Принципы и методы обезвоживания нефти.32юля

Вода является почти постоянным спутником нефти, попадая в нее либо из того же продуктивного пласта, либо из слоев, лежащих выше или ниже продуктивного. В некоторых случаях разделение смеси воды с нефтью на две фазы достигается самопроизвольно уже при отстаивании. В этом случае их разделение осуществляется в технике в специальных отстойниках различных конструкций. Нефть направляется в эти отстойники непосредственно из буровой. Здесь же происходит осаждение механических примесей, выносимых нефтью из скважины иногда в значительных количествах.

Простейший тип отстойника изображен ниже.

Нефть поступает через трубы a и b сначала в первый резервуар, в слой соленой воды, нагреваемый паровым змеевиком. Здесь происходит расслаивание, и нефть, постепенно собираясь, заполняет первый резервуар и через трубу c переливается во второй резервуар, где происходит окончательные отстаивание и разделение: нефть отводится через верхнюю трубу m; вода же и грязь, не отделевшиеся в первом резервуаре, удаляются через сифон d и спуск n.

Гораздо более сложную задачу представляет собой отделение воды от нефти в случае нефтяных эмульсий. Различные способы разрушения подобного рода эмульсий можно разделить на 2 группы: физико-механические и физико химические.

Среди физико-механических способов выделяют следующие: подогрев, и способы с применением центробежной силы и электричества.

Применение обогрева.

Нагревание — один из давно употребляемых и весьма распространенных способов разрушения эмульсий. В простейшей форме применяемый уже в обыкновенных отстойниках: при повышении температуры понижается вязкость нефти, появляются конвекционные токи, и в результате соединения мелких капелек воды в более крупные эмульсия распадается.

Фильтрация.

В этих способах обезвоживания подогретую эмульсионную нефть под давлением заставляют проходить через ту или иную, предварительно смоченную соленой водой среду. Предполагается, что при этом может происходить настолько глубокое изменение формы частиц эмульсии, что устойчивость последней нарушается, и наступает ее разделение.

Центрифугирование.

Центрифугирование – один из наиболее совершенных способов борьбы с эмульсиями. Разделяемая эмульсия подается осевую часть вращающейся центрифуги и, попадая в сферу действия центробежной силы, распадается: более тяжелые части (вода, грязь) отбрасываются к периферии, более же легкие — отодвигаются по направлению к центральной части аппарата, его валу. т. о разделившиеся жидкости могут быть выведены из аппарата, каждая через свою отводную трубу.

Электрические методы.

Эти методы основаны на применении электрического тока. Используются такие аппараты, как дегидраторы.

Механизм действия дегидратора Коттрелла заключается в след. Мельчайшие частицы воды, входящие в состав нефтяной эмульсии приобретают в переменном электрическом поле высого напряжения соответствующие заряды, располагаются по силовым линиям поля и сближаются между собой, будучи отделенны друг от друга лишь тончайшим слоем диэлектрика — нефти. Однако при достаточно высоком напряжении поля эти тончайшие нефтяные пленки могут разорваться, в результате чего мельчайшие частицы воды начинают соединяться в более крупные, способные отделяться и оседать уже под влиянием одной силы тяжести.

Среди физико-химических способов разрушения нефт эмульсий выделяют методы основанные прибавлении к последним разлиных химических веществ, азрушеющих эмульсии, - так называемых деэмульгаторов. Действие этих веществ по существу сводится к нарушению устойчивости тех пленок, которые разъединют капельки воды от окружающей их нефти, и, таким образом, имеет физико-химических характер.

Электролиты.

Различные кислоты, щелочи и соли с успехом могут применяться для разрушения некоторых эмульсий. Из кислот хорошее действие оказывают серная, соляная, а также уксусная и нафтеновые кислоты; из щелочей — едкий натр, а также известь; из солей — длинный ряд веществ, среди которых могут быть отмечены: поваренная соль, глауберова соль, сода двууглекислая и т.д Механизм действия этих веществ на нефтяные эмульсии довольно разнообразен. Одни из них при достаточных концентрациях вызывают коагуляцию веществ, из которых состоит пограничная между водой и нефтью защитная пленка, и таким образом, разрушают эмульсию; другие, притягивая воду и соединяясь с ней, тем самым нарушают стабильность эмульсии и разбивают ее; третьи вступаю во взаимодействие с некоторыми солями, входящими в состав эмульсии, образуя с ними нерастворимые осадки.

Неэлектролиты.

К этой группе веществ, разрушающих нефтяные эмульсии, относится целый ряд органических соединений различного состава и строения; таковы, например, газолин, бензол, сероуглерод, спирт, фенол и многие другие. Одни из них, являясь хорошими растворителями для соединений, образующих защитную пленку эмульсии (смолы, нафтеновыекмыла), растворяют эти соединения, следствием чего и является разрушение эмульсий. Другие, смешиваясь с нефтью, понижают ее вязкость и тем самым способствуют ее отстаиванию.

Коллоидные вещества.

К этой группе веществ, рекомендованных для борьбы с нефтяными эмульсиями, относятся многочисленные и разнообразные коллоиды: мелко раздробленные кремнезем и глины, натровые соли высокомолекулярных кислот, жирных, смоляных и сульфокислот; крахмал, клей и т.д.