CỘNG PHỤ GIA PHÁ NHŨ.
Hiện nay người ta sử dụng phương phỏp này rộng rói do phương phỏp đơn giản, cú thể ỏp dụng cho mọi thiết bị lớn nhỏ, ở bất kỳ địa điểm nào, ngay cả tại giàn khoan ngoài khơi.
Đõy là quỏ trỡnh kết hợp giữa gia nhiệt và phụ gia phỏ nhũ. Khi gia nhiệt quỏ trỡnh phỏ nhũ xảy ra nhanh hơn. Tăng nhiệt độ sẽ làm giảm độ bền lớp vỏ bảo vệ giọt nước do tăng độ hoà tan chất tạo nhũ trong dầu làm chảy tinh thể parafin và xerexin bao bọc. Ngoài ra tăng nhiệt độ làm giảm đỏng kể độ nhớt của dầu và tăng chờnh lệch tỷ trọng dầu nước, tạo điều kiện cho quỏ trỡnh lắng tỏch xảy ra nhanh hơn.
Một số tỏc giả cho rằng khi chọn chế độ nhiệt tối ưu cho quỏ trỡnh phỏ nhũ phải dựa vào đặc tớnh nhớt dầu thụ nờn chọn nhiệt độ phỏ nhũ ứng với độ nhớt < 4cδt. Kết hợp gia nhiệt với tỏc động của chất phỏ nhũ sẽ đạt hiệu quả phỏ nhũ cao. Chất phỏ nhũ khi hấp thụ trờn bề mặt phõn pha sẽ làm peptit hoỏ và hoà tan lớp bảo vệ giọt nước và pha dầu.
Phương phỏp gia nhiệt và phụ gia cú thể thực hiện ở ỏp suất khớ quyển và ỏp suất dư:
1. Hệ thống phỏ nhũ W/O bằng gia nhiệt - phụ gia ở ỏp suất khớ quyển.
Phương phỏp này được dựng phổ biến trong cụng nghiệp dầu mỏ. Nhũ dầu mỏ đó tỏch khớ theo cỏc đường ống thu gom đi vào bể tiếp nhận và được bơm tới thiết bị gia nhiệt đến 40 ữ 600C, rồi chuyển qua bể lắng tỏch. Trước khi vào thiết bị gia nhiệt chất phỏ nhũ được bơm trộn cựng với nhũ dầu mỏ. Tại cỏc bể tỏch lắng, nhũ phõn lớp thành dầu và nước trong thời gian từ vài giờ đến vài ngày tuỳ thuộc đặc tớnh và độ bền của chỳng. Việc tỏch lắng nhũ dầu mỏ trong cỏc bể cú thể được thực hiện theo ba quy trỡnh sau:
- Ngắt định kỳ cỏc bể chứa riờng biệt để tỏch lắng theo mức chứa của chỳng, thời gian tỏch lắng tuỳ thuộc vào dung tớch, số lượng bể và số lượng dầu nhũ.
- Tỏch lắng bỏn liờn tục nhũ đó xử lý, nhũ được đưa vào phần dưới bể cú đệm nước núng. Dầu mỏ đi qua bể này được gom lại và chuyển sang bể tỏch lắng triệt để. Nước được định kỳ xả ra hệ thống thải.
- Tỏch lắng liờn tục trong nhúm bể với việc tự động xả nước ra hệ thống thải.
2. Hệ thống phỏ nhũ W/O bằng nhiệt - phụ gia ở điều kiện ỏp suất dư.
Tỏch nước dầu thụ trong bể chứa ở ỏp suất khớ quyển cú những nhược điểm sau:
- Khi gia nhiệt dầu ở nhiệt độ cao sẽ làm mất mỏt khớ và phõn đoạn nhẹ giỏ trị sẽ làm ụ nhiễm bói bồn chứa và phỏ vỡ quy tắc an toàn phũng chỏy.
- Tiến hành quỏ trỡnh ở nhiệt độ thấp lại làm giảm hiệu quả, tăng thời gian tỏch nước và làm quỏ tải bói bồn chứa, khi tỏch nước dầu thụ trong bể lắng ở ỏp suất dư sẽ hạn chế được cỏc nhược điểm trờn do quỏ trỡnh được tiến hành ở ỏp suất tương ứng cú thể gia nhiệt đến nhiệt độ tối ưu cần thiết mà trỏnh mất mỏt phần nhẹ.
Nhũ dầu mỏ được gia nhiệt trong cỏc bể chứa kớn, ỏp suất tới 10 at. Nhiệt độ cú thể tăng 1500C làm giảm đột ngột độ nhớt của nhũ và độ bền của nú giảm, thời gian tỏch lắng của nú nhanh hơn. Dầu từ cỏc giếng được dẫn tới bể chứa. Sau đú được bơm trộn với chất phỏ nhũ và chuyển đến thiết bị gia nhiệt. Tại đõy dầu nhũ được gia nhiệt tới 70 ữ 1500C. Sau khi gia nhiệt dầu nhũ được chuyển tới bể lắng và được để lắng trong khoảng thời gian từ 1 ữ 3 tiếng. Nước tỏch được xả ra từ đỏy. Dầu đó tỏch nước được làm nguội trong thiết bị trao đổi nhiệt với dầu nhũ đi vào rồi dẫn tới bể chứa thành phẩm.
3. Hệ thống tỏch muối nước bằng nhiệt phụ gia.
Đối với một số loại dầu mỏ khi tỏch nước sõu vẫn cũn một lượng muối lớn trong dầu thụ. Trong cỏc trường hợp này ngay tại mỏ cựng với việc tỏch nước cũn cần tiến hành tỏch muối dầu thụ ngay trờn thiết bị nhiệt hoỏ. Thiết bị này gồm hai cấp bể lắng. Trước khi chuyển sang cấp thứ hai dầu được rửa muối bằng nước ngọt với lượng 5 ữ10% so với dầu, cú dựng chất phụ gia phỏ nhũ. Nước dư cựng muối hoà tan cần phải để lắng thờm 4 ữ 6h.
Phương phỏp nhiệt hoỏ cho phộp tỏch muối dầu thụ đến hàm lượng muối cũn lại < 50 mg/l và nước < 0,2%.
4. Lựa chọn sơ đồ và chế độ tỏch nước hợp lý.
Khi chọn sơ đồ và điều kiện tỏch nước cần tớnh đến hàm lượng nước và độ ổn định của dầu nhũ, mức độ và phương phỏp gia nhiệt, vị trớ đưa chất phỏ nhũ vào, tốc độ khuấy. Mục tiờu chớnh là tỏch nước và tạp chất nhanh và hoàn toàn khụi dầu khi tiờu hao
nhiệt và hoỏ phẩm nhỏ nhất. Trong tất cả cỏc sơ đồ hiện đại, điều kiện bắt buộc là thiết bị phải kớn hoàn toàn để giảm thiểu tối đa mất mỏt phần nhẹ khi xử lý dầu.
Đối với dầu cú hàm lượng nước cao ỏp dụng sơ đồ bậc là thuận lợi nhất. Chất phỏ nhũ được đưa vào ống gúp. Dầu nhũ từ cỏc mỏ khỏc nhau được đưa vào bể chứa trung chuyển để tỏch nước sơ bộ, tại đõy phần lớn nước được tỏch ra.
Dầu thụ đó tỏch nước sơ bộ được chuyển đến thiết bị tỏch nước bằng nhiệt - phụ gia. Như vậy sẽ tiết kiệm nhiệt năng, tăng cụng suất thiết bị và làm cho vận chuyển dễ dàng hơn do độ nhớt của dầu đó tỏch nước giảm đi. Việc đưa chất phụ gia phỏ nhũ vào ống gúp cú ưu thế lớn do nhũ mới tạo ra dễ phỏ hơn. Đưa chất phỏ nhũ trực tiếp vào đỏy giếng cũn ngăn chặn được sự tạo thành nhũ bền W/O. Mức độ khuấy trộn tối ưu chất phỏ nhũ với dầu thụ được xỏc định bởi tớnh chất phỏ nhũ và dầu thụ chất phỏ nhũ cú hoạt độ bề mặt nhỏ cần khuấy trộn mạnh hơn với dầu thụ. Chất phỏ nhũ cú hoạt độ bề mặt nhỏ cần khuấy trộn mạnh cú thể làm phỏ vỡ cỏc hạt nước và tăng lượng cỏc hạt phõn tỏn cao. Do đú mỗi trường hợp cụ thể cần xỏc định điều kiện khuấy trộn tối ưu. Thụng thường tại cỏc thiết bị tỏch nước chất phỏ nhũ được đưa vào dầu thụ trước bơm ly tõm, nú đồng thời làm chức năng khuấy trộn. Tuy nhiờn đối với dầu nhớt cao, khuấy trộn trong bơm ở dạng nguội chưa đủ, cũn đối với dầu ớt nhớt lại quỏ mạnh. Do đú tốt nhất nờn cú khuấy trộn riờng biệt để điều chỉnh mức độ khuấy trộn của dầu với chất phỏ nhũ. Thiết bị khuấy trộn điều chỉnh đơn giản nhất là van điều chỉnh, nhờ đú cú thể duy trỡ được trạng thỏi giảm ỏp tương ứng trong đường ống dẫn hỗn hợp dầu núng và chất phỏ nhũ. Mức độ khuấy chất lỏng phụ thuộc vào đại lượng giảm ỏp tại van. Giảm ỏp càng lớn tốc độ dũng càng lớn, khuấy trộn càng mạnh, giảm ỏp tối ưu được thiết lập thực nghiệm và thường dao động trong khoảng 0,3 ữ 0,7 at.