ייצוב שמן: תיאור טכנולוגיה, תהליך הכנה, מכשיר התקנה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

תהליכי ניצול בארות נפט בשדות מלווים לרוב בהצפה של התצורות המטופלות, שכנגדן נוצרות תחליב מים-שמן יציבים. התוצאה היא היווצרות משקעים, שמגבירים את צמיגות התערובת ומגבירים את נקודת היציקה שלה. במצב זה, המשאבים חייבים לעבור עיבוד ראשוני, שאחד מהם הוא התייצבות של נפט ואמולסיות נלוות.

אופייני לחומר המעובד

כמו גם תהליכי הכנה להפשרה והסרת מים, ייצוב מוחל על חומרים שמנים המזוהמים בפאזות נוזלים זרים ובחלקיקים. כפי שכבר צוין, אנו מדברים בעיקר על תערובות מים-תחליב המכילות רכיבים פעילי שטח. נוכחותם של חומרים מתחלבים, בתורו, הופכת את האמולסיה ליציבה יותר וחסינה בפני גורמים חיצוניים.השפעה, המונעת מחלק השמן לקלף ברמה המולקולרית בצורה טבעית. כמו כן, ההרכב עשוי לכלול זיהומים מכניים, אלמנטים של מתכות כבדות, שרפים ופרפינים. בתנאים טבעיים, ייצוב שמן הוא תהליך דינמי הנקבע על ידי המאפיינים של ספיחה מתחרה של רכיבים מתחלבים על טיפות מים. קביעת הרכב שכבות הממשק של אמולסיה מסוימת מאפשרת לברר את תכונות המייצב שלה ולבחור בשיטת החשיפה היעילה ביותר ברמה התעשייתית בסביבה מלאכותית.

בשביל מה ייצוב?

לתהליכי ייצוב פיסי-כימיים בתעשיית הנפט והגז יכולים להיות מספר משימות. מלכתחילה, ראוי לציין את החסרונות של טכנולוגיות הפקת נפט, המתבטאות באובדן של חלקים קלים של חומר שימושי. מאידך, מספר בוצה וגזים נדיפים מזיקים מוחזרים ומועברים יחד עם שלב הנפט ישירות לשלבי הטיהור. בתורו, הטכנולוגיה של ייצוב שמן, בהתאם לפעילותם של מתחלבים ורכיבים פעילים אחרים בהרכב האמולסיה, יכולה לבצע הן פונקציות שימור ולשמש כסוכן הפרדה. במקרה הראשון מסופק אפקט איטום האמולסיה, המאפשר לבצע חלקי פחמן קלים וכבדים יחד עם בסיס הנפט, שניתן להשתמש בהם בתעשיית הנפט והגז. באשר להפרדה, במסגרת פונקציה זו מופרדים שלבי הנפט, המים, הגז, זיהומים מכניים ובוץ אחר.תכלילים. יתרה מכך, יש להדגיש כי טכניקת ההפרדה עצמה אינה אומרת כלל וכלל שחרור אוטומטי של רכיבים מלבד שמן. ההרכב עשוי להכיל גם שברים שימושיים, אך המשך העיבוד שלהם יתבצע בנפרד מהשמן.

עקרון הפעולה של תהליך הייצוב

ניתן לייצר טכנולוגיה בשתי דרכים עיקריות - בהפרדה ובאמצעות תיקון. במקרה הראשון, שלבי הגז הנלווים והפחמימנים מופרדים. לדוגמה, ניתן לארגן את ההפרדה כתהליך אידוי, המסופק על ידי שינויים בטמפרטורה ובלחץ בתא העבודה. מהו תהליך ייצוב הנפט באמצעות תיקון? שיטה זו כוללת גם הפרדה של שלבים מסוימים, אך הדגש הוא על תהליך חימום האמולסיה. בשני המקרים, הפרמטרים ותהליכי העיבוד הנוספים ייקבעו על ידי הדרישות עבור שברים ספציפיים שיש לבודד או לאחסן בהרכב.

תהליך ייצוב טכנולוגי

בתוכנית המורחבת, ניתן לייצג את התייצבות של תחליב מים-שמן על ידי רצף הפעולות הבא:

• בדיקת דגימה של האמולסיה שחולצה. בתנאי מעבדה, בהתבסס על ניתוח הדגימה, נקבעים הרכב, צפיפות, צמיגות, תנודות, דליקות ומאפיינים נוספים של התערובת.
• הכנה לתהליך הפירוק הכימי. בדרך כלל משתמשים בחום כדי להוריד את הצמיגות של האמולסיה ולהקל על הפרדה נוספת.
• לקבועטכנולוגיית הפרדה - כוח משיכה, שיטה אלקטרו-מכאנית או אלקטרוכימית.
• בישירות תהליך ייצוב הנפט, בו משתחררים מספר שלבים. בנוסף, ניתן לייצר טכנולוגיות להכנת הנפט המופרד לפעולות ייצור.
• שינוי של מוצר מבודד עם כימיקלים פעילים.

הכנת שמן לייצוב

לפני שמתחילים בתהליכים הטכנולוגיים של טיפול ראשוני, הנפט עובר דרך מספר מוקדי תחבורה, שבתוכם ניתן לארגן נקודות ניקוי טרום גס. זה עשוי להיות סינון כללי, המשחרר את האמולסיה מחלקיקים גדולים של חול ובוץ. מהשדה ועד למאגר הנפט הגולמי הקרוב, המוצר עובר מספר תחנות מדידה, בהן נלקחות גם דגימות ראשוניות ורושמים את הנפח שאבד. ביחידת ההפרדה הראשונית, חומר הגלם מופרד ממי היווצרות והגז הנלווה אליו בכמויות מסוימות. שמן מתאים בחלקו לתהליכי ייצוב במצב מנוזל ומיובש, אך זו לא הדרישה העיקרית. יתרה מכך, ניתן לצבור נפט גולמי בנקודות איסוף ללא כל טיהור מקדים ולשלוח אותו למתקני עיבוד במצב זה - אז מתבצעים הליכי התפלה, התייבשות וייצוב בסדר שונה. כיום נעשה שימוש גם במפעלי טיהור והפרדה מורכבים, שבהם מתרחשת קבוצת תהליכים טכנולוגיים להכנת חומרי גלם לפעולת ייצור במחזור עיבוד אחד.

הגדרה עבורלהבטיח את תהליך הייצוב

לרוב, מפרידים מסחריים אוניברסליים משמשים לייצוב. הם משולבים ברשתות הולכת נפט וגז ופועלים על עיקרון של שירות זרימה. העיצוב הטיפוסי הוא מפריד כבידה גלילי עם צינורות ענפים לחיבור לצנרת ותעלות תקשורת לאספקת חשמל. התכנון של יחידת ייצוב הנפט (OSN) מספק מספר מקטעים עם סעפת הפצה, שדרכה מועברים השלבים המופרדים בערוצים שונים. נפט, למשל, נשלח ליחידת שיקוע להפרדה שלאחר מכן של בועות גז חסומות. מפרידי מיכלים כפולים הידרוציקלון פועלים על פי העיקרון של כוחות צנטריפוגליים, מפרידים נפט וגז לזרמים נפרדים.

ציוד לייצוב ותהליכי זיקוק נפט

השיטה המשולבת של טיפול בשמן במקרה זה כוללת יישום תהליכים לניקוי המוצר ממרקפטנים קלים ומימן גופרתי. בתנאי שדה הנפט זהו השילוב האופטימלי של שיטות להכנה מוקדמת של חומרי גלם לשלבי ייצור נוספים. בתהליך הטכנולוגי הכללי של ניקוי וייצוב, נעשה שימוש בחימום, התזת קיטור, הפרדת גזים ופינוי שאריות מנוקים. תנאי חשוב הוא ויסות הלחץ בטווחים של 0.1-0.2 MPa בטמפרטורות של עד 160 ºС. כאשר משתמשים בחומר הפשטה שנבחר נכון, ניתן להגיע לייצוב שמן באיכות גבוהה בשדות עם הדרושמבחר תזקיקים. איכות התוצר הסופי עולה עם הירידה המהירה בטמפרטורה ובלחץ, מה שמגביר את עוצמת ההפרדה של תערובות.

התקן של עמודות זיקוק

מפעלים רב-פונקציונליים מורכבים משתמשים בקבוצות עמודות כדי לחסוך פעולות לוגיסטיות. כל אחד מהם מבצע תהליך טכנולוגי מסוים, ונהלים נלווים מתקיימים בתשתית המשותפת ברמות שונות. במקרה זה, עמודות ייצוב שמן באמצעות תיקון נחשבות. ככלל, פעולה זו מאורגנת לאחר תהליכי התייבשות והתפלה. לעמוד יש מחליף חום שבו השמן מחומם לטמפרטורה האופטימלית, ולאחר מכן הוא מוסר בצורה של תערובת אדים-גז-נוזל ומופרדים לשלבים. על צלחות מיוחדות של המיישר, השלבים הנוזליים מושקים בחומר הפשטה. לאחר מכן יכולים לעקוב אחר תהליכי הקירור וההעשרה באלמנטים פעילים אחרים, בהתאם לדרישות לתזקיק הנבחר.

השפעות ייצוב חיוביות

ארגון טכנולוגי של תהליכי הכנת נפט דורש עלויות אנרגיה ניכרות. מורכבותם של הליכים מסוג זה נובעת גם מכך שהם מבוצעים לרוב בשטח ללא רמה גבוהה של תמיכה בתשתית. עם זאת, ייצוב שמן בשלבי הזיקוק המוקדמים מספק את היתרונות הבאים:

• הפחתת נפח השברים העודפים הנשלחים לקווים עדינים לפני הייצור.
• פישוט של תוכניות טכנולוגיות לטיפול בנפט במפעלי נפט וגז.
• שיפור הבטיחות של הובלת נפט עקב הסרה ראשונית של תרכובות המכילות גופרית.
• עלייה בנפח הנפט המסחרי עקב שימור רכיבי פחמימנים שימושיים.
• דרישות נמוכות לחומרי גלם מעובדים.

מסקנה

שיטות ייצוב הן חלק מהתהליך הכללי של ניקוי אמולסיות מים-שמן, אך יש להן מאפיינים משלהן מבחינת היישום. ראשית, מדובר בהליך גמיש לייעודו. זה יכול להתבצע הן למטרת שימור של אלמנטים מסוימים בהרכב במהלך החילוץ והשינוע של המשאב, והן לצורך הפרדה עם הסרת רכיבים מיותרים. שנית, שיטות הייצוב מתלכדות בטכנולוגיית הביצוע עם הטכניקות הכלליות של הכנה פיזיקלית וכימית של חומרי גלם נפט וגז, אך עם הבדלים מסוימים בפרמטרים של חשיפה למדיה פעילה.