Стадии и химизм процесса

Описание технологического процесса и технологической схемы производственного объекта

Стадии и химизм процесса

Установка ЭЛОУ-АВТ-6 предназначена для подготовки (обессоливания и обезвоживания) сырой Западно-Сибирской нефти, нефти в смеси со стабильным газовым конденсатом и переработки подготовленного сырья с целью получения: бензина прямогонного, фракции керосина, фракции дизельного топлива, газойля вакуумного, газойля вакуумного тяжелого, полугудрона. В качестве побочных продуктов на установке получаются углеводородный газ, кислый газ, ШФЛУ (широкая фракция легких углеводородов); так же имеется возможность переработки нефти в смеси с газовым конденсатом

Установка состоит из блоков ЭЛОУ, отбензинивания нефти, атмосферной перегонки нефти, вакуумной перегонки мазута, физической стабилизации бензина, отпарки кислой воды.

Сырьем для установки ЭЛОУ-АВТ-6 является нефть Западно-Сибирского месторождения, расчетная мощность по сырью составляет 6 000 000 тонн/год. Имеется возможность подкачки в нефтяной коллектор мазута с установки ЭЛОУ-АВТ-4 цеха №18, бензина от гидрообессеривания керосина и дизельного топлива и нестабильного бензина гидрокрекинга с цеха №9, обезвоженного ловушечного продукта с цеха № 13, нестабильной нафты висбрекинга, газового конденсата с цеха №13.

Вода и нефть часто образуют трудноразделимую нефтяную эмульсию - систему из двух взаимно нерастворимых жидкостей, в которых одна распределена в другой во взвешенном состоянии в виде мельчайших капель нефть в воде - гидрофильная (рис.1) и вода в нефти - гидрофобная эмульсия (рис.2).

       в н                                 н в

     Рис.1                             Рис.2

Жидкость, которая образует взвешенные капли, называется дисперсной фазой, а та, в которой взвешены капли, - дисперсионной средой.

Смолистые нефти, содержащие сернистые соединения, отличаются большей склонностью к образованию эмульсий. Образованию стойкой эмульсии способствует понижение поверхностного натяжения на границе раздела фаз и создание вокруг частиц дисперсной фазы прочного адсорбционного слоя. Такие слои образуют в системе вещества, называемые эмульгаторами. На промысловой практике чаще всего встречаются гидрофобные эмульсии, которые образуются за счет хорошо растворимых в нефтепродуктах эмульгаторов: щелочноземельных солей органических кислот, смол, мелкодисперсных частиц сажи, глины, окислов металлов, различных примесей, легче смачиваемых нефтью, чем водой.

«Вода», содержащаяся в нефти, отличается сравнительно высоким содержанием минеральных солей и механических примесей, которые вызывают коррозию аппаратуры и трубопроводов, образуя отложения в трубопроводах и теплообменниках. С увеличением содержания воды в нефти возрастают энергозатраты на ее испарение и конденсацию (в 8 раз больше по сравнению с бензином).

Еще более вредное воздействие, чем вода и механические примеси, оказывают хлористые соли, содержащиеся в нефти. Одним из основных источников коррозии нефтяной аппаратуры является присутствие хлористого кальция и хлористого магния. В присутствии воды хлористый магний подвергается гидролизу на 90 % с образованием соляной кислоты. Причем гидролиз его происходит как при высоких, так и при низких температурах по уравнению:

MgCl₂+H₂O     Mg(OHCl)+HCl

Наибольшей коррозии подвергаются конденсаторы, холодильники, печные трубы, верхние части ректификационных колонн.

При переработке сернистых нефтей выделяющийся сероводород еще более усиливает коррозию. В присутствии влаги сероводород реагирует с металлом аппаратуры и образует сернистое железо:

Fe+ H₂ S     Fe S+ H₂

Сернистое железо не растворяется в воде и поэтому образование на внутренней поверхности аппаратуры пленки из сернистого железа может предохранить металл от дальнейшей коррозии. При наличии же соляной кислоты сернистое железо вступает с ней в реакцию с образованием хлористого железа и сероводорода:     

Fe S+ 2H Cl        Fe Cl₂+H₂S

Хлористое железо легче растворяется в воде, а выделяющийся сероводород вновь вступает во взаимодействие с металлом и т.д., поэтому комбинированное действие двух коррозирующих агентов (сероводорода и соляной кислоты) значительно увеличивает коррозию аппаратуры.

В связи с вредным влиянием воды и минеральных солей, содержащихся в нефти, сырая нефть подвергается обессоливанию и обезвоживанию электрическим способом с применением деэмульгаторов. Промышленный процесс обезвоживания и обессоливания нефти осуществляется в блоке ЭЛОУ, который основан на применении методов химической, электрической, температурной обработки нефтяных эмульсий.

Содержание солей в нефти, после блока ЭЛОУ, должно быть не более 3мг/л, содержание воды не более 0,2 %.

Сущность процесса электрообессоливания и электрообезвоживания нефти заключается в смешении нефти с промывной водой и деэмульгатором с последующим отделением солесодержащей воды в электродегидраторах, где под действием переменного электрического поля высокого напряжения в сочетании с деэмульгатором и повышенной температурой эмульсия разрушается. При этом в результате отстоя из нефти удаляется вода вместе с растворенными в ней хлористыми солями.

Другим источником коррозии нефтяной аппаратуры является присутствие хлорорганических соединений, которые при нагревании до высоких температур (в теплообменниках, печах) приводят к образованию соляной кислоты в количестве, превышающем количество соляной кислоты, образующееся при гидролизе хлоридов металлов. Для нейтрализации и защиты шлемов колонн и конденсационно-холодильного оборудования от действия образующейся соляной кислоты, предусмотрено применение нейтрализатора и ингибитора коррозии. Однако, введенные в избытке, реагенты могут стать причиной дополнительных источников коррозии.