Блокты термохимиялық қондырғы

 

 

Жылухимиялық (термохимиялық) деэмульсация - Жылусыз және беттік әрекетті заттарсыз (БӘЗ) мұнайды деэмульсациялаудың қазіргі бар әдістері тиімсіз болып табылады. Сондықтан, кәзіргі кезде барлық өндірілген суланған мұнайдың 80% термохимиялық қондырғыларда өңделеді, бұл қондырғылардың келесідей айырмашылықтары бар:

-қондырғы  барынша қарапайым (жылуалмастырғыштан, тұндырғыштан және сораптан тұрады);

-салыстырмалы  түрде қондырғының жұмыс режиміне  мұнайдағы су мөлшерінің өзгеруі  көп әсер етпейді;

-эмульсия  сипаттамасының өзгеруіне байланысты  қондырғы мен аппаратураны ауыстырмай-ақ  деэмульгаторды ауыстыру мүмкіндігі.

Мұнайды деэмульсациялауға арналған термохимиялық  қондырғылардың атмосфералық қысымда (яғни қалыпты қысымда) және үлкен  қысымда жұмыс істейтін түрлері  бар. Атмосфералық қысымда жұмыс  істейтін қондырғылар өздігінен  ағатын арынсыз мұнай дайындау жүйесі бар ескі кен орындарында әлгі күнге дейін жұмыс істеуде  және олардың бірқатар кемшіліктері бар.

Қазіргі кезде құбыр ішіндегі деэмульсациямен  қатар мұнайды газдан бөлу, оны  сусыздандыру және тұсыздандыру процестері қатар жүретін блокты термохимиялық  қондырғыларды қолдану кең таралған.

Мұнай өндірісінің  қазіргі қарқынды дамуы мұнай  өндіруші аудандарда мұнай кәсіпшілігі  обьектілерін салудың индустриалды әдістерін енгізуді кең ауқымда  жүргізуге мүмкіндік беріп отыр. Зауыттардан шығатын блокты термохимиялық  қондырғылар технологиялық процесті автоматтандыруға арналған жабдықтармен бірге жеткізіліп, қажет жерде 15-20 күн ішінде тұрғызылады. Зауыттың жағдайында жасалатын автоматты блокты-кешенді  жабдықтарды қолдану бастапқы күрделі  қаржылар мөлшерін төмендетуге, құрылыс  монтаж жұмыстарының мерзімін азайтуға, технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін енгізуді тездетуге, мұнай өңдеу зауытына тасымалданатын мұнайды стандарттарға  сай дәрежеде дайындауды қамтамасыз етеді.

1-суретте мұнайды саңылаусыз жинау жүйесі кезінде қолданылатын, блокты жабдықтары бар МДҚ-ның сұлбасы көрсетілген.

Мұнай газ  және су жинау коллекторлары 1 бойымен  алғашында араластырғышқа 2 келіп  түседі, одан кейін бүлкілдеуді жоятын (яғни, пульсацияны өшіретін) коллекторға 3 бағытталады. Бұл коллектордан мұнай  мен қабат суы алдын-ала суды бөліп алатын блокты айыру қондырғысына (АБҚ-УПС) 4 келіп түседі, ал газ бұл  аппараттардан реттегіш штуцер 11 және «өзіңе дейін» қысымды реттегіш 12 арқылы эжекторға 15 бағытталады. АБҚ-нан барынша сусыздандырылған мұнай өзінің қысымымен араластырғыш 2а арқылы жылуалмастырғышқа 6 бағытталады, бұл жерде ол желі (құбыр) 13 арқылы айырғыш-деэмульсатордан 9 келетін ыстық мұнай есебінен қыздырылады.

 

Сурет 1 - Мұнайды саңылаусыз жинау жүйесі кезінде колданылатын, блокты жабдықтары бар мұнайды дайындау қондырғысының сұлбасы. 1 - жинау коллекторы; 2, 2а, 2б - араластырғыштар; 3 - бүлкілдеуді жоятын (пульсацияны өшіретін) коллектор; 4 - қабат суын алдын-ала бөліп алатын блокты автоматтандырылған айыру қондырғысы (АБҚ-УПС);  5 - мөлшерлік сорап; 6 -жылуалмастырғыш; 7 - тамшытүз-гіш;  8 - тұндырғыштар; 9 - айырғыш-деэмульсатор (эмульсиясыздандыру кондырғысы);                      10 - мұнайтаратқыш коллекторы;  11 - реттелмелі штуцерлер; 12 - "өзіңе дейін" қысым реттегіші; 13 - ыстық мұнай желісі; 14 -соңғы айыру кондырғысы; 15 - эжектор; 16 - саңылаусыз кезек-кезек жұмыс істейтін тауарлы рсзервуарлар; 17 - сорап; 18 - тауарлық мұнайдың сапасы мен мөлшерін өлшеу үшін автоматтандырылған қондырғы; 19,20- конди-цияланбаған және кондициялық мұнайлар үшін автоматты түрде ашылатын және жабылатын крандар; 21 - тауарлы парк; 22 - сораптар; 23 - тазартылған суды шоғырлы сорап станциясына айдауға арналған сораптар; 24-мұнайды айдауға арналған сораптар; 25 - мұнай желісі; 26-су желісі; 27- БӘЗ бар ыстық су желісі.

  Алдын-ала  жылуалмастырғышта 6 қыздырылған  құрамында аз мөлшерде (3-5%) суы  бар мұнай алдымен су тамшыларын  ірілетуге арналған тамшы түзгішке 7 келіп түседі, одан кейін мұнай  мен судың қоспасы тұндырғышқа  8 бағытталады. Егерде тұндырғышта  8 су мен мұнайдың бөлінуі аяғына  дейін жүрмесе (әсіресе мұндай  жағдай ауыр мұнайларды өндіру  кезінде жиі болады), онда мұнайды қайтадан қыздыру үшін (40-80 С) айырғыш-деэмульсаторға 9 жібереді. Айырғыш-деэмульсатордан 9 шыққан ыстық мұнай желі (құбыр) 13 арқылы жылуалмастырғышқа 6, кейін реттегіш штуцер 11 арқылы соңғы айыру қондырғысына 14 келіп түседі, одан кейін өз ағысымен кезек-кезек жұмыс істеп тұрған резервуарларға 16 бағытталады.

Резервуарлардан мұнай сорап 17 көмегі-мен алынады  және тауарлық мұнайдың сапасы мен  мөлшерін өлшеу үшін авто-маттандырылған қондырғыға жіберіледі. Егер мұнай  кондицияға сәйкес бол-маса (яғни, тауарлық мұнай сапасына жетпесе) (су>0,1%, тұз>40 мг/л) онда, кран 20 автоматты түрде  жабылады да, келесі кран 19 ашылады, онда осы мұнайымыз мұнай таратқыш коллектор 10 арқылы араластырғыштан 2б  өтіп айырғыш-деэмульсаторға 9 келіп  түседі де, қажетті кондицияға дейін  жеткізіледі.

Кондициялық мұнай 19 кран жабылып және 20кран ашылған  кезде тауарлы резервуарлар паркіне 21 келеді, одан сораптар 22 көмегімен  алынып, магистралды мұнай құбырлар желісімен мұнай өңдеу зауытына бағытталады.

Соңғы айырғыштарда атмосфералық қысым ұсталып тұрады, ал мұнайдан бөлінген газ эжектормен 15 сорылып алынып, компрессорларға  немесе газ өңдеу зауытына жіберіледі.

Кәсіпшіліктен коллектор 1 арқылы келетін мұнай  эмульсиясын бұзуды жеделдету үшін су құбыры 27 арқылы араластырғышқа 2 құрамында  БӘЗ бар ыстық су беріледі. АБҚ-да бөлінген судың негізгі мөлшері  су құбыры 26 арқылы суды дайындау қондырғысына қарай жіберілген соң, жылуалмастыр-ғышқа 6 берілетін мұнайға мөлшерлік-сораптың 5 көмегімен жаңадан БӘЗ-дің қосымша  мөлшерін (10-25 г/т) қосады.

Тұндырғыштан 8 соң барынша сусыздандырылған мұнайға  араластыр-ғыш 2б арқылы өңделетін  мұнайдың көлемінен 5-10% мөлшерде тұщы су енгізіледі. Бұл қарқынды араластыру кезінде мұнайды «шаю» жолымен  тұзсыздандыру мақсатында жасалады.

Суды  дайындау қондырғысында (СДҚ) бөлінген мұнайды сораптар 24 көмегімен алып және желі (құбыр) 25 арқылы араластырғышқа 2 бағыттайды. Жоғарыды айтылған мұнайды  дайындау қондырғысы стандартты емес және ауданның климаттық жағдайына  және мұнай мен судың физикалық-химиялық қасиеттеріне байланысты өзгеріп отырады. Кейбір жағдайларда мұнайды дайындау қондырғылары электродегидраторлармен  жабдықталады және тұщы суды айырғыш-деэммульсатор  мен электродегидратор арасында орналасқан араластырғыш арқылы енгізеді.

Электродегидратация (электрлік деэмульгация). С/М түріндегі мұнай эмульсияларын электр өрісінде де бұзуға болады. Бұл әдіс негізінен орташа, ауыр және тұтқыр мұнайларды тұзсыздандыруға арналған. Электр өрісіндегі эмульсияларды бұзу механизмі былайша түсіндіріледі.

Егер  сусыз мұнайды жоғары кернеудегі екі жазық паралельді электродтар  арасына орналастырсақ, онда күш  сызықтары бір-біріне паралельді біртекті электр өрісі пайда болады (2, а - суреті ). Электродтардың арасында С/М түріндегі эмульсиялар орналасса күш

сызықтарының  орналасуы өзгереді де, электр өрісінің біртектілігі бұзылады (2, б-суреті).

Электр  өрісінің индукциясы нәтижесінде судың  диспергирленген (ұсақталған) тамшылары  поляризацияланады және су тамшыларының төбелерінде электрод зарядтарына  қарама-қарсы электр зарядтары бар  су тамшыларынан тұратын тізбек түзіп  күш сызықтарының бойында созылып  жиналады. Негізгі және қосымша электр өрістерінің әсерінен алдымен реттелген  қозғалыс өтеді, сонан соң су тамшылары  төмендегі формуламен анықталатын  күштер әсерінен соқтығысады:

 

 

                                        (1)

 

мұндағы K-пропорционалдық коэфициент; -электр өрісінің кернеулігі; r-тамшы радиуысы; l-тамшы центрлерінің ара қашықтығы.

Жоғарыдағы  формуладан көріп отырғандай, егер тамшылардың арақашықтығы аз болып, ал тамшы өлшемдері салыстырмалы түрде үлкен болса, онда тартылыс күші соншалықты үлкен болып, су тамшыларының бетінде адсорбцияланған және осы  су тамшыларын мұнайдан бөліп тұратын  жабын (яғни, бронды) қабықшалары сығылып  бұзылады, нәтижесінде су тамшыларының коалесценциясы жүреді.

 

 

Сурет 2 - Электр өрісіндегі күш сызықтары: а - таза мұнай; б, в - полярлы су тамшысы бар мұнайда.

 

Эмульсиялардың  бұзылуы тұрақты ток өрісіне  қарағанда айнымалы ток өрісінде жақсы жүреді, себебі айнымалы ток  өрісінде ток пен кернеу қозғалысы  циклді өзгереді, нәтижесінде су тамшылары  өз қозғалыс бағытын өзгертіп отырады  және үнемі тербеліс жағдайында болады, сонымен қатар 

осы кезде  электр өрісінің әсерінен тамшылардың  пішіні үнемі өзгереді, яғни тамшылар үнемі деформация әсерінде болады, бұл адсорбциялық қабықшалардың  бұзылуына және тамшылардың қосылуына  әсер етеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қолданған әдебиет:

 

1. “Ұңғы өнімдерін жинау және дауындау пәнінен” дәрістер