Что такое элоу в нефтепереработке
Термин «ЭЛОУ»
ЭЛОУ – это условное обозначение электрообессоливающих установок. Электрообессоливающие установки необходимы для выведения из сырой нефти соли для того, чтобы можно было избежать коррозии нефтеперерабатывающей техники, увеличить срок её службы, уменьшить затраты на обслуживание и ремонт химических реакторов. ЭЛОУ – это самая первая установка, через которую должна пройти нефть, поступающая на завод.
Так, сырая нефть, после того как из неё в газосепараторе отделят газ и легкий бензин, поступает в термохимический отстойник через подогреватель. Туда добавляется деэмульгатор, щелочь и воды, которые способствуют разрушению эмульсии, а также отделению примесей. Затем нефть идет через все электродегидраторы, и уже здесь в поле высокого электрического напряжения проходит полное разрушение эмульсии, разделение воды и нефти. Также в электрогидраторы добавляется немного горячей воды, щелочи, которые способствуют вымыванию соли из нефти. Унесенная нефть с водой отстаивается некоторое время в водоотделителе и затем идет в сырьевую линию.
Сегодня есть три способа разрушения нефтяных эмульсий – химический, механический, электрический. Электрический способ очень распространен в промышленности, и он проводится в электродегидраторе, который имеет вида цилиндра или шара. Там соли вымывают с помощью воды, которая добавляется непосредственно перед обессоливанием. Элементы рассола после попадания в электрическое переменное поле с высоким напряжением поляризуются и происходит разрушение их оболочки. Мелкие элементы рассола соединяются в более крупные и осаждаются на дно аппарата, а уже затем выводятся из него. Как правило, емкость шарового электродегидратора составляет шестисот кубических метров. В нем расположено три пары электродов, которые образуют электрические самостоятельные поля. Подача нефти в этот аппарат осуществляется через распределительные клапаны, а напряжение к электродам подается через проходные изоляторы.
Установка ЭЛОУ-АВТ-6
Назначение
Установка ЭЛОУ-АВТ-6 предназначена для обессоливания и первичного фракционирования нефти.
Сырье и продукты
Сырьем установки является сырая нефть, поступившая на НПЗ с нефтеперекачивающих станций (НПС).
В результате переработки нефти на установке получают приведенные ниже продукты.
Продукты переработки нефти
Расшифровка названия
ЭЛОУ-АВТ-6 – электрообессоливающая установка, атмосферно-вакуумная трубчатка, цифра в конце обозначает производительность по переработке данной установки 6 млн. тонн в год. Однако, на многих установках АВТ «старого» фонда проводилась модернизация с увеличением производительности в 2-2,5 раза, поэтому цифра в конце не всегда отражает реальную производительность установки.
Установка АВТ представляет собой комбинацию из блоков АТ+ВТ:
Блоки ЭЛОУ, АТ, ВТ и АВТ могут представлять собой отдельные установки или сочетаться в комбинации с другими блоками для повышения эффективности работы установки в целом.
Современные установки АВТ
Современные высокопроизводительные установки ЭЛОУ-АВТ являются комбинированными и включают:
Также, ЭЛОУ-АВТ может быть дополнена другими процессами для повышения эффективности:
Технологическая схема установки ЭЛОУ-АВТ-6
Поскольку вариантов схем этих установок, находящихся в эксплуатации на данный момент на отечественных НПЗ большое количество, мы рассмотрим наиболее распространенную и эффективную установку ЭЛОУ-АВТ-6.
Принципиальная схема ЭЛОУ-АВТ-6
Достоинства и недостатки схем разделения нефти
В атмосферном блоке АВТ применяют три схемы разделения нефти:
Выбор схемы определяется содержанием в нефти газов, бензиновых фракций, светлых нефтепродуктов и серы.
Наибольшее признание получила схема №3, как наиболее гибкая и универсальная, которую рассмотрим ниже.
Достоинства
Недостатки
Блок ЭЛОУ
Задачей ЭЛОУ является отделение воды и солей от сырой нефти для дальнейшего ее разделении на фракции в атмосферно-вакуумном блоке – посредством ректификации в атмосферной и вакуумной колоннах.
Нефть подается в насосную и поступает в виде смеси вместе с промывочной водой в специальные устройства – электродегидраторы (как правило, 4 пары для ЭЛОУ-АВТ-6), где происходит обессоливание и обезвоживание под действием электрического тока.
Электродегидраторы
Атмосферный блок АТ
Блок АТ предназначен для неглубокой перегонки нефти. Схема атмосферного блока включает в себя:
Обезвоженная и обессоленная нефть после ЭЛОУ направляется в теплообменники для нагрева до 210° С.
Из теплообменных аппаратов обработанная нефть направляется в атмосферный блок для разделения на фракции в процессе ректификации.
Колонны блока АТ: отбензинивающая К-1 (слева), атмосферная К-2 (справа)
Колонна К-1
Сначала нефть направляется в отбензинивающую колонну К-1. Смесь углеводородных газов и бензина с верха колонны охлаждается и частично конденсируется в рефлюксной емкости. В отстойнике емкости собирается вода, с верха сепаратора выходит углеводородный газ, снизу – нестабильный бензин. Часть бензина возвращается на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения, избыток выводится в колонну стабилизации. Куб колонны обогревается трубчатой печью П-1.
Колонна К-2
Отбензиненную нефть из куба колонны нагревают в трубчатой печи П-2 до температуры порядка 350 С и подают в колонну К-2.
С верха колонны К-2 отбирают смесь бензина, углеводородных газов и воды, которые после охлаждения и конденсации разделяются в рефлюксной емкости колонны.
Часть бензина возвращается на верхнюю тарелку колонны в качестве орошения, избыток выводится в емкость орошения колонны К-1.
Емкость орошения Е-1 представляет собой трехфазный сепаратор с отбойниками и насадкой для предотвращения каплеуноса. В емкости происходит процесс абсорбции, что позволяет поглотить углеводороды С5+ из углеводородного газа. В качестве абсорбента выступает более тяжелый бензин из колонны К-2.
Для снятия тепла в колонне предусмотрены три циркуляционных орошения в зоне отбора продуктов.
Для снижения парциального давления паров в кубе колонны предусмотрена подача перегретого водяного пара.
Отпарные стриппинги
Из отпарных стриппингов колонны К-2 отбирают фракции:
Из кубовой части колонны К-2 выводится мазут – сырье установок вакуумной перегонки.
Блок стабилизации и вторичной перегонки
Прямогонные бензины с верха колон первичной перегонки К-1 и К-2 не могут быть использованы в качестве топлива напрямую. Данные фракции содержат растворенные газы C1 – C4 и их необходимо удалить для повышения детонационной стойкости при помощи процесса стабилизации.
Далее, полученные фракции подвергают процессу вторичной перегонки с разделением на более узкие фракции.
Вакуумный блок ВТ
Мазут из атмосферной колонны К-2 направляется в печь для его предварительного нагрева до температуры до 400 – 420 о С, а затем в вакуумную колонну на фракционирование.
На вакуумном блоке мазут разделяется на следующие продукты:
Вакуумная колонна также может работать по масляному профилю с получением узких дистиллятных масляных фракций, поступающих впоследствии на дальнейшую переработку в масляное производство.
Принципиальная схема вакуумного блока
Для снятия тепла и улучшения качества разделения в вакуумной колонне предусмотрены циркуляционные орошения. Квенч гудрона подается для снижения температуры в кубе колонны для снижения коксообразования.
Материальный баланс
Блок АТ
Материальный баланс блока атмосферной перегонки установки ЭЛОУ-АВТ-6:
Блок стабилизации и вторичной перегонки
Материальный баланс блока стабилизации и вторичной установки ЭЛОУ-АВТ-6:
Блок ВТ
Материальный баланс блока вакуумной перегонки установки ЭЛОУ-АВТ-6:
Достоинства и недостатки
Достоинства
Недостатки
Существующие установки
Установки атмосферно-вакуумной перегонки в различных вариациях (АТ, АВТ, ВТ) являются неотъемлемой частью любого НПЗ. Без них невозможна подготовка сырья для вторичных процессов переработки.
Установки ЭЛОУ-АВТ-6 используются на предприятиях:
Фото существующих ЭЛОУ-АВТ-6
Видео работы установки
Новое поколение оборудования. Комплекс ЭЛОУ-АВТ на Омском НПЗ
Омский нефтеперерабатывающий завод – дочернее предприятие «Газпром нефти» – один из самых современных нефтеперерабатывающих предприятий России. Можно ли работать еще эффективнее?
Омский нефтеперерабатывающий завод – дочернее предприятие «Газпром нефти» – один из самых современных нефтеперерабатывающих предприятий России. Более того, ОНПЗ – лидер отрасли по эффективности производства: глубина переработки нефти на предприятии составляет 90,6 %, а выход светлых нефтепродуктов экологического класса «Евро-5» – свыше 70 %. Можно ли работать еще эффективнее? Да, и совсем скоро, ведь на Омском НПЗ полным ходом идет реализация второго этапа модернизации, одним из ключевых проектов которого является строительство комплекса первичной переработки ЭЛОУ-АВТ.
Модернизация на Омском НПЗ началась в далеком 2008 году. Фактически она предполагала строительство нового предприятия и технологического лидера отрасли, и за прошедшие годы на предприятии уже удалось сделать немало. В рамках первого этапа модернизации, который уже завершился в 2015 году, были построены и реконструированы ключевые технологические комплексы, позволившие ОНПЗ полностью перейти на выпуск моторных топлив «Евро-5», значительно повысить энергоэффективность и снизить воздействие производства на окружающую среду на 36 %.
Теперь на заводе реализуются проекты второго этапа модернизации, цель которых – рост ключевых показателей эффективности нефтепереработки до уровня мировых отраслевых лидеров в 97 %. На Омском НПЗ будут построены новые производственные объекты и реконструированы действующие установки с учетом современных требований к экологии, уровню надежности и безопасности производственных процессов. Кроме того, воздействие предприятия на окружающую среду дополнительно снизится на 28 %.
Одним из ключевых проектов текущего этапа модернизации, наряду со строительством комплекса глубокой переработки нефти (КГПН) и установки замедленного коксования (УЗК), стало возведение комплекса первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ, введение которого в эксплуатацию позволит вывести из эксплуатации сразу 6 установок первичной переработки нефти предыдущего поколения.
Напомним, что первичная переработка предполагает разделение прошедших предварительную подготовку нефти и газов на отдельные углеводородные фракции. Такая перегонка позволяет получить целый спектр нефтепродуктов и полуфабрикатов, таких как газ (бутан, пропан), бензиновые фракции, дизельное топливо, смазочные масла, мазут и т.д.
Строительство комплекса первичной переработки началось в 2016 году, сразу после получения разрешения на строительство от Главгосэкспертизы РФ. Согласно проекту, в состав нового комплекса ЭЛОУ-АВТ войдут 6 секций, в том числе отдельный блок по переработке стабильного газового конденсата (СГК) мощностью 1,2 млн тонн в год. Это в конечном счете позволит увеличить объем переработки СГК и вовлечь дополнительные объемы конденсата в выпуск бензина и дизельного топлива стандарта «Евро-5», а также авиакеросина.
Контракты на поставку оборудования длительного цикла изготовления (ректификационных колонн, компрессоров, печей) были подписаны с крупнейшими производителями нефтегазового оборудования, в том числе «Волгограднефтемашем» и компанией «АЭМ-технологии» (входит в машиностроительный дивизион государственной корпорации «Росатом»).
Так, две колонны, предназначенные для атмосферной и вакуумной перегонки нефти, были изготовлены вышеперечисленными компаниями в Волгограде и Волгодонске, причем производство заняло более двух лет! У оборудования нет аналогов в России, а общая масса смонтированных колонн превышает 1 тыс. тонн. Они увеличат глубину переработки нефти и выход светлых нефтепродуктов на Омском НПЗ.
Кроме того, в проекте комплекса ЭЛОУ-АВТ применен ряд передовых экологических решений. Например, непрерывный мониторинг дымовых газов технологических печей и очистка газовых фракций от серосодержащих соединений, а предусмотренная проектом закрытая система дренирования оборудования позволит повторно направлять извлекаемые нефтепродукты в переработку, снижая выпуск мазута.
ЭЛОУ-АВТ также будет отвечать современным требованиям промышленной безопасности за счет автоматизации процессов, оснащения объекта системами оповещения, сигнализации, видеонаблюдения и громкоговорящей связи.
Общая мощность ЭЛОУ-АВТ – 8,4 млн тонн в год, он станет одним из крупнейших комплексов такого типа в России. Ввод новой установки в эксплуатацию позволит создать стабильную сырьевую базу для проектов завода, направленных на увеличение глубины переработки нефти, поддержать объем переработки на уровне, заданном стратегией развития «Газпром нефти», а также свести воздействие нефтеперерабатывающего производства на окружающую среду к минимуму.
Планируется, что ЭЛОУ-АВТ будет введена в эксплуатацию к началу 2019 года, после чего 6 установок первичной переработки нефти предыдущего поколения будут выведены из технологической цепочки и демонтированы.
Нельзя не упомянуть о создании на Омском НПЗ инфраструктуры, которая обеспечит функционирование установки первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ, комплекса глубокой переработки нефти и установки замедленного коксования. В настоящее время строительство идет полным ходом на территории, превышающей 150 гектаров.
Проект инфраструктуры включает в себя возведение систем электро- и энергоснабжения, строительство локального блока оборотного водоснабжения и факельной системы, возведение межцеховых коммуникаций и трубопроводов снабжения азотом и техническим воздухом. Также будет построен комплекс химической очистки воды с применением ионообменной технологии, который позволит значительно снизить расход потребляемых водных ресурсов, сократить количество технических стоков и оптимизировать энергозатраты. Кроме того, предполагается реконструкция главной понизительной подстанции, мощность которой после ввода в эксплуатацию вырастет в 1,5 раза и составит 126 МВт. Станция не только покроет потребности новых производственных комплексов, но и позволит перераспределить электроэнергию на действующие промышленные объекты ОНПЗ.
Суммарные инвестиции «Газпром нефти» в модернизацию ОНПЗ превысят 300 млрд рублей. Деньги огромные, но вложены не зря, ведь за счет совершенствования производственных процессов, внедрения инноваций и новых технологий Омский НПЗ заслуженно встанет в один ряд с мировыми лидерами отрасли.
8,4 млн т/год общая мощность комплекса первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ на Омском НПЗ;
6 установок предыдущего поколения будут выведены из эксплуатации после запуска комплекса ЭЛОУ-АВТ;
1 тыс. т общая масса колонн атмосферной и вакуумной перегонки нефти, которые войдут в комплекс ЭЛОУ-АВТ на ОНПЗ;
300 млрд руб. суммарные инвестиции «Газпром нефти» в модернизацию ОНПЗ.
ЭЛОУ: варианты схем и типы электродегидраторов
Типы электродегидраторов
В нефтяной промышленности для обессоливания и обезвоживания эмульсионной нефти чаще всего используют электродегидраторы:
Вертикальные электродегидраторы
Вертикальный электродегидратор – это вертикальная емкость с полусферическими днищами следующих габаритов: диаметр – 3 м, высота – 5 м, объем – 30 м³.
Аппарат 1, внутри которого приблизительно посередине на изоляторы прикреплены горизонтальные электроды 6 и 7. Электроды питаются от 2 высоковольтных трансформаторов 2, их мощность составляет 5 кВА у каждого.
Напряжение между электродами колеблется в диапазоне 15-35 кВ. Эмульсионная нефть поступает в аппарат тонкой горизонтальной веерообразной струей через распределительную головку 8. Расстояние между электродами подбирается экспериментальным путем и лежит в интервале 10-14 см.
Эмульсия находится в электрическом поле несколько минут. Типовой дегидратор достигает производительности 15-25, иногда 30 м³/ч. Нефть движется между электродами с линейной скоростью 2-4 м/ч (3-6 см/мин).
Одним из важных элементов служат изоляторы, подвесные и проходные. Они изготавливаются из фарфора (тип П-4,5) или стекла (тип ПС-4,5). Агрессивная среда горячей нефти в смеси с соленой водой и механическими примесями достаточно быстро разрушает изоляторы. А тенденции увеличения температуры обессоливания (до 110-115 ºС и даже до 160-180 ºС) поднимают актуальность поиска материала, подходящего для работы в подобных условиях. Один из таких материалов – фторопласт-4.
В комплектацию электродегидратора входят: реактивные катушки 5, регулирующая тягу щель в распределительной головке, сигнальные лампы, змеевик для подогрева низа аппарата, манометр, шламовый насос, поплавковый выключатель, мерное стекло и предохранительный клапан.
Электродегидраторы вертикального типа используют на нефтепромыслах и старых нефтезаводах. На современных заводах их не применяют, так как их объем ограничен, а производительность невелика (300-600 т/сут).
Шаровые электродегидраторы
Увеличение мощности современных установок первичной перегонки нефти требует применения более производительных электрообессоливающих блоков и установок, чем вертикальные электродегидраторы. Их сооружение не выгодно экономически и технически. Количество дегидраторов вертикального типа средней пропускной способности 400 т/сут для установок АТ и АВТ различной производительности приведено в таблице:
Кроме того, большое количество небольших аппаратов осложняет эксплуатацию установки, требует большого штата обслуживающего персонала и большей площади.
Поэтому встал вопрос о создании электродегидраторов с более высокой пропускной способностью. В основу его конструкции лег сферический резервуар, объем которого 600 м³. Резервуар оборудован распылительными устройствами и электродами. Диаметр резервуара составляет 10,5 м. Этот тип электродегидраторов называется шаровым (рис. 2), он подходит для длительной эксплуатации.
Принцип действия шаровых электродегидраторов не отличается от принципа действия вертикальных. Через распределительные головки 7 по трем стоякам 8 в аппарат поступает эмульсионная нефть. Головка расположена на расстоянии 3 м от вертикальной оси шара в его экваториальной плоскости симметрично.
Три пары горизонтальных электродов 6 диаметром 2-3 м крепятся на изоляторах 5 внутри электродегидратора. Распределительные головки находятся между электродами. Специальное устройство регулирует расстояние между электродами, оно составляет 13-17 см.
Трансформаторы 3 типа ОМ-66/35 питают электроды током высокого напряжения. При этом на каждую пару электродов приходится по два трансформатора мощностью 50 кВА и два проходных изолятора. Номинальное напряжение на первичной обмотке трансформатора составляет 380 В, на вторичных зависит от способа соединения и составляет 11, 16,0 или 22 кВ.
Запитаны трансформаторы в сеть трехфазного тока 3 х 380 В и создают напряжение между электродами 33 или 44 кВ. Напряженность электрического поля равна 2-3 кВ/см. В цепь первичных обмоток всех трансформаторов включены реактивные катушки РОМ-50/05, чтобы ограничить силу тока и защитить оборудование от короткого замыкания. Сила тока одного трансформатора не должна быть выше 30-35 А при стабильной работе электродегидратора шарового типа.
Схема ЭЛОУ с шаровыми электродегидраторами
Принципиальная схема работы электрообезвоживающей и электрообессоливающей установки (ЭЛОУ) с использованием шаровых электродегидраторов представлена ниже.
Сырьевой насос 1 забирает сырую нефть из резервуара и перекачивает через теплообменник 2 в термохимической отстойник 4. Там нефть освобождается от воды и частично от механических примесей и растворенных солей, затем выходит из отстойника сверху и поступает под собственным давлением последовательно в электродегидраторы 5 и 6 первой и второй ступени.
Из последней ступени электродегидратора обессоленная нефть поступает через теплообменник в отстойник или резервуар.
Технологическая схема электрообессоливающей установки (ЭЛОУ) с шаровыми электродегидраторами:
1 – сырьевой насос; 2 – теплообменник; 3 – паровой подогреватель; 4 – термоотстойник; 5,6 – электродегидраторы; 7,8 – водяные насосы; 9 – дозировочные насосы; 10 – смесительные клапаны; 11 – регулятор давления.
Линии: I – сырая нефть; II – деэмульгатор; III – щёлочь; IV – свежая вода; V – обессоленная нефть; VI – водяной пар; VII – вода в канализацию
Деэмульгатор подают в сырую нефть на выкид сырьевого насоса 1, воду и щелочь подают через смесительные устройства насосами перед электродегидраторами. При этом в электродегидратор первой ступени подается вода, дренируемая из электродегидратора второй ступени.
Вода, которая отстоялась внизу электродегидраторов, сливается в канализацию. На некоторых установках ЭЛОУ в качестве нагревающего агента используется водяной пар под давлением 10-12 кгс/см².
На современных заводах блок ЭЛОУ комбинируют с установками первичной перегонки нефти. Это позволяет снизить затраты на подогрев нефтяного сырья перед электродегидраторами. Горячие нефтепродукты атмосферной и вакуумной колонн подогревают нефть, соответственно нет необходимости использовать пар извне.
Недостатки
Однако, у шаровых электродегидраторов есть недостатки: большие размеры и трудоемкое изготовление. Вес шарового дегидратора 6-9 тс, а учитывая электрооборудование, металлоконструкции и трубопроводы составляет 100 тс. Такие аппараты можно изготавливать исключительно на площадке строительства. Шаровой электродегидратор диаметром 10,5 м с внутренним давлением 6 кгс/см² имеет стенки толщиной 24 мм.
Если же аппарат работает при 140 ºС и 10 кгс/см², толщина стенок возрастает до 40 мм, а общий вес достигает в таком случае 140 тс. Установка двух или трех дегидраторов объемом по 600 м³ пожароопасна.
По существующим нормам электродегидраторы шарового типа при комбинированных процессах первичной переработки нефти должны находиться не ближе, чем в 30 м от аппаратов технологических установок АТ и АВТ.
Горизонтальные электродегидраторы
На нефтезаводах по всему миру активно используют горизонтальные электродегидраторы. Комбинированные установки первичной переработки нефти А-12/9, А-12/9В, А-12/10, 11/3 оснащены блоками ЭЛОУ с горизонтальными электродегидраторами, разработанными ВНИИнефтемаш (бывший Гипронефтемаш).
Такие электродегидраторы имеют емкость в три раза меньше, чем шаровые. Они выдерживают температуру 135-150 ºС и на максимальное давление до 20 кгс/см². На нефтезаводах и нефтепромыслах устанавливают горизонтальные электродегидраторы 3-3,4 м в диаметре, объем их от 80 до 160 м³. По принципу работы они не отличаются от шаровых и вертикальных.
Типовой электродегидратор 2ЭГ-160
Типовой горизонтальный электродегидратор 2ЭГ-160 по проекту ВНИИнефтемаш показан на рис. 4. В нем на высоте чуть больше половины аппарата прикреплены два рамных прямоугольных электрода 8 один над другим. Питают их два трансформатора типа ОМ-66/35, имеющие мощность 5 кВА. Электроды расположены в 25-40 см друг от друга и занимают практически все продольное сечение электродегидратора.
Сырьевая нефть равномерно подается в аппарат через горизонтальный маточник, который расположен вдоль аппарата. Сначала нефть поступает в слой отстоявшейся воды, потом попадает в зону под электродами и далее в пространство между электродами.
Далее она перемещается в пространство над электродами и выше, направляясь к выходным коллекторам обработанной нефти 2, которые распределены в верхней части электродегидратора по всей длине. Контакт нефти с водой и деэмульгатором, который растворен в ней, помогает достичь более полного удаления солей и воды.
Под воздействием слабого электрического поля, возникающего между поверхностью воды и нижним электродом, по пути нефти в межэлектродное пространство из нее выпадают крупные частицы воды. В сильное электрическое поле поступает нефть с более мелкими частичками воды, которым необходимо воздействие поля с большей напряженностью.
Схема ЭЛОУ с горизонтальными электродегидраторами
Ниже представлена принципиальная схема блока электрообессоливания с электродегидраторами горизонтальными типа 2ЭГ-160.
Электрообессоливание нефтяной эмульсии происходит в две ступени. Насос перекачивает эмульсионную нефть через подогреватели тремя параллельными потоками в электродегидратор первой ступени.
Деэмульгатор ОЖК в виде 2%-ного раствора поступает на прием насоса.
Абсолюное давление в электродегидраторе первой ступени составляет 10 кгс/см², температура – 110 ºС. Горячий соляной раствор забирается из электродегидратора второй ступени и подается в деэмульгатор перед поступлением эмульсионной нефти через инжектор, где нефть, вода и деэмульгатор равномерно перемешиваются.
Маточники-распылители создают равномерный поток нефти в электрическом поле, через них нефть вводится снизу вверх.
Схема ЭЛОУ с горизонтальными электродегидраторами
В электродегидратор второй ступени подается частично обессоленная и частично обезвоженная нефть из электродегидратора первой ступени обессоливания, в неё через инжектор нагнетается насосом холодная вода (5% на нефть). Соляной раствор, который отстоялся в электродегидраторе первой ступени, сливается в отстойник.
Принцип действия электродегидраторов обеих ступеней одинаков. Промывная вода из электродегидратора второй ступени подается в инжекторы, её малая часть сливается в отстойник для отделения оставшейся в ней нефти. В емкость поступает соляной раствор с низа отстойника. Его охлаждают с помощью холодной воды с 110 до 60 ºС.
В некоторых новых установках ЭЛОУ для охлаждения раствора используют аппараты воздушного охлаждения, а затем сливают раствор в канализацию.
После обессоливания и обезвоживания в электродегидраторе второй ступени нефть подается в емкость обессоленной нефти, затем насосом через теплообменники поступает на установку.
Скорость выпадения частиц воды
От скорости выпадения из нефти частиц воды зависит производительность всех типов электродегидраторов. Чтобы с обессоленной и обезвоженной нефтью не увлекались мельчайшие частицы воды, которые не успели отделиться, скорость оседания диспергированных частиц должна быть выше скорости движения нефти вверх электродегидратора.
В горизонтальных электродегидраторах достигаются минимальные скорости движения нефти. При одинаковой удельной загрузке аппарата скорость движения нефти в шаровом электродегидраторе будет в 3 раза больше. Это обуславливает высокую удельную производительность горизонтальных электродегидраторов по отношению к их объему. В таблице ниже представлены основные показатели трех типов электродегидраторов:
Скорость выпадения частиц воды в различных электродегидраторах
За границей широкое применение имеют вертикальные электродегидраторы фирмы Petrico (США) и горизонтальные электродегидраторы фирмы How Becker (США), в которых сырьевая нефть подается снизу.
На новых и реконструируемых российских нефтезаводах в основном используют сконструированные ВНИИнефтемаш горизонтальные электродегидраторы типа 1ЭГ-160 и 2ЭГ-160. Они включены в блок ЭЛОУ-АТ, ЭЛОУ-АВТ и других комбинированных установок для первичной переработки нефти.
Основные способы повышения качества подготовки нефти к переработке
После глубокого обессоливания на нефтезаводах содержание солей в нефти составляет менее 20 мг/л. Но для переработки нефти содержание солей не должно превышать 5 мг/л. Основной проблемой является недостаточная подготовка нефти на нефтепромыслах. Оттуда приходит постаревшая нефтяная эмульсия с содержанием солей 1000-4000 мг/л и больше. Целесообразно проведение первичного обессоливания непосредственно на нефтепромыслах до достижения содержания солей в эмульсионной нефти не больше 40 мг/л. На качество обессоливания влияют также такие факторы, как:
Многие электрообессоливающие установки включают низкоэффективные термохимические отстойники, где степень обессоливания не поднимается выше 20-30%. Имеет смысл реконструировать термохимическую ступень в электрическую, доработав термохимический отстойник электродами. Такая модернизация была проведена на двух нефтезаводах и позволила значительно увеличить показатели. На потоке нефти установили последовательно три электродегидратора. В таблице ниже приведены результаты обессоливания при замене термохимических отстойников на электродегидраторы.
Исходя из данных, приведенных в таблице можно сделать вывод, что проведение электрообессоливания в три ступени значительно снижает содержание соли и воды.