Решение подобной задачи возможно путем разработки гибких технологических схем глубокой переработки нефти на основе широкого применения термокаталитических процессов, а также путем оптимизации качества моторных топлив с целью расширения их ресурсов за счет увеличения доли отбора от нефти при прямой перегонке.
Установки подготовки и первичной переработки нефти — головные на нефтеперерабатывающих предприятиях и эффективность их работы во многом определяет технико-экономические показатели заводов в целом.
Наличие в нефти, поступающей на переработку, хлоридов и воды способствует хлористоводородной коррозии оборудования, приводит к длительным простоям технологических установок, сокращает срок службы дорогостоящих катализаторов, используемых во вторичных процессах, ухудшает качество товарных нефтепродуктов. Присутствие пластовой воды в нефти существенно удорожает ее транспортировку по трубопроводам. С увеличением содержания воды в нефти возрастают энергозатраты на ее испарение и конденсацию (в 8 раз больше по сравнению с бензином). Возрастание транспортных расходов обусловливается не только перекачкой балластной воды, но и увеличением вязкости нефти, образующей с пластовой водой эмульсию.
Механические примеси нефти, адсорбируясь на поверхности глобул воды, способствуют стабилизации нефтяных эмульсий. Образование устойчивых эмульсий приводит к увеличению эксплуатационных затрат на обезвоживание и обессоливание, а также оказывает вредное воздействие на окружающую среду, так как при отделении пластовой воды часть нефти сбрасывается вместе с водой в виде эмульсии, что загрязняет сточные воды. При большом содержании механических примесей усиливается износ труб и образование отложений в аппаратах, что приводит к снижению коэффициента теплопередачи и производительности установок [1, с. 174].
В связи с широким применением вторичных процессов, жестче становятся требования к содержанию хлоридов в нефти, поступающей на переработку. При снижении содержания хлоридов до 5 мг/л из нефти удаляются такие металлы, как железо, кальций и магний; содержание ванадия снижается более чем в 2 раза, что исключительно важно с точки зрения качества реактивных и газотурбинных топлив, нефтяных коксов и других нефтепродуктов. На НПЗ США еще с 1960-х гг. обеспечивается глубокое обессоливание нефти до содержания хлоридов менее 1 мг/л и тем самым достигается бесперебойная работа установок прямой перегонки нефти в течение двух и более лет. На современных отечественных НПЗ считается вполне достаточным обессоливание нефтей до содержания хлоридов 3 — 5 мг/л и воды до 0,1 % (мас.) [1, с. 178].
С внедрением мощных комбинированных установок возрастают требования к надежности работы оборудования и, следовательно, необходимость более глубокой очистки нефти становится весьма актуальной.
По мере истощения запасов нефти и газа проблема углубления переработки нефти, т.е. получение максимального количества топлив масел из каждой тонны перерабатываемой нефти, приобретает все большее значение. Сравнительно быстрый рост обводнения добываемых нефтей даже при правильных системах разработки свидетельствует о старении перерабатываемых месторождений и, как следствие, о снижении уровня нефтедобычи.
Совершенствования современных электрообессоливающих установок направлены на повышение глубины обессоливания нефти и снижение при этом расходных показателей. Поиск решений ведется по нескольким направлениям. В первую очередь это разработка новых нефтеводорастворимых деэмульгаторов, обеспечивающих при малом расходе (5 — 10 г/т) высокую эффективность обезвоживания нефти. В настоящее время в мире ведется разработка новейших эффективных деэмульгаторов, таких как «Дау Кемикал» (США), «БАСФ» (Германия), «СЕРВО» (Голландия), «Диссольван» (фирма ХЕХСТ/КЛАРЕАНТ, Германия), «СНПХ» [2; 3], «Алкан»-ДЕ (Россия) [3].
Значительное место в исследованиях, направленных на увеличение глубины процесса обессоливания и обезвоживания, занимает промывка нефти пресной водой. Применение рациональной схемы промывки позволяет снизить расход промывной воды, а значит — и количество сбрасываемой в канализацию воды [4, с. 347].
В последние годы были предложены деэмульгаторы, которые могут быть использованы для глубокого обезвоживания и обессоливания стойких эмульсий высокосмолистых и парафиновых нефтей с одновременной защитой нефтепромыслового оборудования от коррозии [2; 3].
Общим недостатком практически всех известных способов обезвоживания и обессоливания нефти является дороговизна, связанная с применением дорогих деэмульгаторов и большими энергетическими затратами при нагреве нефтяной эмульсии. Кроме того, эти способы ориентированы на применение громоздких дорогостоящих аппаратов, резервуаров и оборудования. В связи с этим все большее применение в нефтяной, газо- и нефтеперерабатывающей промышленности находит магнитная обработка жидкостей для разрушения эмульсий «углеводород-вода». Способ этот является сравнительно простым и экономичным.
При магнитной обработке углеводородных эмульсий в ряде случаев улучшается их расслоение. Скорость расслоения эмульсия и степень их обезвоживания зависит от ряда параметров, среди которых наибольшее влияние оказывает магнитная индукция и скорость потока. Метод магнитной обработки эмульсий можно сочетать с термическим и химическими методами. При комбинировании магнитной обработки с химическим методом магнитной обработке может быть подвергнута как смесь исходной эмульсии с раствором деэмульгатора, так и раствор деэмульгатора с последующим его смешением с эмульсией. Это позволяет в несколько раз увеличить скорость и глубину разделения водонефтяных эмульсий при неизменной концентрации деэмульгатора, либо достигать снижения концентрации деэмульгатора в 2 — 3 раза без снижения скорости и глубины разрушения эмульсии [5].
Повышение эффективности деэмульгатора обусловлено снижением его критической концентрации мицеллобразования, что проявляется в увеличении оптической плотности его водного и углеводородного растворов в 2 — 10 раз. Таким образом, предлагаемый способ позволяет в несколько раз увеличить скорость и глубину разделения водонефтяных эмульсий при неизменной концентрации деэмульгатора, либо достигать снижения концентрации деэмульгатора в 2 — 3 раза без снижения скорости и глубины разрушения эмульсии [2].
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
Существуют способы воздействия слабым импульсным магнитным полем на эмульсии с целью ускорения процесса отстоя. Недостатком такой обработки эмульсий в магнитном поле является то, что желаемый эффект достигается только при малых сечениях трубопроводов.
Снижение затрат на подготовку нефти можно достичь делением потока жидкости, поступающей на обработку, на равные части, каждую из которых подвергая затем воздействию слабого импульсного магнитного поля и проводя отстой в малогабаритных трубчатых отстойниках. При этом значительно сокращается расход дорогостоящих деэмульгаторов, исключается нагрев эмульсии для ускорения отстоя нефти и воды.
Применение делителя потока на равные части позволяет использовать наиболее эффективно слабое магнитное поле с минимальным расходом электроэнергии. Кроме того, обработка эмульсии магнитными полями сокращает время отстоя нефти и воды в 2 — 3 раза, применение малогабаритных аппаратов при таком способе уменьшает металлоемкость установки не менее чем в 2 раза.
Одним из наиболее экономичных вариантов магнитной обработки нефтяной эмульсии является обработка сильным импульсным магнитным полем только раствора деэмульгатора, повышая его эффективность и снижая тем самым его удельный расход. Следовательно, электрические поля являются мощным фактором интенсификации процесса деэмульсации нефти при ее подготовке к переработке [6].
В результате проведенных исследований авторами предлагается проводить разделение водонефтяной эмульсии Грозненской нефтесмеси с использованием деэмульгатора – Кемеликс 3307 Х, а также с целью экономии пресной воды на блоке ЭЛОУ применить двухступенчатую схему с противоточной подачей промывной воды.
Для повышения эффективности разделения сырой нефти на компоненты, ускорения расслоения эмульсии, а также для снижения расхода деэмульгатора предлагается сырую нефть перед входом в электродегидратор Э-1 подвергнуть магнитной обработке путем воздействия однополярно направленных постоянных точечных магнитов (патент № 2272128, Россия).
Результаты показали, что глубже всего обессоливание проходит при обработке нефти магнитным полем при магнитной индукции 0,15 Тл, с добавлением деэмульгатора. Остаточное содержание хлористых солей в этом варианте составляет 0,2 мг/л.
Список литературы:
1. Ахметов с. А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002. 672 с.
2. Интенсификация добычи нефти, увеличение нефтеотдачи пластов, снижение обводненности.// ИНФОИЛ Нефтеодача. [электронный ресурс] – Режим доступа. — URL: http://www.mos-prom.ru/firms/infoil-nefteotdacha-13920.php (дата обращения 17.11.2011)
3. Технология повышения нефтеотдачи на базе деэмульгатора СНПХ-4410.//НИИНЕФТЕПРОМХИМ. [электронный ресурс] – Режим доступа. — URL: http://www.mi.ru/ventblanc.narod.ru/more/katalog1.pdf (дата обращения 17.11.2011)
4. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. М.: Химия, 2001. 568 с.: ил.
5. Шайдаков В. В., Каштанова Л. Е., Емельянов А. В. Аппараты для воздействия на водонефтяные эмульсии магнитным полем. //Сборник трудов по науке и технике. [электронный ресурс] – Режим доступа. — URL: http:// www.laboratory.ru/ (дата обращения 17.11.2011)
6. Композиция СНПХ-8903 и технология ее применения для интенсификации добычи нефти.// НИИНЕФТЕПРОМХИМ. [электронный ресурс] – Режим доступа. — URL: http:// neftpx.ru/ (дата обращения 17.11.2011)