Чем отделяют воду от нефти

Очистка воды от нефтепродуктов

Очистка воды от нефтепродуктов может состоять из физико-химических, химических, механических и биологических способов. Использование каждого метода зависит от масштабов и первоисточника загрязнения, объема нефтяных выбросов.

Механическая очистка

Механическая очистка состоит из отстаивания и последующей фильтрации загрязненной воды с использованием нефтеловушек, бензомаслоуловителей или ручным методом. Все они основаны на способности нефти не смешиваться с водой, а создавать масляное пятно. Ее собирают в полиэтиленовые пакеты с последующей утилизацией – сжиганием.

Механической очисткой можно удалить до 75% нерастворимых нефтепродуктов. Это не достаточно для эффективной очистки воды.

Основным недостатком метода является забор воды вмести с тонкой нефтяной пленкой. Хорошо собрать нефтепродукты возможно только при толстом слое, что случается только при больших техногенных катастрофах.

Химическая очистка

Химическая очистка подразумевает обязательное использование х, которые химических примесей, реагирующие с нефтепродуктами. В ходе химических реакций образуется нерастворимый в воде осадок, легко удаляемый механической фильтрацией. Эффективность удаления растворимых примесей – 25%, нерастворимых – 95%. Химическая очистка основана на одном из двух методов:

• провоцирование образования масляного пятна, используя эмульгаторы эмульсий из воды и нефти или поверхностно-активных веществ (ПАВ);
• поглощение нефтепродуктов адсорбентами: оксид алюминия, алюмосиликаты.

Второй способ используется во время локального разлива нефти и имеет эффективность – 98%.

Физико-химическая очистка

Физико-химическая очистка включает коагуляцию, адсорбцию, окисление, экстракцию и другие методы очистки. Происходит удаление тонкодисперсных растворенных примесей, а так же распад органики.

Для адсорбции часто берут измельченный активированный уголь мелкой фракции. Его наносят равномерным слоем на пятно, что препятствует его увеличению. Смешавшаяся с водой нефть прилипает к частичкам угля и легко удаляется. Смесь угля и нефти хорошо горит, что облегчает дальнейшую утилизацию.

Используют пенополиуретан с высокой степенью поглощения. Он вбирает в себя в 20 раз больше нефтепродуктов, чем собственный вес.

Выливают на нефтяное пятно жидкий парафин. При затвердении он впитывает в себя нефтепродукты и легко удаляется механическим путем.

Снижение токсичности и разрушения биохимического состава нефти можно достичь, используя эмульгаторы и ПАВ. Нефть переходит в эмульсию и быстрее распадается.

В борьбе с нефтяными пятнами эффективен ферримагнитный порошок ФЕР-3 из оксида железа. Пленка приобретает магнитные свойства и собирается специальной ловушкой. Способ обладает техническими и экологическими преимуществами, но не распространен из-за отсутствия широкого распространения специальных порошков.

Были проведены лабораторные исследования с порошком ФЕР-3. Время сортирования составила 5-15 минут. Удаляется до 80% нефтяной пленки. Образованные большие глобулы собираются механически. Благодаря текучести суспензии ее восстанавливают сепарацией.

Биологический метод

Биологическая очистка является наиболее распространенной в удалении нефтепродуктов из воды. Используются особые микроорганизмы, которые поедают нефть. Сегодня найдено более 1 тысячи простых организмов, которые питаются различными углеводородами.

Например, дрожжи Candida питаются нефтяными парафинами. В итоге получается большой объем биомассы с большой концентрацией витаминов и белка.

Популярными биологическими средствами являются препараты «Деворойл» и «Ленойл». Они эффективны в разложении нефтепродуктов, которые присутствуют в почвах и водоемах.

«Деворойл» состоит из 5 видов дрожжей и бактерий, способные окислять углеводороды. Каждый вид эффективен борьбе с определенной фракцией нефти. Их набор позволяет равномерно обрабатывать все фракции. «Ленойл» состоит из ассоциации микроорганизмов.

Оба препараты имеют широкое воздействие на углеводороды и легко внедряются в нефтяной слой, возвращая нормальные процессы аэрации.

Уфимский научный центр проводил сравнительную оценку эффективности препаратов с заграничными аналогами. Торф и чернозем «Ленойл» очищал лучше заграничных биопрепаратов. Хорошие результаты достигнуты при большой концентрации загрязнений и последующей утилизацией.

В обоих препаратах введены особые добавки для активации деструкции нефти. Микроорганизмы не являются токсичными и патогенными, легко приспосабливаются в соленой среде, разлагают растворенные и нерастворенные компоненты нефти. Время нейтрализации незначительное, а сами микроорганизмы не вымываются дождями и во время паводков.

В РФ «Ленойл» и «Деворойл» разрешены Госсанэпиднадзором и Министерством природа.

Использование «Деворойл» и «Ленойл»

Препараты легко использовать. Перед непосредственным нанесением на почву или водную поверхность разводят суспензию. Температура поверхностей должна быть более 5 градусов. Раствор вливают или распыляют над местом загрязнения.

В результате очистки воды от нефти образуется легкоразлагаемый белок и нетоксичные продукты, которые не следует утилизировать. Аборигенная микрофлора без трудностей усвоит отработанные бактерии и продукты их жизнедеятельности. Начнет образовываться гумус или донный ил. Результат очистки может доходить до 99%.

Требуемое количество препаратов будет завесить от вида поверхности и концентрации загрязнения. Время очистки – 1 месяц.

Ленойл и Деворойл – экологически безопасные препараты, так как при их использовании образуются нейтральные продукты, не наносящие вред окружающей природе. Сегодня они взяты на вооружения во многих регионах РФ и СНГ для очистки естественных и искусственных водоемов, а так же санации почвы.

Источник

Отделение воды от нефти: способы

Нефть представляет собой эмульсию, состоящую из воды, газа, солей и различных механических примесей. Одной из важнейших стадий подготовки нефти к переработке считается ее разделение на различные компоненты.

В рамках этого процесса нефть обезвоживается, очищается и обессоливается. Не менее важным процессом является и отделение жидкости от газа. Для этого используется нефтегазовый сепаратор. Он обеспечивает дегазацию нефтяной эмульсии от попутного нефтяного газа. Посредством нефтегазовых сепараторов выполняется очистка газа от жидкостных включений на установках нефтедобычи.

Возвращаясь к процессу отделения нефти от воды, стоит отметить, что для этого чаще всего используются отстойники нефти, центрифуги или фильтрационные установки.

Отстойники

Для отделения нефти от воды обычно используется такое оборудование, как отстойники. Они применяются на первом этапе очистки нефти от примесей. Принцип действия этого оборудования состоит в осаждении дисперсной влаги. Этот процесс происходит благодаря действию гравитационных сил. Другими словами, благодаря различному удельному весу влаги и нефти, капли воды оседают внизу резервуара, а обезвоженная нефть поднимается вверх и выводится через специальное отверстие в корпусе отстойника.

Процесс отделения нефти от воды может проходить постоянно или периодически. Первый вариант предусматривает постоянное прохождение рабочей жидкости через отстойник, второй – отстаивание в сырьевых емкостях и последующее осаждение по факту накопления.

Центрифуги

Альтернативным вариантом оборудования для отделения нефти от воды являются центрифуги. В этих установках процесс расслоения происходит на порядок интенсивнее. Этот способ предназначен для работы исключительно с нестойкими эмульсиями. Из-за высокого уровня электропотребления данный способ отделения нефти от воды считается более энергозатратным. Еще один минус заключается в уровне производительности. Он на порядок ниже, чем в отстойниках.

Фильтры

Фильтрация также не может похвастаться высоким уровнем производительности. И при этом она требует солидных расходов на замену фильтрующих элементов. Они могут быть гидрофобными или гидрофильными. Первый вариант предусматривает применение материалов, задерживающих молекулы воды и пропускающих нефть. Гидрофильные элементы предназначены для задерживания воды и пропуска уже обезвоженной нефти.

Стоит заметить, что на практике часто используется комбинация всех перечисленных способов отделения нефти от воды. За счет этого можно обеспечить максимально глубокую очистку нефтяной эмульсии.

Источник

Как отделяют нефть и газ от воды? Гравитационная теория

Гравитационная теория. Если нефть, воду и газ поместить в закрытый сосуд или резервуар, они сами смогут быстро распределиться применительно к их плотности на три слоя: вода внизу, газ наверху и нефть посредине. Подобное разделение, очевидна, обусловлено не чем иным, как разницей в их плотности. То же положение обычно занимают эти вещества, когда они встречаются одно с другим в пустых промежутках какой-нибудь породы. Факт подобного распределения кладется в основу гравитационной теории, которая в настоящее время служит для геологов руководящим указанием при выборе всех точек для бурения Форма пористых пород-коллекторов, естественно, отличается соответствующей формы упомянутого сосуда. Их горизонтальные размеры значительно превосходят их высоту. Кроме того, содержащееся в породах количество нефти и газа обыкновенно бывает очень небольшим, но сравнению с заключенной в них массой воды. Наличие какого-нибудь крупного скопления нефти вызывает предположение о существовании значительного ее передвижения, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.

Первой тектонической формой, связанной с нефтеносными площадями, была отмечена антиклинальная структура. Поэтому гравитационная теория скопления нефти вскоре стала известной под названием антиклинальной теории.

Наибольшее число исследовательских работ, выполненных до 1890 г., сосредоточивалось в Аппалачском районе. Однако именно здесь не всегда была ясна связь между распределением нефти и тектоническим строением, вследствие наличия в этом районе целого ряда других факторов, каковы отсутствие воды или линзовидный характер и колебания в степени цементации пород. Действительное развитие данной теории и начало ее применения для практических целей было положено работой И. Уайта в 1885 г. Затем Эдуард Ортон применил эту теорию на практике к области Лима-Индиана и доказал, что площади с наибольшим скоплением нефти здесь отвечают как раз тем из них, которые были рекомендованы по теоретическим соображениям. Наибольшим же вкладом Ортона в науку геологии нефти было составление структурных карт, впервые покапавших в ясной и понятной форме зависимость между скоплением нефти и тектоническим строением.

В 1904 г. Уайт расширил свои более ранние выводы в другой статье, о которой следует упомянуть, чтобы отметить окончание дискуссий по поводу основных положений гравитационной или антиклинальной теории и общее признание последней в качестве руководящей при разведочных работах. Хотя с этого времени в принципе теория и была принята, однако многие геологи не разделяли мнения, что одна только разница в удельном весе могла привести к взаимному разделению газа, нефти и воды, как это считалось раньше очевидным. В 1909 г. Мэнн (М. J. Munn) внес в нее изменения, известные ныне под названием гидравлической теории, а в 1914 г. Уошбэрн выдвинул вопрос о важности условий капиллярности для процесса, концентрации нефти. В 1912 г. Джонсон (R. W. Johnson) подчеркнул значение природного газа для движения нефти. В 1910 г. Мразек (L. Mrazec) и затем снова в 1917 г. Дэли (М. Daly) предложили диастрофическую теорию миграции нефти, в которой накопление нефти считается явлением, обусловленным деформациями земной коры.

Эти изменения к основной теории, развившиеся для объяснения местных особенностей отдельных районов, не всегда могут применяться с успехом ко всем нефтеносным областям.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник

Разделение нефтяной эмульсии

10 Сентября 2020 г.

Продолжаем серию информационных статей о технологических процессах, которые проходят нефтепродукты, прежде чем уже поступать уже на конечную переработку. В данной публикации мы рассмотрим технические аспекты разделения водонефтяной эмульсии с применением специальных отстойников, фильтров и центрифуг.

Сырая нефть представляет собой эмульсию, то есть жидкость, в которой присутствуют нефть, вода, соли и механические примеси. Одним из этапов подготовки нефти к первичной переработке является разделение водонефтяной эмульсии на ее составляющие, обезвоживание, обессоливание и очистка, что позволяет получить очищенную от воды, солей и механических веществ нефть.

Понятие водонефтяной эмульсии

Эмульсия имеет двухкомпонентный состав, который представляет собой нерастворимые друг в друге жидкости. Это может быть как «вода в нефти», так и «нефть в воде»: отличие заключается в преобладающей среде, то есть одна является сплошной, а вторая — дисперсной, и наоборот. Молекулы дисперсной среды как бы обволакивают молекулы сплошной.

(1-нефть, дисперсная среда, 2- вода, дисперсная фаза, 3-оболочка)

Нефтяная эмульсия является нестабильным составом, склонным к расслоению. Разделение ее может происходить как естественным путем, так и при обязательном применении технологий ее разрушения в связи с присутствием в ней эмульгаторов — веществ, расположенных на «оболочке» и препятствующих коалесценции частиц. Это могут быть как естественные эмульгаторы, так и твердые взвешенные включения, которые снижают эффективность расслоения.

На скорость и темп разделения эмульсии влияет диаметр частиц воды (чем они больше, тем быстрее отделятся от капель нефти) и от плотности нефти.

Читайте также:  Моюсь только водой без мыла

Для справки: скорость оседания воды определяется формулой Стокса:

, где: d_k – диаметр капли, м; p_В-р_Н— плотность воды и нефти, кг/м 3 ; μ – динамическая вязкость нефти, Па·с.

Так, в современной отрасли выделяют механические, термические, химические и электрические методы разрушения нефтяной эмульсии. Выбор зависит от объемов добываемого сырья, степени ее обводненности, состава и количества примесей, требований к скорости очистки и производительности.

Механические способы разделения нефтяной эмульсии: отстойники, центрифуги, фильтры

Для механического разделения водонефтяной эмульсии применяются сепараторы, отстойники, центрифуги и фильтры. Этот способ относится к одним из наиболее простых в техническом плане. Для его осуществления не требуется сложных производственных решений: процесс основывается на физических свойствах жидкостей и силе гравитации. Наиболее широко применяется с обводненной нефтью, но не является эффективным для ее глубокого обезвоживания и эксплуатации с мелкодисперсными эмульсиями.

Отстойники нефти: принцип действия и устройство

Нефтяные отстойники составляют основное оборудование, которое применяется для отделения воды от нефти без применения подогрева и дополнительных устройств. Благодаря этому они выступают в качестве первого этапа очистки нефти и ее обезвоживания.

Принцип работы отстойников заключается в осаждении дисперсной влаги за счет действия гравитационных сил: вода и нефть имеют разный удельный вес, за счет чего более тяжелые и крупные частицы (капли воды) оседают внизу емкости, а уже обезвоженная нефть поднимается и выводится через верхнюю часть корпуса.

На эффективность отстаивания нефти влияют такие факторы, как:

• физико-химические свойства водонефтяной эмульсии: плотность, вязкость, диаметр дисперсных частиц
• скорость движения потока
• площадь поверхности отстаивания

Процесс отделения воды от нефти может происходить как непрерывно, так и периодически. В первом случае рабочая жидкость постоянно проходит через отстойник. Во втором — отстаивание осуществляется в сырьевых резервуарах, в которых осаждение воды происходит по факту наполнения.

В зависимости от технического оснащения нефтеперерабатывающего предприятия нефтяная эмульсия подается в емкость по горизонтали или по вертикали. При этом принцип действия не меняется. Лишь при вертикальном движении создается большой напор и давление.

Саратовский резервуарный завод производит горизонтальные нефтяные отстойники* производительностью до 15000 м 3 в сутки:

*(описание и технические характеристики оборудования смотрите в соответствующих разделах Каталога продукции)

Горизонтальный способ размещения наиболее распространен благодаря высокой производительности и площади отстаивания. Дополнительно в некоторых типах оборудования может выполняться обессоливание нефти, например, в аппаратах типа БОН. Осевшие примеси и шлам удаляются механическим или гидравлическим способом в зависимости от степени оснащенности оборудованием и степенью автоматизации.

Внутри нефтяные отстойники разделены перегородками на отсеки, в которых происходит постепенное осаждение дисперсной жидкости и отделение нефти при давлении от 0,6 МПа до 2,5 МПа. Внутреннее устройство агрегатов позволяет равномерно распределять эмульсию, что препятствует созданию возмущения из-за входящей струи.

Центрифуги и фильтры для разделения водонефтяной эмульсии

Процесс расслоения проходит более интенсивно в центрифугах (по сравнению с отстойниками), в которых создаются центробежные силы. Данный способ используется только с нестойкими эмульсиями, является энергозатратным из-за высокого электропотребления для создания высокоскоростных центробежных ускорений, превышающих свободное падение. Кроме того, наличие в рабочей среде механических примесей замедляет скорость движения потока и, следовательно, снижает производительность установки.

Фильтрация не обладает высокой производительностью и требует достаточных затрат на смену фильтрующего гидрофобного или гидрофильного элемента. В гидрофобных фильтрах применяются материалы, которые не накапливают на себе молекулы воды, а лишь задерживают их и пропускают нефть. Гидрофильные элементы состоят из материалов, которые впитывают в себя взвешенные частицы воды, тем самым задерживая ее и пропуская уже обезвоженную нефть.

Особенности процесса механического разделения водонефтяной эмульсии требуют использование дополнительных методов обезвоживания нефти. Например, при нагреве жидкости в деэмульгаторах до 100ºС снижается ее вязкость и плотность. А при прохождении эмульсии через электрическое поле переменной частоты и при высоком напряжении в электродегидраторах происходит разрушение эмульгированной оболочки и поляризация частиц воды.

Совместное использование всех методов обезвоживания нефти позволяет получить нефть глубокой очистки с содержанием воды до 0,1%.

Источник