Подготовка нефти к транспортировке представляет собой удаление из нефти всех компонентов, которые пагубно сказываются на ее перевозке и дальнейшей переработке.
Для обессоливания нефти применяется большое количество методов. Это связано с разнообразием качеств эмульсий. Эти методы можно распределить на несколько групп:
Одним из самых легких и распространенных способов обессоливания нефти является фильтрация. Через фильтрующий слой, в качестве которого чаще всего используют стекловату, разного рода стружку, гравий и так далее, пропускают нестойкие эмульсии. Через входную линию нефтяная эмульсия поступает до фильтра с водой. Очищенная нефть проходит дальше через выходную линию, а оставшаяся после фильтрации вода, сбрасывается через низ колонны.
Метод, основанный на использовании деэмульгаторов, называется химическим методом. Суть данного метода обессоливании нефти заключается в том, что в нефтяную эмульсию вводят деэмульгаторы, которые, оседая на поверхности глобул воды создают вокруг них адсорбционный слой. Этот слой облегчает слияние капель воды, образуя капли большего размера.
Требования, которые должен выполнять деэмульгатор:
- деэмульгатор должен быть высокоактивным, при достаточно малых его расходах;
- он не должен ухудшать качество нефти;
- должен обладать относительной дешевизной и простатой в транспортировке;
- деэмульгатор должен хорошо растворяться как в воде, так и в нефти;
- изменение температуры не должно сказываться на его свойствах.
Электрический метод – это метод, основанный на увеличении камель воды путем пропускания через нефтяную эмульсию тока. Это приводит к образованию электрических зарядов на противоположных сторонах каждой капли воды, в следствии чего они притягиваются друг к другу, увеличиваются в размерах, и оседают на дне.
Процесс, основывающийся на отделении легких фракций от нефти называют стабилизацией нефти. Отделение легких фракций происходит в специальных стабилизационных колоннах, поддающихся высокой температуре и высокому давлению. После отделения нефть становится стабильной, и готова к дальнейшей транспортировке, в то время как отделившиеся легкие фракции проходят конденсацию, и транспортируются для дальнейшей переработки на такие заводы, как газобензиновые, либо же на газофракционирующие установки.
Стабилизаторы делятся на 2 основных вида: одноколонные и двухколонные. Для нефти с малым содержанием растворенных газов используются одноколонные, для нефти содержащих более 1,5% газа используют двухколонные.
Обезвоживание нефти – это процесс отделения воды от нефти, он, как правило, осложнен тем, что вода и нефть взаимно нерастворимы и при совместном движении, образуют стойкие эмульсии типа «вода в нефти». Суть обезвоживания сводится к отделению воды из нефти. Обезвоживание происходит одним из следующих методов:
Термохимический метод. В настоящее время этот метод считается одним из самых распространенных из-за ряда значительных плюсов, а это: возможность обрабатывать нефть независимо от содержания воды, простая смена деэмульгатора, которая зависит от свойств самой эмульсии, и достаточно незатруднительная установка оборудования. Но и у этого метода есть свои недостатки: повышенный расход тепла, учитывая то, что обезвоживание и обессоливание ведутся при температуре от 50 до 100 градусов, и высокая стоимость деэмульгатора. Этот метод основывается на нагреве эмульсии до определенной температуры, что снижает ее вязкость с дополнительным участием деэмульгатора, и упрощает отделение воды.
Гравитационный метод. Гравитационное отслаивание является основным методом механического обезвоживания нефти. Для отслаивания используются отстойники периодического и непрерывного действия, для периодического и непрерывного режима отслаивания соответственно. Для периодического отстаивания используются резервуары цилиндрической формы. В этих резервуарах, нефть, после предварительного процесса обезвоживания, отстаивается около 48 часов и более. За это время капли соединяясь, и становясь более крупными, оседают на дне резервуара из-за воздействия силы тяжести. Нефть же остается в верхней части.
Отстойники непрерывного действия делятся на два типа – горизонтальный и вертикальный. В свою очередь горизонтальные подразделяются на продольные и радиальные. В гравитационных отстойниках непрерывного действия процесс отстаивания нефти происходит при непрерывном потоке нефтяной эмульсии. Отделение воды от нефти происходит по тому же принципу, что и в отстойниках периодического действия. Однако гравитационный отстой холодной нефти недостаточно эффективный и малопроизводительный. Наиболее эффективным является горячий отстой нефти, когда предварительно ее нагревают до температуры 50-70 градусов. Эти методы применяются только в случае содержания воды в нефти в состоянии крупнодисперсной нестабилизированной эмульсии.
Термический метод. Термическая, или тепловая обработка нефти считается одним из основных методов обезвоживания нефтяной эмульсии. Метод заключается в том, что при повышении температуры нефтяной эмульсии до 50-100°С прочность оболочки глобул воды снижается, что облегчает их слияние. При этом, нагреваясь, снижается вязкость нефти, что ускоряет оседание при отстаивании.
Термическая обработка нефти редко используется только для отстаивания, чаще всего такая обработка осуществляется как дополнительный этап к более сложным комплексным методам, например, в ходе термохимического обезвоживания. Нефть нагревается в нагревательных установках, которые находятся в технологической линии после сепарации нефти от газов, но раньше ввода в отстойник. Температура нагревания зависит от особенностей эмульсий и элементов принятой системы обезвоживания.