Теории подбора деэмульгаторов и технологии их применения

ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ

дёэмульгаторов

Технология применения деэмульгаторов сводится к трём стадиям:

1. Введение реагента в эмульсионный поток на его распределение в дисперсионной среде;

2. Подготовка дисперсной фазы к слиянию, путём адсорбции на границе раздела фаз молекул деэмульгатора с разрушением защитных оболочек;

3. Разделение эмульсии на составляющие её фазы.

Эффективность первой стадии определяется фи­зико-химическими свойствами эмульсии и деэмуль­гатора, гидродинамическими характеристиками обрабатываемого потока и технологией ввода реагента и целиком зависит от интенсивности диспергирования деэмульгатора. Управление этой стадией осуществляется изменением степени перемешивания эмульсии с деэмульгатором и выбором способа ввода реагента. При этом надо помнить, что увеличивая интенсивность перемешивания, мы увеличиваем не только степень диспергирования реагента, но и дисперсной фазы, что повышает устойчивость эмульсии. Что касается способа ввода реагента, то различают следующие его технические решения:

1. Ввод в виде растворов с концентрацией 0,05 - 2,00 % мас;

2. Ввод в товарной форме без дополнительного разбавления;

3. Ввод в виде низкоконцентрированной тонкодисперсной эмульсии;

4. Ввод в виде водо-нефтяной эмульсии, содержащей, реагент.

Практика промысловой подготовки показала, что из двух первых способов предпочтение следует отдавать вв­оду реагента в товарной форме, так как, при этом, его удельный расход снижается на 10 %, а качестве разделения улучшается. Третий способ оправдывает себя в основном для эмульсионных потоков с низкими гидродинамическими характеристиками. Четвёртый способ широкого распространения пока не получил, хотя он разрабатывался для замены третьего способа.

Эффективность второй стадии целиком определяется физико-химическими и коллоидными свойствами деэмульгатора и защитных оболочек. Управление этой стадией, в основном, сводится к примене­нию мероприятий, помогающих реагенту разруши­ть защитные оболочки или, хотя бы создающих в них дефекты. Принято различать механические и физические способы. Под механическим способом понимают дополнительное диспергирование частиц дисперсной фазы, например, в центробежном насо­се. Ибо дробление этих частиц в 8 - 30 раз настоль­ко увеличивает поверхность раздела фаз, что бронирующих элементов просто престаёт хватать для её заполнения. В результате, до 70 % этой поверхности оказывается лишенной защитных слоев. Однако, при этом, скорость оседания таких частиц резко уменьшается.

Под физическими методами воздействия понимается создание дефектов в структуре защ­итных оболочек либо за счет процесса массообмена в момент разгазирования эмульсии; либо -за счет удаления из защитного слоя одного из компонентов, например, при нагревании. В процессе разгазирования молекулы газа, переходя в окружающую среду, способны разорвать практически любую «броню», причём, в образовавшиеся дефекты немедленно ус­тремляются молекулы деэмульгатора. Однако, этот процесс может сопровождаться как диспергированием так и коалесценцией капель дисперсной фазы. Так, в гидроциклонных сепараторах дисперсность понижается ~ на 16 %, а в вертикальных трапах по­вышается ~ на 18 %. При нагреве из защитных сло­ев удаляются кристаллы парафина и, частично, смолы и асфальтены.

Эффективность третьей стадии целиком определяется Стоксовыми силами. Управление этой стадией, в основном, сводится к понижению вязкости дисперсионной среды (как правило, за счет нагрева) и укрупнению капель дисперсной фазы с помощью специальных устройств - каплеобразователей (коалесценторов).

Поскольку физико-химические свойства деэмульгатора влияют на две стадии из трёх методам его подбора должно быть уделено особое внимание. При­чём, из-за широкого разнообразия нефтей, реагентов и существующих технологий подготовки это до­статочно сложная и до конца не решенная задача. Наибольшей популярностью пользуется следующий подход. Все нефти, в зависимости от плотности вязкости делятся на три типа (Табл. 20.). Все деэмульгаторы. в зависимости от гидрофильно-гидрофоб­ного баланса (выражаемого фенольным числом) тоже делятся на три типа (Табл.21). Причем, с уменьшением фенольного числа деэмульгаторы теряет растворимость в воде, увеличивая растворимость в нефти

Таким обратом, маслорастворимые деэмульгаторы и условно водорастворимые (группа 3 и 2) об­ладают повышенной селективностью, а водораство­римые реагенты (группа 1) относятся к универсаланым препаратам.

Существует и другая методика подбора необходимого деэмульгатора. Согласно неё все нефти в за­висимости от отношения содержания асфальтенов и смол к содержанию в ней парафинов условно разде­ляются на 3 группы: нефти смешанного состава, или группа А (0,8 - 1,4); нефти смолистые, или группа В (2 - 3); нефти высокосмолистые, или группа С (отношение > 3). При этом, охарактеризовать вероятность успешного действия деэмульгаторов можно с помощью табл.23.

При таком подходе, элементы селективности мо­жно обнаружить у всех групп деэмулъгаторов.

Особо хочется подчеркнуть, что в любом случае речь идёт лишь о вероятности успешного действия, т.е. окончательный приговор может быть вынесен только после практических испытаний, при этом, тип эмульсии (В/М или М/В) на выбор реагента су­щественного влияния не оказывают.