Введение к работе
~ ~ " .
Актуальность работы. Одними из основных источников потерь нефти и нефтепродуктов на НПЗ являются сырьевые и товарные резервуары, аварийные розливы и протечки на технологических линиях, а также дренажная вода с установок подготовки нефти (ЭЛОУ) и очистки светлых нефтепродуктов. Попадая в промышленную канализацию, эти продукты смешиваются с водой, обогащаются механическими примесями и, неоднократно перекачиваясь насосами, образуют чрезвычайно устойчивые водонефтяные эмульсии: так называемые ловушечные водонефтяные эмульсии. При подготовке и переработке нефтей на НПЗ образуется до ~ 1 % ловушечных водонефтяных эмульсий, собираемых на очистных сооружениях в нефтеловушках и содержащих значительное количество (до 60-80%) заэмульгированной воды и до 10 % механических примесей.
Как показывают исследования, ловушечные водонефтяные эмульсии очень стойкие и существенно отличаются от обычных водонефтяных эмульсий. Собранный ловушечный продукт, содержащий значительные количества воды и механических примесей не может быть квалифицированно использован без тщательной подготовки к переработке: обезвоживания и удаления механических примесей.
Подготовка к переработке стойких ловушечных водонефтяных эмульсий вызывает большие трудности и осуществляется на каждом заводе по-разному, с учетом имеющихся условий и возможностей.
Наиболее распространенный термохимический метод малоэффективен, практикуемое же на ряде заводов вовлечение ловушечной нефти в котельное топливо (мазут) значительно снижает качество последнего, а кроме того, закачка ловушечной нефти в котельное топливо обесценивает ей, так как содержание светлых в ней достигает 40 - 70 %.
Применяемый на ряде НПЗ метод механического сепарирования с помощью трехфазных сепараторов и центрифуг - малопроизводителен и весьма дорог.
Таким образом, разработка эффективного способа подготовки к переработке стойких ловушечных водонефтяных эмульсий с повышенным содержанием механических примесей с целью их более полного и квалифицированного вовлечения в переработку является актуальной.
Цель настоящей работы состояла в разработке и внедрении нового процесса подготовки к переработке стойких высокообводненных ловушечных водонефтяных эмульсий с повышенным содержанием механических примесей.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Исследовать причины высокой устойчивости ловушечных водонефтяных эмульсий с повышенным содержанием механических примесей, условия их формирования и эффективные методы разрушения.
Исследовать действие различных деэмульгаторов и их композиций
на эффективность разрушения ловушечных і одоМЕфжшомядміМй и уда-
\ БЛ НОТИСА I
Б И БЛ НОТИСА і
СИ 09
ление из них механических примесей. Разработать основные принципы квалифицированного подбора композиции деэмульгаторов. Создать эффективный деэмульгатор для разрушения ловушечных водонефтяных эмульсий.
Разработать технологическую схему, технологические параметры и
основное оборудование процесса подготовки к переработке стойких лову
шечных водонефтяных эмульсий с повышенным содержанием механических
примесей.
Научная новизна. Исследован состав и свойства эмульгаторов и механических примесей, выделенных из ловушечных водонефтяных эмульсий, образующихся в процессе переработки нефти на НПЗ на разных технологических стадиях: оперативной ловушечной эмульсии и застаревшей эмульсии прошлых лет.
Изучены условия формирования ловушечных водонефтяных эмульсий и их устойчивость в зависимости от содержания в них воды, эмульгаторов и механических примесей, участвующих в формировании бронирующих оболочек капель диспергированной в нефти воды.
Разработан принцип подбора поверхностно активных веществ в составе композиций деэмульгатора для эффективного выделения воды и механических примесей из стойких ловушечных водонефтяных эмульсий, основанный на функциональности ПАВ (деэмульсаторы, каплеобразователи,смачиватели). Разработана оптимальная композиция неионогенного ПАВ и смачивателя, позволяющая эффективно разрушать стойкие водонефтяные эмульсии с повышенным содержанием механических примесей.
Впервые разрушение стойких ловушечных водонефтяных эмульсий с повышенным содержанием механических примесей предложено осуществлять путем их комбинированной обработки: в электрополе оригинальной конфигурации и последующим термоотстоем, с применением специальных деэмульгаторов и промывкой водой на многоступенчатой электрообессоли-вающей установке.
Практическая ценность и реализация в промышленности. На основании результатов исследований разработан и внедрен на основе оборудования типовой установки ЭЛОУ-10/6 (с шаровыми электродегидраторами) оригинальный процесс подготовки к переработке стойких высокообводненных водонефтяных эмульсий с повышенным содержанием механических примесей.
Подобраны оптимальные параметры технологического режима процесса.
Внедрение процесса в ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» позволило:
осуществить более полное обезвоживание ловушечного нефтепродукта и удаление из него механических примесей, обеспечившее возможность полного вовлечения ловушечного нефтепродукта в переработку вместе с нефтью. В результате была исключена практиковавшаяся на заводе подкачка ловушечного нефтепродукта в товарный мазут, что привело к более квалифицированному и экономически целесообразному использованию потенциала светлых фракций нефти.
уменьшить количество хранящейся в шламонакопителях застаревшей ловушечной водонефтяной эмульсии прошлых лет за счет ее вовлечения
в подготовку вместе с оперативной ловушечной водонефтяной эмульсий на модернизированной ЭЛОУ что, в свою очередь, привело к снижению загрязнения воздушного бассейна и снижению безвозвратных потерь нефти и нефтепродуктов.
Разработанный процесс рекомендован для внедрения и на других НПЗ. На основании опыта внедрения процесса в ООО «ПО «Киришинефтеоргсин-тез» специалистами ОАО «ВНИИ НП» был подготовлен регламент для модернизации выводимых из эксплуатации типовых ЭЛОУ с шаровыми и вертикальными электродегидраторами, а также для проектирования новых установок применительно к ряду НПЗ.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 4-ой и 5-ой международных конференциях «Нефтепереработка и нефтехимия» (г. Санкт-Петербург, 2004 и 2005 г.г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, 2 тезиса докладов, подготовлены 2 заявки на получение патентов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 187 страницах, включает 32 рисунка, 23 таблицы. Список литературы содержит 139 наименований.
