Обезвоживание и обессоливание нефти

Нефть, поступающая на установку стабилизации содержит до 0,5% масс. воды и до 100 мг/л хлоридов (хлористых солей). Вода с растворенными в ней солями вызывает сильную коррозию нефтеперегонного оборудования (особенно конденсационного); способствует повышению давления в аппаратах и снижению их производительности; вызывает отложения на стенках теплообменной аппаратуры и змеевиках печей с ухудшением теплоотдачи.

При подогреве нефти до 120⁰С и выше в присутствии даже следов воды происходит интенсивный гидролиз хлоридов с выделением сильно корродирующего агента – хлористого водорода. Гидролиз хлоридов идет согласно уравнению:

MgCl₂+2H₂O «Mg(OH)₂+2HCl

С повышением температуры скорость гидролиза хлоридов значительно увеличивается. Особенно коррозионная активность хлористого водорода проявляется при перегонке сернистых нефтей.

На установке стабилизации применен комбинированный термоэлектрохимический способ обезвоживания и обессоливания нефти, обеспечивающий содержание воды в подготовленной нефти не более 0,5% масс., и содержание солей до 3 мг/л. Вместе с водой из нефти при обессоливании в значительной мере удаляются механические примеси.

В основе процессов обезвоживания и обессоливания лежит деэмульгация исходной эмульгированной нефти в смеси с искусственной эмульсией, создаваемой при перемешивании нефти с промывной водой.

Термоэлектрохимическое обезвоживание и обессоливание сочетает в себе три способа: термический, химический и электрический.

Термический способ заключается в подогреве нефти. С повышением температуры снижается вязкость нефти и увеличивается разность плотностей воды и нефти на
10-20%, что способствует осаждению капель воды, а также, вследствие повышения растворимости церезина и расплава естественных эмульгаторов и бронирующих кристаллов парафина и церезина снижается плотность защитной пленки на каплях воды и облегчается их слияние и осаждение под действием силы тяжести при отстое.

Химический метод заключается в применении поверхностно-активных веществ – деэмульгаторов, снижающих прочность нефтяных эмульсий. Деэмульгатор адсорбируясь на границе раздела фаз, вытесняет и растворяет естественные эмульгаторы, способствуя слиянию капель воды в более крупные.

Для интенсификации деэмульгирования процесс проводят в электрическом поле переменного тока высокого напряжения (до 20 кВ). Капли воды под действием этого поля за счет поляризации принимают вытянутую форму и заряжаются, ориентируясь по направлению к электродам. При этом на концах капли возникают заряды, противоположные по знаку зарядам на электродах, а между каплями-глобулами воды возникают электрические силы притяжения, способные преодолеть сопротивление стабилизирующих слоев глобул воды. Происходит столкновение глобул и разрушение образовавшихся вокруг них пленок, способствующее их коалесценции (слиянию) в крупные капли, которые отделяются от нефти под действием силы тяжести.

Основными параметрами, влияющими на процесс при постоянном составе нефти, являются температура и количество промывной воды.