Методы разрушения нефтяных эмульсий

Существует несколько способов деэмульгирования (разрушения) нефтяных эмульсий типа вода в нефти. К главным относятся:

1) внутритрубная деэмульсация;

2) гравитационный способ либо прохладный отстой;

3) термохимический способ;

4) термоэлектрохимический способ;

5) фильтрация;

6) центрифугирование

Внутритрубная деэмульсация нефти. Этот способ получил обширное распространение в связи с синтезом высокоэффективных неионогенных деэмульгаторов. Конкретно в трубопровод с потоком нефтяной эмульсии вводят деэмульгатор, который Методы разрушения нефтяных эмульсий, перемешиваясь при движении с эмульсией, разрушает её. Это приводит к повышению производительности установок подготовки нефти, улучшению свойства её подготовки, увеличению пропускной возможности системы промыслового сбора.

Эффективность внутритрубной деэмульсации находится в зависимости от типа деэмульгатора, интенсивности и продолжительности смешивания эмульсии с ПАВ, обводнённости эмульсии и степени её дисперсности, температуры Методы разрушения нефтяных эмульсий, физико-химических параметров нефти.

Так, при маленький обводнённости (2…3%) лёгкой нефти устойчивость эмульсии увеличивается, потому интенсивность и продолжительность смешивания таких эмульсий должна быть увеличенной. Рекомендуется поддерживать режим течения потока, при котором аспект Рейнольдса составляет Re = 6000…10000, расход деэмульгатора 20 г/т, время смешивания 40…60 мин.

При обводнённости легкой нефти до 50% рекомендуется поддерживать Методы разрушения нефтяных эмульсий значения Rе = 3000…4000, расход деэмульгатора 15…20 г/т, длительность смешивания менее 30 мин. При этих критериях смесь выходит грубодисперсной и нестабильной. При более же больших значениях аспекта Рейнольдса (Rе=20000…30000) дисперсность внутренней фазы и устойчивость эмульсии увеличиваются.

При обводнённости легкой нефти более 50% в присутствии деэмульгатора и при режиме течения прямо до Rе = 40000 происходит Методы разрушения нефтяных эмульсий, обычно, инверсия эмульсии из оборотной в прямую (т.е. в эмульсию типа нефть в воде). При всем этом понижается вязкость эмульсии и сокращаются издержки на её транспорт.

Для тяжёлых нефтей с плотностью 880 кг/м3 и выше расход деэмульгатора и время смешивания растут в среднем на 20…25% по сопоставлению с вышеприведёнными Методы разрушения нефтяных эмульсий советами.

Температура эмульсии и темп её падения в трубопроводе оказывает огромное воздействие на образование и стабильность нефтяной эмульсии. Сохранение температуры эмульсии, выходящей из скважины, либо увеличение её тем либо другим методом приводит к уменьшению прочности адсорбционной оболочки на капельках дисперсной фазы и содействует в присутствии деэмульгатора резвому разрушению эмульсии. Но фактически сохранять Методы разрушения нефтяных эмульсий температуру эмульсии либо увеличивать её экономически нерентабельно, потому что в данном случае требуется установка термоизоляции трубопроводов либо установка трубчатых печей. Все же, при подготовке высоковязких либо высокопарафинистых нефтей установка печей и термоизоляция просто нужны, по другому транспортирование будет связано с большенными энергетическими затратами.

Деэмульгатор целесообразнее всего вводить в Методы разрушения нефтяных эмульсий межтрубное место скважины, в итоге получаются стремительно разрушающиеся, нестойкие эмульсии при подъёме их на поверхность. Но для этого нужно устанавливать на каждом устье скважины дозировочный насос либо специальную линию для подачи деэмульгатора от ДНС либо ЦППН, что экономически не всегда оправдано. Потому деэмульгатор обычно вводят в трубопровод перед Методы разрушения нефтяных эмульсий ДНС либо перед УПН

Гравитационный способ либо прохладный отстой. Разрушенную внутритрубной деэмульсацией нефтяную эмульсию подают в отстойники, трёхфазные сепараторы либо в резервуары, где происходит расслоение эмульсии без подготовительного обогрева.

Процесс отстоя определяется скоростью коалесценции (слияния) капелек воды, на которую оказывают влияние последующие причины.

1) Дисперсность аква фазы. Чем ниже дисперсность эмульсии (т Методы разрушения нефтяных эмульсий.е. чем больше поперечник капелек воды), тем меньше время коалесценции и тем меньше время отстоя.

2) Высота падения капелек. Чем она больше, тем больше время отстоя.

3) Разность плотностей фаз. Чем она больше, как это следует из уравнения Стокса, тем больше скорость осаждения.

4) Вязкость нефти. Чем меньше вязкость нефти (для эмульсий Методы разрушения нефтяных эмульсий типа вода в нефти), тем меньше время отстоя.

5) Температура. С повышением температуры уменьшаются вязкость и плотность нефти и, как следует, время отстоя.

6) Наличие двойного электронного слоя на поверхности капелек дисперсной фазы замедляет коалесценцию и наращивает время отстоя.

Термохимический способ. Этот метод применяется для большинства нефтей, потому что внутритрубной деэмульсацией и Методы разрушения нефтяных эмульсий прохладным отстоем не удаётся добиться требуемого свойства нефти по содержанию воды и солей, в особенности для тяжёлых, парафино-смолистых и вязких нефтей. Потому для увеличения эффективности разрушения эмульсии её за ранее нагревают в присутствии деэмульгатора и только потом подвергают отстою.

Нагрев эмульсии, естественно, связан с дополнительными Методы разрушения нефтяных эмульсий затратами энергии. Не считая этого, требуется установка дополнительного оборудования – нагревательных печей типа ПТБ-10 либо таких аппаратов, в каких сразу делается нагрев эмульсии и отстой – подогревателей-деэмульсаторов типа Тайфун, УДО (установка деэмульсационная огневая) либо НГВРП (нефтегазоводоразделитель с прямым обогревом).

Термоэлектрохимический способ. Этот метод применяется для разрушения более стойких эмульсий томных Методы разрушения нефтяных эмульсий (880…940 кг/м3) и вязких (25…50 сП) нефтей. Не считая этого, этот способ используют для глубочайшего обезвоживания нефтей (до содержания воды наименее 0,1 % масс.) на всех нефтеперерабатывающих заводах перед атмосферной перегонкой.

Сущность способа заключается в последующем. Смесь после подготовительного обезвоживания прохладным отстоем либо термохимическим способом греется и подается с электродегидратор, в каком она подвергается Методы разрушения нефтяных эмульсий воздействию переменного электронного поля высочайшего напряжения.

В итоге индукции капельки воды поляризуются и растягиваются в эллипсы повдоль силовых линий поля с образованием в верхушках капель воды электронных зарядов, обратных по знаку зарядам на электродах (рис. 9.11).

Рис. 9.11. Капельки воды эмульсии в электронном поле

Под действием электронного поля происходит поначалу упорядоченное движение Методы разрушения нефтяных эмульсий, а потом столкновение капель, обусловленное силой притяжения F:

где k – коэффициент пропорциональности;

Е – напряжённость электронного поля (отношение напряжения, подаваемого на электроды к расстоянию меж ними), кВ/м;

r – радиус капельки воды, м;

L – расстояние меж центрами капель, м.

Из приведённой формулы видно, что если расстояние меж каплями некординально, а Методы разрушения нефтяных эмульсий размеры капель значительны, то сила притяжения становится так большой, что адсорбционные плёнки на поверхности капель сдавливаются и разрушаются, в итоге чего капли соединяются.

Эффективность разрушения эмульсии в поле переменного тока существенно выше, чем в поле неизменного тока. В поле переменного тока происходит повторяющееся изменение движение тока и напряжённости, в итоге Методы разрушения нефтяных эмульсий чего капли воды изменяют направление собственного движения синхронно основному полю и потому всё время находятся в состоянии колебания. При всем этом форма капель повсевременно изменяется, и капли воды испытывают непрерывную деформацию, что содействует разрушению адсорбированных оболочек на каплях воды и их слиянию.

Процесс проводят при обыкновенной промышленной Методы разрушения нефтяных эмульсий частоте переменного тока 50 Гц. Напряжение, подаваемое на электроды, не должно превосходить 44 кВ, потому что при всем этом происходит так мощная поляризация капель воды и их растягивание повдоль линий поля, что происходит их разрыв на более маленькие капельки. Это приводит, напротив, к повышению дисперсности эмульсии.

Фильтрация. Нестойкие и средней стойкости нефтяные эмульсии Методы разрушения нефтяных эмульсий типа вода в нефти удачно разрушаются при прохождении через фильтрующий слой, которым может служить гравий, битое стекло, полимерные шарики, древесные и железные стружки, стекловата и др.

Деэмульсация нефтей с помощью твёрдых поверхностей базирована на явлении селективного смачивания, суть которого та же, что и явлений, провождающих адсорбцию.

Если Методы разрушения нефтяных эмульсий взаимодействие молекул воды с молекулами твёрдого вещества посильнее, чем меж собою, то жидкость разливается по поверхности, т.е. смачивает её. Растекание происходит до того времени, пока жидкость не покроет всю поверхность твёрдого тела. Таковой случай именуется полным смачиванием.

Если молекулы воды ведут взаимодействие меж собой существенно посильнее, чем Методы разрушения нефтяных эмульсий с молекулами твёрдого вещества, то растекания в данном случае не только лишь не происходит, а напротив, жидкость соберётся на поверхности в каплю практически сферической формы. Меж этими последними вариантами вероятны переходные случаи неполного смачивания, когда капля образует с поверхностью твёрдого тела определённый сбалансированный угол, именуемый краевым углом либо углом смачивания (рис. 9.12).

Рис Методы разрушения нефтяных эмульсий.9.12. Разные случаи смачивания жидкостью твёрдой поверхности:

1 – жидкость; 2 – твёрдая поверхность; 3 – воздух; а – угол смачивания α<90o;

б – α>90o; в – α=90o

Угол смачивания α откладывается всегда со стороны воды. Когда угол смачивания α<90o, то твёрдая поверхность именуется гидрофильной, когда α>90o, то твёрдая поверхность именуется гидрофобной и в случае α=90o избирательное смачивание отсутствует.

Жидкость тем лучше смачивает твёрдое тело, чем меньше Методы разрушения нефтяных эмульсий взаимодействие меж её молекулами. Неполярные воды (нефть) с малым поверхностным натяжением (0,02…0,03 Н/м) обычно отлично смачивают твёрдую поверхность. Вода с более высочайшим поверхностным натяжением (0,073 Н/м при 20оС) обычно плохо смачивает твёрдые тела, за неким исключением (стекло, кварц).

Фильтрующее твёрдое вещество для разрушения эмульсий должно удовлетворять главным требованиям:

1) иметь Методы разрушения нефтяных эмульсий неплохую смачиваемость, благодаря которой происходит сцепление капель воды с фильтрующим веществом и разрыв адсорбционных плёнок эмульсии, содействующий коалесценции капель воды;

2) быть довольно крепкими, обеспечивая долгосрочную эксплуатацию без подмены.

Конструктивно фильтры делают в виде колонн, размеры их зависят от объёма прокачиваемой эмульсии, вязкости её и скорости движения. Зависимо от вида фильтра Методы разрушения нефтяных эмульсий употребляют насыпные и набивные фильтры. Насыпные фильтры состоят из слоёв тонкодисперсных материалов (гравий, битое стекло). Эти фильтры по эффективности числятся одними из наилучших, но владеют огромным сопротивлением. Набивные фильтры состоят из нескольких слоёв волокнистых материалов (стеклоткани, стекловаты). При прохождении эмульсии через аппарат укрупнившиеся капли воды стекают Методы разрушения нефтяных эмульсий вниз, а нефть, свободно пройдя фильтр, выходит из аппарата.

В особенности удачно в качестве фильтрующего вещества применяется стекловата, владеющая неплохой смачиваемостью водой и несмачиваемостью нефтью, большой устойчивостью и долговечностью.

Деэмульсацию нефтей фильтрацией как самостоятельный процесс на промыслах не используют вследствие громоздкости оборудования, малой производительности и необходимости нередко подменять фильтры.

Центрифугирование. Суть Методы разрушения нефтяных эмульсий этого метода заключается в последующем. Нефтяная смесь подаётся в центрифугу, в какой располагается стремительно крутящийся аппарат, придающий её определённое направление движения. Благодаря центробежной силе вода, как более тяжёлая, приобретает огромную скорость и стремится выйти из связанного состояния, концентрируясь и укрупняясь повдоль стен аппарата и стекая вниз. Обезвоженная вода Методы разрушения нефтяных эмульсий и нефть отводятся по самостоятельным трубам.

Основной частью аппарата является крутящийся барабан, снабжённый пакетом с огромным числом конических перегородок (тарелок) из узкого листового металла. Эти конические тарелки собраны таким макаром, что имеющиеся в их отверстия совпадают и образуют сквозные каналы, в которые поступает смесь из центрального патрубка. Поначалу смесь Методы разрушения нефтяных эмульсий поступает в нижнюю полость (дно) барабана, потом распределяется меж перегородками и движется вверх. При перемещении эмульсии снизу ввысь под действием центробежной силы происходит разделение её на нефть и воду.

Этот способ ввиду большой цены, трудности и очень низкой производительности центрифуг на промыслах фактически не применяется


metodi-sbora-empiricheskih-dannih-osnovnie-gruppi-metodov-psihodiagnostiki.html
metodi-sbora-informacii-o-problemah-ispolneniya.html
metodi-sbora-informacii-v-zhurnalistike-metod-nablyudeniya-metod-intervyu-metod-analiza-dokumentov-metod-eksperimenta.html