Способ обезвоживания и обессоливания нефти

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскми

Социалистических

Республик (»)702068 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

С 10 G 33/06 (22) Заявлено 28.09.77 (21) 2530368/23-04 с присоединением заявки ре (23) Приоритет.1есУддРстииииый KONKTBT

СССР ио делан иэобретеиий и ютирнтий

Опубликовано 05.12.79. Бюллетень М 45 (53) УДК

665.622.43.065. ,6 (088,8) Дата опубликования описания 08,12,79

В. П. Тронов, Ф. Ф. Хамидуллин, А. И. Киреев и Ф. Г. Арзамасцев (72) Авторы изобретения

Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ

Изобретение относится к области подготовки нефти, в частности к процессу обезвоживания и обессоливания нефти на промыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях.

Известен способ транспортирования гаэоводонефтяной смеси по трубопроводу, предусматривающий предварительную ее обработку деэмульгатором и создание в нем давления нагнетания, в котором с целью снижения затрат на последующие операции по сепарации, обезвоживанию и очистке воды, скорость движения потока газоводонефтяной смеси на конечном участке трубопровода снижают до величины, обеспечивающей расслоение смеси на фазы, отбираемые отдельными потоками (1).

Поступающую с групповых установок газоводонефтяную смесь транспортируют по сборному коллектору на пункты подготовки нефти.

Режим транспортирования турбулентный. При подходе к пункту подготовки газоводонефтяная смесь попадает в расширенную часть трубопровода, имеющего диаметр 1400 мм. Такой диаметр концевой части трубопровода создает режим движения, обеспечиваюгций рассло2 ение потока на нефть, газ и воду. При этом отделившийся газ направляется на осушку, нефть с остаточной водой и газом — в сепарациояные аппараты для дополнительного отделения оставшегося в ней газа и далее на установку подго5 товки нефти, а вода — на очистные сооружения.

Как видно, в известном способе каждый отдельный компонент газоводонефтяной смеси из концевого участка трубопровода направляет10 ся в отдельный самостоятельный .аппарат для окончательной обработки, что усложняет технологию подготовки нефти в целом.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является способ обезво15 живания и обессоливания нефти путем обработки нефти деэмульгатором и пропускания ее . через каплеобразователь при турбулентном режиме движения нефтяной. эмульсии с пэследующим отстоем ее в отстойном аппарате, причем

26 эмульсия вводится или в нефтяную или только в водную зоны отстойного аппарата (2), В известном способе укрупнение капель воды осуществляют в каплеобразователе в при702068

1О

55

3 сутствии реагента — деэмульгатора в количестве 20-30 г/т при температуре нагрева водонефтяной эмульсии 30 — 45 С. Каплеобразователь представляет собой полую трубу расчетного диаметра и дликы. Выполненные исследо5 вания и практика показали, что на конечном участке каплеобраэователя капли воды в разрушенной эмульсии имеют самые различные размеры, По верхней части трубопровода движется слой эмульсии с наиболее мелкими каплями воды, а по нижней части — с наиболее крупными каплями воды или с содержанием свободной воды.

Недостатком известного способа является то, что весь лоток водонефтяной эмульсии с различной структурой без разделения из каплеобразователя по одному патрубку вводят только в нефтяную или в водную зону отстойного аппарата. При введении всей эмульсии 2о ю.каплеобразователя только в нефтяную зону отстойника мелкие капли воды не успевают оседать на его дно и уносятся из аппарата вместе с нефтью. Ухудшается качество подготовленной нефти (повышается содержание воды 25 в нефти). При введении всей эмульсии из каппеобразователя только в водную зону отстойника, т.е, через водную подушку высотой 1,2 м и более происходит переход некоторой части капель воды в объем свободной дренажной Зо воды в результате подъема эмульсионных струй через водную цодушку. Однако значительная часть мелких капель воды за счет высокой скорости поднимающейся жидкости не успевает переходить в состав дренажной воды и уносит- 35 ся вместе с нефтью. Кроме того, необходимость поддержания в отстойнике черезмерно высокой водной подушки для промывания нефти приводит к значительному уменьшению (1,5 — 2 раза) полезного рабочего объема аппарата. Серьезным недостатком этого способа является также противоточное движение всего объема поднимающейся жидкости и оседающих капель воды в аппарате. Процесс отстоя нефти происходит малоэффективно. С использованием известного 4S способа производительность отстойного аппарата:: : объемом 200 м составляет 2,0 — 3,0 млн.т/год.

Остаточное содержание воды в нефти составляет 0,2 — 1,0%.

Дальнейшее увеличение производительности отстойных аппаратов, основанных на использовании известного способа, практически невозможно, так как при этом происходит интенсивный вынос воды вместе с нефтью. Ухудшается качество подготовленной нефти.

Целью изобретения является повышение производительности процесса;

Поставленная цель достигается описываемым способом обезвоживания и обессоливания нефти путем обработки водонефтяной эмульсии деэмульгатором в каплеукрулнителе и пропускания эмульсии через отстойный аппарат, причем эмульсию при выходе из каплеукрупнителя разделяют на два потока, один из которых в количестве 30 — 70% от общего объема эмульсии из верхней зоны каплеукрупнителя пропускают через слой воды, а второй в количестве

30 — 70% отбирают из нижней его эоны и вводят в нефтяной слой отстойного аппарата.

Настоящий способ позволяет интенсифицировать процесс отделения воды от нефти, так как при этом предотвращается перемешивание крупнодисперсной части эмульсии с ее мелкодисперсной частью в отстойнике.

Обеспечивается увеличение производительности отстойной аппаратуры и повышение качестваподготовленной нефти.

На чертеже показана принципиальная схема осуществления предлагаемого способа.

Пример 1. Нагретую до температуры

45 — 55 С и содержащую реагент-деэмульгатор из расчета 45 — 50 г/т водонефтяную эмульсию высоковяэкой сернистой нефти с каплями воды размерами 2 — 20 мкм вводили в капле-. укрупнитель 1 в количестве 300 м /час, где эа счет гидродинамических эффектов осущест— вляли укрупнение капель воды до размеров

30 — 800 мкм. На концевом участке 2 каплеукрупнителя 1 весь объем эмульсии при помощи горизонтальной перегородки 3 разделяли на два потока: верхний поток 4, характеризующийся мелкодисперсной структурой с содержанием капель воды размерами 30 — 200 мкм, и нижний поток 5, характеризующийся крупнодисперсной структурой с содержанием капель воды размерами 200 — 800 мкм и свободной воды. Верхний поток 4 из концевого участка

2 каплеукрупнителя 1 в количестве 70% от общего объема эмульсии по трубе 6 и горизонтальному распределителю 7 вводили в отстойный аппарат 8 через водную подушку 9, которую поддерживали только в зоне ввода, ограниченной вертикальной перегородкой 10.

При подъеме эмульсионных струй через водный слой мелкие капли воды за счет малой их скорости подъема переходили в объем сво- . бодной дренажной воды (происходила некоторая промывка нефти) .

Одновременно нижний поток 5 крупнодисперсной части эмульсии в количестве 30% с каплями воды размерами 200 — 800 мкм и свободную воду из концевого участка 2 каплеукрупнителя 1 по трубе 11 и через распределитель 12 вводили в нефтяную зону 13 отстойного аппарата, где она перемещаласьгоризон5 тальными параллельными потоками к выводу

14. Г!ри этом крупные капли воды и свободная вода, вводимые из нижней зоны каплеукрупнителя 1, не смешивались с обработанной в водном слое частью эмульсии и быстро оседали на дно отстойного аппарата. Готовую нефть из отстойного аппарата отводили через распределительный вывод 14, а отделившуюся воду через горизонтальную распределительную трубу

15 направляли на очистку.

Пример 2. Нагретую до температуры о

35 — 45 С и содержащую реагент-деэмульгатор из расчета 20 — 30 г/т водонефтяную эмульсию девонской нефти с каплями воды размерами

2 — 20 мкм вводили в каплеукрупнитель 1 в количестве 500 м /час, где за счет гидродинамических эффектов осуществляли укрупнение капель воды до размеров 40-1500 мкм. На концевом участке 2 каплеукрупнителя 1 весь объем эмульсии при помоши горизонтальной перегородки 3 разделяли на два потока: верхний поток 4, характеризующийся мелкодисперсной структурой с содержанием капель воды размерами 40 — 200 мкм, инижнийпоток S,õàрактеризующийся крупнодисперсной структурой с содержанием капель воды размерами

200-1500 мкм и свободной воды. Верхний поток 4 из концевого участка 2 каплеукрупнителя 1 в количестве 30% от общего объема эмульсии по трубе 6 и горизонтальному распределителю 7 вводили в отстойный аппарат

8 через водную подушку 9, которую поддерживали только в зоне ввода, ограниченной вертикальной перегородкой 10. При подъеме эмульсионных струй через водный слой мелкие капли воды за счет малой их скорости подъема переходили в объем свободной дренажной воды (происходила некоторая промывка нефти). Одновременно нижний поток 5 крупнодисперсной части эмульсии в количестве 70% с каплями воды размерами 200 — 1500 мкм и свободную воду из концевого участка 2 каплеукрупнителя 1 по трубе 11 и через распределитель 12 вводили в нефтяную зону 13 отстойного аппарата, где она перемешалась горизон702068 б тальными параллельными потоками к выводу

14. При этом крупные капли воды и свободная вода, вводимые из нижней зоны каплеукрупнителя 1, не смешиваясь с обработанной в водном слое частью эмульсии, быстро оседали на дно отстойного аппарата. Готовую нефть из отстойного аппарата отводили через распределительный вывод 14, а отделившуюся воду через распределительную трубу 15 направляли

1О на очистку.

При обработке высоковязкой сернистой нефти крупные капли воды (200 мкм н более), способные к быстрому выпадению в осадок, концентрируются в объеме, занимающем до

30% нижней части поперечного сечения концевого участка в каплеукрупнителе. В верхней же части, занимающей до 70 объема поперечного сечения этого участка каплеукрупнителя, концентрируются капли воды размерами ме20 нее 200 мкм, которые не способны к caMgвыпадению. Следовательно, только эту часть эмульсии целесообразно направлять для дополнительной обработки в водном слое отстойного аппарата.

При обработке девонской нефти, наоборот, крупные капли воды размерами 200 мкм и более концентрируются в объеме эмульсии, занимающем до 70% от общего поперечного сечения концевого участка каплеукрупнителя, 30 а мелкие капли воды (менее 200 мкм) располагаются в верхней части этого объема.

Следовательно, до 70% объема эмульсии девонской нефти из нижней части концевого участка каплеукрупнителя следует направлять

35 непосредственно в нефтяную зону для отстоя, а 30% — для дополнительной обработки в водном слое отстойного аппарата.

Аналогичные опыты проводились при различ40 ных соотношениях объемов эмульсии, отбираемых из верхней и нижней эон каплеукрупнителя 1 путем перемещения перегородки 3 по высоте поперечного сечения концевого участка каплеукрупнителя как для высоковязкой сер45 нистой нефти, так и для девонской нефти.

Данные опытов приведены в таблице.

702068 пенность ,%

Тип эмульсии

30 — 60

IC — 50

30

50

100-160

100 — 200

200-350

90

30-50

60 — 150

80-200

50

70

400-800

600-1500

Свободная вода

Эмульсия высоковязкой сернистой нефти (вязкость при 50 С (30 —.50сст) Эмульсия девонской нефти (вязкость при

40 С 10 — 12сст), Применение предлагаемого способа обезвоживайия и обессоливания нефти за счет раздельного ввода эмульсии с различной структ « рой в отстойный аппарат и уменьшения объема обрабатываемой в водном слое эмульсии, позволило интенсифицировать процесс отделения воды от нефти (время отстое нефти снижает-.

40-80

60-100

60-150

80-150

250 — 400

350-800 и свободная вода

40-80

200-250

200-280

250 — 350

300 — 600 ся с 1 — 2 ч до 15 — 20 мин). При этом, производительность одного отстойника объемом

200 м достигает до 4-6 млн,т/год по качественной нефти (содержание воды в нефти снижается с 0,3-1% до 0,00-0,2%) без увеличения расхода реагента -- деэмульгатора и повышения температуры процесса, Фарта

Составитель Т. Раевская

Тех ред 3 .Фанта

Корректор Е. Папи

Редактор С. Лазарева

Тираж 609 ПодписнЬе

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рауцюкая наб., д. 4/5

Заказ 7540/29. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ обезвоживания и обсессоливания нефти, включающий обработку водонефтяной эмульсии деэмульгатором в каплеукрупнителе, пропускание эмульсии через слой воды в от- стойном аппарате, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, эмульсию при выходе из каплеукрупнителя разделяют на два потока, один иэ которых в количестве 30 — 70% от общего

702068 10 объема эмульсии иэ верхней зоны каплеукрупнителя пропускают через слой воды, а второй в количестве 30 — 70% отбирают из нижней его зоны и вводят в нефтяной слой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N4 503086, кл. F 17 О 1/14, опублик. 1975.

1о 2, Авторское свидетельство СССР У 252530, кл. С 10 G 33/06, опублик. 1966.