- •Требования к нефтям перед дальним транспортом. Основные этапы подготовки нефти.
- •2. Устойчивость водонефтяной эмульсии. Способы разрушения эмульсий.
- •Сущность процесса коксования нефтяных остатков.Химизм основных реакций углеводородов и факторы процесса.
- •Замедленное коксование нефтяных остатков. Принципиальная схема установки замедленного коксования.
- •Поточные схемы производства нефтяных масел. Назначение и краткая характеристика процессов:
- •Характеристика растворителей. Растворимость компонентов масляных фракций в полярных и неполярных растворителях
2. Устойчивость водонефтяной эмульсии. Способы разрушения эмульсий.
Устойчивость водонефтяных эмульсий — способность в течение определенного времени не разрушаться и не разделяться на нефть и воду.
Устойчивость эмульсий зависит от следующих факторов:
-
Средний диаметр глобул воды.
Чем меньше диаметр глобулы, тем медленнее будет глобула оседать в массе нефти и тем более устойчивым будет эмульсия. Согласно формуле Стокса скорость оседания частиц (ω0, м/с) в спокойной жидкости (Re<1) описывается формулой:
, где (1)
dk – диаметр капли, м
- плотность воды и нефти, кг/м3
μ – динамическая вязкость нефти, Па·с.
Для того чтобы снизить устойчивость эмульсии и облегчить отделение от нее воды, необходимо, как следует из формулы (1), укрупнить капли воды.
2. Время «жизни» эмульсии.
Чем больше прошло времени с момента образования эмульсии, тем толще сольватный слой. Имеет значение и характер гидродинамических воздействий на поток нефти; чем их больше тем меньше диаметр капель, т.е. устойчивее эмульсия.
3. Физико-химических свойств нефти и химического состава эмульгированнной воды.
Из формулы 1 следует, что скорость осаждения капель при прочих равных условиях зависит от плотности нефти ( чем больше ρн, тем меньше ω0).
Обратно пропорционально влияет на скорость осаждения капель воды вязкость: снижение ее (например, за счет повышения температуры) также увеличивает скорость осаждения.
4. Температура эмульсии.
Она определяет плотность и вязкость нефти. Кроме того, с повышением температуры меняются состав и толщина сольватного слоя вокруг глобул воды (за счет увеличения растворимости в нефти).
Методы разрушения эмульсии:
1. Отстаивание (мех. способ) основан на оседании глобул воды под действием силы тяжести .
2. Термический способ. Нагревание нефти до определенных температур. В результате - ослабление оболочек и хорошие условия для их коалесценции.. Температура нагрева нефти ограничена температурой кипения нефти. Температура нагрева нефти на 10-150С ниже чем температура кипения. Давление 0,3-0,4 МПа.
-
Химический способ. Применение деэмульгаторов, а именно ПАВы, которые обладают большей поверхностной активностью, чем эмульгаторы
Механизм:
А) Адсорбируются на защитных оболочках
Б) образуют активный комплекс с молекулами эмульгатора.
В) растворяют защитные оболочки
Г) переводят в растворы
Виды деэмульгаторов:
-
Водорастворимые
-
Водонефтерастворимые
-
Нефтерастворимые - самые лучшие
Это жидкости с низкими температурами застывания. Под эффективностью действия деэмульгатора понимают его расход на одну тонну нефти (сепарол WF 41).
Механизм действия:
А) молекула воды + деэмульгатор
б) действие деэмульгатора
Гидрофобная часть адсорбируется вдоль сольватной оболочки и сильнее на нее влияет.
4. Термохимический способ. Это сочетание химического и термического.
5. Электрический. Пропускание нефти через электрическое поле, преимущественно переменного тока промышленной частоты и высокого напряжения (15 - 44 кВ).
Механизм действия:
Капля воды в нефти имеет форму шара, внутри имеются + и - заряженные ионы. Капля в целом электронейтральна, если ее поместить в электрическое поле то в результате индукции эл.поля, капля воды поляризуется и вытягивается, деформируется с ослаблением сольватных оболочек и образует диполи, в результате частой смены полярности электродов (50раз в секунду) увеличивается вероятность столкновения воды и диполя и происходит укрупнение глобул воды, увеличивается скорость осаждения воды. Образуется отдельная фаза вода.
E = U / L; L - расстояние между электродами.
Конечное содержание воды в нефти после электрообработки можно достичь менее 0,1 масс.%. Однако чем выше глубина обезвоживания тем больше расстояние между каплями воды, и коалесценция замедляется. Ее можно усилить повышением напряженности поля, однако при напряженности более 4-5 кВ/см начинается нежелательный процесс диспергирования капель воды (мелкие капли). Для каждой подбирают оптимальные электроды и расстояния между ними.