در صنایع نفت و گاز، پیش از آغاز مراحل اصلی پالایش، لازم است مواد اولیه تحت فرآیندهای آماده سازی دقیق قرار گیرند تا کیفیت آن ها به سطح مطلوب برسد. هرگونه ناخالصی یا ترکیب ناخواسته می تواند موجب کاهش بهره وری، ایجاد رسوبات و افزایش هزینه های عملیاتی شود. در این میان، یونیت نمک زدا به عنوان بخشی از زنجیره آماده سازی، نقشی کلیدی در بهبود شرایط خوراک ورودی ایفا می‌کند. آشنایی با جایگاه و اهمیت این واحد، نه تنها برای فعالان صنعت نفت ضروری است، بلکه دیدگاه جامعی درباره فرآیندهای پیچیده پالایشی ارائه می دهد. در ادامه، به بررسی کامل ساختار و نحوه عملکرد این بخش مهم از فرآیند پالایش خواهیم پرداخت.
یونیت نمک زدا دستگاهی در صنعت نفت است که پیش از آغاز مراحل پالایش، نمک ها و ذرات موجود در نفت خام را جدا می‌کند. این واحد معمولاً شامل یک مخزن یا محفظه بزرگ تحت فشار است که در آن نفت خام با آب شستشو داده می شود تا نمک ها و مواد معدنی محلول در آن جدا شوند.
اساس کار یونیت نمک زدا بر مبنای تماس مستقیم نفت خام و آب و سپس جداسازی این دو فاز است. برای جداسازی کامل و مؤثر، از میدان الکتریکی قوی در داخل مخزن استفاده می شود که باعث شکستن قطرات ریز آب درون نفت و ادغام آن ها به قطرات بزرگ تر می گردد. این قطرات بزرگ تر به دلیل اختلاف چگالی، به سمت پایین مخزن حرکت کرده و از نفت جدا می شوند.
طراحی یونیت نمک زدا به گونه ای است که جریان یکنواخت نفت و آب، زمان ماند کافی و شرایط مناسب برای تماس و جداسازی فراهم شود. این واحد معمولاً به صورت پیوسته کار می‌کند و بخشی از خط مقدم فرآیند پالایش به شمار می رود. استفاده از آب، میدان الکتریکی و کنترل دقیق دما و فشار، اجزای اصلی عملکرد آن را تشکیل می دهند. هدف اصلی یونیت نمک زدا، تولید نفت خام تمیز و عاری از نمک برای ادامه فرآیند پالایش است.
یونیت نمک زدا برای دستیابی به بالاترین کارایی، نیازمند طراحی مهندسی دقیق و اجرای صحیح مراحل ساخت و نصب می باشد. آشنایی با نحوه ساخت و عملکرد این واحد، به درک بهتر از فرآیند جداسازی نمک ها و ناخالصی ها کمک می‌کند و امکان بهینه سازی سیستم را فراهم می سازد. در ادامه، ابتدا مراحل کلی ساخت این تجهیز و سپس نحوه عملکرد آن را شرح می دهیم.
ساخت یونیت نمک زدا نیازمند برنامه ریزی دقیق، انتخاب مواد مناسب و رعایت استانداردهای ایمنی و صنعتی است. مراحل زیر ساختار کلی فرآیند ساخت را توضیح می دهد.
1. طراحی و محاسبه ظرفیت
ابتدا باید ظرفیت مورد نیاز بر اساس حجم نفت خام ورودی و میزان نمک موجود مشخص شود. در این مرحله، پارامترهایی مانند دما، فشار کاری و نوع نفت خام بررسی شده و ابعاد کلی دستگاه تعیین می‌گردد. نرم افزارهای مهندسی و استانداردهایی مانند API و ASME برای محاسبات به کار گرفته می شوند.
2. انتخاب و آماده سازی مواد
بدنه یونیت معمولاً از فولاد کربنی یا فولاد ضدزنگ مقاوم به خوردگی ساخته می شود. نوع پوشش داخلی نیز بر اساس شرایط خورنده آب و نفت انتخاب می‌گردد. تمامی ورق ها، لوله ها و اتصالات قبل از استفاده باید تحت آزمون کیفیت قرار گیرند.
3. ساخت بدنه و اجزای داخلی
پس از برش و شکل دهی ورق ها، عملیات جوشکاری طبق استاندارد انجام می شود. درون مخزن، الکترودها، صفحات توزیع سیال و سیستم های تزریق آب نصب می شوند. طراحی مسیرهای ورودی و خروجی سیال باید به گونه ای باشد که جریان یکنواخت و بدون تلاطم ایجاد شود.
4. نصب تجهیزات کنترلی و ایمنی
سیستم های اندازه گیری فشار، دما و سطح مایعات، نصب شده و به سامانه کنترل مرکزی متصل می شوند. همچنین شیرهای ایمنی و دریچه های اضطراری برای جلوگیری از خطرات احتمالی تعبیه می‌گردد.
5. آزمون و راه اندازی اولیه
در پایان، تست های فشار، نشت یابی و بررسی عملکرد الکتریکی انجام می شود. پس از تأیید نتایج، دستگاه برای بهره برداری آماده خواهد بود.
عملکرد یونیت نمک زدا بر پایه ترکیب شستشوی نفت خام با آب و استفاده از میدان الکتریکی برای تسهیل جداسازی است. ابتدا نفت خام وارد مخزن می شود و همزمان، مقدار مشخصی آب شیرین به آن تزریق می‌گردد. این آب با نمک ها و مواد معدنی محلول در نفت واکنش داده و آن ها را به خود جذب می‌کند.
به دلیل تفاوت چگالی، آب تمایل به جدا شدن از نفت دارد، اما قطرات آب به شکل ذرات بسیار ریز پراکنده اند. در این مرحله، میدان الکتریکی قوی بین الکترودهای داخلی ایجاد می شود که باعث قطبی شدن و ادغام قطرات کوچک آب به قطرات بزرگ تر می شود. قطرات بزرگ تر با سرعت بیشتری به پایین مخزن حرکت کرده و در بخش زیرین جمع می شوند.
در طول فرآیند، کنترل دقیق دما اهمیت زیادی دارد. دمای بالاتر باعث کاهش ویسکوزیته نفت شده و حرکت قطرات آب را تسهیل می‌کند. همچنین فشار مخزن باید در محدوده مشخص حفظ شود تا از بخار شدن یا تبخیر ناخواسته جلوگیری شود.
آب جدا شده که حاوی نمک و ذرات معلق است، از بخش پایین مخزن تخلیه می شود و نفت تمیز از بخش بالایی خارج می‌گردد. عملکرد مؤثر یونیت نیازمند تنظیم صحیح جریان آب تزریقی، شدت میدان الکتریکی و زمان ماند سیال در مخزن است. رعایت این موارد، کیفیت بالای نفت خروجی را تضمین می‌کند.
یکی از عوامل کلیدی در کارایی یونیت نمک زدا، استفاده از میدان الکتریکی قوی برای تسهیل جداسازی قطرات آب از نفت خام است. در این فرآیند، میدان الکتریکی باعث قطبی شدن و حرکت قطرات ریز آب می شود و آن ها را به هم نزدیک کرده تا به قطرات بزرگ تر تبدیل شوند. قطرات بزرگ تر به دلیل وزن بیشتر، سریع تر ته نشین می شوند و از نفت جدا می‌گردند. تنظیم دقیق شدت و فرکانس میدان الکتریکی برای جلوگیری از تخریب امولسیون ها و حفظ کیفیت خروجی بسیار ضروری است. این بخش، نقطه تمایز اصلی یونیت نمک زدا نسبت به روش های جداسازی مکانیکی محسوب می شود.