Optymalne projektowanie

nowatorskich separatorów oleju z

zastosowaniem nieprzetworzonego

oleju produkowanego z uwodnionych

alkalicznych surfaktantów

polimerowych (ASP).

Optymal design of novel oil-water separator for raw oil produced

from ASP flooding

Wprowadzenie

Wprowadzenie

Wzrost popytu na olej w różnych gałęziach

Wzrost popytu na olej w różnych gałęziach

przemysłu wymusza rozwijane zaawansowanych

przemysłu wymusza rozwijane zaawansowanych

metod separacji oleju.

metod separacji oleju.

W celu zwiększenia sprawności separacji oleju z

W celu zwiększenia sprawności separacji oleju z

wody, prowadzi się badania wielu różnych

wody, prowadzi się badania wielu różnych

technologii separacji aby udoskonalić powszechnie

technologii separacji aby udoskonalić powszechnie

stosowane separatory.

stosowane separatory.

W omawianym artykule badano i rozwijano

W omawianym artykule badano i rozwijano

nowoczesne wkłady do separatorów przy

nowoczesne wkłady do separatorów przy

zastosowaniu ropy naftowej z rafinerii Daqing

zastosowaniu ropy naftowej z rafinerii Daqing

Oilfield w Chinach.

Oilfield w Chinach.

Zasady

Zasady

•

Separacja przebiega na porowatym wkładzie –

Separacja przebiega na porowatym wkładzie –

połączenie separacji koalescencyjnej z grawitacyjną

połączenie separacji koalescencyjnej z grawitacyjną

•

Małe krople oleju przepływają w górę do

Małe krople oleju przepływają w górę do

powierzchni wkładu, tworząc warstwę oleju

powierzchni wkładu, tworząc warstwę oleju

•

Zawieszone ciała stałe grawitacyjnie opadają na dół

Zawieszone ciała stałe grawitacyjnie opadają na dół

do miejsca zbierania osadu

do miejsca zbierania osadu

Rys. 1 Sposób przepływu pomiędzy nachylonymi równolegle płytkami

Rys. 1 Sposób przepływu pomiędzy nachylonymi równolegle płytkami

Na efektywność przepływu kropel oleju

Na efektywność przepływu kropel oleju

wpływają:

wpływają:

•

siły grawitacji

siły grawitacji

•

siły lepkości

siły lepkości

•

siły Van De Waal’a

siły Van De Waal’a

•

siły elektrostatyczne

siły elektrostatyczne

Charakterystyka płynu

Charakterystyka płynu

produkowanego w rafinerii:

produkowanego w rafinerii:

•

Zawartość wody >90%

Zawartość wody >90%

•

Różne typy mieszanek wody z olejem

Różne typy mieszanek wody z olejem

•

Obecność zawieszonych substancji

Obecność zawieszonych substancji

powoduje zapychanie wkładu separatora

powoduje zapychanie wkładu separatora

•

Z ropy naftowej wydobywa się muł

Z ropy naftowej wydobywa się muł

zawierający bakterie

zawierający bakterie

Eksperymenty

Eksperymenty

Separator składa się z cylindra

Separator składa się z cylindra

wykonanego z hartowanego szkła

wykonanego z hartowanego szkła



Długość – 1450 mm

Długość – 1450 mm



Średnica – 230 mm

Średnica – 230 mm

Rys 2. Schemat separatora oleju

Rys 2. Schemat separatora oleju

Materiały i metody

Materiały i metody

W eksperymencie zastosowano:

W eksperymencie zastosowano:

•

zhydrolizowany poliakrylamid (HPAM)

zhydrolizowany poliakrylamid (HPAM)

•

surfaktant – sulfonian alkabenzenu

surfaktant – sulfonian alkabenzenu

•

zasada -

zasada -

Na

Na

2

2

CO

CO

3

3

Zawartość ASP – 800 mg/l, 50 mg/l, 200 mg/l

Zawartość ASP – 800 mg/l, 50 mg/l, 200 mg/l

odpowiednio.

odpowiednio.

•

demulsyfikator – SP 1003C, dawka 30 mg/l

demulsyfikator – SP 1003C, dawka 30 mg/l

•

Laserowy analizator cząstek 1064(CILAS Company France)

Laserowy analizator cząstek 1064(CILAS Company France)

•

spektrofotometr UV755B

spektrofotometr UV755B

•

analizator zawartości oleju WMS500-C2

analizator zawartości oleju WMS500-C2

Czynniki wpływające na separację:

Czynniki wpływające na separację:

•

Temperatura (40

Temperatura (40

°

°

C)

C)

•

Długość i rodzaj wkładu

Długość i rodzaj wkładu

•

Czas retencji produkowanej cieczy

Czas retencji produkowanej cieczy

•

Sposób dopływu do separatora

Sposób dopływu do separatora

Tabela 1.

Tabela 1.

Rodzaje wkładów

Rodzaje wkładów

Rys 3. Schemat czterech typów wkładów

Rys 3. Schemat czterech typów wkładów

Tabela 2. Geometryczne cechy wkładów

Tabela 2. Geometryczne cechy wkładów

Wyniki

Wyniki

•

Stężenie oleju w wodzie wynosi 200-800

Stężenie oleju w wodzie wynosi 200-800

mg/l

mg/l

•

Zawartość wody w oleju < 15 mg/l

Zawartość wody w oleju < 15 mg/l

•

Efektywność separacji >98%

Efektywność separacji >98%

Rys 4. Efektywność separacji

Rys 4. Efektywność separacji

w zależności od rodzaju

w zależności od rodzaju

wkładu

wkładu

Udoskonalenia związane z

Udoskonalenia związane z

nowoczesnym typem separatorów:

nowoczesnym typem separatorów:

•

optymalizacja montażu wlotu. Instalowanie

optymalizacja montażu wlotu. Instalowanie

perforowanych tacek z przegrodą dla uniknięcia

perforowanych tacek z przegrodą dla uniknięcia

turbulentnego przepływu

turbulentnego przepływu

•

udoskonalenie przegrody powodującej stabilny

udoskonalenie przegrody powodującej stabilny

przepływ

przepływ

•

hydrocyklon przed separatorem w celu usunięcia

hydrocyklon przed separatorem w celu usunięcia

stałych zanieczyszczeń

stałych zanieczyszczeń

•

zmniejszenie ilości martwych obszarów we wkładzie-

zmniejszenie ilości martwych obszarów we wkładzie-

polepszenie właściwości anty zatykających

polepszenie właściwości anty zatykających

Wnioski

Wnioski

•

Efektywność separacji oleju powyżej 98%

Efektywność separacji oleju powyżej 98%

•

Koncentracja oleju w zanieczyszczonej wodzie jest

Koncentracja oleju w zanieczyszczonej wodzie jest

obniżana do 600 mg/l

obniżana do 600 mg/l

•

zawartość wody w odpływającej fazie oleju poniżej 15%

zawartość wody w odpływającej fazie oleju poniżej 15%

•

Efektywność separacji zależy w mniejszym stopniu od

Efektywność separacji zależy w mniejszym stopniu od

długości i typu wkładu oraz od ułożenia tacki na wejściu

długości i typu wkładu oraz od ułożenia tacki na wejściu

•

Optymalne warunki operacyjne to: czas retencji 30

Optymalne warunki operacyjne to: czas retencji 30

minut, długość wkładu 800 mm, dolne ułożenie tacki

minut, długość wkładu 800 mm, dolne ułożenie tacki

(No. 2) z małymi otworami, wkład FDY-2

(No. 2) z małymi otworami, wkład FDY-2