Основные методы разрушения нефтяных эмульсий - Оборудование для хранения нефти и газа

Процесс обессоливания нефти, как и процесс обезвоживания, основан на разрушении водонефтяной эмульсии, ее деэмульгировании, при котором из поступающей эмульсионной нефти удаляется пластовая вода. При обессоливании деэмульгированию подвергают искусственную эмульсию нефти с промывной водой, специально создаваемую для отмывки нефти от оставшихся в ней солей. Водонефтяные эмульсии являются весьма стойкими системами, и, как правило, под действием одной только силы тяжести не расслаиваются. Для их разрушения требуются определенные условия, способствующие столкновению и слиянию диспергированных в нефти капелек воды в более крупные, и выделению последних из нефтяной среды. Как сближение капелек воды, предшествующее их слиянию, так и выделение капель из эмульсии связано с их перемещением в нефтяной среде, обладающей определенной вязкостью и тормозящей это перемещение. Чем благоприятнее условия для передвижения капелек, тем легче разрушаются эмульсии. Поэтому рассмотрим факторы, от которых зависит скорость движения взвешенной в нефти капельки воды. Оказавшись под действием определенной силы, капля сначала движется ускоренно, так как действующая на нее сила превышает тормозящую силу трения. По мере повышения скорости движения сила трения все больше увеличивается, и при определенной скорости обе силы уравновешиваются: движение капли становится равномерным. Принимая в первом приближении, что капля имеет сферическую форму, воспользуемся известной формулой Стокса. Согласно этой формуле, установившаяся под действием силы F и вязкости жидкой среды з) равномерная скорость движения и сферической капли радиусом r равна

В частности, скорость оседания в нефти сферической капли воды под действием силы тяжести с учетом Архимедовой потери в массе составляет

Где 4/3 рr3 -- объем капли; p и d -- соответственно плотности воды и нефти; g -- ускорение свободного падения.

Из формулы (9) видно, что скорость оседания капель воды в нефтяной среде прямо пропорциональна квадрату их радиуса, разности плотностей воды и нефти, ускорению силы тяжести и обратно пропорциональна вязкости нефти. Следовательно, если размеры капель и разность плотностей воды и нефти незначительны, а вязкость нефти высокая, то скорость выпадения капель весьма низкая, и практически эмульсия не расслаивается даже в течение длительного времени. Наоборот, при большом размере капель, значительной разности плотностей и низкой вязкости нефти расслоение эмульсии идет очень быстро. Поэтому для ускорения процесса разрушения эмульсии ее наряду с отстоем одновременно подвергают и другим мерам воздействия, направленным на укрупнение капель воды, увеличение разности плотностей, снижение вязкости нефти. Основными мерами являются: подогрев эмульсии (термообработка); введение в нее деэмупьгатора (химическая обработка); применение электрического поля (электрообработка). Существуют и другие меры воздействия на эмульсию, например перемешивание, вибрация, обработка ультразвуком, фильтрация, способствующие в основном укрупнению капелек воды. В некоторых случаях для интенсификации расслоения особо стойких высокодисперсных эмульсий прибегают к использованию более эффективных центробежных сил, превосходящих гравитационные силы в десятки тысяч раз. Для этого подвергают эмульсию обработке в центрифугах или сепараторах. Несмотря на высокую разделяющую способность, этот способ для деэмульгирования нефти и нефтепродуктов применяют лишь иногда -- при обезвоживании флотского мазута, масел, ловушечных и амбарных нефтей, а также при удалении воды из нефтепродуктов, плотность которых близка к плотности воды. Основными причинами ограниченного применения центрифугирования являются низкая производительность сепараторов и значительные сложности их эксплуатации. Для разрушения эмульсии в процессах обезвоживания и обессоливания нефти широкое применение, совместно с отстоем, нашли перечисленные выше первые четыре меры воздействия на эмульсию; подогрев, добавка деэмупьгатора, электрообработка и перемешивание. При этом обычно применяют одновременно несколько мер воздействия. Такое комбинированное сочетание ряда факторов воздействия на эмульсию обеспечивает быстрое и эффективное ее расслоение. Так, при обезвоживании нефти на промыслах методом так называемого "трубного деэмульгирования" используют в присутствии деэмупьгатора гидродинамические эффекты, возникающие при турбулентном движении эмульсионной нефти по транспортным трубопроводам, успешно сочетая их с отстоем в трубопроводах с ламинарным движением жидкости [31]. Аналогично при обезвоживании нефти термохимическим способом сочетают с отстоем подогрев эмульсионной нефти и подачу в нее деэмульгатора. На электрообессоливающих установках, на которых процесс проводится при малом времени пребывания нефти в аппаратуре и где для достижения высокой степени обессоливания требуется обеспечение большой глубины обезвоживания нефти, комбинируют термохимический способ с электрическим, сочетая четыре фактора воздействия на эмульсию: подогрев, подачу деэмульгатора, электрическое поле и отстой в гравитационном поле [14]. Термохимический и электрический способы разрушения эмульсии являются составной частью процесса обессоливания нефти.

Похожие статьи




Основные методы разрушения нефтяных эмульсий - Оборудование для хранения нефти и газа

Предыдущая | Следующая