Электродегидраторлар

Электродегидраторлар - негізінен орташа және ауыр мұнайларды терең тұзсыздандыру үшін қолданылады. Бұл үшін мұнай арнайы араластырғышта ыстық тұщы сумен қарқынды араластырылады. Осы қоспа электродегидратордың электродаралық кеңістігіне (яғни, екі электрод арасындағы кеңістікке) жіберіледі.

Электродегидраторлар әдетте, блокты айырғыш-деэмульсаторлардан кейін орнатылады. Отандық және шетелдік электротұзсыздандырғыш қондырғыларының (ЭЛТҚ) жұмыс істеу тәжірибесі көрсеткендей ең тиімді және үнемдісі көлденең жасалған (горизонталды) электродегидраторлар болып табылады.

Қазіргі кезде 1ЭГ-160, 2ЭГ-160/3, ЭГ200-10 түріндегі электродегидраторлар шығарылады. Электродегидраторларда өнеркәсіптік жиіліктегі (50 Гц) айнымалы токты пайдаланады.

8.11.Сурет. 1ЭГ-160 көлденеңді электродегидраторының қимасы. 1, 2- электродтар; 3- тарату коллекторы

8.11-суретте эмульсия су жастығы (яғни, су қабатының) астынан енгізілетін 1ЭГ-160 электродегидраторы көрсетілген, бұл электродегидратордың торлы тіктөртбұрышты рама пішініндегі екі электроды бар, олар паралель ілінген және аппараттың түгелдей дерлік көлденең қимасын алып жатыр. Электродтардың арақашықтығы 20-40 см аралығында өзгереді.

Құрамында реагент-деэмульгаторы және 10%-ға дейін тұщы суы бар қыздырылған мұнай эмульсиясы диаметрі 3,4 м электродегидраторға ағынның аппараттың түгел қимасы бойынша біркелкі таралуын қамтамасыз ететін тарату коллекторы 3 арқылы беріледі. Көлденеңді электродегидраторларда эмульсия өңдеудің үш аймағы арқылы өтеді.

Бірінші аймақта эмульсия тұнған су қабаты арқылы өтеді, судың деңгейі автоматты түрде тарату коллекторынан 20-30 см жоғары ұсталып тұрады. Бұл жерде эмульсия сумен шайылады, нәтижесінде ол құрамындағы қабат суларының негізгі бөлігінен айырылады. Одан соң эмульсия баяу жылдамдықпен тік бағытта жоғары көтеріліп, алдымен тұнған су деңгейі мен төменгі электрод 2 арасындағы кернеулігі төмен электр өрісінде, содан соң 2 және 1 электродтардың арасындағы жоғары кернеулік аймағында өңделеді. Электр өрісінің әсерінен мұнайдың құрамындағы су тамшылары поляризацияланады да, өзара бір-біріне тартылып, коалесцерленіп, іріленеді және шөгеді. Сусыздандырылған және тұзсыздандырылған мұнай аппараттың жоғарғы жағынан, ал бөлінген су төменгі жағынан шығарылады.

Ағынның тік бағыттағы жоғары қозғалысы кезінде эмульсияның аппараттың барлық көлденең қимасы бойынша біркелкі таралуы және электродтардың арасындағы электр өрісінің кернеулігі нөлден бастап максимал мәніне дейін сатылы түрде көтерілуі сулану мөлшері әртүрлі кез- келген мұнай эмульсиясын өңдеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, электродтардың қысқа тұйықталуы болмайды және мұнайды сусыздандыру мен тұзсыздандырудың жоғары дәрежесіне қол жеткізуге болады.

2ЭГ-160/3 электродегидраторлары эмульсияларды бұзуға және құрамында парафині бар мұнайды тұзсыздандыруға арналған. Эмульсия төменгі және ортаңғы электродтардың арасында орналасқан арнайы тарату головкасы арқылы енгізіледі. 2ЭГ-160/3 электродегидраторында үш электрод орнатылған.

8.3-кесте.Электродегидраторлардың техникалық сипаттамалары

Көрсеткіштер	Электродегидратордың түрі
1ЭГ-160	2ЭГ-160/3	ЭГ-200-10
1.Тауарлық мұнай бойынша өткізгіштік қабілеті, т/тәул 2.Жұмыстық қысым, МПа 3.Жұмыстық температура, ºС 4.Электр трансформаторларының қуаты, кВа 5.Электродтардың арасындағы кернеу, кВ 6.Сыйымдылықтың көлемі, м³	2000-8000 110-ға дейін 44-ке дейін	3000-9300 110-ға дейін 44-ке дейін	5000-11500 110-ға дейін 50-ге дейін

ЭГ-200-10 электродегидраторы жеңіл және орташа мұнайды өңдеуге арналған, оның негізгі ерекшеліктері:

· лас тұнбалар мен механикалық қоспалардың түзілуін болдырмау және бөлінген суды біркелкі шығару үшін арнайы тесілген құбырлары бар көлденең коллектордан тұратын ағынды таратқыш және жинағыштарды қолдану;

· электродтардың жеңілдетілген және қарапайым құрылымы (конструкциясы);

· фторопластты өткізгіш және аспалы изоляторларының сенімді конструкциясы;

· аппараттың үлкен көлемі.

41. Блокты термохимиялық қондырғылар.

Қазіргі кезде құбыр ішіндегі деэмульсациямен қатар мұнайды газдан бөлу, оны сусыздандыру және тұзсыздандыру процестері қатар жүретін блокты термохимиялық қондырғыларды қолдану кең тараған.

Мұнай өндірісінің қазіргі қарқынды дамуы мұнай өндіруші аудандарда мұнай кәсіпшілігі объектілерін салудың индустриалды әдістерін енгізуді кең ауқымда жүргізуге мүмкіндік беріп отыр. Зауыттардан шығатын блокты термохимиялық қондырғылар технологиялық процесті автоматтандыруға арналған жабдықтармен бірге жеткізіліп, қажетті жерде 15-20 күн ішінде тұрғызылады. Зауыттың жағдайында жасалатын автоматты блокты-кешенді жабдықтарды қолдану бастапқы күрделі қаржылар мөлшерін төмендетуге, құрылыс-монтаж жұмыстарының мерзімін азайтуға, технологиялық процестерді басқарудың автоматтандырылған жүйелерін енгізуді тездетуге, мұнай өңдеу зауытына тасымалданатын мұнайды стандарттарға сай дәрежеде дайындауды қамтамасыз етеді.

8.2-суретте мұнайды саңылаусыз жинау жүйесі кезінде қолданылатын, блокты жабдықтары бар МДҚ-ның сұлбасы көрсетілген.

Мұнай, газ және су жинау коллекторлары 1 бойымен алғашында араластырғышқа 2 келіп түседі, одан кейін бүлкілдеуді жоятын (яғни, пульсацияны өшіретін) коллекторға 3 бағытталады. Бұл коллектордан мұнай мен қабат суы алдын-ала суды бөліп алатын блокты айыру қондырғысына (АБҚ-УПС) 4 келіп түседі, ал газ бұл аппараттардан реттегіш штуцер 11 және “өзіңе дейін” қысымды реттегіш 12 арқылы эжекторға 15 бағытталады. АБҚ-нан барынша сусыздандырылған мұнай өзінің қысымымен араластырғыш 2а арқылы жылуалмастырғышқа 6 бағытталады, бұл жерде ол желі (құбыр)13 арқылы айырғыштан-деэмульсатордан 9 келетін ыстық мұнай есебінен қыздырылады.

42. Мұнайды жылу-химиялық деэмульсациялаудың артықшылығы мен кемшілігін айтыңыз?

Жылухимиялық (термохимиялық) деэмульсация. Жылусыз және беттік әрекетті заттарсыз (БӘЗ) мұнайды деэмульсациялаудың қазіргі бар әдістері тиімсіз болып табылады. Сондықтан, қазіргі кезде барлық өндірілген суланған мұнайдың 80% термохимиялық қондырғыларда өңделеді, бұл қондырғылардың келесідей артықшылықтары бар:

· қондырғы барынша қарапайым (жылуалмастырғыштан, тұндырғыштан және сораптан тұрады);

· салыстырмалы түрде қондырғының жұмыс режиміне мұнайдағы су мөлшерінің өзгеруі көп әсер етпейді;

· эмульсия сипаттамасының өзгеруіне байланысты қондырғы мен аппаратураны ауыстырмай-ақ деэмульгаторларды ауыстыру мүмкіндігі.

Мұнайды деэмульсациялауға арналған термохимиялық қондырғылардың атмосфералық қысымда (яғни қалыпты қысымда) және үлкен қысымда жұмыс істейтін түрлері бар. Атмосфералық қысымда жұмыс істейтін қондырғылар өздігінен ағатын арынсыз мұнай дайындау жүйесі бар ескі кен орындарында әлі күнге дейін жұмыс істеуде және олардың бірқатар кемшіліктері бар.

43. Тұндырғыштың міндеті және жұмысы.

Тұндырғыштар - оларға толықтай немесе бір бөлігі ғана бұзылған эмульсиялар түскен кезде мұнайдан суды бөлуге арналған. Тұндырғыштар қатты суланған мұнайды өндіру кезінде оның суын алдын-ала бөліп алу үшін немесе мұнай эмульсияларын блокты не тұрақты пештерде қыздырғаннан соң мұнайды толық сусыздандыру үшін қолданылады. Олар (тұндырғыштар) аппараттан шығар кездегі өнім құрамындағы су мен тұздың мөлшері тауарлық мұнайдың сапасына қойылатын стандарттарға сәйкес болуын қамтамасыз етуі керек.

Қазіргі кезде үздіксіз және жартылай үздіксіз жұмыс істейтін цилиндр пішінді саңылаусыз тұндырғыштар көп қолданылады. Тұндырғыштарда эмульсиялардың бөліну процесі статикалық немесе ламинарлық режим жағдайында жүреді (Re=1¸2).

Эмульсияларды тұндырғыштарға енгізу тәсілі бойынша, бұл аппараттарды ағыс қозғалысының бағыты тігінен немесе көлденеңінен жүретін тұндырғыштар деп бөлуге болады. Тұндырғыштарға эмульсиялар үш түрлі тәсілмен енгізіледі (8.9-сурет): тарату коллекторлары 2 арқылы үстінен- а немесе астынан- б немесе эллипс тәрізді жасалған түбі жағынан -в. Эмульсияларды енгізу тәсілі эмульсияның бұзылу дәрежесіне, тұндырғышқа келіп түскен мұнай мен судың тұтқырлығы мен тығыздығына және мұнайдың сулану дәрежесіне байланысты:

· салыстырмалы түрде тұтқырлық жоғары болса (10 мПа·с), онда төменгі тарату коллекторы арқылы немесе эллипстік түбі арқылы енгізіледі;

· ал, мұнайдың тұтқырлығы төмен болса (1-2 мПа·с) және сулану дәрежесі жоғары (>10%) болса, жоғарғы тарату коллекторы арқылы енгізіледі.

Эмульсияны аппаратқа жоғарыдан енгізгенде су тамшылары мұнайдың астына шөгеді, ал төменнен енгізгенде мұнай тамшылары су қабатынан көтеріледі.

8.9. Сурет. Тұндырғышқа эмульсияны беру мүмкіндігінің сұлбасы. 1-ағын жылдамдығын теңестіруге арналған решетка; 2- тарату коллекторы; 3-кедергі; 4-қалтқыма

Тұндырғыштарды есептеу. Су тамшыларының мұнайда шөгуі (с) немесе мұнай тамшыларының судан көтерілуі (м) жылдамдығын есептеу үшін келесі формуланы қолданады:

(8.8)

мұндағы ρ_т, ρ_д, кг/м³ және μ_т, μ_д Па·с – көтерілетін (немесе шөгетін) сұйық тамшыларының және осы тамшылар көтерілетін (шөгетін) дисперсті ортаның тығыздығы мен динамикалық тұтқырлығы; d– сұйықтық тамшыларының диаметрі, м; g – еркін түсу үдеуі, м/с².

Сұйықтық тамшыларының шөгу немесе көтерілу жылдамдығын есептеуде фазалар бөлінетін сұйықтық қабатының биіктігін h білу қажет, онда мұнайдың судан толық бөлінуіне қажетті уақытын τ табуға болады :

(8.9)

Тұндырғыштарды есептеу реті әртүрлі болуы мүмкін. Егер тұндырғыштардың өлшемдері D мен L, м; және тұну уақыты τ, сағат; белгілі болса, онда МДҚ-ның жалпы өнімділігі Q, м³/сағат белгілі болған кезде тұндырғыштардың санын анықтауға болады:

(8.10)

мұндағы Q₀ – бір тұндырғыштың көлемі, м³.

Тұндырғыштарды тізбектей жалғап, мұнай эмульсияларын эллипстік түп жақтан енгізу кезінде ағынның жылдамдығы:

(8.11)

Тұндырғыштарды параллель жалғағанда

(8.12)

Анықталған жылдамдықтар берілген мұнай үшін берілген жағдайдағы мүмкін етілген тұну жылдамдығынан көп болмауы керек:

немесе (8.13)

мұндағы L – бір сұйықтықтағы екінші сұйықтықтың көтерілуін (қалқып шығуын) (м) немесе тұнуын (с) қамтамасыз ететін тұндырғыштардың ұзындығы, м; h – дисперсті қабаттың биіктігі, м.

Егер мұнай эмульсиясы тұндырғышқа таратқыш коллекторы арқылы енгізілсе, онда тұндырғыштың өткізгіштік қабілетін есептеу келесі формуламен жүргізіледі:

(8.14)

мұндағы Q – тұндырғыш арқылы өтетін сұйықтық мөлшері, м³/тәул; F – көлденеңді (горизонталды) тұндырғыштың ұзындығы бойынша көлденең қимасының ауданы, м².

МДҚ-да тұндырғыштарды параллель жалғау олардың мұнаймен және сумен ретсіз жүктелуіне әкеліп соғады, нәтижесінде МДҚ-ның технологиялық жұмыс режимі бұзылып, олардың жұмысының тиімділігі азаяды.

Практикада шикізатты төменнен енгізуді және оның тұндырғышта тік бағытта қозғалуын қамтамасыз ететін тұндырғыштар кең таралған (ОГ-200, ОГ-200С, ОВД-200). 8.10-суретте ОГ-200С тұндырғышы көрсетілген, ол құрамындағы күкіртсутек және басқа да агрессивті компонентерінің мөлшері аз, жеңіл және орташа мұнайларды дайындауға арналған.

8.10. Сурет. ОГ-200С көлденең орналасқан тұндырғышы. 1-айыру бөлігі; 2-тұндыру бөлігі; 3-тесігі бар коллектор; 4-эмульсияны таратқыш; 5-мұнайды жинағыш; 6-«мұнай-су» деңгей реттегіші; I-эмульсияны енгізу; II-газды алу; III-таза мұнай; IV-суды шығару.

Бұл тұндырғышта мұнай эмульсиясын қыздыру кезінде және жүйедегі жалпы қысымның төмендеуі барысында бөлінген еркін газды аппараттан шығару қарастырылған. ОГ-200С тұндырғышы екі бөлікке (айыру және тұндыру) бөлінген цилиндрлі сыйымдылық болып табылады, бұл екі бөлік тұндырғыштың төменгі жағында орналасқан коллектор–таратқышы арқылы байланысқан.

Айырғыш бөліктің жоғарғы жағында ағызу сөрелері бар эмульсияны таратқыш және газ айырғышы орналасқан.

Тұндыру бөлігінің төменгі жағында екі құбыршалы тесілген коллектор бекітілген, олардың үстінде бүйір қабырғаларында тесіктері бар қорап пішінді эмульсияны таратқыш орналасқан. Бөліктің жоғарғы жағында таза мұнайды аппараттан шығаруға арналған штуцермен өзара байланысқан төрт мұнай жинағыш орналасқан. Бөліктің алдыңғы (топсалы) жағында фазааралық деңгейді реттейтін құрылғысы бар су жинау камерасы орналасқан.

Реагент-деэмульгатор қосылған қыздырылған мұнай эмульсиясы айыру бөлігіндегі 1 эмульсияларды таратқышқа келеді де ағызу сөрелері және тұрықтың (корпустың) қабырғалары бойымен бөліктің төменгі бөлігіне ағып түседі. Мұнайды қыздырудың және қысымның төмендеуі әсерінен бөлінген газ айырғыш арқылы өтіп, газ жинау торабына жеткізіледі.

Мұнай эмульсиясы тесігі бар коллектор (маточник) 3 арқылы тұндыру бөлігіне 2 келіп түседі, одан әрі қорап тәріздес таратқыштардың тесіктері арқылы өтіп бөліктің жоғарғы жағына көтеріледі. Бұл кезде мұнайдың қабат суымен шайылуы және сусыздануы жүреді. Таза мұнай жинағыш коллекторға 5 түсіп, аппараттан шығарылады.

Мұнайдан бөлінген су құйылу құрылғысы арқылы су жинау камерасына түседі және “мұнай-су” деңгей реттегішінің 6 көмегімен ағын (ақаба) суларды дайындау жүйесіне ағып түседі.

ОГ-200С тұндырғышының техникалық сипаттамасы.

Өткізгіштік қабілеті, т/тәул	6000-ға дейін
Жұмыстық қысым, МПа	0,6
Ортаның температурасы, ºС	100-ге дейін
Аппараттың сыйымдылығы, м³
Габариттік өлшемдері, мм	25 420 х 6 660 х 5 780
Массы, кг	48 105

44. Мұнай-газ айырғыштарының жұмысына қандай факторлар әсер етеді?

Кез-келген түрдегі айырғыштарды (коалесцирлеушi құрылғысы жоқ тiк айырғыштан басқасын) мұнай мен газ бойынша өткiзу қабiлетiне есептеу қиын ескерiлетiн факторларға байланысты бiршама қыйындау болып келедi.

Кез келген мұнайгаз айырғышының жұмысына келесi факторлар елеулі әсер етедi:

• Мұнайдың физика-химиялық қасиеттерi. Тығыздығы жоғары тұтқыр мұнайларда, тұрақты мұнай эмульсияларындағыдай газ көбiктерiнiң сұйықтан бөлiнуi және көтерiлуі өте баяу жүредi; мұндай айырғыштардың өткiзу қабiлетi өте төмен болады, ал сұйықпен бірге ілесіп кететін газ көбіктерінің мөлшері үлкен болады.

• Айырғыштағы мұнай деңгейiнiң көтерiлу жылдамдығы. Айырғышқа қосылған ұңғылардың өнiмдiлiгi қаншалықты жоғары болса, айырғыштағы сұйық деңгейiнiң көтерiлу жылдамдығы да соншалықты жоғары болады, ал бұл газ көбiктерiнiң бөлініп шығуы сұйықтың көтерiлу деңгейінен кейіндеп қалуына әкеледі және осыған байланысты олар мұнай ағынына iлесiп айырғыштан шығып кетеді. Өз кезегiнде газ фазасындағы мұнай тамшылары мұнай деңгейiне ере алмай, айырғыштан тысқары газбен ілесіп шығады, бұл өз кезегiнде айырудың сапасын төмендетедi.

• Айырғыштағы қысым және мұнайдың температурасы. Айырғыштағы қысым қаншалықты жоғары болса, газ тығыздығы соншалықты үлкен болады, ал бұл мұнайдағы газ көбiктерiнiң қалқып шығуын және газ ағынындағы мұнай тамшыларының құлау жылдамдығы азайтып, айырғыштың жұмысын нашарлатады. Айырғыштағы температураны ұлғайту мұнайдың тұтқырлығын төмендетедi, осының әсерінен мұнай мен газдың бөлiнуi жақсарады.

• Мұнайдың көбiк түзуге қабiлеттiгi және көбiктiң тұрақтылығы. Көбiк түзушi мұнайлар өте киын айырылады және қазiргi кезде айырғышта тұрақты көбiктердi түзетiн тиімді құралдар жоқ.

• Ішкi құрылғысының құрылымдық элементтерi. Жоғарыда айтылғандай, олар әр түрлi болады және айыру процесiнде маңызды роль атқарады.

• Мұнайдың сулануы. Мұнайдың құрамында судың болуы тұрақты эмульсиялардың түзiлуiне әкелiп соғады.

Сонымен, айырғыштың өткiзгiштiк қабiлетiне ескерiлуi және реттелуi қиын көптеген жағдайлар әсер етедi. Айырғыштың жекелеген конструктивті элементтерiн (жалюздердi, ортадан тепкiш эффектісі және т.б.) есептеудiң әдістемесі бар. Газ және сұйық бойынша айырғыштардың өткiзгiштiк қабiлетiн есептеудiң негiзгi әдістемелерін қарастырайық.

45. Деэмульсация процесінің үш негізгі кезеңін және қолданылатын әдістерін атаңыз

Кен орындарындағы мұнайды дайындау қондырғыларында мұнайды тауарлық дәрежеге дейін дайындаудың негізгі процестеріне мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру процестері жатады. Сусыздандыру технологиясының негізіне су-мұнай эмульсияларын бұзу процесі жатады. Бұл процесс негізінде эмульсиялар тұрақты ұсақ дисперсті күйден кинетикалық тұрғыдан тұрақсыз ірі дисперсті жүйеге ауысады.

Мұнайды деэмульгациялау (эмульсиясыздандыру) тәсілдерінің шартты жіктемелері бар:

механикалық (сүзу, центрифугалау)

термиялық (тұндырып қыздыру, ыстық сумен жуу)

электрлік (электромагниттік өрісте өңдеу)

химиялық (реагент – деэмульгаторлармен өңдеу)

Сонымен қатар, эмульсияларды бұзу үшін ультрадыбыстық және акустикалық тербелістермен өңдеу әдісін де қолданады. Әр түрлі әдістерді біріктіріп те пайдаланады.

Деэмульсация процесінің негізгі үш кезеңін былай көрсетуге болады:

I – сыртқы «бронды» қабықшаларды бұзу

II – тамшыларды ірілендіру

III – фазаларды айыру

Бірінші кезеңде, эмульсияны бұзудың негізгі және ең әмбебап түрі – химиялық реагент – деэмульгаторлардың әсері болып табылады. Кейбір жағдайларда қыздыру немесе қарқынды араластыру әсерінен сыртқы қабықшаларды әлсіретуге немесе бір бөлігін бұзуға болады. Қабықшалардың бір бөлігін электростатикалық және электромагниттік (өнеркәсіптік жиіліктегі) өрістерді қолданып бұзуға болады. Жоғары және аса жоғары жиіліктегі тербелістерді қолдану күрделі қондырғыларды қажет етеді және ол қазіргі кезде әлі қолданыс тапқан жоқ.

Екінші кезеңде, маңызды және болашағы бар тәсіл – электр өрісін пайдалану (электродегидраторлар) арқылы су тамшыларын ірілендіру болып табылады. Сондай-ақ, эмульсияларды су қабатында шаю әдісі де кең тараған, бұл процестің жақсы жүруі көбінесе тесілген құбырлар-маточниктер арқылы сұйық ағынының біркелкі таралуымен анықталады. Магниттік өрісті (яғни импульсті аса күшті магниттерді) қолдану шарасы - қондырғылардың күрделігіне байланысты тежеліп тұр.

Үшінші кезеңдегі негізгі процесс - бұл гравитациялық тұндыру болып табылады. Соңғы жылдары тұндырғыштардың жоғары өнімді конструкциялары шықты, олар сыйымдылықтардың тиімді көлемін толық пайдалануға және эмульсиялық жүйелердің физикалық-химиялық қасиеттерін ескеруге мүмкіндік береді. Құрамында механикалық қоспалары едәуір мөлшерде көп болатын эмульсияларды өңдеу үшін центрифуга әдісін қолдану тиімді болып табылады [5].

Мұнай эмульсиясына әсер ету әдістерін жіктеу 8.1-кестесінде келтірілген.

Қазіргі кезде М/С түріндегі мұнай эмульсияларын бұзудың негізгі әдістеріне: гравитациялық суық бөлу (қыздырусыз тұндыру), құбыр ішіндегі деэмульсация, центрифугалау, сүзгіден өткізу, термохимиялық әсер ету, электрлі әсер ету, сондай-ақ осы әдістердің үйлесімді біріккен түрі жатады.

Сусыздандырудың қазіргі кездегі әдістері сулылығы 0,2% -дан төмен тауарлы мұнайды алуға мүмкіндік бермейді, сондықтан қабат суларының минерализациясы жоғары мұнайларды дайындауда, оны тереңірек сусыздандыру сатысынан өткізгеннен кейін сусыздандырылған мұнайды тұщы сумен шаю арқылы тұзсыздандыру сатысы қарастырылған.

8.1-кесте. Мұнай эмульсияларына әсер ету әдістерін жіктеу

Процесс кезеңдері	Процесс кезеңінің сипаттамасы	Қолданылатын әдістер
I	сыртқы «бронды» қабықшаларды бұзу	Хим. реагенттерді қолдану Эмульсияларды қыздыру Араластыру Электростатикалық өрістерді және өндірістік жиіліктегі өрістерді қолдану Жоғары жиіліктегі және аса жоғары жиіліктегі тербелістерді қолдану
II	Тамшыларды ірілендіру	Электрлік өрістер Ірілендіру насадкілерін қолдану Тұщы су қабатында шаю Акустикалық толқындарды қолдану Магнит өрісі
III	Фазаларды бөлу	Тұндыру Центрифугалау

Тұзсыздандыру кезінде келесі процестерді бөліп көрсетуге болады:

қыздырылған мұнаймен тұщы суды эмульсиялау;

экстракция немесе тұздарды тең бөлу;

тамшыларды ірілендіру

фазаларды бөлу

Тұзсыздандыру кезінде химиялық реагенттер де қолданылады. Тұзсыздандыру процесін сусыздандырумен бірге жүргізеді.

Дайындаудың қажетті тереңдігіне байланысты келесі қондырғылар қолданылады:

мұнайды термохимиялық сусыздандыру (ТХҚ);

мұнайды электрлік тұзсыздандыру (ЭТҚ):

мұнайды кешенді дайындау (МКДҚ) – сусыздандыру, тұзсыздандыру және тұрақтандыру.

Термохимиялық қондырғыларда және МКДҚ-да мұнайды сусыздандыру процесстері ұқсас. МКДҚ-да тұзсыздандыру кезінде сусызданған мұнайға тұщы су қосып, қарқынды түрде араластырады. Осы кезде түзілген эмульсия тұндырғыштарға түсіп, бұл жерде су бөлінеді.

Судың бөліну процесін жеделдету үшін эмульсияны электродегидраторлар (ЭТҚ) арқылы өткізеді.

МКДҚ-да мұнайды тұрақтандыру арнайы колонналардағы ректификация әдісіне негізделген, мұнда қысым мен жоғары температура әсерінен мұнайдан жеңіл пропан-бутанды және шамалап бензинді фракциялар бөлініп шығады. Жеңіл фракцияларды тереңірек өңдеу үшін ГӨЗ-на өңдеуге айдайды, ал тұрақты мұнай МӨЗ-на шығынсыз тасымалданады.

46. Мұнайды деэмульгациялаудың қандай тәсілдері бар?

Мұнай эмульсияларын бұзу, сонымен қатар, олардың түзілуін болдырмау үшін деэмульгаторлар - беттік әрекетті заттар (БӘЗ) - қолданылады, олардың әрекеттілігі - эмульгаторларға қарағанда жоғары.

Деэмульгаторлардың негізгі міндеті – су тамшыларының беткі қабатынан эмульгаторларды, яғни мұнай құрамындағы (асфальтендер, нафтендер, шайырлар, парафин және механикалық қоспаларды) және су құрамында болатын (тұздарды, қышқылдарды) табиғи беттік әрекетті заттарды, ығыстырып шығару.

Су тамшыларының беткі қабатынан табиғи эмульсиялаушы (яғни, эмульгатор болып табылатын) заттарды ығыстырып, деэмульгаторлар өз кезегінде гидрофильді адсорбциялы қабат түзеді. Нәтижесінде су тамшылары соқтығысқанда ірі тамшыларға бірігіп тұнады. Деэмульгатор тиімді болған сайын ол жабын қабықшаларының, яғни «бронның» беріктігін соғұрлым азайтып, эмульсиялардың жедел бұзылуына әсер етеді.

Эмульсиялардың бұзылуын жақсарту үшін және олардың “ескіруін” (ұзақ уақыт сақталуын) тоқтату үшін деэмульгаторларды ұңғы түбіне жіберіп, ұңғы ішінде деэмульсация жүргізу керек. Деэмульгаторларды ұңғы түбіне жіберген кезде негізінен эмульсиялардың инверсиясы жүреді, яғни М/С түріндегі эмульсия С/М түріндегі эмульсияға айналады, оның тұтқырлығы 1 мПа*с, себебі оның сыртқы фазасы су болғандықтан үйкеліске кететін қысымның төмендеуі азаяды.

Теория бойынша, деэмульгатор белгілі бір фазалық қатынасы және дисперстік дәрежесі, сондай-ақ су тамшыларында адсорбциялық қабат түзетін эмульгатордың мөлшері мен құрамы бар, қандай да болмасын бір эмульсия үшін тиімді. Демек, теория бойынша, кен орнын игеру процесінде эмульсиялардың құрамы мен физикалық қасиеттерінің өзгеруіне байланысты деэмульгаторлар ауыстырылып тұру керек, бірақ іс жүзінде бұл сирек болатын жағдай.

Деэмульгаторлардың тиімділігін оның шығынымен, дайындалған мұнайдың сапасымен, минималды температурамен және мұнайдың тұну ұзақтығымен сипатталатын эмульсиясыздандыру қабілеттілігі деп түсіну керек. Тиімділік келесі формуламен анықталады:

(8.1)

мұндағы, N – сусыздану дәрежесі, % масса;

W_бас және W_қал – бастапқы эмульсиядағы су құрамы және тұндырылған мұнайдағы судың қалдық құрамы, % масса. Мұнайдың құрамындағы су мөлшері Дин–Старк аппаратымен анықталады.

8.2.1. Деэмульгаторлардың жіктемесі және оларға қойылатын талаптар

Мұнай эмульсияларын бұзу үшін қолданылатын деэмульгаторлар екі топқа бөлінеді :

I – ионогенді (су ертінділерінде ион түзуші)

II – ионогенсіз (су ертінділерінде ион түзбейтін)

Бірінші топқа тиімділігі аз деэмульгаторлар : НҚК (нейтралданған қара контакт) және НҚГ (нейтралданған қышқылды гудрон) кіреді. 60-шы жылдарға дейін НҚК базалық реагент болатын, бірақ оны қазіргі кезде одан неғұрлым тиімдірек саналатын ионогенсіз деэмульгаторлар ығыстырып шығарған, бұл деэмульгаторлардың артықшылығы: меншікті шығындары аз (яғни, тоннасына 20-30 грамм жұмсалса, ал салыстырмалы түрде ионогенді деэмульгаторлардың шығыны тоннасына 5-7 кг), бірақ бағасы қымбаттырақ; қалдық сулануы төмен (1 %); мұнай мен суда жақсы ериді; қабат сулары мен мұнай құрамында болатын тұздар мен қышқылдарға инертті; аппарат пен құбырлар жүйесінде шөкпейді.

Деэмульгаторлар келесі талаптарға сай болу керек:

11. қандай да бір фазада жақсы еруі қажет ( мұнай немесе суда);

12. “мұнай – су” шекарасынан табиғи эмульгаторларды ығыстыру үшін қажетті беттік әрекеттілігі болу керек;

13. реагент аз жұмсалған кезде “мұнай - су” шекарасындағы фазалық тартылыстың максималды төмендеуін қамтамасыз ету керек ;

14. қабат суларында коагуляцияланбауы керек;

15. металдарға қатысты инертті болу керек ;

16. арзан болу керек ;

17. температура өзгергенде қасиеттерін өзгертпеуі керек ;

18. мұнай сапасын төмендетпеу керек;

19. әр түрлі құрамдағы эмульсияларды бұзу керек, яғни әмбебап (универсалды) болу керек;

20. тасымалдануы жеңіл болуы керек;

Қазіргі кезде қолданылатын деэмульгаторлар осы талаптардың көпшілігіне сай келеді.

47. Кез-келген түрдегі айырғыштарда қанша бөлім (секция) бар және олардың міндеті қандай?

Айырғыштардың конструкциясы мен жұмысы

Айырғыштардың кез келген түрiнiң конструкциясында жалпыға бiрдей төрт бөлiм (секция) болады (7.1. Сурет):

I- Негiзгi айыру бөлiмі, ол мұнайдан газдың қарқынды бөлініп шығуына қызмет етеді. Айыру бөлiмiнiң жұмысына айырғыштағы қысымның, температураның төмендеу дәрежесi, мұнайдың физика-химиялық қасиеттерi (әсіресе оның тұтқырлығы), өнiмдi айырғышқа енгiзу құрылғысының конструкциясы (радиалды немесе тангенциалды), сонымен қатар әртүрлi сұғындырмаларды – сымды торды, диспергаторларды қолдану елеулi түрде әсер етедi.

II -Тұндыру бөлiмi, мұнда айыру бөлiмiнен мұнаймен бірге iлескен газ көбiктерiнің қосымша бөлінуі жүредi. Мұнайдан окклюдирленген газ көбіктерiн қарқынды бөлу үшiн, мұнайдың қозғалыс жолын ұзарта отырып оларды жұқа қабатша түрінде көлбеу жазықтықтар бойымен бағыттайды. Жазықтықтарды шағын баспалы етiп жасайды, бұл мұнайдан газдың бөлiнуiне септiгiн тигiзедi. III -Мұнайды жинау бөлiмi, бұл бөлiм айырғыштың ең төменгі жағында болады және мұнайды жинау мен оны айырғыштан шығару үшiн қызмет етеді.

7.1. Сурет. Тiк айырғыштың жалпы көрiнiсi 1-ұңғы өнiмiн енгiзу; 2-тарату коллекторы; 3-“өзiне дейiн” деңгей реттегiші; 4-тамшыұстағыш сұғындырма; 5-сақтандырғыш клапан; 6-көлбеу жазықтықтар; 7-қалытқы түрiндегi деңгейдi реттегiштiң көрсеткiшi; 8-аткарушы механизм; 9-дренажды құбырша; 10-бөгет; 11-суөлшегiш әйнек; 12-жапқыш шүмек (краник); 13-дренажды құбыр.

IV -Тамшыұстау бөлiмі, айырғыштың жоғарғы жағында орналасқан және газ ағынына iлескен сұйық тамшыларын ұстап қалуға арналған.

7.1. Суретінде көрсетiлген айырғыш келесi түрде жұмыс iстейдi. Мұнайгаз қоспасы қысымның әсерінен құбырша 1 арқылы барлық ұзындығы бойына қоспаның шығуына арналған тесiктерi бар таратқыш коллекторға 2 келiп түседi, осы жерден мұнайгаз қоспасы көлбеу жазықтықтарға 6 келiп түседi, бұл жазықтықтар мұнайдың қозғалыс жолын ұзартып, осы арқылы окклюдирленген газ көбіктерiнiң қарқынды бөлiніп шығуына әсер етедi. Айырғыштың жоғарғы бөлiгiнде тамшыұстағыш сұғындырма 4 орналасқан (суретте жалюз түрiндегi сұғындырма көрсетілген), мұнда газ құрамындағы сұйық тамшылары ұсталады да поддонға ағып түседi, сонан соң дренажды құбыр 13 арқылы айырғыштың төменгi бөлiгiне бағытталады.

Тамшыұстағыш сұғындырма-4 әртүрлi конструкциялы болуы мүмкiн, оның жұмысы келесi принциптерге негiзделедi:

§ газ ағысының әртүрлi бөгеттермен соқтығысуға;

§ ағыстың бағыты мен жылдамдығын өзгертуге;

§ ортадан тепкiш күштi қолдануға;

§ коалесцирлеушi тығынды (торды) қолдануға;

Айырғыштағы бөгеттер 10 ұңғы өнiмiнің бүлкілдеп берiлуi кезiнде деңгейдi тыныштандыру үшiн, ал атқарушы механизмi 8 бар қалытқы түріндегi деңгейдi реттегiштің 7 датчигі (көрсеткіші) сұйықтықты айырғыштан циклдi түрде шығару үшiн кажет. Дренажды құбырша 9 арқылы айырғыштың төменгi бөлiгiнде жиналып қалған лас қалдықтар сыртқа шығарылады.

Айырғыштың жоғарғы жақ бөлiгiнде сақтандырғыш клапан 5 орналасқан, ол айырғыштағы қысымның технологиялық процесінде қарастырылған нормадан тыс жоғары қысымға жеткен кезде газды сыртқа шығаруға арналған. Сондай-ақ айырғыштың газды құбыршасында, айырғыш тұрқында (корпусында) қажеттi қысымды ұстап тұратын “өзiне дейiн” деңгей реттегiші 3 орналасқан.

Айырғыштың төменгi жақ бөлiгiнде берiлетiн сұйықтың мөлшерiн өлшеуге арналған жапқыш шүмегi 12 бар, су өлшегiш әйнек 11 орналасқан.

48. Мұнай-газ айырғыштарының міндеті. Айырғыштардың жіктелуі.

Мұнайгаз айырғыштары ұңғы өнiмдерін сұйықты және газды фазаларға бөлуге арналған және келесi қызметтердi атқарады:

● бағалы химиялық шикiзат және отын ретiнде қолдану мақсатында,

ұңғы оқпаны бойында, сұйықты шығару желiсiнде және және жинау

коллекторлары бойымен мұнай қозғалған кезде, одан бөлінген мұнай

газын алу үшін;

● мұнайгазсу ағынының араласуын азайту және құбырлар желiсiндегi

гидравликалық кедергiнi азайту үшін;

● пайда болған көбіктерді мұнайдан бөлу және ыдырату үшін;

● тұрақсыз эмульсияларды немесе құбырлар желiсiнде бұзылған

эмульсияларды өндiру кезінде мұнайдан суды алдын-ала бөлу үшін;

● мұнайды айырғыштардың бiрiншi сатысынан мұнайды дайындау

қондырғысына дейiн тасымалдау барысында пульсацияны азайту үшін.

7.2. Айырғыштардың жіктелуі (классификациясы)

Қолданыстағы барлық мұнайгаз айырғыштарын келесi белгiлерi бойынша былай жiктеуге болады:

1) міндетiне байланысты – өлшеушi-айырушы және айырушы;

2) геометриялық пiшiнiне және кеңiстiкте орналасуы бойынша –

цилиндiрлiк, сфералық, тiк, көлденең және көлбеу;

3) негiзгi күштердiң байқалу сипатына байланысты – гравитациялық,

инерциялық және ортадан тепкiш;

4) жұмыстық қысымына байланысты – жоғары қысымды (6,4 МПа),

орташа қысымды (2,5 МПа) және төмен қысымды (0,6 МПа);

5) айыру сатыларының санына байланысты – бiрiншi, екiншi және т.б.

айыру сатылары;

6) технологиялық мiндетiне байланысты – екi фазалы және үш фазалы;

7) мұнайгаз ағынын енгiзу құрылғысының конструкциясы бойынша –

радиалды және тангенциалды енгiзу;

8) конструктивтi жасалуына байланысты – бiр сыйымдылықты және екi

сыйымдылықты.

Тiк айырғыштарды негiзiнен шығымы аз ұңғылары бар мұнай кен орындарын тұрғызу кезiнде, және ұңғы өнiмiнің құрамында едәуір мөлшерде парафин мен құм болған кезде, сондай-ақ теңiз кен орындарында қолданады.

Көлденең айырғыштар бірдей геометриялық өлшемдегі тiк айырғыштармен салыстырғанда жоғары өткiзгiштiк қабiлетке ие, бұл айыру сапасын жақсартуға мүмкіндік береді және оларға қызмет көрсету де жеңіл, сондықтан көлденең айырғыштар тiк айырғыштарға қарағанда кең таралған.

Бiр сыйымдылықты көлденең айырғыштарды ыстық және вакуумдық айыруды есептегенде, барлық айыру сатыларында қолданады.

Екi сыйымдылықты көлденең айырғыштарды негiзiнен “Спутник” түріндегі блокты автоматтандырылған қондырғыларды жабдықтау үшiн қолданады.

49. Құбырларда қолданылтын бақылау-өлшеу аспаптарының түрлері мен қызметі.

Бақылау-өлшеу аспаптары қысым мен температура шамаларына бақылау жасау үшін және сұйықтар мен газдардың шығынын өлшеу үшін қолданылады.

Температураны өлшеу үшін термометрлердіқолданады, барлық термометрлердің жұмыс істеу принципі температураға байланысты термометрде орналасқан заттардың физикалық параметрлерінің өзгерісіне негізделген. Егер осындай физикалық параметрлер ретінде мыналар қызмет етсе:

· заттың көлемі – аспаптарды ұлғайту термометрлері деп атайды;

· тұйықталған ыдыстағы қысым – манометрлік термометрлермен;

· электрлік кедергілер – кедергілер термометрі, термоэлектрлік

қозғалмалы күш (т.э.қ.к) - термоэлектрлік пирометрлерімен;

· сәуле шығару қабілеттілігі – сәулелену термометрлерімен.

Ұлғайту термометрлері спиртті (төменгі температуралар үшін) және сынапты (жоғары температуралар үшін) деп бөлінеді.Ұлғайту термометрлерінің өлшеу аралығы - 100-ден 650 °С-ге дейін.

Манометрлік термометрлер – 60-тан 400°С-ге дейінгі аралықтағы температураны өлшейді. Термобаллонды азотпен, спиртпен, сынаппен, төменгі температурада қайнайтын сұйықтардың қаныққан буымен толтырады.

Кедергілер термометрі - 50-ден 650 °С-ге дейінгі аралықтағы температураны өлшейді. Сезімтал элементінің материалына байланысты оларды платиналық және мыстық деп бөледі. Екінші реттік аспап ретінде милливольтметрлерді қолданады.

Термоэлектрлік пирометрлер - 50-ден 2500 °С-ге дейінгі аралықтағы температураны өлшейді. Конструкциясы жағынан олар кедергі термометрлеріне ұқсас болып келеді, ал сезімтал элементі ретінде термобуды қолданады, ол екінші ретті аспаптармен бірге электрлік тізбек түзеді, бұл электр тізбегінде бір өткізгіш сымнан екіншісіне еркін электрондардың өтуі (диффузиясы) есебінен т.э.қ.к. туындайды.

Сәуле шығару пирометрлері – жұмыс істеу принципі бойынша оптикалық (дененің жарқырау айқындылығын электр лампасымен салыстырады) және радиациялық (термобудың көмегі арқылы жылулық сәулелену термоэлектрлік қозғалмалы күшке (т.э.қ.к) айналады )

Пирометрлерді жарылған денелердің жоғарғы температурасын өлшеу үшін қолданады.

Артық қысымды өлшеу үшін манометрлерді, вакуумды өлшеу үшін вакуумметрлерді, ал қысым төмендеуін анықтау үшін дифференциалды манометрлерді қолданады.

Манометрлер мен вакуумметрлердің құрылысы ұқсас. Олардың айырмашылығы мынада, яғни манометрлерде шкаладағы нөлдік белгі сол жақта, ал вакуумметрлерде – оң жақта орналасқан. Манометрлердегі сезімтал элемент қызметін түтікшелі серіппе атқарады, ол артық қысым әсерінен бұралады да, оның орын ауыстыруы қаламға (пероға) немесе стрелкаға (бағытшаға) беріледі. Манометрлер техникалық, бақылаушы және үлгілік болып келеді. Дифференциалдық манометрлерді негізінен газ шығынын өлшеу үшін қолданады.

Белгі беру (сигнализация) және жауып тастау (блокировкалау) үшін электроконтактілі аспаптарды пайдаланады, оларда сыртқа шығарылған головка көмегімен қысымның бақыланатын шамасына орнатылған екі контактілі стрелкасы бар. Аспаптың жұмысшы стрелкасы контактілі стрелканың бірімен түйіскен кезде электрлік тізбек тұйықталады да атқарушы механизмге сәйкесті белгі (сигнал) немесе бұйрық беріледі.

50. Реттеушы құбыр арматурасының түрлері және қызметі. Реттеуші арматура технологиялық процестің параметрлерін берілген аралықта автоматты түрде ұстап тұруға және өзгертуге арналған. Мұнай өнеркәсібінде, негізінен, қысымды және сұйықтық деңгейін реттеуші аспаптар қолданылады. Қысымды реттегіштер “өзіне дейін” немесе “өзінен кейін” түрінде, яғни қысымды оның орнатылған жеріне дейін немесе орнатылған жерінен кейін реттейтін болып орындалады.

Деңгейді реттегіштерді механикалық (жапқыш құрылғыға тікелей әсер ететін қалытқылар) және пневматикалық (жапқыш құрылғыға қалытқының әсері пневмореле арқылы жүзеге асады) деп бөледі.

Пневматикалық реттегіштер, өз кезегінде, камералық (қалытқы бөлек камерада орнатылған) және фланецтік (қалытқы аппараттың ішінде орналасқан) деп бөлінеді. Соңғы жылдары “гамма-реле” типті деңгей реттегіштері кең қолданыс тапты, олардың жұмыс істеу принципі ағын жолында орналасқан өнімнің әсерінен гамма-сәулелердің әлсіреуі немесе жұтылуы салдарынан гамма-сәулелену ағынының қарқынды өзгерісін тіркеуге негізделген. Гамма-реле бір және екі каналды болуы мүмкін. Екі каналды гамма-реле бір мезгілде екі деңгейді реттеуі мүмкін (мысалы, “мұнай-су” және “мұнай-газ” фазаларының шекарасында). Гамма сәулелердің ағыны датчикпен тіркеліп, электр импульстеріне түрлендіріледі де, күшейтіліп, атқарушы клапанға беріледі.