтяных эмульсий обусловлен свойствами нефтей и условиями конкретной технологии. Перед подачей нефти в теплообменники в нее вводится рециркулирующая вода. Нагретая водонефтяная эмульсия поступает в промежуточную емкость (4) для отделения основной массы пластовой воды и мехпримесей, и далее - в фильтрующе- коалесцирующее устройство - ФКУ (5). В ФКУ в процессе коалесцирующей фильтрации нагретой водонефтяной эмульсии через композицию пористо-ячеистых материалов, происходит деэмульсация, отделение пластовой воды и мехпримесей от нефти. Представленная часть принципиальной технологической схемы процесса подготовки нефти на предлагаемой установке является начальной ступенью обезвоживания и обессоливания для нефтепромыслов, а дальнейшая часть схемы аналогична, как для нефтепромыслов, так и для НПЗ. Из ФКУ (5) глубоко обезвоженная, но не обессоленная до требуемых пределов на нефтепромысле, (а на НПЗ из сырьевого резервуара (1)), нефть поступает в теплообменники (2) и подогреватели (3) для нагрева до 30-70oC и дальше, смешиваясь с нагретой водой оптимального качества для эффективной отмывки солей на данной ступени обезвоживания и обессоливания, водонефтяная эмульсия поступает в ФКУ (6). Для обеспечения высокой эффективности промывки нефти используют разнообразные приемы и приспособления для эффективного смешивания водной и нефтяной фаз. В ФКУ в процессе фильтрации через влагоотделительный пакет происходит разрушение эмульсии, отделение от нефти солесодержащей воды и мехпримесей. Фильтрующе-коалесцирующие пакеты в ФКУ на разных ступенях обезвоживания и обессоливания могут отличаться, т.к. составляются из оптимальных композиций материалов в зависимости от качества и состава водонефтяной эмульсии на каждой ступени производственной схемы установки. Глубоко обезвоженная и обессоленная до требуемых норм нефть поступает в сборные емкости (7), из которых на нефтепромыслах, как товарная, нефть поступает потребителям, а на НПЗ, как подготовленная, поступает на переработку. В предлагаемой установке фильтрующе-коалесцирующее устройство является высоко эффективным и высоко производительным аппаратом несложной конструкции. Высокие показатели использования ФКУ в таком довольно сложном технологическом процессе, как обезвоживание и обессоливание нефти при ее подготовке, обусловлены тем, что для деэмульсации в процессе коалесцирующей фильтрации через влагоотделительный пакет используются композиции из олеофильных и гидрофильных пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов с высокоразвитой коалесцирующей поверхностью, подобранной с учетом свойств и характера обрабатываемой углеводородной среды, в частности водонефтяных эмульсий. Своеобразная пористо-ячеистая фиксированная структура используемых материалов при свободном объеме в пределах 93-95% практически не создает гидравлического сопротивления непрерывному эмульгированному водонефтяному потоку в процессе деэмульсации, обеспечивая большие производительности в крупнотоннажных технологиях. При варьировании олеофильными и гидрофильными свойствами фильтрующе-коалесцирующих материалов в композиции, обеспечиваются: задержка влагоотделительным пакетом на входе крупнодисперсной влаги, содержащей мехпримеси; эффективная коалесценция мелкодисперсной влаги внутри пакета и быстрая эвакуация коалесцированной влаги по внутренним стенкам структуры материалов, с обеспечением высокой степени отделения мельчайших капель солесодержащей воды, обеспечивая наряду с глубоким обезвоживанием нефти и глубокое ее обессоливание. Фильтрующе-коалесцирующая композиция влагоотделительного пакета при условии использования ее с учетом свойств составляющих материалов при избирательной фильтрации водонефтяных эмульсий различного качества при различной степени обводненности и устойчивости длительное время не требует регеренерации, которая при необходимости может быть осуществлена путем промывки пакета обратным ходом продукта или продувки воздухом, или пропаривания. Таким образом, включение в предлагаемую установку обезвоживания и обессоливания нефти фильтрующе-коалесцирующего устройства существенно изменило технологические параметры подготовки нефти при ее обезвоживании и обессоливании, а также и общий вид известной установки (ЭЛОУ). Высокая эффективность работы ФКУ при оптимальных вариантах состава композиции в водоотделительных пакетах из набора пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов, испытанных на пилотных установках на реальных промышленных средах, выразились в следующем. В сырой нефти с ЭЛОУ на Московском НПЗ после одноразовой (одноступенчатой) промывки без деэмульгатора расчетным количеством воды на пилотной установке и после фильтрации при 60oC через ФКУ с композицией из пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов содержание воды в нефти снизилось с 19 до 0,04% об., содержание солей с 34,9 до 4,83 мг/л. В сырой нефти с ЭЛОУ на Ангарском НПЗ в аналогичных условиях эксперимента при фильтрации через композицию полимерных материалов содержание воды в нефти снизилось с 18,0 до 0,03% об., а содержание солей с 47,0 до 5,4 мг/л. На нефтепромысле при деэмульсации нагретой нефти в ФКУ с влагоотделительным пакетом из композиции пористо-ячеистых металлических и полимерных материалов без добавки промывочных вод и деэмульгаторов за время пребывания в аппарате 10-15 мин, т.е. только в процессе отделения пластовой воды в самом начале промышленной схемы, глубина обезвоживания составила 99,1% при снижении содержания воды от 31,3 до 0,28% об.; при этом содержание солей снизилось от 38 г/л до 132 мг/л. Эффективность процесса коалесцирующей фильтрации нагретой водонефтяной эмульсии в ФКУ через влагоотделительный пакет, составленный из композиции высокоэффективных пористо-ячеистых материалов с высокоразвитой коалесцирующей поверхностью, значительно превышает эффективность процесса разрушения эмульсии под воздействием таких эффективных факторов, как действие деэмульгаторов, электрического поля и высокой температуры на известной установке. Увеличение глубины обезвоживания уже на начальных ступенях производственной технологической схемы приведет к сокращению общей схемы подготовки нефти. Глубокое обезвоживание и обессоливание позволяет резко снизить коррозионную активность нефтяного сырья в условиях транспортировки. С повышением интенсификации технологии процесса подготовки изменились временные характеристики процесса разрушения эмульсии. Если на известной установке время разделения эмульсии в отстойниках измерялось часами (1-3 и даже более), то при оптимально выбранных технологических параметрах процесса, производительности ФКУ и оптимальных характеристик фильтрующе-коалесцирующих материалов влагоотделительного пакета, время разделения эмульсии на предлагаемой установке равно времени фильтрации ее через влагоотделительный пакет, т.е. времени контакта с фильтрующе-коалесцирующей поверхностью, исключая стадию отстоя. Это также влечет за собой сокращение единиц оборудования в схеме установки и удешевление. При снижении температурных пределов нагрева водонефтяной эмульсии и промывочных вод до 30-70oC уменьшились габариты теплообменной аппаратуры, снизились энергетические и материальные затраты, резко снизился объем и количество аппаратов - отстойников, что приводит к упрощению и удешевлению технологии и затрат на металлоемкое оборудование для установки. Снижается объем водопотребления. С исключением необходимости реагентной обработки водонефтяных эмульсий с использованием дорогостоящих деэмульгаторов, не нужны узлы приготовления и дозированной подачи реагента. Это упрощает технологическую схему, снижает объем используемого оборудования и значительно удешевляет технологию на установке подготовки нефти при ее обезвоживании и обессоливании. С исключением необходимости электрохимической обработки водонефтяных эмульсий в электродегидраторах отсутствует в технологической схеме еще одна очень трудоемкая, энергоемкая и металлоемкая стадия, включающая значительное количество аппаратов больших объемов, занимающих большую производственную площадь. Это существенно упрощает схему установки и значительно снижает затраты на используемое технологическое оборудование. Двухстадийная и многоступенчатая технология обезвоживания и обессоливания нефти на известной установке (ЭЛОУ) может быть с успехом заменена на процесс двух-трех ступенчатой коалесцирующей фильтрации через фильтрующе-коалесцирующие устройства на предлагаемой установке обезвоживания и обессоливания нефти при значительном упрощении и удешевлении технологии подготовки нефти.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Установка обезвоживания и обессоливания нефти, включающая сырьевые резервуары, теплообменники и подогреватели, промежуточные емкости, узлы смешивания водонефтяной эмульсии с промывочными водами, емкости сбора подготовленной нефти, отличающаяся тем, что установка снабжена фильтрующе-коалесцирующими устройствами, установленными после узла смешивания нагретой нефти с нагретыми промывочными водами и выполненными в виде емкостей, оснащенных влагоотделительными пакетами, перекрывающими рабочее сечение аппаратов и составленными из композиции материалов - пористо-ячеистых металлов, и(или) сплавов, и(или) пористо-ячеистых полимерных материалов с фиксированной пористо-ячеистой структурой.

www.freepatent.ru

Блок-модуль обессоливания нефти | Научно-производственное предприятие "ГКС"

Продукция — Блочные установки и технологическое оборудование — Блок-модуль обессоливания нефти

Проблема обеспечения необходимой глубины обессоливания нефти и снижения расхода промывочной пресной воды тесно связана с совершенствованием процесса смешивания пресной воды с нефтяной эмульсией. В качестве показателя идеального смешивания принимается степень выравнивания концентрации солей в каплях эмульгированной воды, участвующих в процессе. Сохранение большого числа капель пресной воды в потоке обработанной нефтяной эмульсии после смешения объяснялось низкой эффективностью процесса смешения. Для устранения этого явления применяются специальные гидравлические устройства, увеличивающие интенсивность и длительность процесса смешивания пресной воды с исходной нефтяной эмульсией, а также используется метод ступенчатого смешивания и расслоения сырой нефти с пресной водой.

bon2При правильной постановке этой проблемы на установках обессоливания применяются недостаточно эффективные устройства, например, смесительные клапаны со встроенными завихрителями, центробежные циркуляционные насосы. Следствием этого является то, что не обеспечивается достаточная степень захвата солёных капель пластовой воды глобулами пресной воды, соответствие их размеров и соотношение количества капель в начале процесса. Кроме этого степень захвата глобул пластовой воды зависит также от состояния бронирующих оболочек на их поверхности и оказывается довольно высокой, когда бронирующие оболочки разрушены.

Решение поставленной задачи нами было разделено на два этапа. Первый – обеспечить соответствие усреднённого размера капель пресной воды глобулам минерализованной пластовой воды с помощью диспергатора специальной конструкции, второй этап – обеспечить максимально эффективное перемешивание полученных капель пресной воды с входящим потоком нефтяной эмульсии смесителем специальной конструкции.

 

Пример линейной компоновки узла диспергирования пресной воды и смесителя с потоком нефтяной эмульсии

Для эффективного отстаивания водонефтяной эмульсии предварительно обработанной в приведённых устройствах применяются горизонтальные напорные отстойники нефти объёмом до V=200 м3, которые обеспечивают достаточное время пребывания обработанного нефтяного потока в аппаратах: не менее 120 минут при рабочей температуре не менее плюс 70°С.

Отстойники оснащаются внутренними полочными устройствами для обеспечения тонкослойного отстаивания микроглобул пластовой воды в обработанной нефти.  

Основные технические показатели блока-модуля обессоливания нефти V=200м3

Плотность, кг/нм3Вязкость, сСт при температуре, °СТемпература застывания, °ССодержание в нефти, % масс.
2050асфальтенысмолыпарафинысеры
9109520+162435
Обводненность,% объёмн.Содержание солей, миллиграмм/дм3Температура процесса, °СРасход, м3/часДавление, кг/см
ВходВыходВходВыходНефтиПресной водыНефтиПресной воды
10,330070    +651002240

www.nppgks.com

Способ обессоливания нефти и установка для его осуществления

 

Использование: изобретение может быть использовано при обессоливании нефти. Цель изобретения состоит в снижении коррозии оборудования и трубопроводов путем уменьшения опасности коррозионного разрушения аппаратов установки нефти. Линия подачи пресной воды снабжена двухпродуктовым гидроциклоном, при этом обвод парогазовой смеси из гидроциклона осуществляют в атмосферу с помощью, например, вентилятора, способного отделять газ и более тяжелые продукты. Перед подачей в гидроциклон пресную воду нагревают до 70-95oC. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области техники и технологии подготовки нефти, преимущественно к технологии обессоливания нефти.

Известна установка для обессоливания нефти, включающая блок обезвоживания нефти, устройство для ввода пресной воды и дегидратор. [1] Недостаток пресная вода, используемая для обессоливания, обычно содержит кислород. Попадание кислорода в технологические потоки вызывает коррозию оборудования и трубопроводов. Особенно резко усиливается коррозия при одновременном присутствии в нефти кислорода и сероводорода. Это приводит к необходимости защиты оборудования путем применения дорогостоящих и недостаточно надежных антикоррозионных покрытий. Цель изобретения снижение коррозии оборудования и трубопроводов путем уменьшения опасности коррозионного разрушения аппаратов установки подготовки нефти. Поставленная цель достигается тем, что перед подачей в гидроциклон пресную воду нагревают до 70-95oC. Линия подачи пресной воды снабжена двухпродуктовым гидроциклоном, при этом отвод парогазовой смеси из гидроциклона осуществляют в атмосферу с помощью, например, вентилятора, способного отделять газ и более тяжелые продукты. Механизм обессоливания нефти следующий. В гидроциклоне процесс выделения газов, в том числе и кислорода из воды, происходит следующим образом. Предварительно нагретая до 70-95oC вода под давлением тангенциально подается в гидроциклон с вводным устройством и наконечником специальной конструкции. Благодаря этому поток жидкости интенсивно вращается вокруг оси гидроциклона в пленочном режиме течения. На чертеже приведена принципиальная схема установки. Установка включает блок обезвоживания 1, устройство для ввода промывочной воды 2, гидроциклон 3, нагреватель 4, электрогидратор 5 и товарный резервуар 6. Установка работает следующим образом. Вода, проходя через нагреватель 4, нагревается до 70-95oC, затем подается в гидроциклон 3, где деарируется. Далее она поступает в устройство для ввода промывочной воды 2, где диспергируется на мелкие капли и с потоком нефти поступает в электрогидратор 5. Нефть перед поступлением в электрогидратор проходит через блок обезвоживания 1, где отделяется основная масса пластовой воды. Из электрогидратора 5 нефть поступает в товарный резервуар 6 или на узел учета. Таким образом, гидроциклон имеет весьма малую металлоемкость, несложную автоматику. Он прост и в монтаже, и в эксплуатации не требует специального обслуживающего персонала и устройств для создания вакуума. Как показали исследования, чем с большим давлением подается поток жидкости, тем выше скорость вращения потока, а значит, выше величина разряжения в центре. Все это создает условия для интенсивного отделения газов, в том числе и кислорода, из воды. Наконечник специальной конструкции способствует более четкому отделению парогазовой смеси по центру вращения потока жидкости. В зависимости от режима работы рассматриваемый гидроциклон способен создавать разряжение в центральной части закрученной струи до 0,3-0,5 атм. Принимая во внимание зависимость давления насыщенных паров от температуры, приведенную в таблице, можно выбрать эффективную область работы гидроциклона по ее дегазации, которая находится в пределах 70-95oC. Ниже 70oC гидроциклон не обеспечивает достаточного вакуума для полного выделения паров и газов. Нагревать же воду выше 95oC не целесообразно с энергетической точки зрения, а также вследствие возможности бурного вскипания ее при создании вакуума. Использование предлагаемой установки подготовки нефти в несколько раз продлевает срок службы применяемого оборудования, что дает большую экономию в народном хозяйстве.

Формула изобретения

1. Способ обессоливания нефти, включающий подачу горячей пресной воды в обезвоженную нефть, отличающийся тем, что нагрев пресной воды ведут до 70-95oС и перед подачей в нефть горячую пресную воду обрабатывают в гидроциклоне. 2. Установка для обессоливания нефти, включающая блок обезвоживания, линию подачи пресной воды с нагревателем и дегидратор, отличающаяся тем, что линия подачи пресной воды снабжена двухпродуктовым гидроциклоном. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что гидроциклон снабжен вентилятором для отвода парогазовой смеси в атмосферу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам разрушения устойчивых разбавленных эмульсий и может быть использовано преимущественно для разрушения эмульсий смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ)

Изобретение относится к процессам обезвреживания и утилизации жидких отходов, содержащих нефтепродукты, а именно водных эмульсий смазочно-охлаждающих жидкостей, используемых в технологических процессах металлообработки

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам разрушения нефтяной эмульсии

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче обводненной нефти в процессах подготовки товарной нефти и воды для системы поддержания пластового давления и позволяет снизить потери нефти с пластовой водой и расход реагента-деэмульгатора

Изобретение относится к способам очистки сточных вод и переработки отработанных эмульсий, применяемых в качестве смазочно-охлаждающих жидкостей при обработке металлов

Изобретение относится к способам разделения эмульсий масло в воде путем введения катионных полимеров и может быть использовано при очистке сточных вод от эмульгированной нефти

Изобретение относится к способам разрушения эмульсий типа масло в воде с применением водорастворимого флокулянта

Изобретение относится к способу получения деэмульгатора для обезвоживания и обессоливания нефти, который может быть использован в процессах подготовки нефти

Изобретение относится к области обработки нефтесодержащих эмульсий с высоким содержанием механических примесей, в частности ловушечных и амбарных нефтешламов, и может быть использовано в нефтяной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности

Изобретение относится к подготовке нефти к переработке путем разрушения водонефтяных эмульсий

Изобретение относится к веществам - деэмульгаторам и может быть использовано для утилизации отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), применяемых при механической обработке металлов

Изобретение относится к способам разделения смесей взаиморастворимых жидкостей, например экстракционных смесей, и может быть использовано в химической, атомной и других отраслях промышленности

Изобретение относится к химическим способам разрушения эмульсий и может быть использовано в технологиях утилизации смазочно-охлаждающих технологических средств

Изобретение относится к технологии подготовки нефти к переработке, а именно к обессоливанию и обезвоживанию нефти, и может быть использовано на установках первичной переработки нефти и дистилляции

Изобретение относится к охране окружающей природной среды и может быть использовано на нефтяных месторождениях для обезвреживания и утилизации продуктов кислотной обработки призабойной зоны (ОПЗ) скважин при добыче нефти, в частности к обезвреживанию и утилизации продуктов кислотных ОПЗ скважин

Изобретение относится к коллоидной химии, конкретно к разрушению водно-органических эмульсий, и может быть использовано в пищевой промышленности и биотехнологии, а также для очистки воды от масел, жиров, топлив, нефтепродуктов и других органических примесей

Изобретение относится к области техники и технологии подготовки нефти, преимущественно к технологии обессоливания нефти

www.findpatent.ru