Tăng cường hiệu quả xử lý nhũ tương dầu - nước bằng phương pháp phá nhũ tại các cơ sở công nghiệp xử lý dầu khí

ĐẶC ĐIỂM CHUNG

Các vỉa tìm được thuần tuý chứa dầu theo cấu tạo vỉa lồi phức tạp hoá bởi màng chắn kiến tạo và địa tầng. Vỉa dầu ở tầng Mioxen phức tạp hơn về cấu tạo thể hiện sự không đồng nhất và dạng thấu kính của tầng chứa.

TÍNH CHẤT CƠ LÝ CUẢ ĐẤT ĐÁ

Mỏ Bạch Hổ gồm nhiều vỉa, trong các tầng chứa dầu phát hiện trong lớp trầm tích Mioxen hạ là 23, 24. Mặt tiếp xúc dầu - nước ở các vỉa này được quy ước đặt ở độ sâu tuyệt đối thấp nhất chứa dầu ổn định.

2627 ÷2980 m, đất đá mềm xen lẫn cát, độ cứng trung bình

- Tầng Oligoxen hạ thường gặp 2 loại muối: Cacl2 và Hyđrô cacbonat natri có độ khoáng thấp hơn 6,64 g và chỉ nhận được trong khuôn khổ vòm Bắc. Nước thuộc trầm tích Oligoxen dưới nằm trên các tầng sản phẩm chính chứa NaHCO3 có độ khoáng hoá 5g.

Sự hình thành nhũ

Trong hệ thống thu gom, do giảm áp liên tục và do bơm vận chuyển cũng làm tăng thêm độ phân tán các giọt nước trong dầu mỏ nhũ nước trong dầu còn được tạo thành do quá trình rửa dầu bằng nước ngọt để tách muối Clorua bằng phương pháp điện. Yếu tố cơ bản xác định độ bền của nhũ dầu mỏ là do sự có mặt của lớp Slovat hấp thụ trên bề mặt giọt nước phân tán, lớp hấp phụ này có tính cơ cấu trúc xác định, cản trở sự kết hợp của các hạt nước và tách nhũ.

Phân loại nhũ dầu mỏ

Đa số các nhà nghiên cứu cho rằng trong điều kiện vỉa hầu như không thể phân tán dầu khí nước, chúng chỉ bắt đầu tạo thành trong quá trình chuyển động theo thân giếng lên bề mặt. Nhũ nước trong dầu là một hệ phân tán của hai chất lỏng không tan hoặc ít tan vào nhau và là hệ thống ổn định về nhiệt động học, luôn có xu hướng tiến tới cân bằng với cực tiểu bề mặt phân tán các pha.

Độ bền nhũ

Tồn tại một loạt các lý thuyết giải thích độ bền tập hợp của hệ nhũ, có thể chia ra thành: Thuyết nhiệt động học (năng lượng) và thuyết cao phân tử gắn liền với sự thành tạo rào cản cơ cấu trúc. Ngoài các chất ổn định chính nhựa Asphanten - còn có muối của axit naptennic và kim loại nặng, vì tinh thể parafin, hạt rắn huyền phù khoáng sét với bề mặt bị biến tính bởi các cấu tử phân cực mạnh của dầu, Porfirin và oxit của nó chứa các kim loại nặng.

Hệ thống phá nhũ W/O bằng gia nhiệt - phụ gia ở áp suất khí quyển

- Tách lắng bán liên tục nhũ đã xử lý, nhũ được đưa vào phần dưới bể có đệm nước nóng. - Tách lắng liên tục trong nhóm bể với việc tự động xả nước ra hệ thống thải.

Hệ thống phá nhũ W/O bằng nhiệt - phụ gia ở điều kiện áp suất dư

Dầu mỏ đi qua bể này được gom lại và chuyển sang bể tách lắng triệt để.

Lựa chọn sơ đồ và chế độ tách nước hợp lý

Thiết bị khuấy trộn điều chỉnh đơn giản nhất là van điều chỉnh, nhờ đó có thể duy trì được trạng thái giảm áp tương ứng trong đường ống dẫn hỗn hợp dầu nóng và chất phá nhũ. Để tiến hành phá nhũ một cách hiệu quả bằng phương pháp dùng phụ gia phá nhũ, cần phải biết đặc tính loại nhũ hình thành, độ bền của nó và cơ chế tác động vào nhũ của phụ gia mới có thể lựa chọn được loại phụ gia thích hợp.

Cơ chế tác động của chất phụ gia phá nhũ

Để kết tụ nhũ cần phá vỡ những lớp vỏ bọc có độ bền cơ cấu trúc trên bề mặt giọt nước từ phía môi trường phân tán (do các chất ổn định tự nhiên của nhũ dầu mỏ tạo nên lớp chắn này, ngăn cản sự giảm chiều dày lớp màng khi các giọt nước kích đến gần nhau và ngăn cản sự kết tụ của chúng). - Phân tử chất phá nhũ do có hoạt tính bề mặt lớn hơn so với chất ổn định tự nhiên, đẩy các chất ổn định tự nhiên khỏi bề mặt phân pha dầu nước khi đó chất phá nhũ phải phá sơ bộ chất tạo màng bền vững của các chất ổn định (hoà tan keo).

Các chất phụ gia phá nhũ

Các chất hoạt động bề mặt không ion thu được bằng cách kết hợp oxy etilen với các hợp chất hữu cơ có nguyên tử hydro linh động; có nghĩa là chứa các nhóm - OH, - COOH, - SH, - NH2, CONH2, các chất ban đầu để tổng hợp chất hoạt động bề mặt không ion có thể là axit hữu cơ, rượu, phenol, mercaptan amin và amid của axit. Ngoài các chất hoạt động bề mặt không ion trên cơ sở các hợp chất hữu cơ được oxietilen hoá như axit béo oxietilen với C > 20, C > 25, ester, rượu béo oxi etilen hoá, alkyl fenol oxi etilen hoá (OP - 20) thì các chất phá nhũ hiệu quả nhất hiện nay là copolime khối oxialkylen - propylen hay butilen (phần kỵ nước) và oxietilen (phần ưa nước).

Tính chất cơ bản của một số phụ gia phá nhũ

Về hoạt tính phá nhũ các copolime khối có hiệu quả hơn nhiều so với các chất phá nhũ loại alkyl phenol và axit béo oxietilen hoá. Các chất hoạt động bề mặt trên được hoà tan trong dung môi là một hỗn hợp hydrocacbon khó bay hơi.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt nhũ nước trong dầu thô mỏ dầu VSP

Sự đa dạng của dầu thô, nước vỉa, đặc tính quá trình công nghệ xử lý và thiết bị áp dụng quyết định về sự phong phú về chủng loại chất phá nhũ áp dụng trong quá trình xử lý dầu thô. Tại phòng thí nghiệm quá trình phá nhũ được tiến hành với mẫu nhũ tự nhiên và nhân tạo thử với tất cả các chất phụ gia để chọn sơ bộ một số phụ gia cho kết quả tốt.

Kết quả phá nhũ bằng gia nhiệt và phụ gia phá nhũ

Tại ranh giới hai pha đang bị tách ra bởi chất phá nhũ sẽ xuất hiện nhũ O/W, nhũ này làm tốc độ lắng nước bị chậm lại. Ở nhiệt độ cao 60 ÷ 70OC do độ nhớt nhũ giảm làm cho tốc độ lắng tách nước ra nhanh hơn, ảnh hưởng của quá trình này cũng giảm đi.

Tổng quát về trạm rớt dầu không bến “Chí Linh” (F.SO - 2)

Việc bố trí xen kẽ các giàn điện cực kết hợp với lớp nước rửa có tác dụng như bản cực nhân tạo nên một vùng điện trường kép làm cho các hạt nước bị phân cực liên tục (hiẹn tượng đảo cực liên tục do tác dụng của điện trường xoay chiều ), chính hiện tượng đảo cực liên tục này làm cho giọt nước bị bóp méo loạn xạ, làm suy yếu lớp màng bao xung quanh giọt nhũ nước, đồng thời tạo ra một quán tính thúc đẩy các hạt nước va chạm nhau và hợp lại làm một. 3.3.3- Khi dầu từ MSP đưa sang có hàm lượng nước > 20% thì phải hướng dòng chảy về bể công nghệ để tách bớt nước bằng phương pháp lắng đọng do trọng lực kết hợp với hoá phẩm phá nhũ, giảm hàm lượng nước đến mức cho phép mới được đưa vào bộ xử lý nhiệt - điện, tránh gây ra hiện tượng ngắn mạch do hàm lượng nước cao.

LỰA CHỌN KIỂU THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT

• Phương pháp tính toán

Việc thiết kế một bộ trao đổi nhiệt kiểu này đòi hỏi phải có rất nhiều kinh nghiệm, bởi vì cũng là để trao đổi nhiệt giữa dầu với dầu qua môi trường trung gian là các tấm kim loại mỏng nhưng các thông số kỹ thuật như: Lưu lượng, nhiệt riêng của dầu khác nhau sẽ dẫn đến thông số thiết kế khác nhau. Thay giá trị của các thông số vào công thức (34) ta tính được:. - Tiến hành chọn kiểu thiết bị trao đổi nhiệt theo biểu đồ hình 32: Các bước tiến hành như sau:. Bước 1: Lấy giá trị của LMTD: có thể lấy giá trị này theo tính toán ở trên hoặch có thể kẻ nối giá trị ∆T1 với ∆T2 để lấy giá trị của LMTD trên biểu đồ. Đến đây có 2 cách giải quyết:. Cách 1: gọi là cách lựa chọn nhanh. Sử dụng giá trị φ đã tìm được để chọn kiểu thiết bị qua bảng 3 bằng cách lấy cận trên của φ, sau đó giòng xuống hàng dưới ta sẽ được kiểu thiết bị trao đổi nhiệt cần chọn. kiểu thiết bị này có kích thước nhỏ nhất cho phép vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo tính kinh tế. Thể nhưng trên biển đồ, kiểu CB 26 và kiểu m3 lại không nằm trên đường giòng từ A xuống. Điều này có nghĩa là hai kiểu này không đáp ứng được lưu lượng dầu theo yêu càu 9m> 50 kg/s).