Способ обезвоживания нефти и нефтепродуктов

 

Изобретение относится к способам обезвоживания нефти и нефтепродуктов и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Способ заключается в нагреве нефти, выделении свободной и связанной воды с последующим ее удалением, при этом создают циркуляцию воды по контуру эжектор - гидроемкость - эжектор, регулируют расход воды через эжектор до открытия вентиля, соединяющего нефтеемкость с контуром, создают с помощью прокачки воды по контуру эжектор - гидроемкость - эжектор разрежение над поверхностью нефти, отсасывают воздух над поверхностью нефти, создают условия для подкипания воды в объеме нефти путем создания разрежения и подогревают нефть с помощью системы подогрева, расположенной ниже средней линии нефтеемкости, до температуры, соответствующей температуре насыщения воды при давлении разрежения над поверхностью нефти, подают образовавшийся пар на вход эжектора, конденсируют его в смесительной камере эжектора и удаляют образовавшуюся воду в гидроемкость. Изобретение позволяет повысить качество обезвоживания нефти. 1 ил.

Изобретение относится к способам обезвоживания нефти и нефтепродуктов и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Известен способ обезвоживания нефти (масла) от воды, заключающийся в отстаивании воды и последующем ее удалении (SU 1260387, С 10 G 33/06, 1988 г.).

Основной недостаток способа заключается в том, что таким способом можно удалить только свободную воду, содержащуюся в нефти. В нефти присутствует, кроме свободной, связанная вода, которая не может быть удалена способом отстаивания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ обезвоживания нефти, заключающийся в нагреве нефти (масла) в резервуаре до температуры 65-90°С и многократного перекачивания нефти при помощи насоса (DE 3344526, С 10 G 33/00, 20.06.1985). В этом случае удаляется свободная и связанная вода.

Недостатком описанного способа является повышенная температура нагрева нефти (масла), ухудшающая свойства нефти и способствующая ее разложению на фракции.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении качества обезвоживания нефти, что обеспечивается тем, что создают над поверхностью нефти разрежение, нагревают нефть до температуры, соответствующей температуре насыщения воды при давлении разрежения над поверхностью нефти, подают образовавшийся пар на вход эжектора, конденсируют его в смесительной камере эжектора и удаляют образовавшуюся воду.

Достижение технического результата, заключающегося в повышении качества обезвоживания нефти, обеспечивается тем, что за счет создания разрежения над поверхностью сосуда, в котором находится нефть, снижается температура подогрева нефти, что улучшает качество нефти. За счет вскипания воды, содержащейся в нефти, разрушаются надмолекулярные структуры и выделяется связанная вода, присутствующая в нефти. Пары вскипевшей воды конденсируются в смесительной камере эжектора и удаляются из гидроемкости.

На чертеже показана схема установки для реализации способа.

Схема состоит из следующих основных элементов:

1 - емкость, содержащая нефть (нефтепродукты); 2 - нагреватель, служащий для подогрева нефти до требуемой температуры; 3 - эжектор, служащий для создания разрежения над поверхностью нефти в емкости, удаления образовавшихся паров воды и их конденсации; 4 - механический фильтр; 5 - электронасос; 6 - гидроемкость - служит для хранения воды; 7 - конденсатопровод; 8 - дренаж гидроемкости; 9 - воздушник; 10 - инерционный сепаратор; 11 - отбойный щиток; 12 - линия слива (заполнения) нефти воды.

Способ обезвоживания нефти осуществляется следующим образом. Заполняют емкость 1 нефтью. Гидроемкость 6 заполняют водой (конденсатом) с температурой 15-20°С. После этого подогревают нефть с помощью нагревателя 2 до температуры 50-55°С. Далее включают электронасос и организуют циркуляцию по контуру гидроемкость - эжектор - гидроемкость. При этом при прокачивании воды через эжектор в сосуде над поверхностью нефти создается разрежение (примерно на 0,02 МПа ниже атмосферного давления). Вследствие создания разрежения над поверхностью нефти создаются благоприятные условия для удаления воздуха, имеющегося в сосуде, и последующего вскипания воды, находящейся в поверхностном слое нефти. При этом имеющаяся связанная и свободная вода вскипает при наличии следующего условия: температура воды, содержащейся в сосуде, превышает и (или) равна температуре насыщения воды при соответствующем давлении. Для удаления всей, имеющейся в сосуде (нефти) воды, нагреватель должен быть расположен в нижней части (ниже средней линии) сосуда. В этом случае будет обеспечено перемешивание слоев нефти по мере их прогрева, вскипание воды в верхних поверхностных слоях нефти и последующее ее удаление. При удалении паров воды с поверхности нефти сепаратор 10 служит для удаления частиц нефти, попавшей в пары, и возвращению их в сосуд. Пары воды, попадая в эжектор, конденсируются на струях воды в смесительной камере и удаляются путем прокачки сконденсированной воды и подачи ее в гидроемкость. После удаления всей воды, имеющейся в нефти, нефть из емкости удаляют из сосуда через сливной трубопровод и заполняют емкость новой (неочищенной) порцией нефти. Вода, не соответствующая первоначальному уровню воды в гидроемкости, т.е. та, которая поступила в гидроемкость благодаря обезвоживанию нефти, удаляется. Контроль процесса удаления воды осуществляют, например, с помощью уровнемера, установленного в гидроемкости. Зная содержание воды в нефти и количество нефти в сосуде, определяют количество воды в нефти и соответственно уровень воды в гидроемкости, соответствующий полному удалению воды из нефти. Для обезвоживания следующей порции нефти обезвоженная нефть удаляется с помощью сливного трубопровода.

Пример конкретного выполнения. В качестве примера конкретного выполнения рассмотрим удаления воды из нефтеемкости объемом 16 м³. Процентное содержание воды в нефти примерно 2%. Объем гидроемкости примерно 10 м³. После заполнения нефтеемкости и гидроемкости включался электронасос и осуществлялась прокачка по контуру эжектор - гидроемкость - эжектор. Регулировка требуемого расхода воды через эжектор осуществлялась вентилями В2, В3. После достижения требуемого режима работы эжектора открывался вентиль ОК и вход эжектора соединялся с верхней полостью нефтеемкости. В результате создания разрежения над поверхностью нефти начинается отбор воздуха, имеющегося в нефтеемкости, и последующее подкипание воды, содержащейся в верхних слоях нефти. Предварительно нефть подогревалась с помощью системы подогрева до температуры 50-55°С. Измерение температуры нефти проводилось с помощью термопары ХК погружного типа, установленной в верхней части нефтеемкости. Опыты показали, что подкипание воды проходило уже при температуре 45-50°С. Разрежение над поверхностью нефти составило 0,02 МПа, т.е. давление над поверхностью нефти составило 0,08 МПа. Температура насыщения воды при этом давлении 41,5°С. Обезвоживание нефти было выполнено примерно в течение 3 ч. При этом было удалено около 200 кг воды. Таким образом, предлагаемый способ позволяет провести удаление воды из нефти при температурах, при которых не происходит разложение нефти на фракции. При этом удаляется как свободная, так и связанная вода. Следовательно, в предлагаемом способе достигается требуемый технический результат, а именно повышается качество обезвоживания нефти.

Формула изобретения

Способ обезвоживания нефти и нефтепродуктов, заключающийся в нагреве нефти, выделении свободной и связанной воды с последующим ее удалением, отличающийся тем, что создают циркуляцию воды по контуру эжектор – гидроемкость - эжектор, регулируют расход воды через эжектор до открытия вентиля, соединяющего нефтеемкость с контуром, создают с помощью прокачки воды по контуру эжектор – гидроемкость - эжектор разрежение над поверхностью нефти, отсасывают воздух над поверхностью нефти, создают условия для подкипания воды в объеме нефти путем создания разрежения и подогревают нефть с помощью системы подогрева, расположенной ниже средней линии нефтеемкости до температуры, соответствующей температуре насыщения воды при давлении разрежения над поверхностью нефти, подают образовавшийся пар на вход эжектора, конденсируют его в смесительной камере эжектора и удаляют образовавшуюся воду в гидроемкость.

РИСУНКИ

Рисунок 1