Конструкции промышленных технологических установок для обессоливания и обезвоживания нефти и нефтепродуктов

Рассмотренные выше способы выведения воды из нефти и нефтепродуктов реализованы в конструкциях технологических аппаратов обессоливания и обезвоживания. Рассмотрим схему процесса обессоливания и обезвоживания сырой нефти на нефтеперегонном заводе (НПЗ), показанную на рис. 11.3.

Рис. 11.3. Схема обезвоживания и обессоливания на НПЗ

Сырьевой насос подает нефть в смеситель, где происходит активное вихревое смешивание нефти с пресной водой, добавляемой в количестве 2÷5 % по отношению к нефти. Пресная вода активно растворяет соли, выводя ее из нефти. Водо-нефтяная эмульсия поступает затем в электродегидратор - аппарат по обезвоживанию нефти. В этом аппарате происходит выделение воды из смеси и получение обессоленной нефти. Затем эти операции повторяются во второй ступени технологического процесса. В итоге на выходе установки получается обессоленная нефть с содержанием воды W < 0,05 % и солей Р < 20 мг/л.

Конструкции электродегидраторов показаны на рис. 11.4. Электродегидраторы представляют из себя резервуары с размещенными внутри системами электродов. Различаются три типа конструктивных решений резервуаров, имеющих различные технологические параметры:

1. ЭДГ шаровой конструкции:

Производительность аппарата 300-500 м³/ч, диаметр 10.5 м, объем 600 м³. Имеет 3 пары электродов диаметром 2-3м. Расстояние между электродами 0.14 – 0.17 м, можно регулировать. ИВН – трансформатор мощностью 50 кВА. Давление 0.6 МПа, температура до 425К.

2. ЭДГ вертикальной конструкции:

Производительность аппарата 12500кг/ч, диаметр 3м, высота 3.5м, на постаменте – 6м. Имеет 2 электрода диаметром 2.7м. Расстояние между электродами 0.1 – 0.15 м. ИВН – трансформатор мощностью 15кВА. Давление до 0.4 МПа, температура 383-393К.

2. ЭДГ горизонтальной конструкции:

емкость, м³…………….80 100 160

диаметр, м……………...3 3 3.4

длина, м………………..11.6 14.2 17.6

производительность, кг/ч..68 500 91 300 114 100

Рис. 1.4. Конструкции электродегидраторов: а) шаровой конструкции; б) вертикального типа; в) горизонтального типа

Работа электродегидраторов происходит следующим образом. Рабочая зона создается между заземленным электродом и электродом, на который подается высокое напряжение. В этой зоне капли воды приобретают заряды и, сталкиваясь между собой, сливаются и увеличиваются в размерах. Крупные капли выпадают на дно, образуя слой воды, который удаляется по отводящим трубам. Продукт для очистки - нефтяная эмульсия - подается по трубам, находящимся около дна аппарата. Таким образом, слой нефти для очистки от воды двигается вверх, попадает в активную зону, очищается там от воды, и очищенная нефть скапливается в верхней части резервуара. Отсюда она удаляется для дальнейшей обработки.

На практике применяется три типа резервуаров. Шаровой резервуар имеет значительный недостаток, состоящий в том, что у него есть зоны, в которых отсутствует электрическое поле. Эти зоны снижают производительность аппарата обезвоживания нефти.

Также используются цилиндрические резервуары вертикального и горизонтального типа, в которых нет практически зон без электрического поля. Горизонтальные аппараты имеют больший объем и большую производительность, так как благодаря большему горизонтальному сечению аппарат имеет большую рабочую площадь электродов, в этом аппарате устанавливается меньшая вертикальная скорость нефти в зоне действия электрического поля.

Электродная система представляет собой набор металлических прутков диаметром 2,5 мм при расстоянии между ними 20 см. Прутки собираются в виде двух плоских рам, расположенных в двух параллельных плоскостях с расстоянием между плоскостями 15÷20 см.

Рис. 1.5. Электродная система электродегидраторов

Прутки в каждой раме расположены параллельно друг другу, на соседних рамах - компланарно (рис. 115).

Предъявляемые к деэмульгаторам требования состоят в следующем:
1. Деэмульгатор не должен иметь нерабочих зон.
2. Электродные системы должны создавать электрические поля заданной величины с равномерным распределением.

Электродные системы и технологический режим должны быть организованы таким образом, чтобы не давать возможности капелькам воды создавать замыкающие электроды цепочки.