Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Заббаров Руслан Раисович

Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий
<
Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Заббаров Руслан Раисович. Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий : диссертация ... кандидата технических наук : 02.00.13 / Заббаров Руслан Раисович; [Место защиты: Казан. гос. технол. ун-т].- Казань, 2009.- 192 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2143

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 8

1.1. Высокоустойчивые водно-углеводородные эмульсии и их физико-химические свойства

1.1.1. Понятие об эмульсии 8

1.1.2. Физико-химические свойства нефтяных эмульсий 11

1.2. Способы разрушения эмульсий типа "вода в нефти" 19

1.2.1. Внутритрубная деэмульсация за счет подачи реагентов 21

1.2.2. Гравитационное разделение нефти и воды 27

1.2.3. Центрифугирование 28

1.2.4. Фильтрация через твердые поверхности 30

1.2.5. Термохимическое воздействие 31

1.2.6. Электродегидрирование 37

1.2.7. Барботаж попутным нефтяным газом 41

1.2.8. Ультразвуковое излучение 43

1.3. Разрушение высокоустойчивых эмульсий 46

Глава 2. Экспериментальная часть 53

2.1. Выбор сырья для проведения экспериментов 53

2.2. Выбор способов обезвоживания для проведения процесса разрушения 55

2.3. Проведение процесса деэмульгирования 56

2.3.1. Проведение процесса разрушения эмульсий с применением водо-солевого раствора 56

2.3.2 Синергизм комбинированного воздействия реагента и солевого раствора 62

2.3.3. Проведение процесса разрушения эмульсий методом термомеханического воздействия 63

2.3.4 Моделирование процесса термомеханического обезвоживания высокоустойчивых эмульсий 65

2.4. Характеристика обезвоженной углеводородной части эмульсий 74

Глава 3. Обсуждение результатов 77

3.1. Разрушение эмульсий с применением водно-солевого раствора 77

3.1.1. Термическое разрушение эмульсий 79

3.1.2. Разрушение эмульсий с использованием деэмульгатора 82

3.1.3. Разрушение эмульсии при воздействии солевого раствора 85

3.1.4. Разрушение эмульсий комбинированным воздействием 90

3.2. Обезвоживание путем испарения водной фазы эмульсии с наложением механического воздействия на кипящую жидкость 98

3.2.1. Математическое моделирование процесса 99

3.2.2. Проведение процесса на

опытно-экспериментальной установке 105

3.3. Исследование свойств обезвоженной углеводородной части эмульсий 110

Глава 4. Технологическая часть 113

4.1 Описание технологии деэмульгирования комбинированным способом 113

4.2 Описание технологии термомеханического деэмульгирования 116

4.3. Технико-экономическое обоснование разработанных методов деэмульгирования 119

Основные результаты и выводы 127

Библиографический список 128

Приложение

Введение к работе

Актуальность темы

В настоящее время существует ряд процессов, при проведении которых образуются высокоустойчивые водо - углеводородные эмульсии. Сюда относится процесс пиролиза, в котором в качестве побочного продукта образуется тяжелая пиролизная смола (ТПС). Трудно разрушаемые эмульсии образуются при добыче и подготовке высоковязких нефтей (ВВН) и природных битумов (ПБ); в нефтешламах, образуемых при проливах нефти, очистке емкостей и аппаратов.

Для решения проблемы разрушения устойчивых эмульсий "углеводород-вода" используются различные методы обезвоживания: термический, электрический, механический и химический или их комбинации. Но для эмульсий вышеуказанного типа характерна низкая эффективность этих методов. Сложность разрушения эмульсий обусловлена повышенным содержанием в их составе природных эмульгаторов и очень близкими значениями плотности углеводородной и водной фаз. На сегодняшний день отсутствуют технологии, позволяющие разрушить все виды эмульсий. Значительные объемы образования и накопления водо-углеводородных эмульсии, экологические и экономические проблемы, связанные с этим, требуют совершенствования и создания технологий, направленную на утилизацию подобных продуктов.

Целями данной работы являются:

модификация процесса термохимического обезвоживания с целью повышения его разрушающей способности по отношению к высокоустойчивым эмульсиям;

разработка метода обезвоживания высокоустойчивых эмульсий, основанного на стабилизации испарения водной фазы эмульсии при механическом воздействии на кипящую жидкость.

Основными задачами, решаемыми для достижения поставленной цели, являются:

исследование и обоснование возможности применения солевых
растворов для повышения эффективности термохимического метода
обезвоживания;

о определение условий комбинированного применения солевого раствора и термохимического метода обезвоживания;

о проведение сравнительного анализа комбинированного метода обезвоживания с существующими методами;

исследование и обоснование возможности стабилизации испарения
водной фазы эмульсии при механическом воздействии на кипящую
жидкость;

о разработка математической модели испарения водной фазы из

эмульсии при механическом воздействии; о определение условий стабильного кипения водо -

углеводородных эмульсий;
о проведение сравнительного анализа результатов

математического моделирования и реального эксперимента по

испарению водной фазы из эмульсии при механическом

воздействии;

подготовка данных для разработки технологических регламентов на
проектирование установок для разрушения эмульсий при
комбинированном воздействии солевого раствора и термохимического
метода обезвоживания на эмульсию, и при термомеханическом
воздействии.

Научная новизна

Предложен новый подход к обезвоживанию высокоустойчивых водо -
углеводородных эмульсий, основанный на стабилизации процесса

испарения водной фазы эмульсии при механическом воздействии на кипящую жидкость;

впервые построена математическая модель испарения водной фазы эмульсий при механическом воздействии на кипящую жидкость;

выявлено влияние условий испарения водной фазы на стабильность кипения эмульсии;

выявлен синергетический эффект комбинированного воздействия повышенных температур, реагента-деэмульгатора и солевого раствора;

впервые определены закономерности комбинированного воздействия повышенных температур, реагента-деэмульгатора и солевого раствора.

Практическая ценность

Разработаны методы глубокого обезвоживания высокоустойчивых эмульсий:

при комбинированном воздействии повышенных температур, реагента-деэмульгатора и солевого раствора;

за счет испарения водной фазы при механическом воздействии на кипящую жидкость.

Достоверность полученных результатов подтверждается

использованием современных и стандартизированных методов анализа и исследования свойств нефтепродуктов, подтверждением полученных результатов независимыми методами исследования.

Апробация работы.

Материалы работы докладывались на Российских и Международных конференциях: XVIII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии 2007г., юбилейной научно-практической конференции, посвященной 50-летию образования ОАО "Казаньоргсинтез" 2008г., международных научно-практических конференциях "Современные научные достижения" 2006г и

"Образование и наука без границ 2005г., научно-технической конференции КГТУ-2007.

Основное содержание диссертации опубликовано в центральных научно-технических журналах - 3 статьях, в трудах конференций - 7 тезисах.

Диссертация изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 227 таблиц, 50 рисунков и библиографический список из 118 источников и состоит из введения, 4 глав, выводов и приложений.

Диссертационная работа выполнена на кафедре "Технология основного органического и нефтехимического синтеза" Казанского государственного технологического университета и в лаборатории переработки нефти и природных битумов Учреждения Российской академии наук Института органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского научного центра РАН в рамках программы инновационных проектов "Идея 1000" 2006 г., проводимой Инвестиционно-Венчурным фондом РТ и Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, республиканской программы "Осзоение ресурсов природных битумов республики Татарстан" (постановление КМ РТ от 1.08.2005 №468) и инвестиционного проекта "Разработка технологии переработки природных битумов и нефтяных остатков с получением неокисленных битумных вяжущих".

. 8

Способы разрушения эмульсий типа "вода в нефти"

Наряду с проблемой образования стойких эмульсий, имеющей большое значение во многих технических процессах, важна также обратная проблема - разрушение эмульсий. Подобно тому как не существует общих правил для приготовления эмульсий, так же и не существует общих правил для их разрушения. Для каждой системы могут встречаться особые специфические затруднения, и метод, применяемый для разрушения одной эмульсии, может оказаться совершенно неприменимым для другой. [13] Задача полного обезвоживания нефти перед ее переработкой значительно усложняется для так называемых тяжелых битуминозных нефтей, добыча которых в ближайшие годы может быть начата в промышленных масштабах. При добыче битуминозных нефтей применяют термический способ (сжиганием части нефти в пласте) или подогрев в пласте водяным паром, что приводит к образованию высокодисперсных эмульсий пресной воды б тяжелой нефти, при этом плотность воды близка к плотности нефти. Такие во до-нефтяные эмульсии очень трудно разрушаются существующими способами, далее при применении самых эффективных деэмульгаторов. Очевидно, для подготовки и переработки тяжелых битуминозных нефтей потребуется разработка иных способов. В процессе добычи термическим воздействием на битуминозный пласт, экстракцией растворителями и другими способами образуются устойчивые высокодисперсные водо-нефтяные эмульсии с большим содержанием механических примесей.

Поэтому очень усложняется их обезвоживание, обессоливание и подготовка к переработке на качественные нефтепродукты. К таким нефтям относится, например, нефть Мордово Кармальского месторождения (Республика Татарстан), которая добывалась способом термического воздействия на пласт (частичное сжигание нефти в пласте). Эта нефть очень трудно обессоливается на ЭЛОУ при жестком технологическом режиме и расходе деэмульгатора, в несколько раз превышающем его расход для обычных нефтей. При добыче такой нефти способом термического воздействия на пласт получается высокодисперсная водонефтяная эмульсия, содержащая по данным [2], более 50% глобул воды размером до 10 мкм. Эта эмульсия очень трудно разрушается даже в электродегидраторе и с применением эффективных деэмульгаторов. Расход эффективного деэмульгатора при обессоливании битуминозной нефти на пилотной ЭЛОУ в 20-30 раз больше, чем для обычной нефти. В технике большое внимание в области деэмульгирования уделялось разрушению природных нефтяных эмульсий. Изучение разрушения таких систем, часто стабильных, привело к установлению различных методов деэмульгирования. В настоящее время существует несколько методов разрушения нефтяных эмульсий типа "вода-масло". К ним относятся: 9 внутритрубная деэмульсация за счет подачи реагентов; 9 гравитационное разделение нефти и воды; центрифугирование; фильтрация через твердые поверхности; термохимическое воздействие; электродегидрирование; о барботаж попутным нефтяным газом; ультразвуковое излучение; комбинации перечисленных методов. Далее рассмотрим каждый из этих методов более подробно. Путевая (внутритрубная) деэмульсация широкое распространение получила в 70-х г.г. ХІХв. в связи с появлением выкоффективных деэмульгаторов (дипроксамин-157, сепарол, диссолван-4411, 4440 и др.). До появления внутритрубной широко применяли внутрискважинную деэмульсацию нефти, которая увеличивает производительность фонтанных и компрессорных лифтов и разрушает эмульсии в самом стволе скважины. Применение внутритрубной деэмульсации было вызвано стремлением увеличить производительность существующих установок подготовки нефти и улучшить качество ее подготовки.

Сущность внутритрубной деэмульсации как процесса разрушения нефтяной эмульсии в самом трубопроводе базируется на следующем положении. В поток нефтяной эмульсии вводят деэмульгатор, который, перемешиваясь при движении с эмульсией, разрушает ее. Несмотря на кажущуюся простоту, процесс разрушения эмульсий в самом трубопроводе весьма сложен. Так, например, введением водорастворимых ПАВ в эмульсию типа В/М она разрушается при интенсивном перемешивании потока, в то время как разрушение этих же эмульсий при введении нефтерастворимых ПАВ происходит при других физических явлениях (диффузия, конвекция), не требующих интенсивного перемешивания. Целесообразность разделения процесса деэмульсации на две фазы и осуществление первой из них непосредственно в трубопроводах объясняется также особенностями механизма доведения реагента до глобул пластовой воды, заключающегося в разрушении бронирующих оболочек глобул под воздействием реагентов - деэмульгаторов и гидродинамических процессов. Процессам перемешивания раствора реагента с эмульсией всегда придавалось большое значение. Необходимость перемешивания реагента с эмульсией воды в нефти всегда связывались с идеей механического

Проведение процесса деэмульгирования

Выбор способов обезвоживания для проведения процесса разрушения является важнейшим этапом исследований. На основе предварительной оценки предложено два метода обезвоживания вышеперечисленных высокоустойчивых эмульсий. Изменение состава водной фазы эмульсии за счет введения солевого раствора в комбинации с термохимическим методом. Выбор солевого раствора в качестве обезвоживающего средства был обусловлен следующими причинами: - солевой раствор способен повышать плотность водной фазы в процессе разрушения эмульсий, и тем самым, способствовать отделению ее от углеводородной фазы. Это подтверждается данными таблицы 2.2. [106] - солевой раствор при отделении водной фазы легко уходит вместе с ней при отстаивании; - хлорид натрия, используемый в процессе приготовления водо солевого раствора, является хорошо растворимым в воде, доступным, относительно дешевым, широко распространенным, не токсичным реагентом. использование термомеханического воздействия на эмульсию с одновременным испарением водной фазы. В данной работе в качестве механического средства на процесс обезвоживания при испарении водной фазы из эмульсии был выбрано перемешивающее устройство в виде рамной мешалки. Выбор его был основан на следующем: - оно является доступным, относительно дешевым механическим средством; - оно не является специализированным оборудованием в отличие от различных существующих механических средств (диспергаторов, ультразвуковых излучателей), требующих при эксплуатации специальных трудоемких расчетов при конструировании, постоянного осмотра со стороны квалифицированных специалистов. Кратность солевого раствора к сырью (эмульсии) варьировалась в пределах от 0,5 до 2. Процесс деэмульгирования проводился при температуре 60, 70, 80С. Температурный режим поддерживался с помощью термостата. Точность регулирования температуры составляла ± 0.2С. Эмульсия и деэмульгатор подаются в блок обезвоживания 1. Сюда же из блока 3 подается насыщенный водный раствор соли с концентрацией не менее 35%. Затем полученная смесь направляется в блок 2, где происходит процесс отстаивания дисперсной фазы эмульсии посредством воздействия деэмульгатора и солевого раствора на водную фазу. Из блока 2 затем отбирается обезвоженная углеводородная часть эмульсии, а снизу -отделенная от углеводородной части - смесь "вода + солевой раствор", которая применяется для повторного использования в качестве рецикла.

Эксперимент проводили в 4 вариантах: 1 вариант - термическое разрушение эмульсии без воздействия реагента (табл. 2.3 - 2.5); 2 вариант - разрушение эмульсии при повышенной температуре при добавлении реагента-деэмульгатора (табл. 2.6 - 2.8); 3 вариант - разрушение эмульсии при повышенной температуре с добавлением солевого раствора без воздействия реагента (табл. 2.9 - 2.11); 4 вариант - разрушение эмульсии реагентом-деэмульгатором и солевым раствором при повышенной температуре (табл. 2.12 - 2.14). Общим для всех этих вариантов был температурный режим: 60 -80С, аппаратурное оформление и объем пробы, интенсивность (500 об/мин) и время (2 ч) перемешивания, время отстаивания (2 ч). Содержание остаточной воды в пробе определялось согласно [107]. Регенерация солевого раствора осуществлялась выпариванием воды до заданной концентрации с целью многократного использования в процессе обезвоживания. По мере снижения концентрации в солевой раствор вводили необходимое количество NaCl. Блок-схема процесса разрушения эмульсий с применением водно -солевого раствора приведена на рис. 2.1, материальные балансы процессов приведены в таблицах приложения 1 П1-П192. Были проведены эксперименты с различными вариациями соотношения используемого солевого раствора с эмульсией и расхода деэмульгатора. Данные по остаточному содержанию воды при температурах обезвоживания 60-80С представлены в табл. 2.3 - 2.14. [108] где храсч -расчетное содержание остаточной воды после совместного действия термохимического обезвоживания и солевого раствора, %масс; хрегент - расчетное содержание остаточной воды после термохимического обезвоживания, %масс; хс - содержание остаточной воды после обезвоживания солевым раствором, %масс; хисх исходное содержание остаточной воды, %масс. Для расчетов использовались результаты обезвоживания в наиболее жестком режиме: для термохимического метода обезвоживания - 1000 г/т; для обработки солевым раствором - кратность 1:2. Результаты расчетов при различных температурах представлены в таблице 2.15. 2.3.3. Проведение процесса разрушения эмульсий методом термомеханического воздействия Процесс разрушения проводился при температуре 100 - 120С. Температурный режим поддерживался термопары. Точность регулирования температуры составляла ± 0.2С. На рис. 2.2 представлена установка, на которой проводился процесс испарения водной фазы из водо-углеводородной эмульсии при термомеханическом воздействии на среду.

Обезвоживание путем испарения водной фазы эмульсии с наложением механического воздействия на кипящую жидкость

Следует отметить, что в процессе нагрева и перегонки водо-нефтяных и водо-углеводородных эмульсий происходит укрупнение и осаждение капель воды на поверхности нагрева, что приводит к перегреву слоя воды, взрывообразному кипению и выбросу эмульсии, что делает невозможным перегонку и удаление воды испарением. Для предотвращения переброса жидкости при вскипании перегретой водной фазы предлагается налагать механическое воздействие на кипящую эмульсию с целью: диспергирования глобул воды, что приводит к: о снижению энергии вскипания единичной глобулы воды перегретой жидкости, о снижению скорости осаждения глобул воды, о предотвращению укрупнения глобул воды; снижению температурного градиента от поверхности нагрева к объему испаряемой жидкости и усреднению температуры эмульсии. Ъ2.\ Математическое моделирование процесса Для процесса термомеханического воздействия была построена математическая модель испарения воды из водо - углеводородной эмульсии при механическом воздействии на кипящую лсидкость (на примере водобитумной эмульсии). Основными целями построения математической модели являлись: Определение возможности перегонки водо - нефтяной эмульсии в условиях механического воздействия; Определение оптимальных условий для данного процесса. Основными задачами построения математической модели испарения воды из водо-углеводородной эмульсии при термомеханическом воздействии являются: расчет условий механического воздействия, препятствующих перегреву жидкости, укрупнению глобул воды и взрывообразному кипению эмульсии; нахоледение зависимостей размеров глобул воды от характеристик аппарата, физико-химических свойств углеводородной среды, интенсивности перемешивания и числа

Рейнольдса, времени перемешивания; нахождение скорости и времени осаждения глобул воды; определение энергии, требуемой для механического переброса массы эмульсии при взрывообразном кипении перегретой жидкости. Результаты, полученные в ходе математического моделирования и экспериментальные данные, подтвердили принципиальную возмолшость испарения воды из водо-нефтяных эмульсий без перебросов при условии механического воздействия на кипящую жидкость. Валсным показателем является сравнение скорости диспергирования глобул воды с их скоростью осалсдения. Результаты, полученные в ходе математического моделирования, представлены на рис. 3.27-3.31. На рис.3.27, 3.27а показана зависимость диаметра глобулы воды от времени диспергирования при различной интенсивности механического воздействия. Согласно расчетным данным наибольшая скорость диспергирования приходится на первоначальный временной промежуток перемешивания. За первые 2-10 с рпзмер глобул уменьшается примерно на 80-85%. При дальнейшем перемешивании скорость диспергирования снижается в несколько раз. Следует отметить, что начиная с определенного времени диспергирования, размеры диспергированных глобул практически не зависят от первоначального размера глобул. По данным, полученным в ходе расчетов, минимально необходимое время диспергирования не превышает 10 сек при минимальном числе Re = 750 (числе оборотов 20 об/мин) или 2 сек - при максимальном числе Re = 3750-7500 (числе оборотов 100-200об/мин). Для всего диапазона диаметров глобул воды была рассчитана скорость осаждения глобул воды (рис.3.28, 3.28а). От диаметра глобул воды напрямую зависит скорость осаждения. Определение скорости осаждения необходимо для определения времени накопления критической массы воды на поверхности нагрева, вскипание которой может привести к перебросу жидкости в аппарате и его разрушению. Учитывая содержание воды в исследуемых эмульсиях, время осаждения определялось исходя из времени разрушения слоя эмульсии высотой 0,2 м.

Рассчитанное время осаждения показано на рис. 3.29, 3.29а. Рассчитанное время осаждения эмульсии в условиях механического воздействия на кипящую жидкость позволяет определить минимальный уровень интенсивности механического воздействия, препятствующий взрывообразному кипению и перебросу жидкости. Сравнивая время диспергирования при различных оборотах мешалки с временем осаждения, можно определить минимальное число оборотов, при котором интенсивность перемешивания достаточна для диспергирования эмульсии и предотвращения осаждения глобул воды на поверхность нагрева. Сравнение результатов, показанные на рис. 3.27, 3.27а с результатами рис. 3.29, 3.29а показывает, что время диспергирования в сотни раз ниже времени осаждения. Например, диаметр глобулы воды изменяется от начального диаметра 3 мм до 1 мм после 5 сек диспергирования при числе Re = 750 (числе оборотов 20об/мин), а при числе Рейнольдса Re = 7500 (числе оборотов 200об/мин) диаметр глобулы воды изменяется от начального диаметра 3 мм до 0,3 мм после 1 сек диспергирования, время осаждения глобулы воды диаметра 3 мм составляет около 3000 сек. Для получения надежных результатов в реальном эксперименте на опытной установке, было рекомендовано, исходя из результатов математического моделирования, поддерживать число оборотов мешалки не менее 100-200 оборотов в минуту. Учитывая, что механическое воздействие на эмульсию, позволяет усреднять температуру ъ аппарате на промежутке от поверхности нагрева до основной массы эмульсии, и соответственно, снижать температуры перегрева слоя эмульсии на поверхности нагрева, был предложен второй способ определения минимальной интенсивности механического воздействия на эмульсию, предотвращающий взрывообразное кипение и переброс жидкости. В качестве критерия энергии, накапливаемой жидкостью при ее перегреве была использована разность энтальпий жидкости при температуре кипения (100С при атмосферном давлении) и температуре перегретой жидкости. Температура перегретой жидкости на поверхности нагрева варировалась от 100,5 до 110С. Границы данного интервала выбраны согласно литературным данным. [26] Была рассчитана энергия, достаточная для переброса жидкости на высоту 0,2м. В расчетах умышленно были выбраны условия, предъявляющие максимальные требования к интенсивности механического воздействия с целью стабилизации процесса кипения.

Описание технологии термомеханического деэмульгирования

Принципиальная технологическая схема установки термомехагнического разрушения представлена на рис. 4.2. Эмульсия (поток 1) из сырьевой емкости Е-1 насосом Н-1 загружается в емкость Е-2 с электрообогревом или с паровой рубашкой, где при непрерывном нагреве и механическом перемешивании эмульсии мешалкой при оптимальной частоте вращения мешалки начинается процесс испарения воды из эмульсии. Максимальный предел загрузки емкости Е-2 -50 % от ее объема. При этом пары воды и низкокипящих фракций (до 110С) непрерывно отводятся из Е-2 в холодильник Х-1, после чего конденсируются и стекают в отстойник Е-3. В отстойнике Е-3 конденсат делится на углеводородную фракцию и водный слой. Углеводородная фракция (поток 4) может закачиваться насосом Н-3 для снижения вязкости в поток сырья, либо смешиваться с обезвоженным продуктом, водная фаза (поток 6) идет в дренаж. Обезвоженный продукт выгружается из кубовой части емкости Е-2 насосом Н-2. Материальный баланс установки рассчитан (на примере эмульсии промежуточного слоя нефти) на обезвоживание эмульсии с содержанием воды 31,4 % испарением водной фазы при механическом воздействием на эмульсию, температура процесса 100 - 120 С. Производительность установки 50 т в сутки (исходя из данных для аналога - установки ЭЛОУ-2 на ОАО "Киришинефтеоргсинтез") [27], число рабочих дней с учетом выходных и праздников и капитального ремонта - 333-334.

Для обоснования экономической эффективности предлагаемых способов обезвоживания высокоустойчивых эмульсий необходимо провести сопоставление технико - экономических показателей технологий подготовки подобного сырья при применении комбинированного способа и термомеханического воздействия на эмульсию с существующими в настоящее время установками обезвоживания нефтяного сырья. При этом стоимость основных производственных фондов и амортизационные отчисления для сопоставляемых технологий в первом приближении были приняты одинаковыми, поскольку для осуществления процесса подготовки ПБ можно использовать типовое колонное, теплообменное и прочее оборудование, имеющееся на НПЗ. Для экономической оценки сопоставляемых технологий данные по расходу реагентов и энергоноситепей были взяты для установки ЭЛОУ-2 на ОАО "Киришинефтеоргсинтез" [27]. Выбор его в качестве аналога обусловлен использованием на данной установке стойких промежуточных слоев нефти с плотностью 940-960 кг/м . Стоимость реагента Реапон-4В принята по данным ОАО "Казаньоргсинтез"(на январь 2008 г.), хлорида натрия - ОАО "Соль региона" (г. Самара). Результаты сопоставления затрат по предложенным нами схемам с установкой подготовки нефти на ОАО "Казаньоргсинтез" приведены ниже. . Расчет произведем в соответствии с [118]. Суммарную удельную норму расхода пара рассчитываем по формуле (4.1) где Пп -потребность пара в год, кВт/год ; по расчетам Пп = 436550 кВт/год а- потери в трубопроводах, (2-4 %) Нп = 436550 (1 + 3 /100) / 16650 = 26,744 кВт/т = 0,021 Гкал/т Суммарная удельная норма расхода воды на технологические нужды рассчитывается по формуле (4.2) где Реум - суммарный суточный расход воды, м . По расчетным данным Реум = 1 м .

Этехн. рассчитывается по формуле (4.3) где Э теор. - теоретический годовой расход электроэнергии, кВт/ч; по расчетам Э теор. = 120000 кВт ч Кспр. - коэффициент спроса(принимается равным 0,7-0,9); Кэл.сети - коэффициент потерь в электросетях: равен 0,97 расхода электроэнергии на калькуляционную единицу Норма хлорида натрия на 1 т эмульсии определяется следующим образом. Данная технология позволяет обезвоживать эмульсию ПС до содержания менее 0,03%масс. В одной тонне обезвоженного ПС с остаточным содержанием 0,03%масс. будет оставаться воды 1 0,03/100 = 0,0003 тонн в год. По данным [106], насыщенный раствор NaCl в воде при 80С составляет 381 г на один литр воды. Согласно экспериментальным данным [табл. 2.1], в одном литре водной фазы ПС содержится 0,435 солей. Следовательно, для создания насыщенной солями водной фазы ПС следует добавлять соли в соотношении (381 - 0,435) г к одному литру (1000 г) водной фазы. Количество добавляемого хлорида натрия в 0,0003 т водной фазы, содержащейся в 1 тонне ПС, найдем по пропорции

Похожие диссертации на Новые методы разрушения высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий