При расчете горизонтального гравитационного сепаратора в неравенстве (11.9) иг.доп умножают на отношение длины се паратора к его диаметру.
Гидравлический расчет гравитационного сепаратора по жид кости выполняют из условия, чтобы скорость подъема уровня
жидкости vm в нем была меньше скорости всплывания |
wr га |
зовых пузырьков, т, е. |
|
Уж < w r . |
( 11- 11) |
Выражая скорость иж через расход жидкости и площадь зеркала жидкости в сепараторе и скорость wr по формуле Стокса, определяют пропускную способность (расход) по жид кости при заданных размерах сепаратора. Отметим, что для го ризонтального сепаратора площадь зеркала жидкости является функцией уровня жидкости в сепараторе.
§ 11.4. ДЕЭМУЛЬСАЦИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЕ НЕФТИ, ПОДГОТОВКА СТОЧНОЙ ВОДЫ
Добыча нефти сопровождается отбором пластовой воды, что приводит в процессе движения и перемешивания фаз к образо ванию нефтяных эмульсий. Способность эмульсии в течение определенного времени не разрушаться и не разделяться на фазы называют устойчивостью или стабильностью. Она умень шается с повышением температуры, снижением дисперсности системы (степени раздробленности дисперсной фазы), умень шением содержания в системе стабилизирующих веществ (эмульгаторов), образующих на поверхности раздела фаз ад сорбционные защитные оболочки, и др. Стабилизирующие ве щества, содержащиеся в нефти (асфальтены, нафтены, смолы, парафин) и в пластовой воде (соли, кислоты), называют ес тественными эмульгаторами или естественными поверхностно активными веществами (ПАВ). Адсорбция эмульгаторов на водонефтяном разделе и утолщение межфазного бронирован ного слоя протекают во времени, поэтому эмульсия обратного типа В/Н (вода в нефти) со временем становится более устой чивой, т. е. происходит ее «старение». Отсюда следует, что све жие эмульсии разрушаются значительно легче и быстрее. В течение суток «старение» практически затухает.
Для разрушения нефтяных эмульсий путем вытеснения есте ственных эмульгаторов с поверхностного слоя капель воды ши роко применяют различные деэмульгаторы — поверхностно-ак тивные вещества, обладающие большей активностью, чем эмуль гаторы. Эффективными деэмульгаторами, применяемыми в настоящее время для разрушения эмульсий типа В/Н, явля ются неионогенные (не образующие ионов в водных растворах) маслорастворимые (сепарол 5084, дисолван 4490, прохинор GR,
УДО) или горизонтальной (типа СП) цилиндрической емкости, в которых совмещены нагрев (10—60 °С) эмульсии с помощью газовой шапки, сепарация газа, а также отстой нефти и воды с раздельным их сбросом. Такие установки называли еще се параторами-подогревателями или сепаратор ами-деэмульсато- рами. В настоящее время эмульсию нагревают с помощью на гревателя (или печи), пропускают через каплеобразователь и отводят в отстойник глубокого обезвоживания (см. рис. 11.3).
Нефтяные нагреватели и печи выпускают двух модификаций: нагреватели с жаровыми трубами, аналогичные совмещенным аппаратам только без отстойного отсека, (типа НН-2,5 и НН- 6,3);
печи трубчатые блочные (типа ПТБ-10 и БН-2М).
В нефтяных нагревателях типа НН, представляющих собой горизонтальную цилиндрическую емкость, эмульсия проходит снизу вверх через слой водяной подушки, которая омывает жа ровые трубы. В блочном нагревателе типа БН и в печи труб чатой блочной типа ПТБ эмульсия движется в трубе и нагре вается омывающими трубу продуктами сгорания.
Для отстоя нагретых эмульсий наибольшее распространение получили горизонтальные отстойники объемом 200 м3. Отстой ник типа ОГ-200С имеет два отсека: сепарационный и отстой ный. Дегазированная эмульсия из сепарационного отсека по двум коллекторам через перфорированные распределители по ступает в отстойный отсек под уровень пластовой воды. Обез воженная нефть всплывает и через перфорированный сборник выводится из аппарата. Отделившаяся пластовая вода с по мощью поплавкового регулятора межфазного уровня сбрасы вается в систему подготовки сточных вод. Принцип работы ос нован на гравитационном отстое и на эффекте промывки эмуль сии как в слое дренажной воды, так и в промежуточном слое высококонцентрированной эмульсии, выполняющем роль свое образного коалесцирующего фильтра.
Существующие методы обезвоживания нефти на промыслах не позволяют получить товарную нефть с остаточной обводнен ностью ниже 0,2%- При такой глубине обезвоживания остаточ ное содержание хлористых солей в зависимости от минерали зации пластовых вод может колебаться от 20 до 1000 мг/л. Регламентируемое содержание солей для трех групп товарной нефти не должно превышать 100, 300 и 1800 мг/л (см. табл. 1.2). Поэтому при подготовке сырых нефтей с высокой минерализа цией пластовых вод (плотностью 1170—1200 кг/м3) после сту пени глубокого обезвоживания предусматривается дополнитель ный процесс — обессоливание нефти. Сущность его заключается в промывке обезвоженной нефти пресной водой и последующем разделении фаз. Расход промывочной воды может колебаться от 3—5 до 10—15%. Процесс обессоливания и расход пресной
Нефть у д |
Эмульсия |
А ^ | |
£
/
воды зависят от принятой технологии смещения. Использование диафрагм, штуцеров, клапанов не всегда дает должный эф фект. Перспективным направлением является использование распыленного ввода пресной воды, например, с помощью ре гулируемого гидродинамического диспергатора, разработанного УкргипроНИИнефтью. Последующее разделение фаз осущест вляется в электродегидрато^е, который называют еще электро обессоливающей установкой (ЭЛОУ). Наиболее эффективен и экономичен горизонтальный электродегидратор ЭГ-200-10 (рис. 11.9), который представляет собой стальную цилиндрическую ем
кость вместимостью 200 |
м3, рассчитанную на рабочее давление |
1 МПа. Пропускная |
способность составляет 500 м3/ч. |
Как и отстойник, он оснащен распределителем эмульсии 9, сбор никами нефти 4 и воды 8, выполненными из перфорированных труб. Дополнительно электродегидратор оснащен двумя элект родами— верхним 2 и нижним /, которые подвешены на изоля торах 3 горизонтально друг над другом и имеют форму прямо угольных рам, занимающих все продольное сечение электро дегидратора. На электроды подается переменный ток с максимальным напряжением 44 кВ. Эмульсия подается через распределительный коллектор 9, обеспечивающий равномерное поступление ее по всему горизонтальному сечению аппарата. Она медленно движется снизу вверх через три зоны: слой отсто явшейся воды 7, уровень которой поддерживается автоматиче ски на 20 30 см выше коллектора 9; зону слабой напряженно
сти электрического |
поля |
между уровнем воды |
и нижним |
электродом 1\ зону |
сильной |
напряженности, между |
нижним 1 |
и верхним 2 электродами. |
|
|
|