Деэмульгатор предназначен только для технических целей, использование его в быту категорически запрещается. Токсичность определяется растворителем, в растворе которого поставляется деэмульгатор, в качестве растворителя применяются ароматические углеводороды, смеси спиртов и метанол. Особую опасность представляет метанол, который добавлен в состав растворителя деэмульгаторов. Метанол является сильнодействующим ядовитым веществом (ПДК метанола-5 г/м3), а также он легко воспламеняется. Поэтому при работе с деэмульгаторами следует применять индивидуальные средства защиты (респиратор, перчатки очки), а также соблюдать меры личной гигиены. Все рабочие, которым необходимо выполнять работы с деэмульгатором, должны помнить о возможной опасности отравления. Все лица, работающие с деэмульгатором, должны проходить медицинский осмотр один раз в год.
При работе с деэмульгатором необходимо пользоваться специальной одеждой, защитными очками, противогазом марки «А». Меры безопасности необходимо соблюдать как при использовании деэмульгатора, так и при его получении, перевозке и хранении.
Транспортировать деэмульгатор необходимо в герметически закрытых сосудах или железных бочках. Не разрешается использовать для перевозки и хранения деэмульгаторов неисправные емкости. Герметичность бочек следует периодически проверять путем тщательного их осмотра; бочка, имеющая пропуск, должна быть немедленно освобождена.
Помещение или огражденная площадка, где хранятся деэмульгаторы, должны закрываться на замок и, кроме того, должны быть вывешены предупредительные надписи: «Огнеопасно», «Яд». Хранить деэмульгатор необходимо в герметически закрытых сосудах (бочках), в недоступных для посторонних лиц местах, вдали от огня и прямых солнечных лучей. На участке, где производятся операции с деэмульгатором, должны быть аварийные опломбированные шкафы с запасными комплектами специальной одежды и белья.
При вскрытии бочек оператор обязан работать в противогазе, резиновых сапогах, резиновых перчатках и прорезиненном фартуке. Бочку открывают перед употреблением и тут же включают в линию, по которой откачивают деэмульгатор в реагентную емкость для разведения. При этом обслуживающий персонал обязан находиться с наветренной стороны, чтобы не вдыхать пары метилового спирта. Открывать бочки следует инструментом, не дающим искр. До слива и перекачки деэмульгатора необходимо проверить манометры и др. Все выявленные повреждения должны быть немедленно устранены. Переливать деэмульгатор необходимо закрытым способом при работе приточно-вытяжной вентиляции. Сливные приспособления и насосы должны иметь местные отсосы. При работе с деэмульгатором не допускайте разлив его на полу и оборудовании, попадание на тело и одежду. Пролитый деэмульгатор должен быть немедленно смыт большими порциями воды или засыпан песком. При работе с деэмульгатором запрещается:
- Хранить одежду в местах производства работ.
- Использовать трубопроводы, насосы и шланги для перекачки других продуктов.
- Засасывать деэмульгатор в пипетки и сифоны ртом, а также применять его для мытья рук и одежды.
- Применение открытого огня, курение, принятие пищи.
По окончании работ с деэмульгатором необходимо:
- Порожнюю тару необходимо промыть водой (не менее двух объемов тары) и пропарить.
- После слива деэмульгатора необходимо закрыть емкость проверить наличие замков на въездных воротах, чтобы исключить возможность прохода посторонних на территорию склада-навеса и площадку слива.
- Тщательно вымыть руки с мылом.
При появлении признаков отравления деэмульгатором нужно немедленно вынести пострадавшего на свежий воздух и срочно сообщить в медсанчасть.
Методы разрушения эмульсий.
Способы разрушения эмульсий, условно делятся на следующие группы: химические, механические, термические и электрические.
Термические методы – деэмульгирование нефти ускоряется при ее подогреве. С повышением температуры возрастают Ван – Дерваальсовы силы, усиливается броуновское движение, вероятно, увеличивается скорость химической адсорбции и уменьшается вязкость эмульсии. Следовательно, уменьшается прочность бронирующего слоя и ускоряет процесс деэмульгирования. Если парафины являются основными стабилизаторами эмульсий, то нагревание нефти до температуры, превышающей температуру плавления парафинов (50-65 0С) приводит к полному разрушению эмульсии. Высокие издержки, потери легких фракций нефти в результате их испарения являются очень серьезными недостатками термического способа деэмульгирования нефти. Испарение легких нефтяных фракций приводит к тому, что растворимость асфальтенов снижается и повышается вероятность отложения твердых осадков на внутри корпусных устройствах нефтеперерабатывающих установок и стенках печных труб, а также повышается риск их коррозии.
Физические методы – к данной группе методов относятся отстаивание воды в гравитационных сепараторах (отстойниках), фильтрация эмульсии через слой волокнистого или гранулированного фильтрующего материала, центрифугирование, замораживание, пневматическая флотация и многое другое.
Фильтрация – нестойкие эмульсии успешно расслаиваются при пропускании их через фильтрующий слой, который может быть из гравия, битого стекла, древесины, металлических стружек, стекловаты и других материалов. Здесь деэмульсация нефтей основана на явлении селективного смачивания. Смачивание жидкостью поверхности твердого тела можно рассматривать как результат действия сил поверхностного натяжения, т.е. жидкость тем лучше смачивает твердое тело, чем меньше взаимодействие между ее молекулами.
Фильтрующее твердое вещество должно удовлетворять основным требованиям:
- иметь хорошую смачиваемость водой, чтобы произошло сцепление глобул воды с фильтрующим веществом, разрыв межфазных пленок, и произошла коалесценции (слияние) капель воды;
- быть достаточно прочным, чтобы обеспечить длительную эксплуатацию.
Данный метод не находит широкого применения из – за громоздкого оборудования, малой производительности, необходимости часто менять фильтры.
Электрические методы – между дисперсионной средой и поверхностью диспергированных в ней частиц существует разность потенциалов. При воздействии на эмульсию электрического поля диспергированные капли воды поляризуются и стремятся расположиться вдоль силовых линий поля, при этом капли вытягиваются, а противоположные заряды в капле смещаются к ее краям, возникают силы взаимного притяжения, в результате чего частицы дисперсной фазы соударяются друг с другом и сливаются в более крупные. Обработка эмульсии в электрическом поле не способствует полному ее расслоению, поэтому данный способ, как правило, применяют в сочетании с термохимическими методами разрушения эмульсий.
Химические методы – нашли наиболее широкое применение в промышленности. Химическое деэмульгирование – самый дешевый, быстрый и простой в осуществлении – способ разрушения эмульсий. Его сущность заключается в устранении энергетического барьера (в виде стабилизирующего действия эмульгаторов в бронирующей оболочке), препятствующего расслоению эмульсий. Как правило, для обработки определенного сорта нефти применяют смесь реагентов, каждый из которых выполняет определенную функцию.
3.9. Методы предотвращения образования эмульсий.
Для предотвращения эмульгирования нефти необходимо устранить условия, при которых происходит образование нефтяных эмульсий в процессе добычи. Главные из них:
1) совместное поступление нефти и воды из скважины;
2) интенсивное перемешивание, приводящее к диспергированию одной жидкости в другой;
3) присутствие в нефти природных эмульгаторов.
Для раздельного извлечения нефти и воды из скважин они оборудуются двумя подъемниками: одним для нефти, другим для воды. Однако из-за сложностей при поддержании технологии, широкого распространения данный метод не получил.
Наибольшее внимание на месторождениях необходимо уделять уменьшению перемешивания нефти и воды с целью снижения стойкости нефтяной эмульсии. Так как в фонтанных скважинах наибольшее перемешивание нефти и воды происходит в подъемных трубах и при прохождении нефтегазовой смеси через штуцеры, то степень перемешивания может быть уменьшена, если в сепараторах, расположенных после штуцера, поддерживать повышенные давления. Этим достигается снижение перепада давления в штуцере и соответственно снижается степень перемешивания потока.
При выборе того или иного вида газлифтной добычи необходимо учитывать, что в скважинах, эксплуатируемых периодическим газлифтом, перемешивание происходит в меньшей степени при подъеме столба жидкости в насосно-компрессорных трубах. Однако в результате изменения направления потока на устье скважины, при движении по выкидным линиям и при прохождении через сепараторы, смесь нефти и воды сильно перемешивается и эмульгируется. В отличие от периодического, при непрерывном газлифте наибольшее перемешивание происходит в насосно-компрессорных трубах и меньшее — в поверхностном оборудовании.
При эксплуатации скважин глубинными штанговыми насосами с целью предотвращения образования стойких эмульсий особое внимание должно быть уделено повышению к. п. д. глубинно-насосной установки. Чем выше ее к. п. д., тем меньше создается условий для перемешивания жидкости при подъеме. К. п. д. глубинно-насосной установки можно повысить соответствующим подбором числа качаний и длины хода полированного штока, применением клапанных узлов большего диаметра, устранением пропуска в этих узлах и особенно хорошей подгонкой плунжера к цилиндру насоса.
Для увеличения коэффициента заполнения насоса и ликвидации вредного влияния газа желательно предотвратить по возможности поступление газа в насос. С этой целью обычно на приеме насоса устанавливают приспособление (газовый якорь), который обеспечивает более полное заполнение насоса и устраняет образование в нем газовых «мешков».
Для уменьшения эмульгирования нефти в поверхностном оборудовании выкидные линии от скважин должны прокладываться по возможности без резких поворотов и острых углов и иметь достаточный диаметр для сведения к минимуму турбулизацию потока. В выкидных линиях и нефтесборных коллекторах должно устанавливаться минимальное число задвижек и клапанов, чтобы устранить перемешивание жидкости в результате изменения проходного сечения труб в этих местных сопротивлениях. Выкидные линии от скважин должны прокладываться с таким уклоном, чтобы не происходило скопления воды в пониженных местах трубопроводов, так как это может создать благоприятные условия для эмульгирования нефти.
При выборе насосов для перекачки обводненной нефти предпочтение должно быть отдано поршневым насосам по сравнению с центробежными, поскольку они имеют повышенные к. п. д. и меньше перемешивают перекачиваемую жидкость. Насосы должны поддерживаться в исправном состоянии, пропуски в рабочих органах должны быть сведены к минимуму.
Экспериментально установлено, что в самотечных системах сбора нефти происходит меньшее эмульгирование продукции скважин по сравнению с напорными системами. Поэтому при проектировании нефтесборных коллекторов должно быть обращено внимание на рельеф местности с максимальным использованием самотека в нефтесборных коллекторах.
Все перечисленные выше способы для уменьшения поступления воды вместе с нефтью и снижения степени перемешивания не могут полностью исключить образования нефтяных эмульсий. Поэтому наибольшее внимание приходится уделять разрушению образовавшихся эмульсий с последующим отделением нефтяной фазы от воды.
Глава 4. Система сбора и технология подготовки нефти и газа.