Ổn định dầu: mô tả công nghệ, quy trình chuẩn bị, thiết bị lắp đặt

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Quá trình khai thác giếng dầu trên các mỏ thường đi kèm với lũ lụt của các thành tạo đã qua xử lý, chống lại việc hình thành nhũ tương dầu-nước ổn định. Kết quả là hình thành các chất kết tủa, làm tăng độ nhớt của hỗn hợp và tăng điểm đông đặc của nó. Ở trạng thái này, các nguồn tài nguyên phải trải qua quá trình xử lý sơ cấp, một trong số đó là quá trình ổn định dầu và các nhũ tương liên quan.

Đặc trưng của vật liệu được chế biến

Cũng như các quy trình chuẩn bị để khử muối và khử nước, tính ổn định được áp dụng cho các vật liệu dầu bị nhiễm các pha lỏng và hạt lạ. Như đã lưu ý, chủ yếu chúng ta đang nói về hỗn hợp nhũ tương nước có chứa các thành phần hoạt động bề mặt. Do đó, sự hiện diện của chất nhũ hóa làm cho nhũ tương ổn định hơn và miễn nhiễm với các yếu tố bên ngoài.tác động, ngăn phần dầu tẩy tế bào chết ở cấp độ phân tử theo cách tự nhiên. Ngoài ra, thành phần có thể bao gồm các tạp chất cơ học, các nguyên tố kim loại nặng, nhựa và parafin. Trong điều kiện tự nhiên, ổn định dầu là một quá trình động được xác định bởi các đặc tính của sự hấp phụ cạnh tranh của các thành phần tạo nhũ trên các giọt nước. Việc xác định thành phần của các lớp bề mặt của một loại nhũ tương cụ thể cho phép bạn tìm ra các đặc tính của chất ổn định của nó và chọn phương pháp tiếp xúc hiệu quả nhất ở cấp độ công nghiệp trong môi trường nhân tạo.

Ổn định để làm gì?

Quá trình ổn định hóa lý trong ngành dầu khí có thể có một số nhiệm vụ. Để bắt đầu, cần lưu ý những thiếu sót của công nghệ sản xuất dầu, được thể hiện ở việc mất đi các phần ánh sáng của một chất hữu ích. Mặt khác, một số cặn và khí dễ bay hơi có hại được thu hồi và vận chuyển cùng với pha dầu trực tiếp đến các bước tinh chế. Đến lượt mình, công nghệ ổn định dầu, phụ thuộc vào hoạt tính của chất nhũ hóa và các hoạt chất khác trong thành phần của nhũ tương, có thể thực hiện cả chức năng bảo quản và hoạt động như một chất phân tách. Trong trường hợp đầu tiên, hiệu ứng làm kín nhũ tương được cung cấp, giúp tạo ra các phân đoạn cacbon nhẹ và nặng cùng với gốc dầu, có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khí. Đối với việc phân tách, trong khuôn khổ của chức năng này, các pha dầu, nước, khí, tạp chất cơ học và cặn khác được tách ra.bao gồm. Hơn nữa, cần nhấn mạnh rằng bản thân kỹ thuật tách không có nghĩa là tự động giải phóng các thành phần khác ngoài dầu. Chế phẩm cũng có thể chứa các phần hữu ích, nhưng quá trình xử lý tiếp theo của chúng sẽ diễn ra riêng biệt với dầu.

Nguyên lý hoạt động của quá trình ổn định

Công nghệ có thể được sản xuất theo hai cách chính - bằng cách tách và bằng cách chỉnh lưu. Trong trường hợp đầu tiên, các pha khí và hydrocacbon đi kèm được tách ra. Ví dụ, sự phân tách có thể được tổ chức như một quá trình bay hơi, được cung cấp bởi những thay đổi về nhiệt độ và áp suất trong buồng làm việc. Quá trình ổn định dầu thông qua chỉnh lưu là gì? Phương pháp này cũng liên quan đến việc tách các pha nhất định, nhưng điểm nhấn là quá trình làm nóng nhũ tương. Trong cả hai trường hợp, các thông số và quy trình xử lý bổ sung sẽ được thiết lập theo yêu cầu đối với các phân đoạn cụ thể cần được tách biệt hoặc lưu trữ trong chế phẩm.

Quy trình ổn định công nghệ

Trong sơ đồ mở rộng, sự ổn định của nhũ tương dầu-nước có thể được biểu diễn bằng chuỗi hoạt động sau:

• Kiểm tra mẫu nhũ tương đã chiết xuất. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, dựa trên việc phân tích mẫu, thành phần, tỷ trọng, độ nhớt, độ bay hơi, tính dễ cháy và các đặc tính khác của hỗn hợp được xác định.
• Chuẩn bị cho quá trình khử nhũ tương hóa học. Nhiệt thường được sử dụng để giảm độ nhớt của nhũ tương và tạo điều kiện cho quá trình phân tách tiếp tục.
• Để được xác địnhcông nghệ tách - trọng lực, phương pháp điện cơ hoặc điện hóa.
• Trực tiếp quá trình ổn định dầu, trong đó một số giai đoạn được giải phóng. Hơn nữa, có thể sản xuất các công nghệ chuẩn bị dầu tách ra cho các hoạt động sản xuất.
• Sửa đổi sản phẩm bị cô lập với hóa chất hoạt tính.

Pha chế dầu ổn định

Trước khi bắt đầu quy trình công nghệ xử lý sơ cấp, dầu đi qua một số trung tâm vận chuyển, trong đó có thể tổ chức các điểm làm sạch sơ bộ. Đây có thể là một quá trình lọc chung, loại bỏ nhũ tương của các hạt cát và bùn lớn. Từ mỏ đến bể chứa dầu thô gần nhất, sản phẩm đi qua một số trạm đo, nơi các mẫu ban đầu cũng được lấy và ghi lại thể tích bị mất. Tại bộ phận tách sơ cấp, nguyên liệu thô được tách ra khỏi nước hình thành và khí đồng hành với số lượng nhất định. Dầu phù hợp một phần cho các quá trình ổn định hóa ở trạng thái khử khí và khử nước, nhưng đây không phải là yêu cầu chính. Hơn nữa, dầu thô có thể được tích lũy tại các điểm thu gom mà không cần bất kỳ quá trình tinh chế sơ bộ nào và được gửi đến các cơ sở chế biến ở trạng thái này - sau đó các quy trình khử muối, khử nước và ổn định được thực hiện theo một trình tự khác. Ngày nay, các nhà máy lọc và tách phức hợp cũng được sử dụng, nơi một nhóm các quy trình công nghệ để chuẩn bị nguyên liệu thô cho hoạt động sản xuất diễn ra trong một chu trình xử lý duy nhất.

Cài đặt chođảm bảo quá trình ổn định

Thông thường, các dải phân cách thương mại phổ biến được sử dụng để ổn định. Chúng được tích hợp vào mạng lưới truyền tải dầu khí và hoạt động trên nguyên tắc phục vụ dòng chảy. Thiết kế điển hình là thiết bị phân tách trọng lực hình trụ với các ống nhánh để kết nối với đường ống và kênh thông tin liên lạc để cung cấp điện. Thiết kế của bộ ổn định dầu (OSN) cung cấp cho một số phần có một ống góp phân phối, qua đó các pha tách biệt được vận chuyển qua các kênh khác nhau. Ví dụ, dầu được đưa đến bộ phận lắng để tách các bọt khí bị tắc tiếp theo. Máy tách bể kép hydrocyclone hoạt động dựa trên nguyên tắc của lực ly tâm, tách dầu và khí thành các dòng riêng biệt.

Thiết bị cho quá trình ổn định và lọc dầu

Phương pháp xử lý dầu kết hợp trong trường hợp này liên quan đến việc thực hiện các quy trình làm sạch sản phẩm khỏi mercaptan nhẹ và hydro sunfua. Trong điều kiện của mỏ dầu, đây là sự kết hợp tối ưu của các phương pháp chuẩn bị sơ bộ nguyên liệu cho các công đoạn sản xuất tiếp theo. Trong quy trình công nghệ chung làm sạch và ổn định, người ta sử dụng gia nhiệt, phun hơi nước, tách khí và loại bỏ các cặn đã làm sạch. Một điều kiện quan trọng là quy định áp suất trong khoảng 0,1-0,2 MPa ở nhiệt độ lên đến 160 ºС. Khi sử dụng chất tách lớp được lựa chọn thích hợp, có thể đạt được sự ổn định dầu chất lượng cao trong các lĩnh vực cần thiếtlựa chọn sản phẩm chưng cất. Chất lượng của sản phẩm cuối cùng tăng lên khi nhiệt độ và áp suất giảm nhanh, làm tăng cường độ phân tách hỗn hợp.

Thiết bị cột chưng cất

Nhà máy đa chức năng phức tạp sử dụng các nhóm cột để tiết kiệm hoạt động hậu cần. Mỗi người trong số họ thực hiện một quy trình công nghệ nhất định, và các thủ tục liên quan diễn ra trong cơ sở hạ tầng chung ở các cấp độ khác nhau. Trong trường hợp này, các cột ổn định dầu bằng phương pháp chỉnh lưu được xem xét. Theo quy luật, hoạt động này được tổ chức sau các quá trình khử nước và khử muối. Cột có một bộ trao đổi nhiệt, trong đó dầu được làm nóng đến nhiệt độ tối ưu, sau đó dầu được loại bỏ ở dạng hỗn hợp hơi-khí-lỏng và được tách thành các pha. Trên các tấm đặc biệt của bộ chỉnh lưu, các pha lỏng được tưới bằng tác nhân loại bỏ. Sau đó, các quá trình làm lạnh và làm giàu với các nguyên tố hoạt tính khác có thể tuân theo, tùy thuộc vào yêu cầu đối với sản phẩm chưng cất đã chọn.

Hiệu ứng ổn định tích cực

Tổ chức công nghệ của các quá trình chuẩn bị dầu đòi hỏi chi phí năng lượng đáng kể. Sự phức tạp của các thủ tục như vậy cũng là do chúng thường được thực hiện tại hiện trường mà không có sự hỗ trợ về cơ sở hạ tầng ở mức độ cao. Tuy nhiên, việc ổn định dầu trong giai đoạn đầu của quá trình lọc dầu mang lại những lợi ích sau:

• Giảm khối lượng các phân đoạn dư thừa được đưa đến các dây chuyền nhỏ trước khi sản xuất.
• Đơn giản hóa các sơ đồ công nghệ xử lý dầu trong các nhà máy dầu khí.
• Cải thiện độ an toàn của việc vận chuyển dầu do loại bỏ sơ bộ các hợp chất chứa lưu huỳnh.
• Tăng khối lượng dầu thương mại do bảo toàn các thành phần hydrocacbon hữu ích.
• Yêu cầu thấp đối với nguyên liệu thô đã chế biến.

Kết

Phương pháp ổn định hóa là một phần của quy trình chung để làm sạch nhũ tương nước-dầu, nhưng có những đặc điểm riêng về ứng dụng. Đầu tiên, nó là một thủ tục linh hoạt cho mục đích dự định của nó. Nó có thể được thực hiện cho cả mục đích bảo tồn các nguyên tố nhất định trong thành phần trong quá trình khai thác và vận chuyển tài nguyên, và để tách với việc loại bỏ các thành phần không cần thiết. Thứ hai, các phương pháp ổn định hội tụ trong công nghệ thực hiện với các kỹ thuật chung về chuẩn bị vật lý và hóa học của nguyên liệu thô dầu khí, nhưng có sự khác biệt nhất định về các thông số tiếp xúc với môi trường hoạt động.