Электрообессоливание и обезвоживание нефти

(черт №9846-(1)-1-000-ТХ л.3.4.5; черт. №9846-(1)-1-000-АТХ л.1.2.)

Сырье – сырая нефть подается на установку стабилизации нефти УСН4-1 либо из нефтепровода, подающего нефть в резервуарный парк ОАО «Самотлорнефтегаз», либо из резервуаров ЦТП по подземному нефтепроводу диаметром 300 мм.

Нефть проходит через задвижку с электроприводом АЗ-1 (отсекатель) и поступает на прием центробежных нефтяных насосов Н-1/1, Н-1/3 (резерв). В эту же линию приема по врезкам поступают следующие потоки:

- нефтепродукты из дренажной емкости Е-106, подаваемые погружным насосом Н-111;

- нефть из сборника-отстойника Е-101 блока ЭЛОУ;

- деэмульгатор от насоса Н-103/1,2;

- конденсат (легкий бензин) из сепаратора С-3.

С выкида насоса нефть через задвижки с электроприводом АЗ-2, АЗ-4 с давлением не более 15 кгс/см² по PIRSA-231 и расходом не более 290 м³/ч (регулятор расхода FIRCQ-303) поступает в блок теплообменников. Расход сырьевой нефти контролируется также на узле коммерческого учета массомером типа «CMF-400M», поз. FE-301

Насосы Н-1/1, Н-1/3 защищены блокировками (с отключением насосов см. схему автоматизации насосов – проект №9846-1-000-03АТХ) по следующим параметрам:

- повышение температуры подшипников эл.двигателя и насосов свыше 70⁰С;

- превышение уровня утечек – 0,3 м по LSA 1-7б, 3-7б (в бачке уплот. жидкости);

- повышение давления выкида выше 16 кгс/см² по PIRSA-231;

- повышение давления выкида при запуске насоса через интервал времени, достаточный для открытия эл.задвижек АЗ-2,4;

- при максимальном уровне (1,35 м) в сепараторе С-1 по LSA-402;

- при снижении давления нефти на входе в печь П-3 до 3 кгс/см² по PIТ-251¸254, на каждом из 4-х потоков);

Насосы Н-1/1, Н-1/3 останавливаются автоматически или дистанционно из операторной также при срабатывании сигнализаторов довзрывных концентраций (загазованности) – 50% НКПВ и при сигнале «Пожар» в технологической насосной или в зонах объектов наружной установки, требующих аварийной остановки процесса..

Нефть с температурой 5-20⁰С (по TIR-115) поступает последовательно в трубное пространство теплообменников Т-1/1, Т-1/2, Т-1/5, где нагревается потоком стабильной (отбензиненной) нефти, выходящим из аппаратов К-1 и С-1.

Сырая нефть (смешанная с деэмульгатором) после теплообменника Т-1/5 с темпера-турой 80-100⁰С (по TI-1061) и давлением – 9 кгс/см² (РI-1013), поступает в электродегид-ратор первой ступени ЭД-100.

В этот поток через смесительное устройство СМ-101 подается промывная вода повторного использования состоящая из:

- циркулирующего потока засоленной воды. Схема подачи:

ЭД-100 ® емкость-отстойник Е-101 ® насосы Н-101/1,2 ® СМ-101 ® ЭД-100.

Расходы воды в смеситель в количестве не более 15 м³/ч регулируется клапаном регулятора FIRC-1030;

- воды повторного использования после электродегидратора второй ступени ЭД-101 по схеме:

ЭД-101 ® емкость для воды второй ступени Е-102 ® насос Н-102/1,2 ® СМ-101.

Расход воды в количестве не более 7,5 м³/ч регулируется клапаном регулятора FIRC-1031.

После смесителя СМ-101 предварительно смешавшаяся нефть с водой проходит клапан регулятора перепада PdIRC-1047, на котором за счет дросселирования жидкость дополнительно перемешивается. Диапазон перепада 0.5-1,5 кгс/см². Увеличение перепада на клапане-смесителе может привести к образованию стойкой мелкодисперсной эмульсии, не разрушаемой в ЭД.

После клапана водо-нефтяная смесь поступает в электродегидратор ЭД-100. Давление в аппарате 5-12 кгс/см², температура 80-100⁰С.

Электродегидратор – горизонтальный цилиндрический аппарат вместимостью 90 м³ с внутренними устройствами. В нижней части аппарата расположено распределительное устройство – маточник, состоящий из 10 перфорированных отводов, подсоединенных к коллектору подачи нефти.

В верхней половине аппарата размещена электродная система, состоящая из нижнего и верхнего электродов, подвешенных на изоляторах. Расстояние между электродами – 280 мм.

В верхней части аппарата размещена система электропитания, включающая установленные на площадке обслуживания высоковольтные источники питания типа ИПМ-25/15, ввод высокого напряжения ВВН-1.5/25, изоляторы проходные фторопластовые типа ИПФ-5 и токоведущие тросики, соединяющие изоляторы со стержнями токоведущих электродов.

Нефть снизу аппарата поступает в маточник, равномерно распределяется по всему горизонтальному сечению электродегидратора, проходит слой отстоявшейся воды, а затем поступает в зону слабого электрического поля, создаваемого между нижним электродом и зеркалом воды. В этой зоне выпадают крупные частицы воды. Освобожденная от части воды нефть далее поступает в межэлектродное пространство с сильным электрическим полем, где обезвоживается до заданных параметров. Далее нефть вытесняется в зону над электродами и выше к выкидным коллекторам частично отработанной нефти, а затем поступает на II ступень электрообессоливания.

С низа ЭД-100 по уровню раздела фаз через клапан регулятора LIRCA-1041 выводится засоленная промывная вода со следами нефти в емкость отстойника Е-101 через торцевой распределитель, встроенный в аппарат. Отстойник работает в режиме 100% заполнения. Давление в аппарате 5-7 кгс/см². В конструкции емкости предусмотрен отстойник (сборный колокол), в котором накапливается нефть и периодически, по мере накопления, сбрасывается на прием сырьевых насосов Н-1/1, (Н-1/3). Наличие нефти в колоколе определяется визуально по смотровому фонарю при сбросе из контрольных точек сборного колокола.

Промывная вода из Е-101 (циркулирующий поток) центробежными насосами
Н-101/1,2 возвращается в смеситель СМ-101. Насосы Н-101 защищены блокировками с остановкой насоса по следующим параметрам:

- при повышении температуры подшипников насоса и эл.двигателя свыше 79⁰С по TISA-10111, 10112, 10121, 10122, по Н-101/1 и Н-101/2, соответственно;

- при минимальном давлении на выкиде – 5 кгс/см² по PSA-10113, 10123,
(Н-101/1 и Н-101/2).

С низа Е-101 выводятся стоки ЭЛОУ через клапан регулятора давления PIRC-1045. Выводимый поток поступает в холодильник Х-100, охлаждается до 40⁰С (по TI-1062) свежей промывной водой и выводится в напорный коллектор стоков установки, направляемых на очистные сооружения. Расход потока (около 8 м³/ч) замеряется FIR-1034.

Перед поступлением во II ступень электрообессоливания частично подготовленная нефть смешивается в смесителе СМ-102 с потоком промывной воды, состоящим из:

- свежей воды, подаваемой насосами Н-100/1,2 через клапан регулятора расхода FIRС-1032. Расход регулируется в пределах 6-8 м³/ч;

- циркулирующего потока воды из промежуточной емкости Е-102, подаваемого насосом Н-102/1,2 через клапан регулятора расхода FIRС-1033. Расход регулируется в пределах 10-15 м³/ч.

Насосы Н-100, Н-102 защищены блокировками с остановкой насосов по следующим параметрам:

- при повышении температуры подшипников насоса и эл.двигателя свыше 79⁰С по TISA-10211, 10212, 10221, 10222 по Н-102/1,2 и TISA-10011, 10012, 10021, 10022 по Н-100/1,2;

- при минимальном давлении на выкиде – 5 кгс/см² по PSA-10213, 10223 по
Н-102/1,2 и PSA-10013, 10023 по Н-100/1,2.

После смесителя СМ-102 нефть с водой проходит клапан регулятора перепада давления PdIRC-1048, на котором за счет дросселирования происходит дополнительное перемешивание. Перепад на клапане – 0,5-1,5 кгс/см². Затем водо-нефтяная эмульсия поступает в ЭД-101.

Конструктивно аппарат ЭД-101 аналогичен электродегидратору ЭД-100 и технологическая схема предусматривает возможность работы по одноступенчатой схеме обессоливания, т.е. включен любой из ЭД в работу.

Промывная вода с низа электродегидратора ЭД-101 по уровню раздела фаз через клапан регулятора раздела фаз LIRCA-1042 выводится в промежуточную емкость
Е-102. Уровень раздела фаз в обоих электродегидраторах настраивается во время наладки, т.к. заданием регулятору уровня является напряжение (его величина) верхнего электрода, а переменной – напряжение нижнего электрода.

Емкость Е-102 работает в режиме 100% заполнения. Давление в аппарате –
5-6 кгс/см². Из верха Е-102 вода поступает на прием центробежных насосов Н-102/1,2. С выкида насоса вода делится на 2 потока и направляется в смесители СМ-101, СМ-102.

Давление в емкости Е-102 поддерживается регулятором PIRC-1046, подающим кор-ректирующий сигнал регулятору расхода воды FIRC-1031 из емкости в смеситель СМ-101.

Обессоленная и обезвоженная нефть выходит с верха ЭД-101 и направляется
в блок АТ (в Т-1/3).

Давление в электродегидраторах – 5-12 кгс/см² - поддерживается клапаном регулятора давления PIRC-1049.

Поддержание этого давления крайне важно для сохранения фазового состояния нефти в виде жидкости.

При снижении давления в ЭД может образоваться газовая подушка, срабатывает блокировка LSA 1б, 2б; LSA 3б,4б с подачей сигнала на блок UISA, который отключает подачу высокого напряжения ИПМ на электроды электродегидраторов (эта защита входит в блок управления (БУ) электродегидраторов).

Высокое напряжение ИПМ отключается также при срабатывании защит по следующим параметрам:

- нагрев масла в ИПМ более 80⁰С;

- короткое замыкание на выходе ИПМ;

- короткое замыкание в обмотках высоковольтного трансформатора ИПМ;

- выход из строя тиристоров в ИПМ.

Для сбора дренажей из блока ЭЛОУ служит дренажная емкость Е-106 вместимостью 25 м³, установленная в бетонном обогреваемом колодце. Емкость оборудована погружным насосом Н-111. В емкость сбрасываются дренажи из всех аппаратов блока, включая пробоотборные устройства ПО-1-4, т.е. нефть и вода, а также дренажные стоки из помещения насосной ЭЛОУ, т.е. бензин и реагенты. При остановке блока из электродегидраторов нефть сливается в Е-106, откуда погружным насосом
Н-111 возвращается в резервуарный парк.

Стоки с площадки ЭЛОУ отводятся через колодец К-1, оборудованный двумя задвижками:

- дождевые стоки левой задвижкой направляются в промливневую канализацию;

- аварийный пролив нефтепродуктов правой задвижкой направляется в Е-106 и далее насосом Н-111 на всас насоса сырьевой нефти Н-1/1,3 или в трубопровод ЦПСН.

В емкости Е-106 контролируется уровень жидкости по LIRCA-1096. Включение погружного насоса и остановка раскачки емкости осуществляется автоматически при максимальном и минимальном уровне в емкости. Температура в Е-106 контролируется по TIRA-1066 (не более 70⁰С).