Глава I. Деэмульсация нефти

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал «Тобольский индустриальный институт»

 

 

Курсовая работа

по дисциплине «Технология промысловой подготовки нефти»

тема «»

 

 

Выполнил:

студентка группы ХТОбп-14

ФИО

 

Проверил:

Иванова О.А.

 

 

Тобольск, 2016

 

 

Содержание

Введение......................................................................................................................3

Глава I. Деэмульсация нефти............................................................................................................................5

1. Отстой нефти…………………………………………………………………..

2.Химические методы……………………………………………………………

3.Электричесике методы ………………………………………………………..

4.Основные технологические условия эффективной деэмульсации нефти ………………………………………………………………..

5.Технологическая схема подготовки нефти к транспорту.................................................................................................................11

Глава II. Транспортировка нефти.........................................................................................................................13

1 Железнодорожный транспорт ……………………………………………....

2 Водный транспорта ………………………………………………………….

3Автомобильный транспорт ………………………………………………….

4 Трубопроводный транспорт ………………………………………………...

5. Параграф как тема курсового проекта..........................................................

6.Материальный баланс установки УКПН мощностью … т/ч

по сырой нефти ………………………………………………………………….

Заключение..............................................................................................................

Список литературы…………………………………………………………….…

Введение

Значение нефти для энергетики, транспорта, обороны страны, для разнообразных отраслей промышленности и для удовлетворения бытовых нужд населения в наш век исключительно велико. Из нефти вырабатываются все виды жидкого топлива: бензины, керосины, реактивные и дизельные сорта горючего - для двигателей внутреннего сгорания, газотурбинное топливо для локомотивов и мазуты для котельных установок. Из более высококипящих фракций нефти вырабатывается огромный ассортимент смазочных и специальных масел и пластичных смазок. Из нефти вырабатываются также парафин, технический углерод (сажа) для резиновой промышленности, нефтяной кокс, многочисленные марки битумов для дорожного строительства и многие другие товарные продукты. Но перед переработкой нефть необходимо подготовить и транспортировать на нефтеперерабатывающие заводы, поэтому такие характеристики как стоимость транспортировки нефти, ее качество, состав и многие другие имеют большое значение. Например присутствие агрессивных водных растворов минеральных солей приводит к быстрому износу как нефтеперекачивающего, так и нефтеперерабатывающего оборудования. Наличие в нефти даже 0,1% воды приводит к интенсивному вспениванию ее в ректификационных колоннах нефтеперерабатывающих заводов, это приводит к нарушению технологических режимов переработки и, кроме того, загрязняет конденсационную аппаратуру. Наличие воды в нефти также приводит к удорожанию транспорта в связи с возрастающими объемами транспортируемой жидкости и увеличением ее вязкости. Поэтому необходимо искать наиболее выгодные методы деэмульсации и транспортировки нефти.

Актуальность: В современном мире нефтеперерабатывающая отрасль стала одной из ведущих в мире. Первичная подготовка нефти является важным этапом в цепочке превращения нефти в готовый продукт, поэтому значительную роль играет ее качество, экономическая выгода и скорость процесса.

Цели:

Изучить:

-основные принципы разделения эмульсии нефть-вода;

-аппаратуру, используемую для обезвоживания нефти
- способы транспортирования нефти, достоинства и недостатки этих методов

- цель звучит как тема курсового проекта.

 

 

Глава I. Деэмульсация нефти

На начальном этапе разработки нефтяных месторождений нефть поступает из фонтанирующих скважин. Однако через некоторое время нефть начинает поступать вместе с нефтью вода, сначала в малых, а затем в больших количествах. Примерно две трети всей нефти добывается в обводненном состоянии. При извлечении нефти вместе с пластовой водой образуется эмульсия.

Нефтяная эмульсия - система нефть - вода, в которой одна из жидкостей диспергирована в другой в виде мелких капель. Образуется при добыче обводнённых нефтей в скважинах, промысловых трубопроводах, a также в аппаратах обессоливания нефти вследствие интенсивного турбулентного перемешивания нефтеводяной смеси. При этом на поверхностях раздела фаз происходит накопление эмульгаторов (поверхностно-активных веществ), содержащихся в добываемой жидкости (асфальтены, нафтены, смолы, парафин, соли и др.). B результате поверхностное натяжение на границах раздела нефть-вода понижается, что способствует диспергированию капель воды (нефти). Основные типы нефтянной эмульсии - эмульсии первого рода, или прямые, когда нефть диспергирована в воде (типа "масло в воде"), и второго рода, или обратные, когда вода диспергирована в нефти ("вода в масле"). Hефтянные эмульсии, образующиеся при добыче и обессоливании нефти, относятся в основном ко второму типу.

Перед транспортировкой добытую нефть обезвоживают(деэмульгируют).

Деэмульсация нефти -это процесс, обратный эмульгированию, разрушение эмульсий, т.е. дисперсных систем, состоящих из двух несмешивающихся жидкостей, одна из которых в виде мелких капель равномерно распределена в объёме другой. Капли эмульсии при деэмульгировании укрупняются вследствие коалесценции (слияния) в процессе броуновского движения, седиментации (оседания) или перемешивания. Деэмульгирование приводит к полному или частичному расслоению образующих эмульсию жидкостей.

Обезвоживание нефти проводят для:

1) Существенного снижения транспортных расходов, так как вода сама по себе является балластом и транспортировать ее по магистральным нефтепроводам нет необходимости;

2) Недопущения образования стабильных эмульсий, трудно поддающихся разрушению на нефтеперерабатывающих заводах;

3) Предохранения магистральных трубопроводов от внутренних коррозионных разрушений;

4) Закачки отделенной воды в пласт для поддержания пластового давления.

Обезвоживание проводят различными методами.

 

Термические метод

Горячий отстой нефти

Является самым простым методом. Происходит за счет коагуляции капель воды в более крупные и тяжелые. Капри волы под действием силы тяжести оседают на дно и скапливаются на дне. Перед отстаиванием нефт нагревают. Нагрев вызывает разрушение эмульсии воды в нефти и способствует коалесценции мелких капель воды в более крупные. В водонефтяной эмульсии на поверхности частиц воды образуются бронирующие слои, состоящие из асфальто-смолистых веществ и парафинов. При обычной температуре эти слои создают прочную структурную оболочку, которая препятствует слиянию капель. При повышении температуры вязкость веществ, составляющих защитные оболочки, значительно уменьшается. Это приводит к снижению прочности таких оболочек, что облегчает слияние глобул воды. Кроме того, в результате нагревания понижается вязкость нефти, что способствует ускорению выделения воды из нефти путем отстаивания. В сочетании только с отстаиванием такая обработка применяется редко. В современных условиях тепловая обработка обычно используется как составной элемент более сложных комплексных методов обезвоживания нефти, например, в составе термохимического обезвоживания (в сочетании с химическими реагентами и отстаиванием), в комплексе с электрической обработкой и т.д.

Отстой проводят в специальных аппаратах-отстойниках.

Принципиальная схема аппарата отстойника

Отстойник оснащен распределителем эмульсии 2, сборниками нефти 1 и воды 4, выполненными из перфорированных труб. Распределитель эмульсии состоит из двух гребенок (двухсторонних) с четырьмя трубами в ряду. По нижним образующим труб распределителя расположены отверстия, под которыми установлены У-образные отбойные устройства 3. Такое расположение отверстий предотвращает накопление грязи и механических примесей в трубах и способствует равномерному отводу выделяющейся воды. Отбойные устройства предназначены для гашения кинетической энергии вытекающих струй эмульсии, равномерного распределения их по сечению аппарата и предотвращения перемешивания нижележащих слоев воды.
Принцип работы отстойника основан на гравитационном отстое и на эффекте промывки эмульсии.

Химические методы

При химических методах в обводненную нефть вводят специальные вещества, называемые деэмульгаторами. В качестве деэмульгаторов используют ПАВ. Их вводят в состав нефти в небольших количествах от 5¸10 до 50¸60 грамм на 1 тонну нефти. Наилучшие результаты показывают так называемые неионогенные ПАВ, которые в нефти не распадаются на анионы и катионы. Это вещества, как дисолваны, сепаролы, дипроксилины и др. Деэмульгаторы адсорбируются на поверхности раздела фаз "нефть-вода" и вытесняют или заменяют менее поверхностно-активные природные эмульгаторы, содержащиеся в жидкости. Причем пленка, образующаяся на поверхности капель воды, непрочная, что отмечает слияние мелких капель в крупные, т.е. процесс коалесценции. Крупные капли влаги легко оседают на дно резервуара.

К деэмульгаторам предъявляются следующие требования:

1) Способность не изменять свойства нефти и не реагировать с молекулами воды;

2) Высокая деэмульгирующая способность при малых расходах;

3) Простота извлечения из сточной воды, отделённой от нефти;

4) Нетоксичность, инертность по отношению к оборудованию, невысокая стоимость, доступность.

 

Электрические методы

Нефтяные эмульсии разрушаются с помощью электрического тока. При воздействии электрического поля капельки воды, находящиеся в неполярной жидкости, поляризуются, вытягиваются в эллипсы с противоположно заряженными концами и притягиваются друг к другу. При сближении капелек силы притяжения возрастают до величины, позволяющей сдавить и разорвать разделяющую их пленку. На практике используют переменный электрический ток частотой 50 Гц и напряжением 25—35 кВ. Процессу электрообезвоживания способствуют деэмульгаторы и повышенная температура. Во избежание испарения воды, а также в целях снижения газообразования электро-дегидраторы — аппараты, в которых проводится электрическое обезвоживание и обессоливание нефтей —работают при повышенном давлении.

Является наиболее эффективным методом. Имеет наиболее низкое остаточное содержание воды.

 

Принципиальная схема электрообезвоживающей-электообессоливающей установки

Очистка нефти в двухступенчатых ЭЛОУ осуществляется следующим образом. На 1-й ступени сырая нефть подается насосом 13 через теплообменник 10, где она нагревается, в смеситель 8, в к-ром смешивается с промывной водой и деэмульгатором; в электродегидраторе 1 образовавшаяся водно-нефтяная эмульсия разделяется на две фазы. Обезвоженная и частично обессоленная нефть поступает во 2-ю ступень; сначала в смеситель 8, а затем в виде эмульсии с водой-на окончат. очистку в электродегидратор Г; обезвоженная и обессоленная нефть направляется на дистилляц. установку. Пресная промывная вода насосом 15 подается в теплообменник 10, подогревается до 60-70 °С и смешивается с нефтью перед смесителем 8. Отстоявшаяся в электродегидраторе 1 дренажная вода с помощью клапана 9 поступает в емкость 12, откуда насосом 14 направляется для смешения с нефтью перед 1-й и частично перед 2-й ступенями. Дренажная вода, отстоявшаяся в электродегидраторе 1, через клапан 9 подается в отстойник И, из к-рого после отстаивания и отделения от эмульгир. нефти частично отводится в канализацию, а частично используется для промывки нефти в 1-й ступени. Нефть, отстоявшаяся в емкости 11, смешивается с сырой нефтью на приеме сырьевого насоса 13. В схеме предусмотрены две возможные точки ввода промывной воды в нефть перед 1-й ступенью: на приеме насоса 13 и после насоса 10 перед смесителем 8.