Подготовка нефти к переработке, страница 2

Коллектор выходящего потока воды, расположенный сразу же над днищем аппарата, выводит отделенную от сырой нефти воду. Система слива грязи в нижней части аппарата позволяет вводить технологическую воду и перемешивать скопившиеся твердые материалы, сбрасываемые через коллектор выходящего потока воды. Смесительный клапан, расположенный перед электродегидратором, необходим для перемешивания свежей воды с поступающей сырой нефтью с целью обеспечения тщательной промывки нефти.

Как работает электродегидратор? Электродегитратор улучшает гравитационное осаждение водяных капель в результате увеличения скорости седиментации по закону Стокса:

v = Kd² (ρ_w — ρ_o)/μ, (1)

где: v — относительная скорость седиментации водяной капли в нефти, d- диаметр водяной капли, ρ_w - плотность воды, ρ_o - плотность нефти,  μ - вязкость нефти.

Электродегидратор увеличивает диаметр водяной капли - доминирующий параметр закона Стокса.

В современном процессе обессоливания используют две ступени - сначала дегидратор, за ним электродегидратор для эффективного удаления 99 % солей. Перед дегидратором сырую нефть нагревают для снижения ее вязкости, благодаря чему скорость седиментации водяных капель в сырой нефти повышается. Нагретая нефть при температуре 100-400 "F (37,8-149 ⁰С) поступает в дегидратор и распределяется под электрическим полем высокого напряжения. Более крупные капли воды будут осаждаться под действием силы тяжести; сырая нефть будет двигаться вверх через электрическое поле, создаваемое электродами. Электрическое поле коалесцирует капли эмульгированной воды. Скоалесцированные водяные капли будут оседать под действием силы тяжести на дно дегидратора. Осажденная на дно вода непрерывно выводится через коллектор выходящего потока воды.

Обезвоженная нефть поднимается вверх и выходит из дегидратора через выпускной коллектор. Поток нефти, выходящий из дегидратора, смешивается с поступающей промывочной водой, которая должна быть чище (низкое содержание солей) соляного раствора в сырой нефти. Промывочная вода снижает концентрацию солей в соляном растворе, эмульгированном в нефти.

В этом процессе промывочная вода должна быть хорошо смешана с сырой нефтью. Введение промывочной воды в электродегидратор второй ступени не только разбавляет соляной раствор, но и усиливает гравитационное осаждение в результате увеличения силы электрического притяжения между двумя каплями, согласно уравнению 2:

F = КЕ^/s⁴ для очень мелких частиц, где: F- сила притяжения между каплями, К- константа для системы, Е - напряженность электрического поля, d- диаметр капли, s - расстояние между каплями.

Введение промывочной воды увеличивает d (диаметр капель) и сокращает s (расстояние между каплями). Нефть, смешанная с разбавленным соляным раствором, поступает в электродегидратор и подвергается такому же процессу обезвоживания, как и в первой ступени.

Поток отработанной воды, выводимой со дна электродегидратора, обязательно должен пройти очистку для повторного использования на установке или перед сбросом с установки.