Способ разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий


B01D2259/126 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2712589:

Общество с ограниченной ответственностью "Центр изучения и исследования нефти" (RU)

Изобретение относится к способу разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, например для разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий (промежуточных эмульсионных слоев), стабилизированных гелеобразными ассоциатами. Способ заключается в добавлении к водонефтяной эмульсии суспензии нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне и последующей обработки смеси ультразвуком с частотой 24,5 кГц и мощностью 1 кВт в проточном режиме. Разделение обработанной эмульсии на отдельные фракции (нефтяную и водную) проводится либо отстаиванием, либо центрифугированием. В случае присутствия в эмульсии твердых минеральных частиц после ее разрушения они осаждаются в виде отдельной фракции. Способ обеспечивает эффективное разрушение высокоустойчивых водонефтяных эмульсий, характеризующихся различным содержанием «геля», с остаточным содержанием воды в нефтяной фазе менее 1% масс, при этом характеризуется непрерывностью процесса обработки и экономичностью за счет использования суспензии нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне, который является недорогим и доступным реагентом. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к способам разрушения водонефтяных эмульсий (промежуточных эмульсионных слоев), преимущественно стабилизированных гелеобразными ассоциатами и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Для увеличения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи тяжелых высоковязких нефтей используются различные способы (микробиологическое воздействие, соляно-, термо- и глинокислотная обработки, а также обработки призабойных зон пласта водными растворами поверхностно-активных веществ и их композиций, растворами полимеров, щелочей, кислот и других химических реагентов), зачастую приводящие к образованию стойких водонефтяных эмульсий. Для их разрушения на стадии подготовки нефти применяют различные реагенты-деэмульгаторы, приводящие к образованию промежуточных эмульсионных слоев на границе раздела водной и нефтяной фаз. Такие промежуточные эмульсионные слои представляют собой высокоустойчивые водонефтяные эмульсии, в которых бронирующие оболочки глобул воды могут быть стабилизированы помимо смолисто-асфальтеновых веществ, содержащихся в большом количестве в добываемой тяжелой высоковязкой нефти, различными механическими примесями, сульфидом железа и гелеобразными ассоциатами. Причиной образования гелеобразных ассоциатов в таких эмульсиях считается применение большого количества реагентов-деэмульгаторов, содержащих в своем составе гидрофобные высокомолекулярные неионогенные поверхностно-активные вещества (блоксополимеры окисей этилена и пропилена). В настоящее время высокоустойчивые водонефтяные эмульсии, стабилизированные гелеобразными ассоциатами, практически невозможно разрушить известными способами. Поэтому требуются затраты на их утилизацию, что является экономически невыгодным.

Помимо традиционных способов разрушения устойчивых водонефтяных эмульсий (отстаивание, центрифугирование, нагревание, применение реагентов-деэмульгаторов и др.) активно развиваются способы с применением волновых воздействий.

Известен способ обезвоживания водонефтяной эмульсии (Патент РФ 2152817, 20.07.2000), заключающийся в том, что эмульсию смешивают с водным раствором деэмульгатора, предварительно обработанного в постоянном магнитном поле, и ее отстаивании. Недостатками данного способа являются влияние температуры (для каждого типа водонефтяной эмульсии выбирается температура для разделения и отстоя) и применимость к эмульсиям с низким содержанием воды, причем чем больше содержание воды, тем ниже степень обезвоживания эмульсии.

Известен способ обезвоживания нефти (Патент РФ 2449004, 27.04.2012), заключающийся в смешивании нефти с магнитной жидкостью, разделении нефти на обезвоженную нефть и водную фазу в градиентном магнитном поле. Недостатком данного способа является низкая эффективность разделения водной и нефтяной фаз (остаточное содержание воды в эмульсии составляет более 10% об).

Известен способ разрушения водонефтяной эмульсии в емкости (Патент РФ 2415902, 10.04.2011), включающей набор стержневых электродов, дисковый электрод и водонефтяную эмульсию, путем переориентации дипольных молекул воды на линиях магнитной индукции. Недостатками данного способа являются сложность исполнения и большие энергозатраты.

Известен способ разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии (Патент РФ 2183132, 10.06.2002), заключающийся в смешивании эмульсии с композицией путем раздельной и последовательной подачи друг за другом компонентов композиции в эмульсию с последующим воздействием волновым полем на водную фазу в режиме электроимпульсного воздействия при генерации спектра частот от 200 кГц до частот инфракрасного излучения путем ее циркуляции через электроимпульсный излучатель обратно в зону водной фазы. В качестве композиции используют состав, содержащий реагент на основе алкилсульфоната, деэмульгатор на основе смеси анионогенных и неионогенных ПАВ, содержащий сульфонол на основе натрийалкилбензолсульфонатов, и реагент на основе нитрилотриметилфосфоновой кислоты. Недостатками данного способа являются довольно сложный состав композиции с большим количеством разнообразных реагентов, необходимость длительного отстаивания и большие энергозатраты.

Известен способ обезвоживания водонефтяной эмульсии (Патент РФ 2536583, 27.12.2014), заключающийся в совместном применении сверхвысокочастотной и ультразвуковой энергии с экспериментально выбранными параметрами по частоте и интенсивности. Недостатками данного способа являются высокий уровень сложности применяемого оборудования и большие энергозатраты.

Известен деэмульгатор для разрушения водонефтяных эмульсий (Патент РФ 2491323, 27.08.2013), представляющий собой наноразмерный порошок нитрида алюминия (AlN). Однако, известный деэмульгатор является неэффективным в случае разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий, стабилизированных гелеобразными ассоциатами, и апробирован только на модельных смесях.

Известен способ разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия (Патент РФ 2535793, 20.12.2014), включающим процесс обработки эмульсии деэмульгатором, ультразвуком и процесс отстаивания, при этом предварительно определяется оптимальный уровень удельной акустической мощности ультразвука. Известному способу присущи недостатки, заключающиеся в том, что для каждой водонефтяной эмульсии и фиксированной частоты ультразвука опытным путем подбираются свои значения оптимального уровня удельной акустической мощности ультразвука для разрушения эмульсии, а также чем меньше значение частоты ультразвука, тем ниже степень обезвоживания и дольше время обработки.

Наиболее близким к заявленному является способ пробоподготовки промысловых стойких гельсодержащих водонефтяных эмульсий (Романова Ю.Н., Мусина Н.С., Марютина Т.А. Влияние различных видов волнового воздействия на разрушение стойких гельсодержащих водонефтяных эмульсий // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2018. - Том 84. - №7. - С. 7-15), заключающийся в использовании ультразвукового воздействия совместно с добавкой суспензии нанопорошка оксида алюминия в ацетонитриле, при котором происходит разрушение «геля» и отделение водной и нефтяной фаз. К недостаткам данного способа можно отнести использование большего количества суспензии, периодичность процесса обработки, а также необходимость применения ацетонитрила, характеризующегося дороговизной и малодоступностью.

Технической задачей изобретения является разработка способа, обеспечивающего эффективное разрушение высокоустойчивых водонефтяных эмульсий, содержащих различное количество «геля», с остаточным содержанием воды в нефтяной фазе менее 1% масс, при этом характеризующегося непрерывностью процесса обработки и экономичностью за счет использования суспензии нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне, который является более дешевым и доступным реагентом.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемом способе разрушение достигается за счет добавления к эмульсии суспензии нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне, последующей обработке смеси ультразвуком с частотой 24,5 кГц и мощностью 1 кВт в проточном режиме и разделении обработанной смеси на фазы. При этом количество суспензии, добавляемой к эмульсии, составляет не более 8% об. При этом для разделения обработанной смеси на фазы используют либо центрифугирование в течение 10 минут, либо отстаивание в течение суток.

Технический результат достигается за счет применения ультразвуковой обработки в проточном режиме с частотой 24,5 кГц и мощностью 1 кВт совместно с добавкой суспензии нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне (не более 8% об). При этом достигается разрушение «геля», содержащегося в эмульсии, и отделение водной и нефтяной фаз, а так же в случае наличия в эмульсии твердых минеральных частиц они выпадают в виде осадка.

Ультразвуковое воздействие с добавлением суспензии оказывает комплексное влияние на бронирующие оболочки и «гель», содержащийся в эмульсиях. Ацетон способствует расщеплению высокомолекулярных соединений, что приводит к разрушению гелеобразной фазы (эмульсия становится менее вязкой, более текучей). Нанопорошок нитрида алюминия, за счет своей дифильности (наличие гидрофильной (полярной) и гидрофобной (неполярной) частей) перераспределяется на межфазных границах, вытесняя молекулы природных стабилизаторов с поверхности глобул воды за счет более высокой поверхностной активности. Происходит его одновременное взаимодействие как с водной, так и с нефтяной фазами, которое, в свою очередь, совместно с ультразвуковым воздействием приводит к разрушению структурно-механического барьера. Тем самым, происходит отделение воды от нефти.

В качестве образцов для разрушения применялись промысловые высокоустойчивые водонефтяные эмульсии с характеристиками, представленными в таблице 1.

Для реализации способа используют ультразвуковую установку, состоящую из насосов, подающих эмульсию и суспензию, ультразвукового генератора и проточного реактора. Для разделения на фазы образцов эмульсий, прошедших обработку в ультразвуковом реакторе, используют отстаивание в течение суток, либо для ускорения процесса применяют центрифугу модели СМ-6МТ.

Способ проводят следующим образом: с помощью насосов через проточный реактор ультразвуковой установки одновременно подаются высокоустойчивая водонефтяная эмульсия и суспензия нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне, подвергаясь обработке ультразвуком. Причем скорость подачи суспензии подбирается таким образом, чтобы объем составлял не более 8% от объема поступающей эмульсии. Помимо этого скорость прокачивания эмульсии зависит от содержания «геля» - чем меньше содержание «геля», тем выше скорость. Получившаяся на выходе обработанная смесь подвергается дальнейшему отстаиванию или центрифугированию.

Пример 1. Образец эмульсии №1 с содержанием «геля» 25,0% масс и воды 53,0% масс объемом 200 мл и суспензию нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне объемом 16 мл (навеска нанопорошка - 32 мг) прокачивали через проточный реактор ультразвуковой установки. Скорость прокачивания эмульсии составила 35 мл/мин, суспензии - 2,8 мл/мин. Поступающие в потоке эмульсия и суспензия смешивались и подвергались обработке ультразвуковыми колебаниями с частотой 24,5 кГц и мощностью 1 кВт. Затем обработанная смесь подвергалась центрифугированию в течение 10 минут со скоростью 1000 об/мин. Без центрифугирования обработанная смесь в процессе отстаивания разделялась на фазы в течение суток. Остаточное содержание воды в отделившейся нефтяной фазе составило менее 1% масс.

Пример 2. Образец эмульсии №2 с содержанием «геля» 8,0% масс и воды 62,0% масс объемом 200 мл и суспензию нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне объемом 12 мл (навеска нанопорошка - 24 мг) прокачивали через проточный реактор ультразвуковой установки. Скорость прокачивания эмульсии составила 70 мл/мин, суспензии - 4,2 мл/мин. Поступающие в потоке эмульсия и суспензия смешивались и подвергались обработке ультразвуковыми колебаниями с частотой 24,5 кГц и мощностью 1 кВт. Затем обработанная смесь подвергалась центрифугированию в течение 10 минут со скоростью 1000 об/мин. Без центрифугирования обработанная смесь в процессе отстаивания разделялась на фазы в течение суток. Остаточное содержание воды в отделившейся нефтяной фазе составило менее 1% масс.

Пример 3. Образец эмульсии №3 с содержанием «геля» 16,0% масс и воды 58,0% масс объемом 200 мл и суспензию нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне объемом 14 мл (навеска нанопорошка - 28 мг) прокачивали через проточный реактор ультразвуковой установки. Скорость прокачивания эмульсии составила 50 мл/мин, суспензии - 3,5 мл/мин. Поступающие в потоке эмульсия и суспензия смешивались и подвергались обработке ультразвуковыми колебаниями с частотой 24,5 кГц и мощностью 1 кВт. Затем обработанная смесь подвергалась центрифугированию в течение 10 минут со скоростью 1000 об/мин. Без центрифугирования обработанная смесь в процессе отстаивания разделялась на фазы в течение суток. Остаточное содержание воды в отделившейся нефтяной фазе составило менее 1% масс.

1. Способ разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий, заключающийся в добавлении к эмульсии суспензии нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне, последующей обработке смеси ультразвуком с частотой 24,5 кГц и мощностью 1 кВт в проточном режиме и разделении обработанной смеси на фазы.

2. Способ по п. 1, заключающийся в том, что количество суспензии, добавляемой к эмульсии, составляет не более 8% об.

3. Способ по п. 1, заключающийся в том, что для разделения обработанной смеси на фазы используют центрифугирование в течение 10 минут.

4. Способ по п. 1, заключающийся в том, что для разделения обработанной смеси на фазы используют отстаивание в течение суток.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к очистке загрязненных металлических поверхностей. Очистку осуществляют с применением композиции, содержащей по меньшей мере один алкоксилированный полиэтиленимин (В) с полидисперсностью Q=Mw/Mn в интервале от 3,5 до 10 и средней молекулярной массой Mw в интервале от 2500 до 1500000 г/моль, причем алкоксилированный полиэтиленимин (В) содержит основную цепь и алкиленоксидные звенья в массовом отношении в интервале от 1:2 до 1:50.

Настоящее изобретение относится к замещенным полиэфираминам с низкой температурой плавления. Указанный полиэфирамин получают конденсацией по меньшей мере двух N-(гидроксиалкил)аминов с получением простого полиэфирамина и последующим взаимодействием по меньшей мере одной оставшейся гидроксильной группы и/или в случае присутствия по меньшей мере одной вторичной аминогруппы указанного полиэфирамина с этиленоксидом и по меньшей мере одним дополнительным алкиленоксидом с получением замещенного простого полиэфирамина.
Изобретение относится к области нефтеподготовки и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности для разделения водонефтяных эмульсий.

Настоящее изобретение относится к области подготовки нефти. Описан деэмульгатор для обезвоживания и обессоливания эмульсий нефти, содержащий первую смесь и вторую смесь, смешанные между собой при следующем их соотношении: первая смесь 24,5-29,5 мас.%, вторая смесь - остальное, причем первая смесь содержит 12,5-17,5 мас.% модифицированного полимерного алкоксилата, представляющего собой Kemelix D 510, 12,5-17,5 мас.% раствора этоксилированной фенольной смолы в ароматическом растворителе, представляющего собой Kemelix D 304, и растворитель метанола - остальное, вторая смесь содержит 8,5-13,5 мас.% блок-сополимера окисей этилена и пропилена, представляющего собой Лапромол 294, 29,5-35,5 мас.% раствора модифицированного полиола в системе ароматических растворителей, представляющего собой Реапон 18У или Реапон 16Т, 28,4-33,5 мас.% раствора в толуоле продукта, полученного алкоголятной полимеризацией окисей алкиленов на конденсированном алкилфеноле, представляющего собой Реапон 3Т, и остальное смесь органического растворителя и метанола в соотношении 1/10.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано при переработке нефтешламов установки промысловой подготовки нефти (УППН) для разделения стойких водонефтяных эмульсий промежуточных слоев.
Настоящее изобретение относится к способу извлечения битума. Способ включает стадию обработки нефтеносных песков простым гликолевым эфиром, блокированным пропиленоксидом на концах цепи.

Изобретение относится к области промысловой подготовки нефти, в частности к обработке высокоустойчивых водонефтяных эмульсий. Изобретение касается способа комплексной обработки промежуточного слоя, стабилизированного сульфидом железа, включающего обработку промежуточного слоя, состоящую из нагрева, введения ингибированной соляной кислоты с последующим отстаиванием.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к составам для разрушения водонефтяных промежуточных эмульсионных слоев, стабилизированных механическими примесями.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам снижения содержания органических хлоридов в нефти. Данный способ применим к нефти с содержанием органических хлоридов, значительно превышающим 10 млн-1 (порядка 1000 млн-1 и более).

Изобретение относится к двум вариантам способа обработки промежуточного слоя, стабилизированного сульфидом железа, с использованием ингибированной соляной кислоты.

Изобретение может быть использовано в гальванике, полимерной химии, медицине, биологии, а также при изготовлении масляных и полировальных финишных композиций. Индивидуальное взрывчатое вещество, в качестве которого используют тетрил, подрывают в водной оболочке или оболочке, содержащей 5% водный раствор уротропина или Трилона Б, при массовом соотношении заряда взрывчатого вещества и оболочки, равном 1:(10-14), в среде газообразных продуктов детонации предыдущих подрывов взрывчатого вещества в качестве неокислительной среды.

Изобретение может быть использовано в гальванике, полимерной химии, медицине, биологии, а также при изготовлении масляных и полировальных финишных композиций. Готовят композиционный взрывчатый состав, содержащий следующие компоненты, мас.

Изобретение относится к устройствам для получения высоких импульсных давлений, а именно, взрывным камерам, предназначенным для локализации взрыва при проведении синтеза материалов и проведении исследовательских работ.

Изобретение может быть использовано при получении катализаторов для обработки выхлопных газов двигателей. Способ получения улавливающего NOx материала носителя катализатора включает получение первой суспензии, содержащей предшественник гомогенного смешанного оксида Mg/Al, и сушку первой суспензии.

Настоящее изобретение относится к области катализаторов полимеризации, а именно к катализатору формулы (I): В формуле (I) M1 и M2 независимо выбраны из Zn(II), Cr(II), Co(II), Cu(II), Mn(II), Ni(II), Mg(II), Fe(II), Ti(II), V(II), Cr(III)-X, Co(III)-X, Ni(III)-X, Mn(III)-X, Fe(III)-X, Ca(II), Ge(II), Al(III)-X, Ti(III)-X, V(III)-X, Ge(IV)-(X)2 или Ti(IV)-(X)2, значение радикалов приведено в формуле изобретения.

Изобретение относится к области обработки алмаза на многопуансонных аппаратах высокого давления и температуры. Реакционная ячейка многопуансонного аппарата высокого давления и температуры содержит соосно установленные цилиндрической формы нагревательный элемент 1 с торцевыми двойными токовводными крышками 2 и токовводными стержнями 4, запирающие ячейку таблетки 5, и расположенную в полости ячейки подложку 6 с запрессованным алмазом, материал которой содержит, мас.

Изобретение относится к химической очистке природного кварцевого сырья кислотным травлением и может быть использовано в составе технологии получения высокочистых кварцевых концентратов для светотехнической, оптической отрасли промышленности, включая фотовольтаику.

Изобретение относится к области прививки белка на субстрат по оптически задаваемому шаблону. Описывается способ печати адгезивного шаблона на полимерной щетке, находящейся на поверхности подложки в виде нанометрового необрастающего слоя.

Изобретение относится к химическому машиностроению, к технике высоких давлений и может быть использовано для выращивания кристаллов алмазов. Устройство для выращивания кристаллов алмаза содержит установленные в заглублении земли на столе 6 соосно в ряд контейнеры 1, 2 с размещенным в каждом контейнере соответствующим многопуансонным аппаратом 3 высокого давления, а между каждым из крайних контейнеров 1 и 2 и соответствующей стеной 8 заглубления установлена по меньшей мере одна разгрузочная плита 7.

Разработан активный катализатор гидрообработки, предназначенный для использования в процессах конверсии углеводородов: гидроденитрификации, гидрообессеривания, гидродеметаллирования, гидродесиликации, гидродеароматизации, гидроизомеризации, гидроочистки, гидрофайнинга и гидрокрекинга.

Изобретение относится к вихревому соноплазмохимическому устройству для обработки жидких сред, которое может быть использовано, например в системах кондиционирования воды для обеззараживания водопроводной, морской и сточных вод.

Изобретение относится к способу разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, например для разрушения высокоустойчивых водонефтяных эмульсий, стабилизированных гелеобразными ассоциатами. Способ заключается в добавлении к водонефтяной эмульсии суспензии нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне и последующей обработки смеси ультразвуком с частотой 24,5 кГц и мощностью 1 кВт в проточном режиме. Разделение обработанной эмульсии на отдельные фракции проводится либо отстаиванием, либо центрифугированием. В случае присутствия в эмульсии твердых минеральных частиц после ее разрушения они осаждаются в виде отдельной фракции. Способ обеспечивает эффективное разрушение высокоустойчивых водонефтяных эмульсий, характеризующихся различным содержанием «геля», с остаточным содержанием воды в нефтяной фазе менее 1 масс, при этом характеризуется непрерывностью процесса обработки и экономичностью за счет использования суспензии нанопорошка нитрида алюминия в ацетоне, который является недорогим и доступным реагентом. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Наверх