Обезвоживание нефти представляет собой подготовку нефти к переработке путем удаления из нее воды, минер. солей и мех. примесей. Необходимость обезвоживания нефти на промыслах обусловливается образованием стойких эмульсий, трудно поддающихся разрушению на нефтеперерабатьшающих заводах, а также предохранением магистральных нефтепроводов от коррозии.
Как правило, процессы обезвоживания осуществляются предприятиями нефтяной промышленности. Наряду с этим некоторые нефтеперерабатывающие заводы, особенно размещенные вблизи районов добычи нефти, также производят ее обезвоживание. Основная часть хлористых солей удаляется из нефти на промыслах на установках по обессоливанию. Однако окончательное обессоливание обычно проводится на нефтеперерабатывающих заводах.
Обезвоживание нефти на промыслах имеет важное значение для охраны окружающей среды. Пластовая вода, отделенная от нефти на нефтяном промысле, закачивается обратно в нефтесодержащие горизонты для поддержания в них технологически необходимого пластового давления, чем исключается использование для этих целей огромных количеств пресной воды.
Для обезвоживания нефти на промыслах в основном используют следующие технологические процессы: гравитационный отстой нефти, горячий отстой нефти, термохимические методы, электрообезвоживание нефти.
Наиболее простой по технологии, процесс гравитационного отстоя. В этом случае нефтью заполняют резервуары и выдерживают определенное время (48 ч и более). Во время выдержки происходят процессы коагуляции капель воды, и более крупные и тяжелые капли воды под действием сил тяжести (гравитации) оседают на дно и скапливаются в виде слоя подтоварной воды.
Однако гравитационный процесс отстоя холодной нефти - малопроизводительный и недостаточно эффективный метод обезвоживания нефти. Более эффективен горячий отстой обводненной нефти, когда за счет предварительного нагрева нефти до температуры 50 -70°С значительно облегчаются процессы коагуляции капель воды и ускоряется обезвоживание нефти при отстое. Недостатком гравитационных методов обезвоживания является его малая эффективность.
При химических методах в обводненную нефть вводят специальные вещества, называемые деэмульгаторами. В качестве деэмульгаторов используют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Их вводят в состав нефти в небольших количествах от 5-10 до 50-60 г на 1 т нефти. Наилучшие результаты показывают так называемые неионогенные ПАВ, которые в нефти не распадаются на анионы и катионы.
Деэмульгаторы адсорбируются на поверхности раздела фаз «нефть-вода» и вытесняют или заменяют менее поверхностно-активные природные эмульгаторы, содержащиеся в жидкости. Причем пленка, образующаяся на поверхности капель воды, непрочная, что отмечает слияние мелких капель в крупные. Крупные капли влаги легко оседают на дно резервуара. Эффективность и скорость химического обезвоживания значительно повышается за счет нагрева нефти, т.е. при термохимических методах, за счет снижения вязкости нефти при нагреве и облегчения процесса коалесценции капель воды.
В промышленности наибольшее применение нашли комбинированные способы разрушения нефтяных эмульсий, которые нельзя отнести только к одной из указанных выше групп. Основным современным способом деэмульгирования и обезвоживания нефти на промыслах является термохимический отстой под давлением до 15 атм с применением эффективных реагентов — деэмульгаторов.
Также используют реагенты подготовки нефти серии ДИН предназначеные для обезвоживания и обессоливания нефтяных эмульсий в процессе сбора и подготовки нефти на промыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях. Реагенты можно применять в процессах предварительного сбора основной массы эмульгированной воды, в процессах глубокого обезвоживания и обессоливания нефти, а также для улучшения транспорта высокообводненных нефтяных эмульсий.
Наиболее низкое остаточное содержание воды достигается при использовании электрических методов обезвоживания. Электрические способы разрушения нефтяных эмульсий. Использование электрического поля для обезвоживания нефтей началось в 1909 г., ныне этот способ широко применяется на промыслах и нефтеперерабатывающих заводах.
Электрообезвоживание и электро-обессоливание нефти связаны с пропусканием нефти через специальные аппараты-электродегидраторы, где нефть проходит между электродами, создающими электрическое поле высокого напряжения (20-30 кВ). Этот процесс проводят на нефтеперерабатывающих заводах на специальных электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).
Для повышения скорости электрообезвоживания нефть предварительно подогревают до температуры 50-70°С. При хранении такой нефти в резервуарах, при транспортировке ее по трубопроводам, в цистернах по железной дороге или водным путем значительная часть этих углеводородов теряется за счет испарения. Легкие углеводороды являются инициаторами интенсивного испарения нефти, так как они увлекают за собой и более тяжелые углеводороды.
Все выше перечисленные процессы проводят дважды, на промыслах и НПС. Все это необходимо для того, чтобы удостоверится в качестве поставляемого продукта. Кроме этого обезвоживание и обессоливание нефти на промыслах обеспечит нормальную работу НПС и позволит удлинить сроки эксплуатации установок.