Совместными
усилиями
к общему успеху
с 1997 года
«Интех ГмбХ»
«AMR Process Inc» - канадский производитель, разрабатывающий и предоставляющий лицензированные решения и комплексные проекты нефтяной (подготовка и очистка нефти) и газовой индустрии.
Год основания: - 1867 год
Достоинства:
Реальный мировой опыт
Ориентированность на принятие решений, передовая технология
Индивидуальные проекты по строгим требованиям клиентов
Специалисты по тяжелой нефти (подготовки и очистки)
Опыт в техническом проектировании на берегу и в открытом море
Принятие решения:
Вне зависимости от того, тяжелая это нефть, дизельное топливо, дегидрация, обессоливание или демеркаптанизация, решение будет подобрано с учетом конкретной ситуации.
Производитель «AMR Process Inc.» обладает обширными знаниями о конструкции нефтяного и газового технологического оборудования.
Компания ООО «Интех ГмбХ» предлагает следующие проекты и лицензионные решения по подготовке и очистке нефти
Виды дегидраторов и сепараторов:
Продолжающееся укрупнение производств и комбинирование оборудования в целях улучшения технологии, а также широкое использование каталитических процессов, влечет за собой повышение и ужесточение требований к наличию хлоридов и металлов в поступающей на процессы переработки нефти. Также на работу технологического оборудования нефтеперерабатывающих предприятий негативно влияют следующие факторы:
Все это обуславливает необходимость перед перегонкой подвергать нефть тщательной очистке с помощью процессов обезвоживания (разрушение водно-нефтяной эмульсии с помощью деэмульгаторов) и обессоливания (разделенные соли и воду удаляют с помощью процедур, мало отличающихся от методов обезвоживания). Часто процессы очистки нефти реализуются в одной установке.
Нефть в чистом состоянии без наличия не углеводородных примесей (солей разных металлов) и вода (пресная) не растворяются друг в друге. Их смесь при отстаивании легко расслаивается. При наличии не углеводородных примесей нефть и вода создают трудноразделимую нефтяную эмульсию, в которой одна из жидкостей диспергирует в другую в качестве мелких капель, видимых визуально только под оптическим микроскопом. В целях получения очищенной нефти (подготовки нефти) водонефтяные эмульсии подвергают разрушению и различным воздействиям, которые направлены на укрупнение капель воды и снижению вязкости нефти. Это приводит к увеличению разности плотностей фаз, что в свою очередь вызывает усиленное расслоение. Для реализации процедур обезвоживания и обессоливания нефти (подготовка нефти) применяются следующие технологические процессы:
Технологически более простым считается процесс гравитационного отстаивания, когда нефтью заполняют большие ёмкости и выдерживают её в течение более 48 часов. За этот период происходит коагуляция водных капель, которые, укрупняясь и становясь тяжелее, оседают под своей тяжестью на дно (гравитационное осаждение). При этом образуется слой скапливающейся воды. Однако процесс гравитационного отстаивания холодной нефти считается процессом малой производительности и недостаточно эффективным.
Более производительным и эффективным является отстой обводнённой нефти горячим методом, при котором нефть предварительно нагревается до определённой температуры (около 60°С), что значительно облегчает процесс осаждения водных капель, за счет чего в целом ускоряется обезвоживание нефти, а следовательно и очистка нефти. Нагрев эмульсии приводит с одной стороны к снижению расхода требуемого деэмульгатора, но с другой стороны влечёт ряд негативных, достаточно серьёзных последствий. Повышенная температура сильно увеличивает электропроводные характеристики нефти, что, соответственно, усложняет работу изоляторов (проходных и подвесных) и увеличивает расход электроэнергии (в случае электрообессоливающих установок).
В связи с этим подогрев разных сортов нефти на предварительных этапах её переработки проводят в температурных интервалах от 60 до 150 °С. Оптимальное значение температуры, обеспечивающие минимальные затраты на обессоливание, подбирается для каждого сорта нефти в отдельности и зависит от ее свойств. Научные изыскания и многолетний опыт эксплуатации промышленных электрообессоливающих установок показали, что для сортов нефти с низкой характеристикой вязкости (легкая нефть), не образующих устойчивых эмульсий, достаточно поддержание температуры в электродегидрарах около 70 °С. Для средневязких нефтей следует считать оптимальной температуру обессоливания от 100 до 120 °С. Более высокие температуры подогрева от 130 до 150 °С могут быть рекомендованы лишь для некоторых тяжелых и вязких сортов нефтяного продукта, образующих устойчивые эмульсии.
Для интенсификации процесса механического разделения эмульсии вместо гравитационных сил можно использовать центробежную силу, подвергая эмульсию процессу центрифугирования. Скоростью свободного осаждения частиц под действием силы земного притяжения оказывается значительно ниже скорости осаждения той же частицы в центрифуге под действием поля центробежных сил. В то же время более сложность оборудования для реализации данного метода является ограничивающим фактором.
Методом, основанным на обычной фильтрации, разрушают нестойкие эмульсии. В роли фильтров выступают вещества, которые не смачиваются водой. Эти фильтры обладают эффектом селективного смачивания. Данная система фильтрации обычно представляет собой цилиндрическую конструкцию вертикальной формы в виде сосуда, в средней зоне которого установлен фильтр. Снизу подаётся нефтяная эмульсия, которая подвергается процессу фильтрации, при этом очищенная нефть удаляется через верх, а сброс воды происходит в нижней области сосуда.
Для разрушения нефтяной эмульсии могут быть использованы деэмульгаторы, представляющие собой активные вещества дифильной структуры. Благодаря их сосредоточению на поверхности частиц дисперсной фазы происходит уменьшение межфазного натяжения в глобулах водонефтяной эмульсии, что приводит к разрушению их защитного слоя из природных стабилизаторов (асфальтены, парафины, смолы). Находят применение деэмульгаторы неэлектролитные и деэмульгаторы коллоидного типа.
К первому типу относятся растворяющие нефть органические вещества, снижающие вязкость нефти при растворении, такие как бензол, спирты, керосин. При этом происходит быстрое слияние водных капель и последующие их осаждение. Этот тип деэмульгаторов используют в лабораториях и при проведении различных исследований.
Промышленное применение деэмульгаторов в процессах обезвоживания нефти не базируется на неэлектролитах, так как их использование связано с чрезмерным их расходом и высокой ценой, а также сложным отделением от нефти уже после осаждения водяного слоя. Предпочтение отдается коллоидным поверхностно-активным веществам, среди которых выделяют анионоактивные, катионоактивные и неионогенные (не образующие в воде ионов) виды. В возникающих вследствие дестабилизации нестойких эмульсиях легко инициируются процессы укрупнения водных капель, которые затем осаждаются и выделяются в сплошную фазу. Эта стадия дестабилизации является лимитирующей для всего процесса обезвоживания и обессоливания. Растворимые деэмульгаторы в промышленности более предпочтительны благодаря ряду причин:
На практике чаще всего используют сочетание термодинамического разрушения эмульсии с электрическим способом. Вследствие индукции электрического поля водные капли подвергаются поляризации и деформации (вытягиванию) с последующим разрушением защитного плёночного слоя. Часто происходящая смена полярности (около 50 раз в секунду) электродов вызывает сталкивание и укрупнение капель, что приводит к их осаждению и образованию отдельной водной фазы. При увеличении глубины обезвоживания увеличивается расстояние между остаточными каплями и замедляется их слияние. Остаток воды в нефти после её обработки в переменном электрическом поле обычно представляет собой следы до 0,1 %. Слияние (коалесценцию) оставшихся водных капель можно усилить, повысив до определенных параметров напряжённость электрического поля. Различные сорта нефти обладают разной степенью эмульсионности (предрасположенность к образованию эмульсии), подразделяясь на 3 группы:
Электродегидратор вертикальный
Определение степени эмульсионности помогает подобрать оптимальный режим процедур обезвоживания и обессоливания нефти (подготовки нефти). Для конкретного типа эмульсий следует подбирать и разные размеры электродов, а также устанавливать разные расстояния между ними. В целях увеличения скорости процесса электрического обезвоживания также осуществляют предварительный подогрев нефти при температуре более 60 °С.
Наряду с процессом обезвоживания необходимо осуществлять процедуру глубокого обессоливания нефти. Обессоливание представляет собой перемешивание уже обезвоженной нефти с пресной водой. Эмульсия, возникшая в результате смешивания, вновь подвергается обезвоживанию. Необходимость такой периодичности технологических процедур объясняется тем, что даже в предварительно обезвоженной нефти есть остатки некоторого объёма воды, в котором находятся растворённые соли. Смешиваясь с пресной водой, соли равномерно распределяются по всему объёму воды, за счет чего происходит выравнивание ее концентрации. При повторном обезвоживании значительная часть растворенных солей удаляется в виде раствора. Также промывная вода постоянно перемешивает нефтяную эмульсию, вследствие чего происходит дополнительное слипание (коалисценция) капель.
Чтобы достичь высокой степени обессоливания, промывная пресная вода вливается в нефть в определенном количестве. Только 1% подаваемой воды смешивается с каплями солёной воды в эмульсии, а остальная ее часть помогает взбалтывать эмульсию, выступая в качестве турбулизатора. Однако увеличение объёма промывной воды способствует росту затрат на процедуру обессоливания нефти и увеличивает количество образующихся стоков. В целях экономии пресной промывной воды на обессоливающих установках многих нефтеперерабатывающих заводов применяют двухступенчатые системы очистки нефти с противоточной подачей воды. Поток свежей воды подают на вход последней ступени, а из первой ступени отводят дренажную воду. Количество ступеней (одна, две или три) при обессоливании нефти определяется характеристиками исходной эмульсии и содержащихся в ней солей.
Для очистки нефти от солей и воды используются следующие установки, на которых реализуют процедуры обезвоживания и обессоливания (оборудование для подготовки нефти):
Основной объём воды вместе с растворёнными в ней солями и механическими примесями отделяется ещё на промыслах. А окончательные процессы по обезвоживанию и обессоливанию нефти проводятся на нефтеперерабатывающих предприятиях с использованием электрообессоливающих установок. На нефтеперерабатывающих предприятиях, в качестве оборудования для подготовки нефти, эксплуатируется в основном три типа электрообессоливающих установок. Конечный выбор установки определяется типом используемых электродегидраторов и характером их связи с нефтеперегонными аппаратами.
К первому типу относятся отдельно смонтированные электрообессоливающие установки, на которых обессоливание нефти выполняют обычно в одну стадию. Процесс осуществляется в нескольких электродегидраторах (аппаратах электрического обезвоживания и обессоливания) вертикального исполнения. Нефть подогревают с помощью водяного пара. ЭЛОУ такого типа не связана напрямую с установкой атмосферно-вакуумной перегонкой нефти, поэтому нефть охлаждается и сбрасывается в промежуточную ёмкость, откуда она в дальнейшем с помощью насоса транспортируется на атмосферно-вакуумную перегонку.
Ко второму типу относятся двухступенчатые электрообессоливающие установки, соединённые напрямую со станциями атмосферной или атмосферно-вакуумной перегонки нефти. Такие типы ЭЛОУ оснащаются электродегидраторами шарового типа по одному аппарату на ступень. Нефть подогревают на таких установках не с помощью водяного пара, а посредством тепла продуктов, образующихся при перегонке нефти. Нефть после обессоливания на установке этого типа не охлаждается и не сбрасывается в промежуточную ёмкость, а минует её и поступает на насос станции атмосферно-вакуумной перегонки.
К третьему типу относятся двухступенчатые электрообессоливающие установки (иногда трехступенчатые), соединённые напрямую со станциями атмосферной или атмосферно-вакуумной перегонки нефти. Процесс осуществляется в электродегидраторах вертикального исполнения. Нефть здесь также нагревается посредством тепла продуктов, образующихся при её перегонке. В установке насоса необходимости нет, так как современные электрообессоливающие установки обычно идут в комплект с ним.
В случае проектирования двухступенчатых электроустановок обессоливания в 1-й ступени электродегидраторы удаляют 75-80 % объёма солёной воды и 95-98 % солей, а электродегидраторы 2-й ступени убирают 60-65 % объёма оставшейся эмульсиии около 92 % объёма оставшихся солей. Количество проектируемых в двухступенчатых электроустановках обессоливания электродегидраторов зависит от общего объема и качественных характеристик обрабатываемой нефти (количества воды и солей, показателей стойкости у эмульсий), показателей производительности и от типа установки. Нефтеперерабатывающие предприятия, в качестве оборудования для очистки нефти, применяют электродегидраторы 3-х типов:
Современные электрообессоливающие установки проектируются с электродегидраторами только горизонтального исполнения, и входят в состав оборудования по подготовке нефти: как атмосферных, так и атмосферно-вакуумных установок. Горизонтальная конструкция электродегидраторов обладает рядом преимуществ, таких как большая площадь электродов и, соответственно, большее приходящееся количество нефти на единицу сечения устройства, меньшая вертикальная скорость движущегося потока нефти, что обеспечивает благоприятные условия для отстаивания воды, а также реализация процессов с более высокими показателями давления и температуры. Нефть подаётся в нижнюю ступень устройства, что обеспечивает её дополнительную промывку и прохождение через 2 электрических поля: слабое и сильное.
При горизонтальном исполнении электродегидраторов нефть поступает снизу по трубчатому распределителю с горизонтальными отводами из перфорированного материала. Через коллекторное устройство обессоленная нефть сверху выводится из электродегидратора. Если в электродегидраторе нарушена процедура отстоя, то отстойная вода уходит через дренажный коллектор в канализацию (дополнительный отстойник), откуда жидкая смесь насосом откачивается и снова поступает в процесс. Нефть, ещё не полностью обезвоженная, из электродегидратора 1-й ступени под давлением поступает сверху в электродегидратор 2-й ступени. В смесителе поток нефти промывается свежей, подаваемой насосом водой (химически очищенной), которая предварительно нагревается паром в подогревательном устройстве до 80 - 90 °С. Нефть в обессоленном и обезвоженном состоянии из электродегидратора 2-й ступени выводится с установки в ёмкости.
Электродегидраторы горизонтального типа имеют ряд преимуществ по сравнению с конструкциями вертикального и шарового исполнения. Для них характерны:
Процесс обессоливания нефти (подготовки или очистки нефти) потребляет огромное количество воды. В этой связи на нефтеперерабатывающих предприятиях применяются конденсаты водяных паров, взятых из замкнутого цикла технологических процессов. Пресную воду с целью экономии подают на установки очистки нефти только в последнюю ступень, повторно используя дренажную воду со следующей ступени для промывания нефти в предыдущей ступени, что в итоге позволяет понизить потребление пресной воды более чем вдвое.
Повторное использование воды, как при переходе на следующую ступень, так и внутри самих ступеней, заметно снижает её потребление. Сточные воды с оборудования для подготовки (очистки) нефти нефтеперерабатывающих предприятий в случае содержания в них нефтяных солей и при наличии загрязнений должны подвергаться выпариванию на агрегатах термического обезвоживания стоков до получения сухого остатка. Образующимся при этом водным дистиллятом промывают нефть на электрообессоливающих установках, а твёрдый остаток с неорганическими солями подлежит обязательному захоронению в специальных контейнерах.
Рациональности использования каждого из методов для очистки нефти определяется в каждом отдельном случае по их качественными показателями, такими как эффективность, наиболее полная степень отделения сухих солей и воды, необходимость нагрева, простота оборудования и самого метода, экономичность и гибкость процесса. В этой связи на нефтеперерабатывающих предприятиях используют сочетание различных методов обессоливания и обезвоживания. Например, на электрообессоливающей установке могут комбинировать сразу четыре способа воздействия на эмульсию: подача деэмульгаторов, подогрев эмульсии, электрическое поле и гравитационное отстаивание.
Одной из новых разработок и, соответственно, одним из сравнительно последних предложений в отношении усовершенствования технологий по подготовке нефти является процесс коалесцирующего фильтрования, которому подвергается в ФКУ нагретая водонефтяная эмульсия. ФКУ это фильтрующе-коалесцирующие устройства в виде влагоотделительного пакета, состоящего из сочетания пористо-ячеистых материалов, имеющих высокоразвитую коалесцирующую поверхностную структуру и высокую эффективность воздействия. Высокий показатель эффективного действия ФКУ при подготовке нефти на таком сложном технологическом этапе, как обезвоживание и обессоливание, объясняется тем, что влагоотделительный пакет состоит из олеофильных и гидрофильных материалов, подобранных при учёте свойств и характеристик обрабатываемой углеводородной среды, которой являются водонефтяные эмульсии. Процессы глубокой степени обезвоживания и обессоливания позволяют заметно уменьшить коррозионную активность, которой обладает нефтяное сырьё при транспортировке.
Установка коалесцирующего фильтрования
В настоящее время среди оборудования для подготовки (очистки) нефти широкое распространение получили сложные электрообессоливающие установки комбинированного типа. В них сочетаются отдельные агрегаты, предназначенные и для процессов обессоливания и обезвоживания нефти в сыром виде, для атмосферной перегонки предварительно обессоленной нефти, для вакуумной перегонки мазута, для стабилизации и в целях вторичной перегонки бензина, для последующего получения сырья для линий каталитического риформинга. Они служат также для гидроочистки многих видов дизельного топлива и керосина, на них налажено производство битума и получение компонентов продуктов нефти в качестве товарных, таких как бензин, мазут, вакуумный газойль, дизельное топливо.
Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемому оборудованию для подготовки и очистки нефти.
Технический департамент: info@intech-gmbh.ru, тел. +7 (499) 261-08-45.
Центральный сайт компании Интех ГмбХ
Филиал компании в Казахстане – ТОО "Интех СА"