Teknologi penyahgaraman minyak: penerangan dan prinsip

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Kilang penapisan minyak menerima produk daripada deposit telaga sebagai bahan suapan. Pada asasnya, ini adalah sumber minyak dan gas yang diekstrak dalam bentuk emulsi dengan kekotoran dan garam mineral. Tanpa pra-rawatan, campuran tersebut boleh membahayakan peralatan proses walaupun pada peringkat awal pemprosesan bahan mentah, jadi kaedah dehidrasi minyak dan penyahgaraman digunakan, yang boleh dibandingkan dengan penapisan dari segi kesan.

Prinsip am teknologi penyahairan dan penyahgaraman

Campuran minyak dan bendasing yang berkaitan, sebagai peraturan, terbentuk daripada beberapa jenis cecair, yang mungkin termasuk zarah pepejal. Dalam emulsi yang paling mudah, komponen air dicampur dengan minyak mentah dalam titisan nipis di sepanjang struktur molekul. Perlu diingatkan bahawa proses dehidrasi dan penyahgaraman minyak boleh dikaitkan bukan sahaja dengan pencemaran semula jadi dan pencairan sasaran.produk di dalam telaga dan semasa pengeluaran. Teknologi operasi angkat udara telaga menyediakan pencairan sumber yang disengajakan untuk mengekstraknya ke permukaan di bawah tekanan lubang bawah. Udara atau gas hidrokarbon boleh bertindak sebagai media pengangkat aktif, jadi penapisan minyak selanjutnya adalah langkah teknologi wajib untuk penyediaan sumber. Perkara lain ialah kandungan oksigen yang rendah dalam teknik pengangkutan udara memudahkan proses pengasingan bahan mentah.

Aplikasi yang paling biasa bagi teknologi penapisan minyak melibatkan pengasingan garam dan air pada tahap molekul. Khususnya, teknologi paling mudah untuk penyahgaraman minyak termasuk kesan medan elektrostatik yang dicipta oleh elektrod dengan bekalan kuasa pengubah pada voltan 12-25 kV. Medan elektrostatik menyebabkan molekul air bergerak, berlanggar dan melekat bersama. Apabila isipadu cecair terkumpul, ia menjadi mungkin untuk menyelesaikannya dengan pemisahan berikutnya dari fasa minyak. Ini adalah salah satu prinsip umum pengendalian kaedah dehidrasi dan penyahgaraman, tetapi teknologi yang melibatkan penambahan pelbagai komponen aktif yang mempercepat dan mengoptimumkan proses pengasingan juga digunakan secara meluas.

Minyak mentah dan ciri-cirinya

Minyak yang dihasilkan mentah juga mengandungi pengemulsi semula jadi dengan kekotoran tersebar dan klorida bermineral. Dalam sesetengah kes, bergantung kepada teknologi pembangunan telaga, komponen gas juga boleh dipelihara - tidak menentu danbukan organik. Semua komponen ini aktif dan boleh dianggap sebagai mandatori untuk pemuliharaan atau tidak diingini - statusnya ditentukan oleh keperluan untuk produk akhir dan pada peringkat pemprosesan menentukan senarai kaedah yang boleh diterima untuk penyahhidratan dan penyahgaraman minyak, yang juga akan menjejaskan pilihan peralatan untuk penapisan minyak. Iaitu, walaupun beberapa komponen berguna boleh membahayakan unit teknologi, oleh itu, pada peringkat pemprosesan tertentu, ia juga dikecualikan, dan kemudian diperkenalkan semula.

Proses dehidrasi dianggap sebagai salah satu yang asas. Ia dilaksanakan dengan memusnahkan medium air-minyak dengan penambahan demulsifier, yang, semasa penjerapan pada sempadan pemisahan fasa, memisahkan titisan cecair dalam minyak. Sebagai komponen aktif, komposisi harus digunakan, yang dengan sendirinya akan mudah dipisahkan daripada produk sasaran. Contohnya, demulsifier yang digunakan untuk penyahhidratan dan penyahgaraman minyak tidak menjejaskan sifat bahan mentah yang ditulenkan dan tidak bertindak balas dengan air. Ini adalah sebatian tersintesis yang juga tidak aktif kepada peralatan dan mesra alam. Demulsifier daripada kumpulan larut minyak mudah dicampur dengan emulsi yang mengandungi minyak dan pada masa yang sama dicuci dengan air dengan buruk. Terdapat juga demulsifier bukan elektrolit organik, ciri-cirinya termasuk fungsi pelarutan berbanding dengan pengemulsi minyak. Akibat tindakan kimia, kelikatan bahan mentah juga berkurangan.

Justifikasi untuk keperluan penyahgaraman minyak

Kegunaan untuk mengurangkan kepekatan garam dalam minyak mentah melampaui kerosakan yang disebabkan oleh proses kakisan kepada peralatan. Perlu diambil kira bahawa produk minyak dengan set sifat fizikal dan kimia tertentu yang ditetapkan oleh peraturan yang ketat digunakan dalam proses pengeluaran dan dalam pembekalan infrastruktur pengangkutan. Oleh itu, penyahgaraman minyak, pada dasarnya, adalah prosedur yang rasional sepenuhnya - satu lagi ialah teknologi yang berbeza boleh digunakan untuk melaksanakan tugas ini, apatah lagi perbezaan dalam tahap pengurangan kepekatan. Contohnya, di kawasan di mana pemuliharaan air dirancang, proses penyahgaraman dua peringkat boleh diperkenalkan.

Bagaimanakah cara pendekatan pengurusan garam berbeza-beza? Ia bergantung kepada teknik asas. Jadi, dalam kaedah elektrik, parameter semasa akan menjadi penting, dan dalam rangka rawatan kimia untuk dehidrasi dan penyahgaraman minyak, pelbagai bahan aktif digunakan, yang pada mulanya mempengaruhi kandungan unsur-unsur tertentu dengan cara yang berbeza. Kebanyakannya ini adalah bahan kimia yang sama daripada kumpulan umum demulsifier yang dimasukkan ke dalam emulsi dalam keadaan tertentu. Sebagai contoh, untuk memastikan pencampuran padat bahan dengan bahan mentah berminyak, ia mesti diarahkan ke hulu pada jarak standard dari tangki siram atau zon pemisah.

Memanaskan minyak mentah

Salah satu daripada langkah persediaan, yang tujuannya adalah untuk mewujudkan rejim suhu yang mencukupi untuk pelaksanaan proses penyahgaraman yang berkesan. Untuk apa itu? Pemanasan mempunyai dua tugas asas:

• Dalam keadaan suhu tinggi, zarah air bergerak pada kelajuan yang lebih tinggi, yang menjadikan proses penggabungan molekul menjadi satu struktur lebih aktif. Sehubungan itu, proses penyahgaraman minyak meningkat, yang daripadanya sebatian air yang besar dikeluarkan.
• Mengurangkan kelikatan juga merupakan akibat daripada peraturan suhu. Kelikatan sedemikian menunjukkan keupayaan bendalir untuk menahan aliran. Jika penunjuk ini berkurangan, maka komponen asing lebih mudah dikeluarkan, kerana ia dihalang oleh daya halangan yang lebih kecil.

Tetapi apakah jenis rejim suhu yang optimum untuk emulsi minyak dari segi kesan positif terhadap proses pengasingan selanjutnya? Penunjuk khusus ditetapkan dengan mengambil kira ciri-ciri sampel tertentu. Sebagai contoh, untuk emulsi ringan, kelikatan rendah, suhu purata sederhana digunakan untuk mengelakkan fasa minyak mendidih, dan untuk campuran hidrokarbon berat, adalah wajar untuk meningkatkan bar kesan haba. Dalam kebanyakan kes, suhu pemanasan dari 100 hingga 120 °C diambil sebagai mod optimum untuk penyahgaraman. Mod sehingga 140 °C dianggap dinaikkan.

Rawatan minyak kimia

Pemprosesan atau pemusnahan struktur emulsi dengan cara ini juga memerlukan latihan khas. Khususnya, kaedah kimia penyahhidratan dan penyahgaraman minyak dijalankan di bawah keadaan fizikal berikut:

• Untukuntuk memastikan sentuhan antara komponen minyak dan bahan aktif, filem antara muka mesti dimusnahkan terlebih dahulu. Ini akan membolehkan anda menambah demulsifier yang diperlukan untuk proses selanjutnya pada emulsi.
• Bilangan perlanggaran zarah air yang terpencar yang mencukupi mesti disediakan untuk tempoh masa tertentu. Dalam erti kata lain, dengan mengacau atau dengan memutarkan kandungan emulsi, aktiviti zarah air yang tidak stabil meningkat secara buatan.
• Masa mendap telah dikekalkan, di mana zarah air yang besar akan membentuk mendakan dengan latar belakang pembekuan.

Mulai saat ini, anda boleh mula menyediakan emulsi untuk proses penyahgaraman minyak dengan memanaskan. Semua sifat positif untuk meningkatkan suhu fasa minyak beroperasi dengan kaedah pemisahan kimia, tetapi adalah penting untuk mengambil kira batasan, kerana peningkatan suhu yang berlebihan boleh membawa kepada akibat negatif. Dalam sesetengah loji pengasingan, apabila suhu tidak dianggarkan dengan betul, minyak menyejat dengan latar belakang penurunan ketumpatan bahan dan kehilangan isipadu. Untuk mengelakkan kesan sedemikian, banyak perusahaan menggunakan suhu pemanasan yang lebih rendah sebagai jaring keselamatan. Untuk mengimbangi kekurangan tenaga haba, volum penyahmulsifikasi yang lebih besar dan peralatan dengan kuasa yang lebih tinggi digunakan.

Penyahhidrat elektrik untuk penyahgaraman minyak

Dalam skim paling mudah untuk pelaksanaan proses elektromekanikal untuk mengasingkan garam dan air daripada produk minyak, dehidrator elektrik digunakan. Ia pelbagai fungsiperalatan yang melakukan beberapa tugas berperingkat, termasuk pemanasan, kesan elektrik, pengasingan dan bah. Dehidrator elektrik mendatar untuk penyahhidratan dan penyahgaraman minyak adalah berdasarkan tangki di mana proses pengasingan satu atau dua peringkat berlaku. Model dengan fungsi pemanasan (thermoseparator) juga mengandungi bekas di tengah-tengah reka bentuk, tetapi ditambah dengan bahagian pemanasan salur masuk.

Penyahhidrat elektromekanikal direka bentuk dengan unit penggabungan, grid elektrostatik dan peralatan pemanas yang sama. Ciri tersendiri pengubahsuaian ini ialah pelaksanaan peranti penggabungan yang direka untuk berfungsi dengan fasa dalam format cecair/cecair. Jenis dehidrator elektrik untuk penyahgaraman minyak ini digunakan dalam penyelenggaraan emulsi yang bermasalah.

Dalam teknologi umum menggunakan dehidrator elektromekanikal, peringkat akhir ialah prosedur pemendakan. Dalam rangka kerjanya, aliran minyak yang diasingkan diservis, semasa pergerakan pelepasan gas dipastikan dan penunjuk suhu dinormalkan.

Prinsip pengendalian dehidrator elektrik

Apabila komponen minyak mentah memasuki medan elektrik, molekul air dengan cas negatif mula bergerak, mengambil titisan berbentuk pir, menghadap elektrod positif. Dalam perjalanan ke yang terakhir, titisan berlanggar dan membentuk pecahan besar, bersedia untuk pemendakan dan pemisahan selanjutnya. Kesukarannya terletak pada fakta bahawa satu kitaran pemprosesan emulsitidak akan cukup untuk memisahkan air dan garam. Walaupun garam secara semula jadi larut dalam persekitaran akuatik, ia tidak boleh disingkirkan sepenuhnya pada kepekatan tinggi. Untuk pembersihan yang lebih cekap, air tawar boleh ditambah kepada campuran, yang, dalam beberapa kitaran tindakan elektrik, akan membasuh bahagian garam. Sebagai tambahan kepada rawatan elektrik, unit penyahgaraman minyak dengan dehidrator melakukan pemendapan (fungsi penyelesaian). Untuk ini, peralatan pilihan digunakan, yang boleh mempunyai bentuk, dimensi dan alat kawalan proses tambahan yang berbeza.

Walaupun dehidrator elektrik adalah peralatan teknologi yang kompleks dan mahal, ia semakin digunakan bukan sahaja oleh besar, tetapi juga oleh kilang penapisan kecil. Permintaan ini dijelaskan oleh kelebihan unit berikut:

• Penjimatan. Seperti yang ditunjukkan oleh amalan, dari segi kos bahan habis pakai dan penggunaan tenaga, dehidrator elektrik ialah penyelesaian paling menguntungkan untuk pengasingan minyak dalam kelas mereka.
• Ergonomik. Ini adalah peralatan yang agak baharu, jadi reka bentuknya telah dibangunkan pada generasi pertama dengan penekanan pada bentuk kawalan moden dengan automasi dan panel kawalan penghantaran elektronik.
• Kualiti pemprosesan. Sistem reka bentuk yang difikirkan dengan baik, ditambah dengan pelbagai jenis pemangkin kimia, menyediakan rawatan minyak berkualiti praktikal makmal untuk pelbagai proses teknologi dalam industri kritikal.
• Tahap kebolehpercayaan teknologi yang tinggi. ATKomposisi ini menyediakan peranti pelindung dengan automasi, yang, menurut algoritma terbenam, mengawal operasi teknologi dengan sedikit risiko ralat. Pada masa yang sama, fungsi kakitangan dikurangkan kepada minimum, dan dalam versi teknologi tinggi ia digantikan dengan sistem kawalan pintar.

Pemisahan emulsi minyak kompleks

Jika dehidrator elektrik digunakan khusus untuk tugas mengasingkan minyak bersih daripada air dan garam, maka pemisah industri di kompleks melaksanakan fungsi mengasingkan emulsi kepada komponen. Sebagai contoh, apabila menguji telaga, adalah perlu untuk mendapatkan analisis umum lapisan keras dalam lubang bawah daripada sampel yang diekstrak. Dalam aktiviti ini, penyahgaraman minyak boleh dianggap sebagai tugas tidak langsung bersama-sama dengan penentuan kepekatan besi atau magnesium, tetapi ini tidak mengurangkan kegunaan pemisah. Hakikatnya adalah bahawa dalam praktiknya kilang penapisan minyak sendiri tidak begitu berminat dengan pengeluaran garam dari produk sasaran, tetapi dalam penyediaan komprehensifnya untuk kegunaan selanjutnya. Dalam pengertian ini, pengecualian kekotoran pepejal bersama-sama dehidrasi dan penyahgaraman hanya dialu-alukan.

Pemisah berprestasi tinggi juga berfungsi dengan penyediaan lumpur masuk dan enap cemar gas. Pemasangan sedemikian digunakan untuk penyahgaraman air di kemudahan rawatan minyak untuk penggunaan perusahaan dengan kitaran pengeluaran akhir. Iaitu, keluaran mestilah minyak tulen komersial, ciri-ciri yang membolehkan ia digunakan sebagai bahan api atau bahan lain. Sebagai contoh, pemisah menyediakan minyakemulsi dengan ciri-ciri yang membolehkan pengeluaran bitumen, pelincir, getah sintetik, dan lain-lain. Minyak yang berkualiti tinggi diperolehi dengan melalui beberapa peringkat pemprosesan, termasuk penyental, penggabung, tangki basuh, pemisah haba dan unit berfungsi lain dalam berbeza. konfigurasi.

Teknologi penyahgaraman dalam

Penyahgaraman emulsi minyak yang tidak mencukupi juga menjejaskan keadaan peralatan proses dan kualiti produk akhir. Oleh itu, bagi pengeluar yang menuntut, kilang pemprosesan menghasilkan produk yang telah mengalami pemisahan yang mendalam. Dalam kes ini, peralatan penyahgaraman minyak mengurangkan jumlah garam kepada 3-5 mg/l. Bagaimanakah keputusan sedemikian dicapai? Teknologi yang berbeza boleh digunakan, tetapi kaedah gabungan elektrotermokimia dianggap optimum.

Adalah mungkin untuk mencapai kadar pemisahan dalam yang tinggi dengan pembersihan kompleks dengan penyambungan kaedah pelbagai untuk mengeluarkan garam dalam persekitaran akuatik. Dalam kes ini, pemendapan intensif dalam cecair pencuci hendaklah dipastikan dengan arus elektrik yang kuat. Bagi kaedah kimia, ia juga disambungkan dalam bentuk penambahan penyahmulsifikasi aktif.

Cara lain untuk memastikan penyahgaraman dalam adalah hidromekanikal. Dalam kes ini, pengaruh kimia dan elektrik tidak digunakan. Penekanan diberikan pada fungsi graviti, yang menyumbang kepada pengelupasan semulajadi persekitaran akuatik daripada minyak. Unit penyahgaraman dalam skim ini ialah tangki pengendapan silinder dengan kapasiti 100 - 150 m3. Ia menyediakan zon untuk memisahkan pecahan, di mana cecair mengalir di bawah tekanan sehingga 1.5 MPa. Rejim suhu dari 120 hingga 140 °C juga dikekalkan, yang menyumbang kepada proses pengasingan media.

Teknologi kesan medan langsung AC

Kaedah ini juga dipanggil medan DC/AC. Iaitu, ia sepenuhnya berdasarkan tindakan elektrik yang disediakan oleh penerus dalam pengubah. Di bawah keadaan arus terus, kekisi elektrostatik memperoleh kekutuban (negatif atau positif), yang menyumbang kepada pergerakan molekul air ke arah elektrod. Hasil daripada tarikan molekul antara satu sama lain, lapisan air terbentuk, yang dipaparkan mengikut skema yang paling mudah.

Kerumitan menggunakan pemasangan elektrik untuk penyahhidratan dan penyahgaraman minyak terletak pada hakikat bahawa proses penyatuan persekitaran akuatik melibatkan risiko litar pintas. Ini disebabkan oleh fakta bahawa elektrod negatif dan positif boleh menghubungi satu sama lain disebabkan oleh jambatan yang terbentuk semasa pergerakan zarah air. Faktor negatif ini dihapuskan oleh thyristor triod, tetapi hanya dalam bentuk pengurangan separa dalam kebarangkalian litar pintas. Dalam pemprosesan pecahan minyak berat, teknologi AC-Direct tidak dibenarkan atau dihadkan atas sebab lain. Dalam media sedemikian, walaupun di bawah pendedahan haba, aktiviti molekul air tidak begitu aktif, yang pada dasarnya mengurangkan keamatan dan kualiti keseluruhan proses.perpisahan.

Satu cara atau yang lain, kaedah tindakan elektrik itu sendiri mempunyai kelebihan berbanding kaedah lain sebagai yang paling praktikal, mudah digunakan dan tidak menuntut dari segi organisasi teknikal. Kesukaran hanya disebabkan oleh keperluan untuk memastikan keselamatan proses, yang dinyatakan dalam keperluan untuk menggunakan blok keselamatan, unit pencegahan litar pintas, penstabil voltan, dsb.

Kefungsian tambahan penyahganti

Oleh kerana kilang penapisan dan penapisan minyak biasanya menggabungkan penapisan minyak dengan pelbagai langkah proses lain, peralatan pengasingan juga disediakan dengan pelbagai ciri sampingan, termasuk:

• Fungsi kawalan dan pengukur. Kedua-dua alat pengukur pilihan mandatori dan sekunder digunakan. Contohnya, tolok tekanan, peranti hidrostatik, multimeter, dosimeter, dll. Dalam loji penyahgaraman minyak kimia, peranti khas juga digunakan untuk menentukan jenis dan jumlah penyahmulsifier.
• Operasi pembilasan dan pembersihan. Fungsi ini merujuk kepada sistem layan diri - selepas mengepam keluar minyak yang diproses, pembilasan tangki dan saluran yang memastikan pengangkutan emulsi diaktifkan.
• Alat pengurusan kuasa. Dalam pemasangan elektrik, seperti yang telah disebutkan, perubahan dalam parameter semasa menjejaskan kualiti proses penyahgaraman minyak, jadi pembetulan sumber bekalan kuasa boleh dianggap sebagaifungsi pengawalseliaan. Untuk ini, panel kawalan khas digunakan, disambungkan kepada ammeter, voltmeter dan penukar arus.

Loji Penyahgaraman Lengkap

Di kilang penapisan minyak yang besar, di mana proses pembersihan dan pengasingan dijalankan dengan bahan mentah yang bergerak dalam aliran, unit khas digunakan pada prinsip operasi pengapungan dan emparan. Kapasiti unit penyahgaraman minyak dalam talian UPON membenarkan pemprosesan sehingga 500 m3/j bahan mentah, memberikan tahap kemasinan sehingga 3 g/m3. Walau bagaimanapun, untuk mengekalkan kadar pemisahan yang tinggi, tekanan yang mencukupi dalam litar bekalan minyak adalah perlu. Untuk ini, unit pemampat yang berasingan atau terbina dalam digunakan. Oleh itu, tekanan purata pada salur masuk ke talian pemprosesan ialah 1.1-1.5 MPa.

Di bawah syarat melaksanakan skim mudah dengan pencampuran satu peringkat, emulsi dicairkan terlebih dahulu dengan air, selepas itu campuran dihantar ke injap pencampuran dan memasuki unit pengasingan. Melalui saluran paip pengambilan, unit penyahgaraman minyak dalam talian mengedarkan penyelesaian yang disediakan di sepanjang keseluruhan bekas pemisah, yang memungkinkan untuk memisahkan pecahan dengan berkesan. Semasa pengasingan mekanikal, tindakan elektrostatik juga boleh berlaku. Pada peringkat akhir, minyak yang telah dimurnikan dilepaskan ke saluran peredaran biasa dengan arah ke peringkat teknologi seterusnya pemprosesan atau penyimpanan sementara. Perlu diingatkan bahawa kualiti penyahgaraman dalam talian agak rendah disebabkan oleh pengecualian fungsibah, bagaimanapun, di sesetengah kawasan, keperluan untuk prestasi tinggi dalam penyediaan produk minyak meletakkan kelajuan pemprosesan di tempat pertama.

Sistem rawatan enapcemar tambahan

Kebanyakan loji dehidrator dan pemisah lalai kepada langkah penapisan kasar dengan saliran komponen buburan. Prosedur ini tidak boleh dikelirukan dengan penyingkiran kekotoran, kerana enap cemar adalah kesan sampingan pengeluaran minyak dan boleh membahayakan sistem penulenan halus bahan mentah pada peringkat pertama pemprosesan. Oleh itu, kekotoran berat disingkirkan walaupun sebelum proses penyahgaraman minyak. Dalam kes ini, enap cemar difahami sebagai sedimen batu, pasir dan zarah kasar lain yang masuk ke dalam emulsi pada peringkat yang berbeza dalam operasi telaga di medan.

Bagaimanakah pembersihan enap cemar dilakukan? Beberapa proses penyingkiran dijangka, tetapi semuanya berdasarkan kaedah mekanikal penapisan dengan saliran dan pencucian. Dalam pemasangan industri untuk penyahhidratan dan penyahgaraman minyak, peniup tekanan 4 bar atau lebih disambungkan kepada proses ini. Dalam kes yang jarang berlaku, enap cemar tertakluk kepada rawatan haba dan kimia - ini terpakai kepada sebatian stabil khas, rawatan saliran yang tidak berkesan.

Kesimpulan

Masalah menyediakan minyak untuk proses utama pemprosesan teknologi untuk kegunaan seterusnya dalam sektor pembuatan diselesaikan dengan cara dan kaedah yang berbeza. Teknologi dehidrasi dan penyahgaraman berprestasi jauh daripada yang paling pentingoperasi spektrum ini, tetapi adalah mustahil untuk dilakukan tanpa mereka. Industri moden cuba menggunakan kaedah yang lebih optimum dan cekap tenaga untuk menyelesaikan masalah pemisahan, yang ditunjukkan dalam sambungan pemasangan berteknologi tinggi baharu. Khususnya, peralatan penyahhidratan minyak dan penyahgaraman generasi moden sedang giat membangun ke arah meningkatkan fungsi dan ergonomik. Ini dibuktikan dengan kemunculan transformer kawal selia sendiri dan penderia pengukur ketepatan tinggi, yang membolehkan anda mengawal semua parameter utama proses pembersihan. Sistem keselamatan tidak dibiarkan tanpa pengawasan. Kedua-dua kaedah pengasingan kimia dan dalam penggunaan dehidrator elektrik, cara perlindungan penebat dan perlindungan digunakan untuk kedua-dua peralatan itu sendiri dan untuk pengendali yang terlibat dalam pemprosesan teknologi minyak.