Stabilizacja oleju: opis technologii, proces przygotowania, urządzenie instalacyjne

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Procesom eksploatacji szybów naftowych na polach często towarzyszy zalewanie uzdatnionych formacji, przeciwko czemu tworzą się stabilne emulsje wodno-olejowe. Skutkiem tego jest tworzenie się osadów, które zwiększają lepkość mieszaniny i zwiększają jej temperaturę krzepnięcia. W tym stanie surowce muszą zostać poddane obróbce wstępnej, której jednym z nich jest stabilizacja oleju i pokrewnych emulsji.

Charakterystyka przetwarzanego materiału

Oprócz procesów przygotowawczych do odsalania i odwadniania, stabilizację stosuje się do materiałów oleistych zanieczyszczonych obcymi fazami ciekłymi i cząstkami. Jak już wspomniano, mówimy głównie o mieszaninach wodno-emulsyjnych zawierających składniki powierzchniowo czynne. Z kolei obecność emulgatorów sprawia, że emulsja jest bardziej stabilna i odporna na czynniki zewnętrzne.wpływ, który w naturalny sposób zapobiega złuszczaniu się frakcji olejowej na poziomie molekularnym. W skład mogą również wchodzić zanieczyszczenia mechaniczne, pierwiastki metali ciężkich, żywice i parafiny. W warunkach naturalnych stabilizacja oleju jest procesem dynamicznym, determinowanym przez charakterystykę konkurencyjnej adsorpcji składników emulgujących na kropelkach wody. Określenie składu warstw międzyfazowych danej emulsji pozwala poznać właściwości jej stabilizatora i wybrać najskuteczniejszą metodę ekspozycji na poziomie przemysłowym w sztucznym środowisku.

Do czego służy stabilizacja?

Fizyczno-chemiczne procesy stabilizacji w przemyśle naftowym i gazowym mogą mieć kilka zadań. Na początek warto zwrócić uwagę na wady technologii produkcji ropy naftowej, które wyrażają się utratą lekkich frakcji użytecznej substancji. Z drugiej strony pewna liczba szlamów i szkodliwych gazów lotnych jest odzyskiwana i transportowana wraz z fazą olejową bezpośrednio do etapów oczyszczania. Z kolei technologia stabilizacji oleju, w zależności od aktywności emulgatorów i innych składników aktywnych w składzie emulsji, może pełnić zarówno funkcje konserwujące, jak i pełnić funkcję środka separującego. W pierwszym przypadku zapewniony jest efekt uszczelnienia emulsyjnego, który umożliwia prowadzenie wraz z bazą olejową lekkich i ciężkich frakcji węglowych, które mogą być wykorzystane w przemyśle naftowo-gazowym. Jeśli chodzi o separację, w ramach tej funkcji oddzielane są fazy oleju, wody, gazu, zanieczyszczeń mechanicznych i innych osadówwtrącenia. Ponadto należy podkreślić, że sama technika separacji wcale nie oznacza automatycznego uwalniania składników innych niż olej. Kompozycja może również zawierać użyteczne frakcje, ale ich dalsze przetwarzanie będzie odbywać się oddzielnie od oleju.

Zasada działania procesu stabilizacji

Technologia może być produkowana na dwa główne sposoby - przez separację i rektyfikację. W pierwszym przypadku towarzyszące fazy gazowe i węglowodory są oddzielane. Na przykład separacja może być zorganizowana jako proces parowania, zapewniony przez zmiany temperatury i ciśnienia w komorze roboczej. Jak wygląda proces stabilizacji oleju poprzez rektyfikację? Ta metoda obejmuje również oddzielenie pewnych faz, ale nacisk kładzie się na proces podgrzewania emulsji. W obu przypadkach parametry i dodatkowe procesy przetwarzania będą wyznaczane przez wymagania dla określonych frakcji, które należy wyizolować lub przechowywać w składzie.

Proces stabilizacji technologicznej

Na schemacie rozszerzonym stabilizację emulsji wodno-olejowych można przedstawić za pomocą następującej sekwencji operacji:

• Badanie próbki wyekstrahowanej emulsji. W warunkach laboratoryjnych, na podstawie analizy próbki, określa się skład, gęstość, lepkość, lotność, palność i inne właściwości mieszaniny.
• Przygotowanie do procesu demulsyfikacji chemicznej. Ciepło jest zwykle używane do obniżenia lepkości emulsji i ułatwienia dalszej separacji.
• Do ustaleniatechnologia separacji - metoda grawitacyjna, elektromechaniczna lub elektrochemiczna.
• Bezpośrednio proces stabilizacji oleju, w którym uwalnianych jest kilka faz. Ponadto można wytworzyć technologie przygotowania oddzielonego oleju do operacji produkcyjnych.
• Modyfikacja wyizolowanego produktu za pomocą aktywnych substancji chemicznych.

Przygotowywanie oleju do stabilizacji

Przed rozpoczęciem procesów technologicznych obróbki wstępnej olej przechodzi przez kilka węzłów transportowych, w ramach których można zorganizować punkty czyszczenia wstępnego. Może to być ogólna filtracja, oczyszczająca emulsję z dużych cząstek piasku i szlamu. Z pola do najbliższego złoża ropy naftowej produkt przechodzi przez kilka stacji pomiarowych, gdzie również pobierane są próbki pierwotne i rejestrowana jest utrata objętości. W pierwotnej jednostce separacji surowiec jest oddzielany od wody formacyjnej i związanego z nią gazu w określonych ilościach. Olej częściowo nadaje się do procesów stabilizacji w stanie odgazowanym i odwodnionym, ale nie jest to główny wymóg. Ponadto ropa naftowa może być gromadzona w punktach skupu bez wstępnego oczyszczania i przekazywana w tym stanie do zakładów przeróbczych – wówczas procedury odsalania, odwadniania i stabilizacji przebiegają w innej kolejności. Obecnie stosowane są również złożone instalacje oczyszczania i separacji, w których grupa procesów technologicznych przygotowania surowców do operacji produkcyjnej odbywa się w jednym cyklu przetwórczym.

Ustawienia dlazapewnić proces stabilizacji

Najczęściej do stabilizacji stosuje się uniwersalne separatory komercyjne. Są one zintegrowane z sieciami przesyłowymi ropy i gazu i działają na zasadzie usługi przepływowej. Typowa konstrukcja to cylindryczny separator grawitacyjny z odgałęzieniami do podłączenia do rurociągów i kanałami komunikacyjnymi do zasilania. Konstrukcja jednostki stabilizacji oleju (OSN) przewiduje kilka sekcji z rozdzielaczem, przez który oddzielone fazy są transportowane różnymi kanałami. Na przykład olej jest przesyłany do osadnika w celu późniejszego oddzielenia zaokludowanych pęcherzyków gazu. Dwuzbiornikowe separatory hydrocyklonowe działają na zasadzie siły odśrodkowej, rozdzielając olej i gaz na oddzielne strumienie.

Sprzęt do procesów stabilizacji i rafinacji oleju

Połączona metoda obróbki oleju w tym przypadku polega na wdrożeniu procesów oczyszczania produktu z lekkich merkaptanów i siarkowodoru. W warunkach pola naftowego jest to optymalne połączenie metod wstępnego przygotowania surowców do dalszych etapów produkcji. W ogólnym procesie technologicznym oczyszczania i stabilizacji stosuje się ogrzewanie, zraszanie parą, separację gazów i usuwanie oczyszczonych pozostałości. Ważnym warunkiem jest regulacja ciśnienia w zakresie 0,1-0,2 MPa w temperaturach do 160 ºС. Stosując odpowiednio dobrany środek strippingowy, możliwe jest osiągnięcie wysokiej jakości stabilizacji oleju na polach z niezbędnymwybór destylatów. Jakość produktu końcowego wzrasta wraz z szybkim spadkiem temperatury i ciśnienia, co zwiększa intensywność rozdzielania mieszanin.

Urządzenie kolumn destylacyjnych

Złożone wielofunkcyjne zakłady wykorzystują grupy kolumn do zapisywania operacji logistycznych. Każdy z nich realizuje określony proces technologiczny, a związane z nim procedury odbywają się we wspólnej infrastrukturze na różnych poziomach. W tym przypadku brane są pod uwagę kolumny stabilizacji oleju za pomocą rektyfikacji. Z reguły ta operacja jest organizowana po procesach odwadniania i odsalania. Kolumna posiada wymiennik ciepła, w którym olej jest podgrzewany do optymalnej temperatury, po czym jest usuwany w postaci mieszaniny para-gaz-ciecz i rozdzielany na fazy. Na specjalnych płytach prostownika fazy ciekłe są nawadniane środkiem odpędzającym. Następnie mogą następować procesy chłodzenia i wzbogacania innymi aktywnymi pierwiastkami, w zależności od wymagań dla wybranego destylatu.

Pozytywne efekty stabilizacji

Technologiczna organizacja procesów przygotowania oleju wymaga znacznych kosztów energii. Złożoność takich procedur wynika również z tego, że często wykonuje się je w terenie bez wysokiego poziomu wsparcia infrastrukturalnego. Jednak stabilizacja oleju na wczesnych etapach rafinacji zapewnia następujące korzyści:

• Zmniejszenie objętości nadmiarowych frakcji, które są wysyłane na cienkie linie przed produkcją.
• Uproszczenie schematów technologicznych uzdatniania oleju w zakładach naftowych i gazowych.
• Poprawa bezpieczeństwa transportu ropy dzięki wstępnemu usunięciu związków zawierających siarkę.
• Wzrost objętości oleju komercyjnego dzięki zachowaniu użytecznych składników węglowodorowych.
• Niskie wymagania dotyczące przetwarzanych surowców.

Wniosek

Metody stabilizacji są częścią ogólnego procesu czyszczenia emulsji wodno-olejowych, ale mają swoje własne właściwości pod względem zastosowania. Po pierwsze, jest to procedura elastyczna zgodnie z jej przeznaczeniem. Może być wykonywany zarówno w celu konserwacji niektórych elementów składu podczas wydobycia i transportu surowca, jak i separacji z usunięciem zbędnych składników. Po drugie, metody stabilizacji zbiegają się w technologii wykonania z ogólnymi technikami fizycznego i chemicznego przygotowania surowców naftowych i gazowych, ale z pewnymi różnicami w parametrach ekspozycji na media aktywne.