Tải bản đầy đủ
2 Các biện pháp nâng cao nhằm nâng cao sử dụng bình tách

2 Các biện pháp nâng cao nhằm nâng cao sử dụng bình tách

Tải bản đầy đủ

59
• Phải tiến hành phân loại dầu cũng như nắm rõ về tính chất lý, hóa của dầu
như: độ nhớt, nhiệt độ đông đặc, sức căng bề mặt, độ dẫn nhiệt. Từ đó bố trí thiết bị
tách hợp lý để đạt hiệu quả tách cao nhất.
• Thực hiện tốt các quy trình công nghệ của thiết bị tách. Từ việc tính toán
bình tách (chiều dài, đường kính, bố trí các thiết bị bên trong của bình tách) tới điều
kiện vật lý nơi lắp đặt, áp suất và nhiệt độ vận hành, số bậc tách để đạt hiệu quả tách
cao nhất.
• Thực hiện tốt công tác bảo dưỡng, sửa chữa bình tách như trong quy trình
đã thiết kế.
- Thường xuyên kiểm tra trạng thái của bình, sự hoạt động của các thiết bị
kiểm tra đo lường, các cơ cấu an toàn và các phụ tùng của bình.
- Khi áp suất làm việc tăng quá mức cho phép mặc dù các yêu cầu khác trong
quy định của quy trình đều đảm bảo thì phải đình chỉ hoạt động ngay lập tức để
kiểm tra và có biện pháp điều chỉnh và sửa chữa.
- Thường xuyên căn chỉnh van an toàn cho phù hợp.
- Kiểm tra kết cấu kim loại các thiết bị của bình cũng như các thiết bị dùng
cho công tác sửa chữa và bảo dưỡng.
- Phải định kỳ kiểm tra sửa chữa và bảo dưỡng bình, đảm bảo cho các hoạt
động được an toàn. Mọi thay đổi về kết cấu của bình trong quá trình sửa chữa phải
được sự thỏa thuận bằng văn bản của người chế tạo.
- Các mối hàn dọc ở các khoang liền nhau của thân bình với mối hàn đáy
bình không được nằm liền nhau, mà phải lệch nhau một đoạn ít nhất bằng 3 lần
chiều dày, nhưng không mỏng hơn 100 mm.
3.2.2. Các biện pháp về mặt công nghệ
Khử nhũ trên đường vào của bình tách.
Xử lý lắng đọng Parafin.
Ngăn ngừa, xử lý cặn.
Sử dụng hoá chất tách bọt nhằm tăng lượng sản phẩm trong khai thác dầu khí.
3.2.2.1. Khử nhũ trên đường vào của bình tách
a. Giải pháp cơ học.
Thực tế nhũ tương nghịch thường không ổn định hoặc ổn định trung bình.
Chúng sẽ bị phá hủy khi đi qua lớp lọc rắn háo nước được chế tạo từ sỏi, dăm, kính
vụn, các quả cầu Polyme,…

60
Người ta đưa chất phá nhũ là một loạt các quả cầu Polyme rắn vào bên trong
đường ống trước khi hỗn hợp dầu - nước - khí vào bình tách.
Sự khử nhũ dựa vào hiện tượng hấp thụ ẩm ướt của lớp lọc rắn háo nước. Sự
tương tác giữa các phân tử chất lỏng với các phân tử rắn sẽ mạnh hơn sự tương tách
giữa các phân tử lỏng với nhau. Vì vậy chất lỏng sẽ loang theo bề mặt và tẩm ướt
chất rắn. Tùy theo tính chất của chất rắn, lỏng mà sự tẩm ướt có thể là toàn phần,
từng phần hoặc không tẩm ướt. Chất lỏng bôi trơn vật rắn càng mạnh khi sự tương
tác giữa các phân tử của chúng càng yếu. Nước là chất lỏng phân cực, có sức căng
bề mặt lớn hơn dầu nên sẽ tẩm ướt bề mặt chất rắn tốt hơn dầu. Còn dầu là chất lỏng
không phân cực với sức căng bề mặt nhỏ hơn sẽ chỉ tẩm ướt một số chất rắn nhất
định. Lúc này dầu và nước trong nhũ đã được tách ra khỏi nhau. Các giọt dầu sẽ kết
dính lại với nhau. Nhũ tương đã được xử lý.
Vật liệu dùng để khử nhũ phải thỏa mãn:
 Phải có tính tẩm ướt tốt, có khả năng tạo liên kết các vật liệu thấm với
các giọt nước, phá hủy màng ngăn giữa các pha của nhũ và tạo điều kiện cho dầu
kết dính.
Có độ bền để không bị phá hủy lẫn vào hỗn hợp và có thể sử dụng lâu dài.
b. Giải pháp điện
Người ta chiếu một điện trường vào bình tách ở giai đoạn tách lắng và phân
ly trọng lực. Dưới tác dụng của điện trường, các giọt nước sẽ chuyển động cùng pha
với điện trường chính và ở mọi thời điểm chúng luôn ở trạng thái dao động. Chúng
bị biến dạng liên tục, hình dáng luôn thay đổi thuận lợi cho việc phá nhũ và sự kết
dính của các giọt.
3.2.2.2. Xử lý lắng đọng Parafin
Việc xử lý lắng đọng Parafin góp phần tăng hiệu quả tách của bình tách.
Công việc này trước hết phải tổ chức công tác vận chuyển sau đó mới xử lý khi bề
dày lắng đọng đạt đến giới hạn.
a. Các phương pháp ức chế Parafin

Phương pháp phủ lớp sơn bảo vệ.
Phương pháp này là phủ bọc bên trong của bình tách một lớp thuỷ tinh hoặc
một lớp nhựa dày 0,8 ÷ 1mm để làm giảm bám dính của Parafin. Độ nặng của
Parafin sẽ làm cho nó rơi khỏi bề mặt trước khi tụ lại một lớp dày đến mức có hại.
Ngày nay người ta đang hoàn thiện công nghệ sử dụng thép không gỉ với bề mặt

61
phủ cacbon có cấu trúc giống kim cương. Công nghệ này làm giảm độ bám dính
tinh thể đến 70 - 100% và giảm vi sinh vật đến 90%.

Phương pháp dùng hoá phẩm ức chế.
Trong tất cả các phương pháp thì phương pháp dùng hoá phẩm ức chế có ưu
điểm hơn cả. Giá thành không cao do chỉ phải bơm một lượng nhỏ hoá chất,
phương pháp xử lý đơn giản ít tốn kém.
b. Các phương pháp khử parafin
Hiện nay, tại XNLD Vietsovpetro có sử dụng một số phương pháp sau đây để
tiến hành loại bỏ parafin:

Phương pháp cơ khí.
Sử dụng giải pháp cơ khí để tiến hành loại bỏ parafin chính là việc người ta
dùng các phương pháp nạo vét khác nhau để di dời cặn parafin bám dính trên các
bình chứa, bình tách. Phương pháp này đòi hỏi một lượng lớn nhân công và có
nhược điểm là phải dừng các hoạt động sản xuất.

Phương pháp vi khuẩn.
Người ta dựa vào ưu thế sinh sản của vi khuẩn, dùng vi khuẩn “ăn” parafin
để tiến hành áp dụng phương pháp. Khả năng tẩy rửa parafin bằng phương pháp này
cho hiệu quả tốt, nhưng giá thành đắt phụ thuộc vào nguồn cung cấp từ nước ngoài
và không thuận tiện. Chính vì thế mà phương pháp này khi sử dụng ở XNLD
Vietsovpetro sẽ bị hạn chế. Hiện tại phương pháp này đang được áp dụng nhiều ở
Trung quốc.

Phương pháp hoá phẩm.


Người ta đã tiến hành dùng phản ứng của hóa phẩm đối với parafin

nhằm đẩy parafin trở lại trong dầu thô.

62

Hình 3.1.Sơ đồ xử lý Parafin bằng hóa chất.
Chú thích:
1- Bình tách bậc 1
5- Bình tách bậc 2.
2- Buồng trộn hóa phẩm.
6 Bình tách ngưng tụ
3- Lò nung.
7- Máy bơm.
4- Bình ủ nhiệt.
8- Tàu chứa dầu.
Sản phẩm khai thác từ các giếng được đưa vào bình phân ly dầu - khí số 1.
Tại đây khí đồng hành được tách ra khỏi dầu, dầu và khí hòa tan còn lại dưới áp
suất phân ly được trộn với dung dịch 10% Bicromat natri (Na 2Cr2O7.2H2O) và còn
được gọi là Crompic với hàm lượng 2 - 3 kg cho 1 tấn dầu. Hỗn hợp thu được tiếp
tục đưa vào buồng làm nóng kiểu lò điện số 3 tới nhiệt độ 80 - 90 oC. Sau đó được
dẫn sang bình ủ nhiệt số 4, tại đây nhiệt độ được giữ 70 - 80 oC trong 30 phút, lúc
này dưới tác dụng của hóa phẩm làm cho độ nhớt và sức căng bề mặt của dầu giảm
và Parafin được khử. Hỗn hợp dầu khí được đưa tới bình tách số 5 để tách nốt phần
khí còn sót trong dầu, khí tách ra và được đưa tới bình tách ngưng tụ số 6 để tách
các bụi dầu bị cuốn theo dòng khí. Còn dầu thô được máy bơm số 7 bơm đến tàu
chứa số 8.
3.2.2.3. Phương pháp ngăn ngừa, xử lý cặn
Người ta chiếu vào dòng chất lưu, trạm gia nhiệt một từ trường có cường độ
thích hợp. Từ trường này làm chậm lại quá trình lắng đọng của muối trong nước vỉa.
Những hạt cát vừa với số lượng nhỏ có thể loại bỏ bằng lắng đọng trong bình
tách đứng với một cái phễu dưới đáy và loại bỏ chúng theo định kỳ. Muối có thể
loại bỏ chúng bằng cách cho thêm nước vào trong dầu và khi muối hòa tan thì nước
được tách khỏi dầu và được xả ra ngoài.
Đối với bình tách ngang người ta tiến hành bơm, phun tia nước sạch vào chỗ
có cặn. Phương pháp này thường được sử dụng khi muối lắng đọng phần lớn là
Natri clorua và vị trí lắng đọng không quá khó khăn. Khi đó nước sạch được bơm

63
với một áp lực rất mạnh vào thẳng vị trí lắng đọng muối, đây là giải pháp đơn giản
rẻ tiền và hiệu quả.
3.2.2.4. Xử lý dầu bọt bằng hóa chất
Bọt dầu là một thành phần của sản phẩm tách không triệt để của dầu và khí,
thường xuất hiện trong sản phẩm dầu và khí ở những giếng khoan sâu. Áp suất vỉa
lớn, nhiệt độ vỉa cao, cộng với tốc độ khai thác nhanh gây ra một khối lượng bọt
lớn. Bọt là kết quả của những giọt dầu được mang theo cùng với khí vào trong hệ
thống xử lý khí. Tại đây chúng sẽ làm đầy những bình và các buồng chứa của tháp
glycol hoặc là bình nén và có thể gây ra hiện tượng tắc nghẽn. Hoá chất tách bọt có
thể ngăn chặn những hiện tượng này bằng cách kết tụ nhanh chóng các bọt khí.
a. Sự tạo thành bọt
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự tạo thành bọt dầu có liên quan tới độ nhớt
của bề mặt dầu - khí, cụ thể là độ giãn nở của độ nhớt và biến dạng.
Nếu giá trị thuộc tính này cao, chúng ta cần khởi động nhiều lần hệ thống xả.
Các hợp chất hoạt động bề mặt giống như các chuỗi ngắn của các bon dioxi và
phenol thì có tác dụng ổn định bọt, bởi vì chúng ảnh hưởng tới các đặc tính độ nhớt.
b. Công nghệ tách bọt
Tác nhân tách bọt làm giảm hiện tượng tạo bọt bằng cách thay đổi độ nhớt
của bề mặt phân cách dầu - khí và kết tụ nhanh chóng các bọt khí. Hóa chất tách bọt
hoạt động trên bề mặt và do đó còn được gọi là hóa chất bề mặt. Loại hóa chất tách
bọt hiêụ quả là loại hóa chất gốc silicol. Bởi vì chúng thường nằm ở trên mặt mà
không bị lắng xuống đáy (khác với các hóa chất khác). Và do đó không gây ra các
hiệu ứng phụ không mong muốn khác, ví dụ như nhũ tương.
Baker petrolite đã sử dụng đầu tiên hóa chất gốc silicol, đã được tính toán
một cách chi tiết cho các ứng dụng trong dầu khí. Có vài loại hóa chất silicol được
sử dụng và mỗi loại có những ảnh hưởng khác nhau.
Hóa chất được sử dụng phổ biến là loại được mô phổng như trên hình 4.3,
còn được gọi là polydimethylsiloxane. Loại hóa chất này được sử dụng vì nó có ưu
điểm về kinh tế, được sản xuất rộng rãi và giá thành thấp, phù hợp với các ứng dụng
trong lĩnh vực tách bọt.
c. Hệ thống thiết bị xử lý
Người ta bố trí một loạt các bình tách ở đầu vào của hệ thống. Các bình tách
đầu tiên được vận hành ở áp suất cao 1000 ÷ 1800 psi. Các bình tách tiếp theo ở áp
suất thấp hơn. Đầu ra của bình tách này là đầu vào của bình tách kia. Nếu khí có áp

64
suất cao thì có thể vận chuyển trực tiếp đến nơi bán. Còn áp suất thấp thì cần nén lại
để đạt tới áp suất cao hơn trước khi đem bán. Dầu thô thường mang theo những
dòng khí và nó là nguyên nhân gây nên hiện tương tắc nghẽn của các thiết bị xử lý.

Cửa thóa khí
Đầu vào chất lỏng
Vách ngăn
Mặt thoáng
chất lỏng

Chiết sương

Cửa thoát dầu
Hình 3.2.Thiết bị xử lý sản phẩm
Việc bơm hóa chất định kỳ vào trong các thiết bị xử lý là một giải pháp hữu
hiệu. Đồng thời nó cho phép tăng thể tích lưu trữ dầu và khí trong thiết bị mà không
cần trang bị thêm các trang thiết bị khác như đối với các thiết bị lưu trữ lớn khác.
Và như vậy chúng ta có thể giảm được giá thành đối với sản phẩm. Thực tế, ở vịnh
mexico người ta đã sử dụng hóa chất tách bọt rất phổ biến trong quá trình sử lý sản
phẩm khái thác.

65

KẾT LUẬN
Bình tách dầu khí là một đề tài quan trọng trong quá trình khai thác dầu khí.
Đây là một công việc phức tạp, nó bao gồm nhiều công đoạn và chứa đựng những
nguy hiểm tiềm ẩn trong quá trình thao tác sửa chữa thiết bị, bởi vì bình tách là một
thiết bị chịu áp lực, nên chúng có thể gây ra cháy nổ trong quá trình vận hành và
sửa chữa nếu ta không tuân thủ các nguyên tắc về an toàn. Cùng với nó thì việc vận
hành cũng phải đảm bảo sao cho bình tách đạt hiệu quả cao nhất, tức là thời gian
lưu giữ chất lỏng trong bình là hợp lý, tránh trường hợp quá lâu, làm giảm năng suất
tách của bình. Yêu cầu đặt ra là thời gian lưu giữ chất lỏng trong bình phải đạt giới
hạn cho phép sao cho đạt hiệu quả tách cao nhất
Để nâng cao hiệu quả trong quá trình sử dụng bình tách thì việc tuân thủ quy
trình bảo dưỡng, sửa chữa cũng rất quan trọng. Nó phải được thực hiện đúng theo
quy trình kỹ thuật và đúng thời gian quy định. Thông qua việc làm đề tài tốt nghiệp
về " Các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng bình tách C-1 trên giàn
MSP-8 " đã giúp em có được nhưng kiến thức quan trọng về bình tách. Đồ án chỉ ra
những vấn đề thường gặp đối với bình tách . Việc tính toán các thông số cho bình
tách nhằm đạt hiệu quả tách là vô cùng quan trọng. Trong đồ án đã chỉ rõ phương
pháp tính toán các thông số của bình tách nói chung và đặc biệt là tính toán cụ thể
cho bình C1.
Với tính chất đặc biệt của loại dầu mỏ tại mỏ Bạch Hổ, để có được hiệu quả
tách cao nhất ta phải nghiên cứu tính chất của loại dầu mỏ được tách, cũng như là
các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả tách như là parafin, nhũ tương dầu…Do vậy đồ
án cũng chỉ ra các phương pháp khắc phục các yếu tố đó sao cho hiệu quả tách là
cao nhất. Bên cạnh đó chỉ ra các quy phạm an toàn đối với bình tách, các quy định
phải tuân theo trong quá trình sử dụng bình tách.
Như vậy, sau quá trình thực tập, làm đồ án, được sự hướng dẫn của thầy Lê
Đức Vinh, em đã hoàn thành bản đồ án này. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn
sự giúp đỡ của các thầy ,cùng các thầy cô bộ môn Thiết bị dầu khí và các bạn trong
lớp đã giúp đỡ tôi hoàn thành bản đồ án này.
Hà Nội,ngày 20 tháng 5 năm 2017

SVTT: Đặng Đình Ngọc

66

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Lê Xuân Lân, ‘‘Bài giảng về: Thu gom – Xử lý Dầu- Khí- Nước’’,
năm 2005
[2]. Phùng Đình Thực, ‘‘Xử lý và vận chuyển dầu mỏ’’, NXB Đại học Quốc
gia TPHCM, năm 2006
[3]. Phùng Đình Thực, ‘‘Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sử lý vận chuyển
dầu nhiều parafin, độ nhớt cao, trong khai thác dầu khí tại thềm lục địa phía
nam Việt Nam’’, ĐH Mỏ Địa Chất, năm 1995
[4]. XN Khai thác dầu khí Vietsopetro: “Hướng dẫn vận hành bình chịu áp
lực C1, C2, C3, C4”, năm 2012