Teknologi desalinasi minyak: deskripsi dan prinsip

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Kilang minyak menerima produk dari deposit sumur sebagai bahan baku. Pada dasarnya, ini adalah sumber daya minyak dan gas yang diekstraksi dalam bentuk emulsi dengan pengotor dan garam mineral. Tanpa perlakuan awal, campuran tersebut dapat merusak peralatan proses bahkan pada tahap awal pemrosesan bahan mentah, sehingga metode dehidrasi minyak dan desalinasi digunakan, yang dapat dibandingkan dengan efek filtrasi.

Prinsip umum teknologi dewatering dan des alting

Campuran minyak dan kotoran terkait, biasanya, terbentuk dari beberapa jenis cairan, yang mungkin termasuk partikel padat. Dalam emulsi paling sederhana, komponen air dicampur dengan minyak mentah dalam tetes tipis sepanjang struktur molekul. Perlu dicatat bahwa proses dehidrasi dan penghilangan garam minyak dapat dikaitkan tidak hanya dengan polusi alami dan pengenceran target.produk di dalam sumur dan selama produksi. Teknologi operasi pengangkutan udara dari sumur menyediakan pengenceran sumber daya yang disengaja untuk mengekstraknya ke permukaan di bawah tekanan lubang bawah. Gas udara atau hidrokarbon dapat bertindak sebagai media pengangkat aktif, sehingga penyulingan minyak lebih lanjut merupakan langkah teknologi wajib untuk persiapan sumber daya. Hal lain adalah kandungan oksigen yang rendah pada teknik airlift memudahkan proses pemisahan bahan baku.

Aplikasi paling umum dari teknologi penyulingan minyak melibatkan pemisahan garam dan air pada tingkat molekuler. Secara khusus, teknologi paling sederhana untuk desalinasi minyak mencakup efek medan elektrostatik yang dibuat oleh elektroda dengan catu daya transformator pada tegangan 12-25 kV. Medan elektrostatik menyebabkan molekul air bergerak, bertabrakan dan saling menempel. Ketika volume cairan terakumulasi, menjadi mungkin untuk menyelesaikannya dengan pemisahan berikutnya dari fase minyak. Ini adalah salah satu prinsip umum pengoperasian metode dehidrasi dan desalinasi, tetapi teknologi yang melibatkan penambahan berbagai komponen aktif yang mempercepat dan mengoptimalkan proses pemisahan juga banyak digunakan.

Minyak mentah dan karakteristiknya

Minyak yang diproduksi mentah juga mengandung pengemulsi alami dengan pengotor terdispersi dan klorida termineralisasi. Dalam beberapa kasus, tergantung pada teknologi pengembangan sumur, komponen gas juga dapat dipertahankan - mudah menguap dananorganik. Semua komponen ini aktif dan dapat dianggap sebagai wajib untuk konservasi atau tidak diinginkan - statusnya ditentukan oleh persyaratan untuk produk akhir dan pada tahap pemrosesan menentukan daftar metode yang dapat diterima untuk dehidrasi dan menghilangkan garam minyak, yang juga akan mempengaruhi pilihan peralatan untuk kilang minyak. Artinya, bahkan beberapa komponen yang berguna dapat membahayakan unit teknologi, oleh karena itu, pada tahap pemrosesan tertentu, mereka juga dikeluarkan, dan kemudian diperkenalkan kembali.

Proses dehidrasi dianggap sebagai salah satu yang paling dasar. Ini diterapkan dengan menghancurkan media air-minyak dengan penambahan deemulsifier, yang selama adsorpsi pada batas pemisahan fase, memisahkan tetesan cairan dalam minyak. Sebagai komponen aktif, komposisi harus digunakan, yang dengan sendirinya akan mudah dipisahkan dari produk target. Misalnya, demulsifier yang digunakan untuk dehidrasi dan penghilangan garam minyak tidak mempengaruhi sifat bahan mentah yang dimurnikan dan tidak bereaksi dengan air. Ini adalah senyawa yang disintesis yang juga lembam terhadap peralatan dan ramah lingkungan. Pengemulsi dari kelompok yang larut dalam minyak mudah dicampur dengan emulsi yang mengandung minyak dan pada saat yang sama dicuci dengan air dengan buruk. Ada juga pengemulsi non-elektrolit organik, yang fitur-fiturnya mencakup fungsi pelarutan relatif terhadap pengemulsi minyak. Sebagai hasil dari aksi kimia, viskositas bahan baku juga menurun.

Pembenaran kebutuhan desalinasi minyak

Kegunaan mengurangi konsentrasi garam dalam minyak mentah jauh melampaui kerusakan yang disebabkan oleh proses korosi pada peralatan. Harus diperhitungkan bahwa produk minyak dengan serangkaian sifat fisik dan kimia tertentu yang ditetapkan oleh peraturan ketat digunakan dalam proses produksi dan dalam penyediaan infrastruktur transportasi. Oleh karena itu, desalinasi minyak, pada prinsipnya, adalah prosedur yang sepenuhnya rasional - hal lain adalah bahwa teknologi yang berbeda dapat digunakan untuk melakukan tugas ini, belum lagi perbedaan dalam tingkat pengurangan konsentrasi. Misalnya, di daerah di mana konservasi air direncanakan, proses desalinasi dua tahap dapat dilakukan.

Dalam hal apa pendekatan pengelolaan garam bervariasi? Itu tergantung pada teknik yang mendasarinya. Jadi, dalam metode listrik, parameter saat ini akan menjadi masalah, dan dalam kerangka perawatan kimia untuk dehidrasi dan penghilangan garam minyak, berbagai zat aktif digunakan, yang pada awalnya mempengaruhi kandungan elemen tertentu dengan cara yang berbeda. Sebagian besar ini adalah bahan kimia yang sama dari kelompok umum deemulsifier yang dimasukkan ke dalam emulsi dalam kondisi tertentu. Misalnya, untuk memastikan pencampuran zat yang padat dengan bahan mentah berminyak, zat tersebut harus diarahkan ke hulu pada jarak standar dari tangki penyiram atau zona pemisahan.

Memanaskan minyak mentah

Salah satu langkah persiapan, yang tujuannya adalah untuk menciptakan rezim suhu yang cukup untuk pelaksanaan proses desalinasi yang efektif. Untuk apa? Pemanasan memiliki dua tugas dasar:

• Dalam kondisi suhu tinggi, partikel air bergerak dengan kecepatan lebih tinggi, yang membuat proses penggabungan molekul menjadi satu struktur menjadi lebih aktif. Dengan demikian, proses desalinasi minyak meningkat, dari mana senyawa air yang besar dihilangkan.
• Mengurangi viskositas juga merupakan konsekuensi dari pengaturan suhu. Viskositas seperti itu menunjukkan kemampuan fluida untuk menahan aliran. Jika indikator ini berkurang, maka komponen asing lebih mudah dihilangkan, karena dilawan oleh gaya penghalang yang lebih kecil.

Tapi rezim suhu seperti apa yang optimal untuk emulsi minyak dalam hal dampak positif pada proses pemisahan lebih lanjut? Indikator tertentu ditetapkan dengan mempertimbangkan karakteristik sampel tertentu. Misalnya, untuk emulsi ringan, viskositas rendah, suhu rata-rata sedang digunakan untuk mencegah pendidihan fase minyak, dan untuk campuran hidrokarbon berat, masuk akal untuk meningkatkan bar efek termal. Dalam kebanyakan kasus, suhu pemanasan dari 100 hingga 120 °C diambil sebagai mode optimal untuk desalinasi. Mode hingga 140 °C dianggap meningkat.

Perawatan minyak kimia

Pemrosesan atau penghancuran struktur emulsi dengan cara ini juga memerlukan pelatihan khusus. Secara khusus, metode kimia dehidrasi minyak dan penghilangan garam dilakukan di bawah kondisi fisik berikut:

• Untukuntuk memastikan kontak antara komponen minyak dan zat aktif, film antarmuka harus dihancurkan terlebih dahulu. Ini akan memungkinkan untuk menambahkan demulsifier yang diperlukan untuk proses selanjutnya pada emulsi.
• Jumlah tumbukan partikel air yang terdispersi harus cukup untuk jangka waktu tertentu. Dengan kata lain, dengan mengaduk atau memutar isi emulsi, aktivitas partikel air yang tidak stabil meningkat secara artifisial.
• Waktu pengendapan telah dipertahankan, di mana partikel air yang besar akan membentuk endapan dengan latar belakang koagulasi.

Mulai saat ini, Anda dapat mulai menyiapkan emulsi untuk proses desalinasi minyak dengan pemanasan. Semua sifat positif dari peningkatan suhu fase minyak beroperasi dengan metode pemisahan kimia, tetapi penting untuk memperhitungkan batasannya, karena peningkatan suhu yang berlebihan dapat menyebabkan konsekuensi negatif. Di beberapa pabrik pemisahan, ketika suhu diperkirakan secara tidak tepat, minyak menguap dengan latar belakang penurunan kepadatan zat dan hilangnya volume. Untuk mencegah efek seperti itu, banyak perusahaan menggunakan suhu pemanasan yang lebih rendah sebagai jaring pengaman. Untuk mengimbangi kekurangan energi panas, digunakan demulsifier dengan volume yang lebih besar dan peralatan dengan daya yang lebih tinggi.

Dehidrator listrik untuk desalinasi minyak

Dalam skema paling sederhana untuk penerapan proses elektromekanis untuk memisahkan garam dan air dari produk minyak, digunakan dehidrator listrik. Ini multifungsiperalatan yang melakukan beberapa tugas bertahap, termasuk pemanasan, tumbukan listrik, pemisahan, dan penampung. Dehidrator listrik horizontal untuk dehidrasi dan penghilangan garam minyak didasarkan pada tangki di mana proses pemisahan satu atau dua tahap berlangsung. Model dengan fungsi pemanas (termoseparator) juga memiliki wadah di jantung desain, tetapi dilengkapi dengan bagian pemanas masuk.

Dehidrator elektromekanis dirancang dengan unit penyatuan, jaringan elektrostatik, dan peralatan pemanas yang sama. Ciri khas dari modifikasi ini adalah penerapan perangkat penggabungan yang dirancang untuk bekerja dengan fase dalam format cair/cair. Jenis dehidrator listrik untuk desalinasi minyak ini digunakan dalam pemeliharaan emulsi yang bermasalah.

Dalam teknologi umum penggunaan dehidrator elektromekanis, tahap terakhir adalah prosedur pengendapan. Dalam kerangkanya, aliran minyak terpisah dilayani, selama pergerakan pelepasan gas dipastikan dan indikator suhu dinormalisasi.

Prinsip pengoperasian dehidrator listrik

Ketika komponen minyak mentah memasuki medan listrik, molekul air dengan muatan negatif mulai bergerak, mengambil tetesan berbentuk buah pir, menghadap elektroda positif. Dalam perjalanan ke yang terakhir, tetesan bertabrakan dan membentuk fraksi besar, siap untuk pengendapan dan pemisahan lebih lanjut. Kesulitannya terletak pada kenyataan bahwa satu siklus pemrosesan emulsitidak akan cukup untuk memisahkan air dan garam. Meskipun garam secara alami larut dalam lingkungan air, mereka tidak dapat sepenuhnya dihilangkan pada konsentrasi tinggi. Untuk pembersihan yang lebih efisien, air tawar dapat ditambahkan ke dalam campuran, yang selama beberapa siklus aksi listrik, akan membersihkan bagian garam. Selain perawatan listrik, unit desalinasi minyak dengan dehidrator melakukan sedimentasi (fungsi pengendapan). Untuk ini, peralatan opsional digunakan, yang dapat memiliki bentuk, dimensi, dan alat kontrol proses tambahan yang berbeda.

Meskipun dehidrator listrik adalah peralatan yang kompleks secara teknologi dan mahal, mereka semakin banyak digunakan tidak hanya oleh perusahaan besar, tetapi juga oleh kilang kecil. Permintaan ini dijelaskan oleh keuntungan unit berikut:

• Tabungan. Seperti yang ditunjukkan oleh praktik, baik dari segi biaya bahan habis pakai maupun konsumsi energi, dehidrator elektrik adalah solusi paling menguntungkan untuk pemisahan oli di kelasnya.
• Ergonomi. Ini adalah peralatan yang relatif baru, sehingga desainnya telah dikembangkan pada generasi pertama dengan penekanan pada bentuk kontrol modern dengan otomatisasi dan panel kontrol pengiriman elektronik.
• Kualitas pemrosesan. Sistem desain yang dipikirkan dengan matang, digabungkan dengan berbagai katalis kimia, memberikan pengolahan oli praktis berkualitas laboratorium untuk berbagai proses teknologi di industri kritis.
• Keandalan teknologi tingkat tinggi. PADAKomposisi menyediakan perangkat pelindung dengan otomatisasi, yang, menurut algoritma yang disematkan, mengontrol operasi teknologi dengan sedikit risiko kesalahan. Pada saat yang sama, fungsi personel dikurangi seminimal mungkin, dan dalam versi teknologi tinggi mereka digantikan oleh sistem kontrol cerdas.

Pemisahan emulsi minyak kompleks

Jika pengering listrik digunakan khusus untuk tugas pemisahan minyak bersih dari air dan garam, maka pemisah industri di kompleks tersebut menerapkan fungsi pemisahan emulsi menjadi komponen. Misalnya, ketika menguji sebuah sumur, perlu untuk memperoleh analisis umum dari lapisan keras di lubang dasar dari sampel yang diekstraksi. Dalam kegiatan ini, desalinasi minyak dapat dianggap sebagai tugas tidak langsung bersama dengan penentuan konsentrasi besi atau magnesium, tetapi ini tidak mengurangi kegunaan separator. Faktanya adalah bahwa dalam praktiknya kilang minyak sendiri tidak begitu tertarik pada penarikan garam dari produk target, tetapi pada persiapan komprehensifnya untuk penggunaan lebih lanjut. Dalam hal ini, pengecualian pengotor padat bersama dengan dehidrasi dan penghilangan garam hanya diterima.

Separator berperforma tinggi juga bekerja dengan penyediaan lumpur masuk dan lumpur gas. Instalasi tersebut digunakan untuk desalinasi air di fasilitas pengolahan minyak untuk perusahaan konsumen dengan siklus produksi akhir. Artinya, outputnya harus minyak murni komersial, yang karakteristiknya memungkinkan untuk digunakan sebagai bahan bakar atau bahan lainnya. Misalnya, pemisah menyiapkan minyakemulsi dengan karakteristik yang memungkinkan produksi bitumen, pelumas, karet sintetis, dll. Minyak berkualitas tinggi tersebut diperoleh dengan melewati beberapa tahap pemrosesan, termasuk scrubber, coalescer, tangki cuci, pemisah termal, dan unit fungsional lainnya di berbagai konfigurasi.

Teknologi desalinasi dalam

Kekurangan desalinasi emulsi minyak juga mempengaruhi keadaan peralatan proses dan kualitas produk akhir. Oleh karena itu, bagi produsen yang menuntut, pabrik pengolahan menghasilkan produk yang telah mengalami pemisahan yang dalam. Dalam hal ini, peralatan desalinasi minyak mengurangi jumlah garam menjadi 3-5 mg/l. Bagaimana hasil seperti itu dicapai? Teknologi yang berbeda dapat digunakan, tetapi metode gabungan elektrotermokimia dianggap optimal.

Dimungkinkan untuk mencapai tingkat pemisahan yang tinggi dengan pembersihan yang kompleks dengan koneksi berbagai metode untuk menghilangkan garam di lingkungan akuatik. Dalam hal ini, pengendapan intensif dalam cairan pencuci harus dipastikan dengan arus listrik yang kuat. Adapun cara kimianya juga disambung dalam bentuk penambahan demulsifier aktif.

Cara lain untuk memastikan desalinasi dalam adalah hidromekanis. Dalam hal ini, pengaruh kimia dan listrik tidak diterapkan. Penekanan ditempatkan pada fungsi gravitasi, yang berkontribusi pada pengelupasan alami lingkungan akuatik dari minyak. Unit desalinasi dalam skema ini adalah tangki pengendapan silinder dengan kapasitas 100 - 150 m3. Ini menyediakan zona untuk memisahkan fraksi, di mana cairan mengalir di bawah tekanan hingga 1,5 MPa. Rezim suhu dari 120 hingga 140 °C juga dipertahankan, yang berkontribusi pada proses pemisahan media.

AC-Teknologi dampak medan langsung

Metode ini juga disebut medan DC/AC. Artinya, sepenuhnya didasarkan pada aksi listrik yang disediakan oleh penyearah di transformator. Dalam kondisi arus searah, kisi elektrostatik memperoleh polaritas (negatif atau positif), yang berkontribusi pada pergerakan molekul air ke arah elektroda. Sebagai hasil dari saling tarik menarik molekul satu sama lain, lapisan air terbentuk, yang ditampilkan sesuai dengan skema yang paling nyaman.

Kerumitan penggunaan instalasi listrik untuk dehidrasi dan penghilangan garam minyak terletak pada kenyataan bahwa proses penggabungan lingkungan akuatik melibatkan risiko korsleting. Hal ini disebabkan fakta bahwa elektroda negatif dan positif dapat saling kontak karena jembatan yang terbentuk selama pergerakan partikel air. Faktor negatif ini dihilangkan oleh thyristor triode, tetapi hanya dalam bentuk pengurangan sebagian kemungkinan korsleting. Dalam pengolahan fraksi minyak berat, teknologi AC-Direct tidak diperbolehkan atau dibatasi karena alasan lain. Dalam media seperti itu, bahkan di bawah paparan termal, aktivitas molekul air tidak begitu aktif, yang pada prinsipnya mengurangi intensitas dan kualitas proses secara keseluruhan.perpisahan.

Dengan satu atau lain cara, metode aksi listrik itu sendiri memiliki keunggulan dibandingkan metode lain sebagai yang paling praktis, mudah digunakan dan tidak menuntut dalam hal organisasi teknis. Kesulitan hanya disebabkan oleh persyaratan untuk memastikan keamanan proses, yang dinyatakan dalam kebutuhan untuk menggunakan blok pengaman, unit pencegahan hubung singkat, penstabil tegangan, dll.

Fungsi tambahan dari des alters

Karena penyulingan minyak dan penyulingan biasanya menggabungkan penyulingan minyak dengan serangkaian langkah proses lainnya, peralatan pemisahan juga dilengkapi dengan berbagai fitur tambahan, termasuk:

• Fungsi kontrol dan pengukuran. Kedua instrumen pengukuran opsional wajib dan sekunder digunakan. Misalnya, pengukur tekanan, perangkat hidrostatik, multimeter, dosimeter, dll. Di pabrik desalinasi minyak kimia, perangkat khusus juga digunakan untuk menentukan jenis dan jumlah demulsifier.
• Operasi pembilasan dan pembersihan. Fungsinya mengacu pada sistem swalayan - setelah memompa minyak olahan, pembilasan tangki dan saluran yang memastikan pengangkutan emulsi diaktifkan.
• Alat manajemen daya. Pada instalasi listrik, seperti yang telah disebutkan, perubahan parameter arus mempengaruhi kualitas proses desalinasi minyak, sehingga koreksi sumber catu daya dapat dianggap sebagaifungsi regulasi. Untuk ini, panel kontrol khusus digunakan, terhubung ke amperemeter, voltmeter, dan konverter arus.

Pabrik Desalinasi Lengkap

Di kilang minyak besar, di mana proses pembersihan dan pemisahan dilakukan dengan bahan baku bergerak di aliran, unit khusus digunakan pada prinsip operasi flotasi dan sentrifugal. Kapasitas unit desalinasi minyak in-line UPON memungkinkan pemrosesan bahan mentah hingga 500 m3/jam, memberikan tingkat salinitas hingga 3 g/m3. Namun, untuk mempertahankan tingkat pemisahan yang tinggi, diperlukan tekanan yang memadai di sirkuit suplai oli. Untuk ini, unit kompresor terpisah atau built-in digunakan. Jadi, tekanan rata-rata pada saluran masuk ke saluran pemrosesan adalah 1,1-1,5 MPa.

Di bawah kondisi penerapan skema yang disederhanakan dengan pencampuran satu tahap, emulsi terlebih dahulu diencerkan dengan air, setelah itu campuran dikirim ke katup pencampur dan memasuki unit pemisahan. Melalui pipa intake, unit desalinasi minyak in-line mendistribusikan larutan yang disiapkan di sepanjang bejana pemisah, yang memungkinkan pemisahan fraksi secara efektif. Selama pemisahan mekanis, aksi elektrostatik juga dapat terjadi. Pada tahap akhir, minyak yang sudah dimurnikan dilepaskan ke saluran sirkulasi umum dengan arah ke tahap teknologi pemrosesan atau penyimpanan sementara berikutnya. Perlu dicatat bahwa kualitas desalinasi in-line agak rendah karena pengecualian fungsibah, namun, di beberapa area, persyaratan untuk kinerja tinggi dalam persiapan produk minyak mengutamakan kecepatan pemrosesan.

Sistem pengolahan lumpur tambahan

Sebagian besar pabrik dehidrator dan separator menggunakan langkah filtrasi kasar dengan drainase komponen slurry. Prosedur ini tidak boleh disamakan dengan penghilangan kotoran, karena lumpur adalah efek samping dari produksi minyak dan dapat merusak sistem pemurnian halus bahan mentah pada tahap pertama pemrosesan. Oleh karena itu, kotoran berat dihilangkan bahkan sebelum proses desalinasi minyak. Dalam hal ini, lumpur dipahami sebagai sedimen batuan, pasir dan partikel kasar lainnya yang masuk ke dalam emulsi pada berbagai tahap pengoperasian sumur di lapangan.

Bagaimana pembersihan lumpur dilakukan? Beberapa proses pembuangan dipertimbangkan, tetapi semuanya didasarkan pada metode penyaringan mekanis dengan drainase dan pencucian. Dalam instalasi industri untuk dehidrasi dan penghilangan garam minyak, blower tekanan 4 bar atau lebih terhubung ke proses ini. Dalam kasus yang jarang terjadi, lumpur mengalami perlakuan termal dan kimia - ini berlaku untuk senyawa stabil khusus, yang pengolahan drainasenya tidak efektif.

Kesimpulan

Masalah menyiapkan minyak untuk proses utama pemrosesan teknologi untuk penggunaan selanjutnya di sektor manufaktur diselesaikan dengan berbagai cara dan metode. Teknologi dehidrasi dan desalinasi berkinerja jauh dari yang paling pentingoperasi spektrum ini, tetapi tidak mungkin dilakukan tanpa mereka. Industri modern mencoba menerapkan metode yang lebih optimal dan hemat energi untuk memecahkan masalah pemisahan, yang dimanifestasikan dalam koneksi instalasi berteknologi tinggi baru. Secara khusus, generasi modern peralatan dehidrasi dan penghilang garam minyak secara aktif berkembang menuju peningkatan fungsionalitas dan ergonomi. Ini dibuktikan dengan munculnya transformator pengatur otomatis dan sensor pengukur presisi tinggi, yang memungkinkan Anda untuk mengontrol semua parameter utama proses pembersihan. Sistem keamanan tidak dibiarkan tanpa pengawasan. Baik dalam metode pemisahan kimia dan dalam penggunaan dehidrator listrik, alat pelindung isolasi dan pelindung digunakan baik untuk peralatan itu sendiri maupun untuk operator yang terlibat dalam pemrosesan teknologi minyak.