مقاله در مورد بررسی روش های نمک زدایی از نفت

اختصاصی از فی بوو مقاله در مورد بررسی روش های نمک زدایی از نفت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحه146

بخشی از فهرست مطالب

چکیده

مقدمه

1

 شرح تکنولوژی های نمک زدایی

1-1

آب همراه نفت

1-2-1

آب آزاد

1-2-2

آب امولسیونی

1-2-3

آب محلول در نفت

1-3

شرح کلی فرآیند نمک زدایی

1-4

روش های تصفیه

1-4-1

جداسازی آب نمک از نفت خام با روش ثقلی

1-4-2

جداسازی آب نمک از نفت خام با روش های مکانیکی ائتلافی

1-4-3

جداسازی آب نمک از نفت خام با استفاده از مواد تعلیق شکن

1-4-4

جداسازی آب نمک از نفت خام با روش حرارتی

1-4-5

جداسازی آب نمک از نفت خام با روش الکتریکی

1-4-6

روش سانتریفیوژ و فیلتراسیون

1-5

بررسی سیستم های نمک زدایی از لحاظ تعداد مراحل

1-5-1

نمک زدایی یک مرحله ای

1-5-2

نمک زدایی دو مرحله ای

1-5-3

نمک زدایی چند مرحله ای

1-6

اختلاط

1-6-1

MANUAL GLOBE VALVE

1-6-2

MIXING VALVES

1-6-3

STATIC MIXERS

1-6-4

MECHANICAL  MIXERS

2

توصیف تکنولوژی های تصفیه پساب

2-1

مقدمه کلی برای بررسی سیتم های جداسازی نفت از آب

2-2

دسته بندی نفت درون آب

2-3

روش های حذف نفت از پساب

2-3-1

جداسازی ثقلی (تصفیه اولیه)

2-3-2

شناورسازی

2-3-3

جداکننده ترکیبی از CIP و شناورسازی

2-3-4

فیلتراسیون

2-3-5

هیدروسیکلون

2-3-6

تصفیه بیولوژیک

2-4

مقایسه فنی بین تکنولوژی های مربوط به واحد تصفیه پساب

نتیجه گیری

منابع

چکیده  :

نمک زدایی از نقت خام به روش های ثقلی، شیمیایی، گرمایی و الکتریکی امکان پذیر است که در صنعت ، معمولا از ترکیب روش های گفته شده استفاده میشود.

بدین صورت که ابتدا به روش ثقلی، با دادن زمان ماند مناسب جداسازی اولیه را انجام میدهند. پس از تزریق مواد شیمیایی آنرا با مبدل حرارتی و کوره (در صنایع جدید از نوع غیر مستقیم) گرم کرده و به نمک زداهای الکترو استاتیک میفرستند.

 نمک زداها را به صورت دو مرحله ای (دو نمک زدای سری) استفاده میکنند. بدین منظور نفت نمکی به نمک زدای مرحله یک و آب رقیق کننده که قبلا هوازدایی شده است به نمک زدای مرحله دوم وارد میشود.

آب خروجی از مرحله دوم و نفت خروجی از مرحله اول، وارد نمک زدای دیگر میشوند.

استفاده از شیر اختلاط مناسب جهت مخلوط کردن آب و نفت از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

در نمک زداهای الکترواستاتیک شبکه های فلزی وجود دارند که به ترانس های بسیار قوی متصل هستند. معمولا این شبکه ها به صورت سه ردیف در بالای نمک زداها قرار دارند و با القای میدان الکتریکی بسیار قوی باعث میشوند نمک به سادگی در آب رقیق کننده حل شده و به دلیل قطبیت بالای آب و نمک و اثر میدان بر آن، به طور کامل از نفت جدا شود.

آب شور این نمک زداها باید قبل از خروج از سایت تصفیه شود و مواد شیمیایی و نفت آن جدا گردد.

مقدمه:

از آنجایی که در لایه های زیرین زمین، نفت بر روی آب شور قرار گرفته، لذا نفت خروجی از چاه ها، به ویژه برای مخازنی که در نیمه عمر تولید خود هستند، به ندرت بدون درصدی از آب می باشند. مشکل اصلی این آب، نمک حل شده موجود در آن است. مقدار این آب، در حدود 1/0 تا 10 درصد و حداکثر 50 درصد در نیمه دوم عمر مخزن می باشد. این آب معمولاً از املاح نمک اشباع شده است. نمک حل شده در آب عمدتاً به شکل کلرید سدیم، کلسیم و منیزیم موجود می باشد. برخی مواقع مقداری از این نمک به صورت کریستال در نفت خام وجود دارد. البته در محاسبات و شبیه سازی های فرآیند نمک زدایی معمولاً فرض می شود که کلیه نمک در آب (آزاد و امولسیونی) حل شده است. مقدار بسیار زیادی از این آب شور، در مراحل اولیه جداسازی (Separation) از نفت جدا می شود. ولی به دلیل بالا بودن میزان این آب همراه در نفت، وقتی نفت خام در نهایت به پالایشگاه ارسال می گردد، مقداری آب شور هنوز در آن وجود دارد. معمولاً میزان شوری آب همراه از 160 تا 240 هزار میلی گرم در لیتر متغیر می باشد. و عمدتاً شامل یونهای سدیم، پتاسیم،کلسیم و منیزیم و همچنین کلرید، سولفات و کربنات است.

از آنجایی که در لایه های زیرین زمین، نفت بر روی آب شور قرار گرفته، لذا نفت خروجی از چاه ها، به ویژه برای مخازنی که در نیمه عمر تولید خود هستند، به ندرت بدون درصدی از آب می باشند. مشکل اصلی این آب، نمک

به طور کلی مشکلات ناشی از وجود آب شور در نفت را می توان به شکل زیر دسته بندی نمود:آب نمکی بسیار خورنده بوده و باعث خوردگی شدید و جدی در خطوط لوله، برجهای تقطیر، مبدلهای حرارتی و کلیه تجهیزات موجود در صنایع پایین دست می شود. همچنین، بر اثر تقطیر نفت در پالایشگاه ها، نمک­های کلریدی محلول در آب هیدرولیز شده و تولید اسید کلریدریک می­کند. اسید کلریدریک بسیار خورنده بوده وباعث خوردگی فراوانی در صنایع پایین دست می­شود.

• وقتی نفت خام همراه آب، در واحدهای مختلف پالایشگاه حرارت داده و گرم می­شود، آب موجود در آن به شکل بخار خارج می­گردد ولی نمک محلول در آب در نفت باقی می­ماند. این نمک یا بشکل کریستال درآمده و یا به صورت ذرات معلق در نفت باقی مانده و باعث گرفتگی در مبدل­های حرارتی، لوله­های کوره­ها، پایین برج تقطیر و سایر تجهیزات بهره برداری می­گردد. این مساله باعث کاهش راندمان دستگاه­ها و حتی پایین آوردن کیفیت و محصولات می­شود. همچنین این نمک باعث گرفتگی راکتورها و خرابی بسترهای کاتالیستیموجود در آنها می­گردد.
• آب موجود در نفت باعث افزایش ویسکوزیته آن می­گردد و افزایش ویسکوزیته انتقال و پالایش نفت را مشکل­­تر می­نماید.
• آب، درجه API نفت خام را کاهش می دهد، در صورتیکه هر چقدر درجه API نفت خام بیشتر باشد، قیمت آن بالاتر است.
• با کاهش میزان آب هزینه حمل و نقل نفت کاهش می یابد.
• در نفت خام، علاوه بر آب، ناخالصی­های دیگری مانند ذرات بسیار ریز شن، خاک رس،اکسید آهن، گل حفاری، سولفید آهن،آرسنیک، کربن و­.... وجود دارند. این ذرات می­توانند مانند نمک، مشکلات فراوانی برای پالایش نفت به وجود آورند. با نمکزدایی از نفت، می­توان تا حدود زیادی میزان این ذرات را هم علاوه بر نمک کاهش داد.

به دلیل کلیه مسائل مطرح شده در بالا، حذف نمک و آب از نفت خام از اهمیت زیادی برخوردار است و به همین دلیل حداکثر آب و نمک مجاز در نفت در صنایع مختلف تعیین شده، و خریداران، تنها نفتی با خواص مناسب کار خود را خریداری می نماید. این میزان بطور مثال بین 1/0 تا 3 درصد وزنی یا 10 پوند به ازای هر 1000 بشکه (10 PTB ) و یا حداکثر مجاز نمک 29 گرم در متر مکعب می باشد.

1-1-  آب همراه نفت

آّب همراه نفت به سه صورت ممکن است وجود داشته باشد.

1-1-1-  آب آزاد (FREE WATER)

آب آزاد، آبی است که با نفت مخلوط نشده و صورت فازی کاملاً جدا از نفت در زیر آن قرار می گیرد. از آنجایی که این آب سنگین تر از نفت است، و در نفت پراکنده نشده، می توان به راحتی آنرا پس از زمان اقامت مناسب از نفت جدا کرد. این آب حدوداً ظرف 5 دقیقه از نفت جدا می شود. برای جداکردن این آب معمولاً از مخازن تفکیک گر سه فازی(Three Phase Separators)، مخازن جداسازی آب آزاد (Free Water Knockout Drums) و یا مخازنته نشین کننده (Setting Tanks) استفاده می شود.اختلاف وزن مخصوص آب و نفت باعث جدا شدن دو فاز آب و نفت از یکدیگر می شود. از آنجایی که روش جدا سازی این آب ساده بوده و احتیاج به تکنولوژی خاصی ندارد، توصیه می شود که در همان اولین مراحل فراورش آنرا از نفت جدا نمود، تا هزینه مراحل بعدی کاهش یافته و جداسازی با سهولت بیشتری انجام گیرد. در ضمن مقدار آب آزاد در نفت بستگی به عمر تولید چاه داشته و معمولاً بین 10 تا 50 درصد می باشد.

1-1-2- آب امولسیونی (EMULSIFIED WATER)

اگر آب به صورت قطرات بسیار ریزی درآمده و درون فاز نفت پخش گردد، به دلیل ایجاد سطح زیاد بین قطرات ریز آب و فاز پیوسته نفت، امولسیون تشکیل می شود. وجود مواد فعال کننده سطحی (Emulsifying Agent) مانند مواد پارافینی، آسفالتین، واکس، ذرات جامد و اسیدهای آلی که بطور طبیعی در نفت وجود دارند، شرط لازم برای تشکیل امولسیون آب در نفت است. هر چقدر میزان این مواد در نفت بیشتر باشد، امولسیون به وجود آمده سخت تر و پایدارتر می شود. معمولاً درصد نمک موجود در آب آزاد و امولسیونی با هم برابر است.

به همین دلیل است که نفت بنگستانی نسبت به نفت آسماری بدلیل داشتن مواد پایدار کننده بیشتر، دارای امولسیون های سخت تری است. به عنوان مثال نفت های بنگستانی هم دارای امولسیون های بسیار پایدار و سخت بوده و افت فشار در چاه های بنگستان مزید بر علت شده، در تسهیلات سطح الارضی موجب بوجود آمدن امولسیون های ریزتر و بیشتر می گردد. همچنین چاههای بنگستانی معمولاً درصد آب آزاد کمی دارند، در نتیجه احتمال اینکه به دلیل پایین بودن درصد آب همراه، مقداری نمک در حین عبور از تسهیلات سطح الارضی بصورت کریستال نمک درآید بسیار زیاد است. از بین بردن کامل امولسیون ها تنها با استفاده از روشهای برقی و نمکزداهای دارای میدان های الکتریکی امکان پذیرمی باشد.

1-1-3- آب محلول در نفت (SOLUBLE WATER)

علاوه بر آب آزاد و آب امولسیونی، مقدار بسیار کمی از آب در نفت حل می شود. میزان این حل شدن بستگی به دما، فشار، خصوصیات و ترکیبات نفت خام دارد. جداکردن این آب به هیچ روش ممکن  (ثقلی، حرارتی، برقی و ...) در سیسستم های متداول نمکزدایی امکان پذیر نمی باشد و فقط با عملیات تقطیر در پالایشگاه میتوان آن را حذف کرد. لذا در فرآیند نمک زدایی، از هر روش و سیستمی که استفاده شود، میزان آب موجود در نفت را   نمی توان به کمتر از 1/0 درصد رساند.