Файл: 1. Назначение систем сбора и подготовки нефти, газа и воды. Существующие схемы сбора и подготовки.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 852
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Principio del formulario 30. Разделение водонефтяных эмульсий методом отстаивания. Расчет производительности горизонтального сепаратора с водной подушкой.Гравитационное отстаивание (метод отстаивания) эмульсии происходит в аппаратах предварительного сброса воды, отстойниках, резервуарах и электродегидраторах. Отстаивание применяют при высокой обводненности нефти и осуществляют путем гравитационного осаждения диспергированных капель воды. На промыслах применяют отстойники периодического и непрерывного действия разнообразных конструкций*. В качестве отстойников периодического действия обычно используют сырьевые резервуары, при заполнении которых сырой нефтью происходит осаждение воды в их нижнюю часть. В отстойниках непрерывного действия отделение воды происходит при непрерывном прохождении обрабатываемой смеси через отстойник. В зависимости от конструкции и расположения распределительных устройств движение жидкости в отстойниках осуществляется в преобладающем направлении v горизонтально или вертикально.При расчете отстойной аппаратуры пользуются формулой Стокса:где: υ – скорость седиментации частиц воды, м/с;d – диаметр капель воды в нефтяной среде, м;ρ – плотности воды и нефти, кг/м3; μ – вязкость нефти, Па·с.Эти формулы справедливы для одиночных капель при обводненности эмульсии до 3-4%.Скорость стисненного осаждения глобул воды в эмульсии равна:ε - отношение высоты водяной подушки к радиусу отстойника: ε = h / RЭффективное разделение фаз в гравитационном отстойнике происходит только при ламинарном режиме течения эмульсии, то есть при Rе ≤ 2300
Для реальных эмульсий используют формулу Адамара-Рыбчинского (2)где: υ – скорость седиментации (осаждения);μ1 - динамические вязкость дисперсной фазы;μ2 - динамические вязкость дисперсной среды;r - радиус частицы воды;ρ - плотности дисперсной среды и дисперсной фазы.Cкорость седиментации полидисперсной эмульсии выражается формулой:
(3) или 
(4)где: V – объем эмульсии;r – радиус i-ой частицы;n- количество частиц i - го размера;υ- скорость седиментации i -той частицы.31. Термическое разделение водонефтяных эмульсий. Влияние температуры на устойчивость эмульсий. Характеристики подогревателей и печей. Термическое разделение водонефтяных эмульсий - это процесс разделения смеси на две фазы - нефтяную и водную, путем применения тепла. Этот процесс основан на разнице в термической устойчивости нефтепродуктов и воды. Водные растворы имеют высокую теплопроводность, что означает, что они могут быстро передавать тепло. В то же время нефтепродукты имеют низкую теплопроводность, что означает, что они могут плохо передавать тепло.Температура играет ключевую роль в процессе разделения эмульсий. Обычно термическое разделение проводится при температуре в диапазоне от 60 до 90 градусов Цельсия. Высокие температуры могут привести к повреждению нефтепродуктов и образованию дополнительных эмульсий.Характеристики подогревателей и печей также важны для эффективного разделения эмульсий. Подогреватели должны обеспечивать равномерное нагревание смеси и контролируемую температуру. Печи должны обеспечивать оптимальные условия для термического разделения и защиты окружающей среды от выбросов вредных веществ.Основными характеристиками подогревателей и печей являются:
В общем, для эффективного термического разделения водонефтяных эмульсий необходимо правильно выбирать температуру, характеристики подогревателей и печей, а также соблюдать технологические требов32. Разделение неустойчивых водонефтяных эмульсий путем ее фильтрации.Разделение неустойчивых водонефтяных эмульсий путем фильтрации - это процесс, в ходе которого частицы нефти и воды разделяются путем прохождения через фильтр. Данный процесс может быть использован в различных промышленных процессах, таких как очистка нефтяных скважин или рафинирование нефти.Для разделения водонефтяных эмульсий путем фильтрации, необходимо использовать фильтр с мелкой пористостью. При прохождении через фильтр, частицы нефти и воды будут задерживаться на поверхности фильтра, причем частицы различного размера будут задерживаться на разных глубинах фильтра.Для того, чтобы повысить эффективность процесса, можно использовать смесительные устройства, которые помогают улучшить контакт между нефтью и водой, что способствует формированию более крупных частиц. Более крупные частицы будут легче задерживаться на фильтре и, следовательно, процесс разделения будет более эффективным.Однако, необходимо учитывать, что процесс разделения водонефтяных эмульсий путем фильтрации может быть долгим и требовательным к ресурсам. Кроме того, фильтр может быстро забиваться и потребовать регулярной очистки или замены.33. Применение химических реагентов для разделения водонефтяных эмульсий. Механизм разрушения эмульсий с помощью деэмульгаторов. Химические реагенты могут использоваться для разделения водонефтяных эмульсий. Эти реагенты называются деэмульгаторами. Деэмульгаторы являются поверхностно-активными веществами, которые могут изменять поверхностные свойства эмульсии и ускорять разделение воды и нефти.Для разделения водонефтяных эмульсий обычно используются следующие типы деэмульгаторов:
Механизм разрушения эмульсий с помощью деэмульгаторов основан на том, что они вступают взаимодействие с эмульгаторами, которые стабилизируют эмульсию, и изменяют свойства поверхности жидкости таким образом, что эмульсия теряет свою стабильность и разрушается.Это происходит благодаря тому, что деэмульгаторы могут быть либо компонентами, которые снижают поверхностное натяжение, либо компонентами, которые нарушают межмолекулярные силы эмульгаторов и жидкостей.Механизм разрушения нефтяных эмульсий с помощью деэмульгаторов состоит из нескольких стадий: 1) доставка деэмульгатора на поверхность капли пластовой воды (транспортная стадия); 2) разрушение бронирующей оболочки капель, образованной эмульгатором (кинетическая стадия); 3) столкновение капель воды; 4) слияние капель воды с нарушенными бронирующими оболочками в более крупные капли; 5) выпадение капель или выделение в виде сплошной водной фазы.Примерами деэмульгаторов являются кислоты, алкоголи, эфиры, полимеры и др. Конкретный деэмульгатор выбирается в зависимости от состава и свойств эмульсии, а также требований к качеству разделения фаз.34. Комплексные установки для обезвоживания и обессоливания нефти.Для удаления из нефтяного сырья жидкости и минеральных солей используют:1.Хитер-Тритер и установку для предварительного сброса воды (УПСВ): с прямым подогревом, может выполнять сразу несколько функций, которые другие системы очистки нефти выполняют лишь по отдельности – это:
на делении потока веществ под воздействием силы тяжести. Нефтегазосепараторы используют для дегазации нефтяной смеси, а также очистки попутного газа. В процессе сепарации газ, движущийся по трубам с низкой скоростью, позволяет воде и другим веществам, в частности твердым примесям, осесть на дно сосудов. Между тем, очищенная нефть поступает к выходным трубам.35.Разделение водонефтяных эмульсий в электрическом поле. Промышленные электродегидраторы.Разделение водонефтяных эмульсий в электрическом поле - это процесс, при котором эмульсия проходит через электрическое поле, создаваемое между электродами, что приводит к разделению нефтяных компонентов от водной фазы в эмульсии. Этот процесс основан на различиях в электрических свойствах между нефтяными и водными компонентами.В электрическом поле между электродами происходит разделение эмульсии на две фазы: нефтяную и водную. В результате нефтяные компоненты перемещаются в сторону анода (положительно заряженного электрода), а водные компоненты - в сторону катода (отрицательно заряженного электрода). Таким образом, эмульсия разделяется на две фракции, которые могут быть легко извлечены и обработаны отдельно.Промышленные электродегидраторы - это устройства, которые используются для разделения эмульсий на нефтяные и водные компоненты в промышленных условиях. ОН применяют для глубокого обессоливания нефтей путем отделения пресной воды, предварительно добавленной в нефть, содержащую остаточную соленую воду до 1 % и даже более. Промышленные электродегидраторы имеют высокую производительность и могут обрабатывать большие объемы эмульсий, что делает их эффективным и экономически целесообразным выбором для разделения нефтяных эмульсий в промышленных масштабах.36. Обессоливание нефти при ее подготовке. Механизм удаления хлористых солей из предтоварной нефти. Конструкции смесителей.Обессоливание нефти - это процесс удаления хлористых солей из нефти в процессе ее подготовки к транспортировке или переработке. Хлористые соли, такие как хлориды натрия, калия и магния, могут привести к коррозии оборудования и трубопроводов, а также ухудшить качество нефти.Механизм удаления хлористых солей из предтоварной нефти основан на использовании химических реагентов, которые взаимодействуют с солями и образуют нерастворимые соединения. Одним из наиболее распространенных реагентов для обессоливания нефти является гликолевая кислота. Гликолевая кислота реагирует с хлористыми солями, образуя нерастворимые кислотные соли, которые могут быть удалены из нефти с помощью механических методов.
Для реальных эмульсий используют формулу Адамара-Рыбчинского (2)где: υ – скорость седиментации (осаждения);μ1 - динамические вязкость дисперсной фазы;μ2 - динамические вязкость дисперсной среды;r - радиус частицы воды;ρ - плотности дисперсной среды и дисперсной фазы.Cкорость седиментации полидисперсной эмульсии выражается формулой:
(3) или (4)где: V – объем эмульсии;r – радиус i-ой частицы;n- количество частиц i - го размера;υ- скорость седиментации i -той частицы.31. Термическое разделение водонефтяных эмульсий. Влияние температуры на устойчивость эмульсий. Характеристики подогревателей и печей. Термическое разделение водонефтяных эмульсий - это процесс разделения смеси на две фазы - нефтяную и водную, путем применения тепла. Этот процесс основан на разнице в термической устойчивости нефтепродуктов и воды. Водные растворы имеют высокую теплопроводность, что означает, что они могут быстро передавать тепло. В то же время нефтепродукты имеют низкую теплопроводность, что означает, что они могут плохо передавать тепло.Температура играет ключевую роль в процессе разделения эмульсий. Обычно термическое разделение проводится при температуре в диапазоне от 60 до 90 градусов Цельсия. Высокие температуры могут привести к повреждению нефтепродуктов и образованию дополнительных эмульсий.Характеристики подогревателей и печей также важны для эффективного разделения эмульсий. Подогреватели должны обеспечивать равномерное нагревание смеси и контролируемую температуру. Печи должны обеспечивать оптимальные условия для термического разделения и защиты окружающей среды от выбросов вредных веществ.Основными характеристиками подогревателей и печей являются:-
Мощность: определяет скорость нагрева смеси. -
Емкость: определяет количество смеси, которое может быть обработано за один раз. -
Размеры: определяют, какое количество смеси может быть помещено в устройство. -
Материалы: должны быть устойчивыми к коррозии и высоким температурам. -
Энергоэффективность: должна быть максимальной, чтобы снизить затраты на электроэнергию и минимизировать воздействие на окружающую среду.
В общем, для эффективного термического разделения водонефтяных эмульсий необходимо правильно выбирать температуру, характеристики подогревателей и печей, а также соблюдать технологические требов32. Разделение неустойчивых водонефтяных эмульсий путем ее фильтрации.Разделение неустойчивых водонефтяных эмульсий путем фильтрации - это процесс, в ходе которого частицы нефти и воды разделяются путем прохождения через фильтр. Данный процесс может быть использован в различных промышленных процессах, таких как очистка нефтяных скважин или рафинирование нефти.Для разделения водонефтяных эмульсий путем фильтрации, необходимо использовать фильтр с мелкой пористостью. При прохождении через фильтр, частицы нефти и воды будут задерживаться на поверхности фильтра, причем частицы различного размера будут задерживаться на разных глубинах фильтра.Для того, чтобы повысить эффективность процесса, можно использовать смесительные устройства, которые помогают улучшить контакт между нефтью и водой, что способствует формированию более крупных частиц. Более крупные частицы будут легче задерживаться на фильтре и, следовательно, процесс разделения будет более эффективным.Однако, необходимо учитывать, что процесс разделения водонефтяных эмульсий путем фильтрации может быть долгим и требовательным к ресурсам. Кроме того, фильтр может быстро забиваться и потребовать регулярной очистки или замены.33. Применение химических реагентов для разделения водонефтяных эмульсий. Механизм разрушения эмульсий с помощью деэмульгаторов. Химические реагенты могут использоваться для разделения водонефтяных эмульсий. Эти реагенты называются деэмульгаторами. Деэмульгаторы являются поверхностно-активными веществами, которые могут изменять поверхностные свойства эмульсии и ускорять разделение воды и нефти.Для разделения водонефтяных эмульсий обычно используются следующие типы деэмульгаторов:
-
Полярные деэмульгаторы - это химические вещества, которые взаимодействуют с молекулами воды и нефти, уменьшая поверхностное натяжение между ними. Они обычно содержат группы аминов, карбоксиловые кислоты или фосфаты. -
Неполярные деэмульгаторы - это химические вещества, которые взаимодействуют только с молекулами нефти, не связываясь с водой. Они обычно содержат группы, которые похожи на углеводороды, такие как полиэтиленгликоль или полиакрилат. -
Электростатические деэмульгаторы - это химические вещества, которые создают электростатическое поле в эмульсии, ускоряя разделение нефти и воды. Они обычно содержат полимеры или соли. -
Смешанные деэмульгаторы - это комбинация двух или более типов деэмульгаторов, которые работают совместно для увеличения эффективности разделения водонефтяных эмульсий.
Механизм разрушения эмульсий с помощью деэмульгаторов основан на том, что они вступают взаимодействие с эмульгаторами, которые стабилизируют эмульсию, и изменяют свойства поверхности жидкости таким образом, что эмульсия теряет свою стабильность и разрушается.Это происходит благодаря тому, что деэмульгаторы могут быть либо компонентами, которые снижают поверхностное натяжение, либо компонентами, которые нарушают межмолекулярные силы эмульгаторов и жидкостей.Механизм разрушения нефтяных эмульсий с помощью деэмульгаторов состоит из нескольких стадий: 1) доставка деэмульгатора на поверхность капли пластовой воды (транспортная стадия); 2) разрушение бронирующей оболочки капель, образованной эмульгатором (кинетическая стадия); 3) столкновение капель воды; 4) слияние капель воды с нарушенными бронирующими оболочками в более крупные капли; 5) выпадение капель или выделение в виде сплошной водной фазы.Примерами деэмульгаторов являются кислоты, алкоголи, эфиры, полимеры и др. Конкретный деэмульгатор выбирается в зависимости от состава и свойств эмульсии, а также требований к качеству разделения фаз.34. Комплексные установки для обезвоживания и обессоливания нефти.Для удаления из нефтяного сырья жидкости и минеральных солей используют:1.Хитер-Тритер и установку для предварительного сброса воды (УПСВ): с прямым подогревом, может выполнять сразу несколько функций, которые другие системы очистки нефти выполняют лишь по отдельности – это:
-
Обезвоживание нефтяного сырья -
Его разделение на нефть и побочные продукты -
Получение очищенной нефти из первичного сырья
на делении потока веществ под воздействием силы тяжести. Нефтегазосепараторы используют для дегазации нефтяной смеси, а также очистки попутного газа. В процессе сепарации газ, движущийся по трубам с низкой скоростью, позволяет воде и другим веществам, в частности твердым примесям, осесть на дно сосудов. Между тем, очищенная нефть поступает к выходным трубам.35.Разделение водонефтяных эмульсий в электрическом поле. Промышленные электродегидраторы.Разделение водонефтяных эмульсий в электрическом поле - это процесс, при котором эмульсия проходит через электрическое поле, создаваемое между электродами, что приводит к разделению нефтяных компонентов от водной фазы в эмульсии. Этот процесс основан на различиях в электрических свойствах между нефтяными и водными компонентами.В электрическом поле между электродами происходит разделение эмульсии на две фазы: нефтяную и водную. В результате нефтяные компоненты перемещаются в сторону анода (положительно заряженного электрода), а водные компоненты - в сторону катода (отрицательно заряженного электрода). Таким образом, эмульсия разделяется на две фракции, которые могут быть легко извлечены и обработаны отдельно.Промышленные электродегидраторы - это устройства, которые используются для разделения эмульсий на нефтяные и водные компоненты в промышленных условиях. ОН применяют для глубокого обессоливания нефтей путем отделения пресной воды, предварительно добавленной в нефть, содержащую остаточную соленую воду до 1 % и даже более. Промышленные электродегидраторы имеют высокую производительность и могут обрабатывать большие объемы эмульсий, что делает их эффективным и экономически целесообразным выбором для разделения нефтяных эмульсий в промышленных масштабах.36. Обессоливание нефти при ее подготовке. Механизм удаления хлористых солей из предтоварной нефти. Конструкции смесителей.Обессоливание нефти - это процесс удаления хлористых солей из нефти в процессе ее подготовки к транспортировке или переработке. Хлористые соли, такие как хлориды натрия, калия и магния, могут привести к коррозии оборудования и трубопроводов, а также ухудшить качество нефти.Механизм удаления хлористых солей из предтоварной нефти основан на использовании химических реагентов, которые взаимодействуют с солями и образуют нерастворимые соединения. Одним из наиболее распространенных реагентов для обессоливания нефти является гликолевая кислота. Гликолевая кислота реагирует с хлористыми солями, образуя нерастворимые кислотные соли, которые могут быть удалены из нефти с помощью механических методов.