Техническое проектирование. 
Установка комплексной подготовки нефти

Расчет подаваемого количества реагента.

Вещества, способствующие образованию и стабилизации эмульсий, называются эмульгаторами; вещества, разрушающие поверхностную адсорбционную пленку стойких эмульсий, — деэмульгаторами. Количество деэмульгатора, необходимого при обессоливании нефти зависит от многих факторов: от природы нефти, степени ее подготовки на промыслах и количества деэмульгатора, оставшегося в нефти после этой подготовки, от эффективности применяемого деэмульгатора.

На современном отечественном нефтеперерабатывающем заводе считается вполне достаточным обессоливание нефти до содержания хлоридов 3…5 мг/л и воды до 0,1% мас.

Образование эмульсий связано с поверхностными явлениями на границе раздела фаз дисперсной системы, прежде всего поверхностным натяжением. Поверхностно-активные вещества обладают способностью понижать поверхностное натяжение. Это свойство обусловлено тем, что добавленное поверхностно-активное вещество избирательно растворяется в одной из фаз дисперсной системы, концентрируется и образует адсорбционный слой — пленку поверхностно-активного вещества на границе раздела фаз. Снижение поверхностного натяжения способствует увеличению дисперсности дисперсной фазы, а образование адсорбционного слоя — своеобразного панциря на поверхности глобул — препятствует и коалесценции при отстаивании.

Проблема предотвращения образования стойких эмульсий остается актуальной для большинства разрабатываемых месторождений.

Для интенсификации разрушения нефтяных эмульсий должна быть обеспечена беспрепятственная коалесценция глобул воды. При этом необходимо оптимизировать выбор рациональных точек подачи и объема дозировки деэмульгатора. В промысловых условиях достаточно сложно проводить эксперимент по определению расхода реагента с целью достижения оптимального диаметра глобулводы. Поэтому создание математической модели для получения соответствующихданных расчетным путем и есть задача оптимизации процесса деэмульсации.

Ниже приведена методика расчета оптимального количества реагента.

Для примера рассмотрим расчет количества реагента для Ромашкинского месторождения.

Рассчитываем теоретически максимальный диаметр глобул воды по формуле:

где — вязкость среды;

— плотности обеих жидкостей.

Введеновское месторождение, имеющее следующие характеристики:

• — плотность воды, с1= 1186 кг/м 3
• — плотность нефти, с2= 820 кг/м 3
• — вязкость нефти, µс= 306,55 сст.

м.

Поверхностное натяжение на границе нефтьвода рассчитывается по формуле: (2).

где у — поверхностное натяжение, мН/м;

kпостоянная капилляра;

— объем выдавливаемой капли. Для определения постоянной капилляра, поверхностное натяжение замеряют на границе дистиллированная вода/криоскопический бензол. При этом криоскопический бензол должен иметь следующую характеристику: показатель преломления 1,502; плотность 0,8790.

где 34,96- поверхностное натяжение бензола на границе с дистиллированной водой;

— плотности жидкостей;

— объем капли берется как среднее из 10 определений.

По результатам на сталагмометре определяют размер капли. Объем капли при работе с обычными аналитическими пипетками составляет около 0,002 см 3.

=47, 76.

мН/м Принимаем, что диаметр глобулы воды и поверхностное натяжение связаны зависимостью:

где z= 6,19 — величина, зависимая от свойств вещества, определенная экспери-ментальным путем. Поверхностное натяжение в свою очередь зависит от концентрации подаваемого реагента.

g - ускорение свободного падения.

м Оптимальной считается такая концентрация, при которой диаметр глобулы воды d максимально приближен к величине dmax.

На основании проведенного эксперимента получена прямая зависимости поверхностного натяжения от концентрации (рис.1). Получили значения поверхностного натяжения при различных концентрациях реагента в нефтяной эмульсии.

Таким образом, используя данную математическую модель, можно без проведения большого количества лабораторных экспериментов рассчитать необходимое количество подаваемого реагента в нефтяную эмульсию для оптимизации процесса деэмульсации скважинной продукции на установках подготовки нефти.