Лекция 4

Тема лекции: " Установка обессоливания и обезвоживания нефти. "

Нефть, поступающая на переработку, содержит нежелательные примеси, в том числе воду (до 2%), различные количества солей (от десятков до нескольких тысяч миллиграмм на 1л), механические примеси. Капельки воды, крупники глины, песка и других механических примесей образуют стойкую дисперсную фазу, которая в результате перемешивания с нефтью дает трудно разделимую нефтяную эмульсию.

Эмульсия представляет собой смесь двух не растворяющихся друг в друге жидкостей, из которых одна распределена в другой в виде мельчайших капелек. На поверхности капелек благодаря механическим примесям образуется тончайшая пленка, препятствующая слиянию и укрупнению капель. Поскольку перерабатывать такую нефть практически невозможно, ее предварительно деэмульгируют на установках ЭЛОУ. На заводах для разрушения нефтяных эмульсий применяют термохимический способ, когда добавляют в нефть специальные деэмульгаторы и обрабатывают смесь в электрическом поле высокого напряжения.

Среди растворенных в нефти солей особенно много хлоридов, обусловливающих коррозию оборудования и трубопроводов в процессе перегонки. Коррозия происходит в результате воздействия на металл соляной кислоты, образующейся при гидролизе хлоридов. Наибольшей способностью подвергаться гидролизу обладает хлорид магния.

Наличие сероводорода, выделяющегося при переработке нефти, значительно увеличивает коррозию за счет его совместного действия с образующейся соляной кислотой.

Электрический метод обезвоживания и обессоливания, принятый на заводах, является весьма эффективными и позволяет удалить до 95% (масс.) и более солей, а остаточное содержание в нефти не превышает 0, 1% (масс.). При глубоком обессоливании нефти практически полностью удаляются соединения железа, кальция, натрия, фосфора. Очень важно, что удаляются соединения мышьяка, попадающие в бензиновую фракцию и являющиеся сильным ядом для платинового катализатора, применяемого при каталитическом риформинге.

Технологическая схема электрообессоливания

Сырую нефть забирают из парка сырьевым насосом Н-101 (рисунок 1.3) и прокачивают двумя (на схеме показан один) потоками через систему теплообменников Т-101 и Т-102.

Н-101 – сырьевой насос; Т-101, Т-102 – теплообменники; И-101, И-102 – смесители I ступени; ЭД-101 –ЭД-104 – электродегидраторы I ступени; И-103, И-104 – смесители II ступени; ЭД-105 – ЭД-108 – электродегидраторы II ступени; Т-111, Т-112-холодильники; Н-133, Н-170 – насосы свежей воды и соляного раствора; Е-109, Е-126, Е-127 – емкости.

Рисунок 1.3 - Технологическая схема электрообессоливания.

На прием сырьевых насосов подают деэмульгатор в виде 2%-ного раствора. Нагретая смесь поступает в инжекторные смесители И-101 и И-102, где смешивается с солевым растворором, подаваемым из емкости Е-127 насосом Н-170. Сюда же предусмотрена подача 2%-ного раствора щелочи для предупреждения возможной коррозии. После смешения с водой нефть поступает в электродегидраторы ЭД-101 – ЭД-104 1ступени.

Частично обессоленную и обезвоженную нефть направляют на вторую ступень обессоливания через инжекторные смесители И-103 и И-104, куда подают свежую воду из емкости Е-126 насосом И-133. Из электродегидраторов ЭД-105 –ЭД-108 II ступени обессоленную нефть направляют через холодильники Т-111 и Т-112 в товарный парк.

Солевой раствор из электродегидраторов I ступени поступает в емкость Е-109, откуда отстоявшуюся нефть направляют на прием сырьевых насосов Н-101, а солевой раствор после охлаждения отводят с установки. Солевой раствор из электродегидраторов II ступени собирают в емкости Е-127, откуда его насосом Н-170 подают в смесители электродегидраторов II ступени.

Основное оборудование установки ЭЛОУ

Электродегидраторы. Это – горизонтальные цилиндрические аппараты вместимостью 160м³ (рисунок 1.4), работающие при 120^оС и 1, 4 МПа. Нефть в электродегидраторы вводят снизу через маточник, создающий равномерное распределение потока в электрическом поле. Вначале нефть попадает в слой отстоявшейся воды, затем поступает в зону под электродами, а оттуда проходит межэлектродное пространство.

1 - корпус; 2 - коллектор обессоленной нефти; 3 - изолятор;

4 - штуцер для предохранительного клапана; 5 - патрубки для проходных изоляторов; 6, 9 – люки-лазы; 7 - электроды; 8 - коллектор сырой нефти.

Рисунок 1.4 - Электродегидратор.

После этого нефть вытесняется в зону над электродами и выше по направлению к выходным коллекторам обезвоженной нефти, расположенным в верхней части электродегидратора равномерно по всей длине. В электрическом поле высокого напряжения в присутствии деэмульгатора происходит разрушение эмульсии и разделение воды и нефти.

Эксплуатация установки ЭЛОУ

При эксплуатации секции ЭЛОУ необходимо обращать особое внимание на количество и постоянство состава деэмульгатора, подаваемого в сырую нефть, на температуру подогрева нефти в сырьевых теплообменниках, на уровень воды в электродегидраторах и контроль за ее расходом, нужно следить за напряжением и силой тока на электродах. Уровень воды требуется поддерживать таким, чтобы между зеркалом воды и нижним электродом создавалось дополнительное электрическое поле, но при этом следует помнить, что повышение уровня воды до нижнего электрода вызывает короткое замыкание на корпус аппарата. Понижение уровня воды может также привести к потерям нефти, дренируемой вместе с водой.

Короткое замыкание может произойти в результате ухудшения качества сырой нефти – увеличения содержания в ней, механических примесей и смолистых веществ. В этом случае следует уменьшать количество воды, подаваемой в электродегидраторы, или совсем прекратить ее подачу, увеличить количество подаваемого деэмульгатора на прием насосов, уменьшить производительность установки. Короткое замыкание на корпус вследствие «пробоя» проходных и подвесных изоляторов может произойти в результате нарушения режима работы или при неисправности изоляторов. В этом случае электродегидратор отключают и подготавливают к ремонту.

При снижении давления и повышении температуры подогрева нефти в электродегидраторах могут образоваться газовые пробки. При этом следует повысить давление и снизить температуру до норм, предусмотренных технологической картой. Падение уровня нефти и автоматическое снятие напряжения может произойти при интенсивном дренировании воды. Если при малом содержании воды в обессоленной нефти остается значительное количество солей, это указывает на неудовлетворительное вымывание солей из нефти. Чем больше воды подают в нефть, тем лучше вымываются соли.