آب زدایی و نمک گیری از نفت خام

آب زدایی و نمک گیری از نفت خام

 اکثر نفتهای خام حاوی کلریدهای سدیم و منیزیم، اندکی سولفات، سیلیس و اکسیدهای آهن می باشند و حتی اگر در خروج از معادن نیز دارای این ترکیبات نباشند، در طول حمل و نقل با کشتیها، این املاح وارد نفت خام می شوند. کلریدها و سولفات ها به حالت محلول در قطره های کوچک آب معلق در نفت خام وجود دارند. مقدار این املاح متفاوت است، مثلا در نفتهای خاورمیانه حدود ۱۲ گرم در تن می باشد در حالی که در مورد نفتهای مصر به ۳ کیلو گرم در تن می رسد. چنانچه میزان املاح موجود در نفت خام از ۱۰ پاند در هزار بشکه تجاوز نماید، باید آن را نمک گیری کرد. بسیاری از پالایشگاهها برای کمتر از این مقدار نیز اقدام به نمک گیری می کنند. زیرا رسوب نمک باعث جرم گرفتگی و خوردگی تأسیسات می شود. در شکل  قسمت هایی از کارخانه را که به علت وجود نمک در مخاطره هستند ، ملاحظه می کنید. آب نمکدار می تواند در اشکال متنوع در نفت خام موجود باشد.

تاثیر نمکهای باقیمانده در واحد های پالایشگاه

هر گاه آب نمکدار به شکل قطرات درشت باشد دیسپرسیون نامیده می شود که می تواند به کمک ته نشین شدن در مخازن نفت جدا گردد. اما قسمتی از آب نمکدار به شکل قطرات ریز یا امولسیون است که قطر آنها در حدود ۱۰ می باشد. از بین بردن این امولسیون ، با وجود ذرات پخش شده خاک رس که به عنوان محافظ کلوئید طبیعی عمل می کند، مشکل می باشد. لذا از بین بردن امولسیون شرط اساسی برای حذف آب نمکدار تا رسیدن به حد مجاز یعنی ۰ / ۰۵ درصد وزنی می باشد. بدین منظور از اجسامی موسوم به دمولگاتور که جزو اجسام فعال در سطح مشترک هستند، استفاده می شود. اجسام مزبور به مقدار خیلی کم به نفت خام اضافه گردیده و باعث تجمع و بهم چسبیدگی ذرات کوچکتر آب شده و در نتیجه تفکیک آسان آنرا فراهم می کنند. همچنین ملکولهای بزرگ اکسیژندار، گوگرددار و نیتروژندار موجود در نفت می تواند به عنوان امولگاتورهای موثر عمل کنند. در موارد ضروری برای ازدیاد سرعت جداسازی می توان از نیروی گریز از مرکز نیز استفاده کرد. از د مولگارتورها می توان از صابونهای اسیدهای چرب، اسید نفتنیک، سولفوناتها و حتی اسید سلفونیک نام برد. اثر دمولگاتورها می تواند با تغییر ارزش pH و ازدیاد دما افزایش داده شود. مقدار د مولگاتور مورد نیاز در حدود ۱۰۰ الی ۲۰۰ گرم برای یک تن نفت خام می باشد. در اینجا پخش یکنواخت و کامل محلول د مولگاتور در نفت اهمیت زیادی کسب می کند. در سالهای اخیر حذف نمک و آب از نفت خام به کمک روشهای الکتریکی اهمیت زیادی کسب کرده است. با وجود روشهای متنوع کارکرد آنها بر اساس اصول یکسان مبتنی است. همچنین اگر نمک بصورت بلور های معلق ریز در نفت خام موجود باشد، ممکن است بطریق زیر عمل شود: نخست آب کافی بمقدار ۳ تا ۱۰ درصد حجمی به نفت اضافه کرده و بدین ترتیب نمکهای ریز بلوری آنرا حل می نمایند. مخلوط آب و نفت را در سوپاپ مخلوط بصورت امولسیون در آورند. عمل نمک گیری در دمای ۹۰ تا C° ۱۵۰ انجام می شود. درصد آب مصرفی و دمای عملیات بستگی به چگالی نفت خام دارد. همانگونه که در جدول زیر مشخص شده است :

سپس در مخزن جداکننده ، آب و نفت از هم جدا می شوند. این جدا شدن یا در اثر افزودن مواد شیمیایی شکننده امولوسیون (دمولکاتور) صورت می گیرد و یا با ایجاد یک میدان الکتریکی با پتانسیل بالا به منظور تسریع در بهم چسبندگی قطره های آب نمک. در این مورد می توان از جریان متناوب و یا مستقیم استفاده کرد . پتانسیل لازم بین ۱۶۰۰۰ تا ۳۵۰۰۰ ولت است . در واحدهای نمک گیری تک مرحله ای ، بازدهی عملیات می تواند به ۹۵٪ برسد و در واحد های دو مرحله ای به ۹۹٪ . در یک فرآیند نمک گیری می توان از جریان مستقیم و متناوب تواما استفاده کرد تا کارایی افزایش یابد . نفت های خام سنگین در مقایسه با سایر نفت ها ، امولسیون های پایدار تری ایجاد می کنند که موجب کاهش کارایی دستگاههای نمک گیری می شود. در این حالت باید دما بالاتر از ۱۳۵°C باشد و pH در محدودی ۸-۶. تنظیم pH به وسیله ی افزودن اسید به آب ورودی و یا برگشتی انجام می شود. شکل زیر یک واحد نمک گیری را نشان می دهد.

واحد نمک گیری