2.7.2 Промислова підготовка нафти
При перемішуванні нафти і води може утворитися важкороздільна суміш цих рідин – нафтова емульсія. Умови для утворення нафтових емульсій при експлуатації свердловин досить сприятливі, оскільки нафта інтенсивно перемішується з пластовою водою на всьому шляху, від продуктивного пласта до кінцевих сепараційних установок. У більшості випадків, у промисловій практиці, мають справу з емульсіями типу “вода в нафті”. Помітною особливістю цих емульсій є те, що вода у вигляді найдрібніших крапельок розташовується усередині нафти. Нафтові емульсії в більшості випадків мають високу стійкість. Простим відстоюванням відокремити воду від нафти в них неможливо і тому вдаються до спеціального оброблення емульсії.
Процес первинної підготовки нафти для її переробки умовно поділяється на дві операції: зневоднення (деемульсація) і знесолення. При зневодненні вміст води в нафті доводять до 1...2 %. Знесолення досягається пропусканням нафти крізь шар прісної води, внаслідок чого солі, наявні в нафті, розчиняються і відділяються разом з водою. Після такого оброблення нафта містить, зазвичай, до 1800 мг/дм3 хлоридів.
Процеси руйнування нафтових емульсій можна розділити на два етапи: перший – злиття крапель диспергованої води і другий – осадження крапель води, що укрупнилися. Ці процеси можна здійснювати тепловим, хімічним або електричним способами.
При тепловому, або термічному, способі емульговану нафту нагрівають до 45...80 °С. Під час дальшого відстоювання декілька годин вода частково відділяється від нафти, осідає в резервуарі-відстійнику, звідки скидається в каналізаційну мережу.
Тепловий спосіб деемульсації нафти заснований на тому принципі, що при нагріві емульсії її в’язкість знижується, краплі води з’єднуються одна з одною і осідають. Нагрівають емульсію в резервуарах, теплообмінниках або трубчастих печах.
Хімічний спосіб заснований на дії хімічними реагентами-деемульгаторами на складові частини емульсії – нафту і воду. Деемульгаторами служать різні неіоногенні поверхнево-активні речовини (ПАР), які виготовляють на основі окислу етилену (ОП-10, проксаноли, дипроксамін, дисольван тощо). Витрата цих деемульгаторів при зневодненні і знесоленні нафти невелика – від 30 до 100 г на 1 т обробленої нафти.
При введенні в емульсійну нафту деемульгатор, внаслідок розчинності в обох фазах емульсії, вільно проникає у внутрішню фазу, руйнує плівки емульгаторів, знижує поверхневий натяг на границі вода – нафта, що сприяє розкладанню емульсії.
Електричний спосіб руйнування емульсії заснований на появі різнойменних електричних зарядів на протилежних кінцях кожної крапельки води, на взаємному тяжінні цих крапельок і руйнуванні плівок нафти між цими крапельками, в результаті дії змінного або постійного струму високої напруги на електроди, опущені в потік емульсії. При електричній деемульсації нафти в металеву посудину вводять ізольований від стінок посудини електрод, яким протікає електричний струм напругою в декілька тисяч вольт. Іншим електродом є стінки посудини, заземлені і сполучені з трансформатором напруги. При прокачуванні емульсії між електродами, якими пропускають струм високої напруги, емульсія руйнується, звільнені крапельки води з’єднуються в більші частинки, і вода поступово осідає на дно посудини. Окремо кожен з описаних способів деемульсації нафти майже не застосовують. Зазвичай, деемульсацію здійснюють комбіно-ваним способом, наприклад, теплову дію комбінують з хімічною, або термохімічну дію поєднують з електричною.
На рис. 2.57 наведена схема установки комплексної підготовки нафти, на якій здійснюються процеси зневоднення, знесолення і стабілізації нафти.
Ліва частина схеми, з відстійником 3, становить установку зневоднення, в якій сира нафта лінією I за допомогою насоса 1 прямує в теплообмінник 2, в якому нагрівається стабільною нафтою, яка поступає лінією V з низу стабілізаційної колони 6. Підігріта нафта лінією II подається у відстійник 3, а з нього зневоднена нафта лінією III крізь кран 12 прямує в наступний відстійник або електродегідратор 4. У потік зневодненої нафти додається прісна вода лінією IX для відмивання солей.
Рисунок 2.57 – Схема установки комплексної