СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТИ Российский патент 1998 года по МПК C10G33/04 

Изобретение относится к области промысловой подготовки нефти, а в частности к процессам обезвоживания нефти с использованием отставания.

При обезвоживании нефти в процессе отстаивания в емкостях на границе раздела между нефтью и водой образуется промежуточный слой, представляющий собой нерасслаивающуюся высококонцентрированную эмульсию, содержащую механические примеси. При накоплении на границе раздела фаз промежуточный слой дренируется, что приводит к загрязнению сточных вод, к дополнительными материальным затратам по переработке промежуточного слоя, а также к ухудшению состояния окружающей среды, т.к. промежуточный слой, как правило, сбрасывают в пруды-отстойники.

Известен способ обезвоживания нефтяной эмульсии обработкой ее реагентом-деэмульгатором, с нагревом и отстаиванием с разрушением образующегося на границе нефть-вода промежуточного слоя (Мавлютова М.З. Опыт подготовки нефти на промыслах Башкирии. Уфа, 1966).

Или известен способ обезвоживания нефти путем ее обработки реагентом-деэмульгатором при нагревании, с последующим отстоем и разрушением образующегося на границе нефть-вода промежуточного слоя периодической обработкой его химическим реагентом (а.с. СССР N 469946, 1975)
При этом продукты разрушения эмульсионного слоя сбрасываются в канализацию, чем загрязняют сточные воды.

Кроме того, процесс разрушения эмульсионного слоя происходит в течение длительного времени (2 ч).

Или известен способ обезвоживания нефти включающий обработку ее реагентом-деэмульгатором, нагрев, отстой и разрушение образующегося слоя, обработкой его реагентом, содержащим компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Фракция диоксановых спиртов с температурой кипения 170 - 300^oC - 40 - 50
Соляная кислота - 5 - 10
Ароматические углеводороды - 20 - 25
Уксусная кислота - Остальное
Причем, реагент подают в количестве 20% от объема промежуточного слоя (а.с. СССР N 715619, 1980).

Или известен способ обезвоживания нефти, включающий обработку ее реагентом-деэмульгатором, нагрев, отстой и разрушение образующегося на границе "нефть-вода" промежуточного слоя периодической обработкой его реагентом, в качестве которого используют отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза (а.с. СССР N 1715825, 1995).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обезвоживания нефти, включающий обработку ее реагентом-деэмульгатором, нагрев, отстой и разрушение образовавшегося на границе нефть-вода" промежуточного слоя периодической обработкой его реагентом, в качестве которого используют отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза предварительно обработанного конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты в количестве 5 - 10% от объема реагента (Патент N 2057163 (RU), 1996). (прототип)
Однако, известное техническое решение не обеспечивает глубины обезвоживания нефти с содержанием промежуточного слоя, кроме того требуется значительный расход реагента (7,5 - 15%).

Целью данного изобретения является интенсификация процесса обезвоживания нефти, сокращение расхода реагента и улучшение качества поставливаемой нефти и дренажной воды.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом обезвоживания нефти путем ее обработки реагентом-деэмульгатором при нагревании и отстаивании с разрушением образующегося на границе "нефть-вода" промежуточного слоя обработкой его реагентом, в качестве которого используют отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза.

Отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза образуется на Орском АО "Орскнефтеоргсинтез" при производстве втор-бутилового спирта, производство которого осуществляется по следующей схеме.

Первая стадия.

а) Растворение бутилена в серной кислоте происходит при барботировании газа через слой кислоты;
б) Взаимодействие растворенного бутилена с водным раствором серной кислоты сопровождается образованием втор-бутилового спирта и моносульфата

При изменении концентрации серной кислоты и бутилена возможно протеканию ряда побочных реакций, одной из наиболее характерных является образование и накопление в реакционной массе ацетона, изопропилового спирта.

Наряду с указанными реакциями имеет место, в некоторой степени, связывание бутилена серной кислотой с образованием сульфонов в результате действия кислоты на метильную или соседнюю с двойной связью метиленовую группу.

При взаимодействии бутилена с серной кислотой протекают реакции гидро-дегидрополимеризации, заключающиеся в сопряженном протекании процессов полимеризации, гидрирования и дегидрирования.

Вторая стадия.

Второй стадией получения втор-бутилового спирта является стадия гидролиза втор-бутилового экстракта-продукта взаимодействия бутилена с серной кислотой.

Реакция гидролиза протекает по схеме:
C₄H₉HSO₄+H₂O -> C₄H₉OH + H₂SO₄
Гидролиз экстракта в производственных условиях обычно сопровождается побочными реакциями, наличие и интенсивность которых зависит от условий гидролиза.

Гидролизат - продукт гидролиза экстракта представляет собой смесь втор-бутилового спирта, изопропилового спирта, ацетона и полимеров.

Третья стадия.

Отмывка и нейтрализация спирта сырца.

Гидролизат подвергают обработке острым паром с целью завершения гидролиза в верхней части отпарной тарельчатой колонны.

Четвертая стадия.

Ректификация спирта-сырца.

Отстоявшийся от полимеров спирт-сырец подают насосами в эпюрационную колонну. С верха колонны уходят пары спиртополимерной фракции и поступают в дефлегматор, где конденсируются.

Дистиллят втор-бутилового спирта поступает самотеком после холодильника в емкость спирта-ректификата.

Отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза (не растворим в воде, удельный вес меньше единицы) самотеком сливают периодически в емкость для хранения.

Разделение втор-бутилового спирта и отхода производства втор-бутилового спирта процесса гидратации пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза происходит за счет разности плотностей данных жидкостей.

Плотность втор-бутилового спирта при 20^oC равна 0,808 г/см³
Плотность отхода производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза при 20^oC равна 0,718 г/см³.

Свойства (показатели качества) отхода производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза приведены в таблице 1.

Краткая характеристика полимеров, входящих в состав отходов производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза.

Полимеры - смесь нормального и изостроения, содержат три- и тетрамеры бутилена и другие низкомолекулярные полимеры.

Данный продукт в настоящее время образуется на Орском АО ОТ "Орскнефтеоргсинтез" при производстве втор-бутилового спирта.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Эмульсию воды в нефти обрабатывают реагентом-деэмульгатором, сепарируют, нагревают и подвергают отстою при температуре не ниже 20^oC. При этом между чистой нефтью и водой образуется промежуточный эмульсионный слой, содержащий механические примеси. При накоплении промежуточного слоя толщиной 20 см в него с помощью насоса через перфорированный маточник вводят отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза в количестве 5 - 10% от объема слоя. При этом процесс обезвоживания нефти не прерывают. После введения реагента в эмульсионный слой последний полностью разрушается в течение 7 - 12 мин.

Предлагаемый способ позволяет стабилизировать процесс обезвоживания нефти, содержащий механические примеси, сократить объем вводимого реагента, сократить время отстоя воды, улучшить качество дренируемой воды по содержанию механических примесей в нефти.

Пример 1. Обезвоживание нефти проводят обработкой эмульсии реагентом-деэмульгатором, с сепарацией от газа и отстаивании при 35^oC.

При накоплении в межфазной зоне промежуточного слоя, состав которого приведен в таблице 2, толщиной 20 см, в него в помощью насоса через перфорированный маточник вводят реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза в количестве 7,0% от объема слоя, при этом процесс обезвоживания нефти не прерывают. Дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 10 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) промежуточный слой отсутствует.

Пример 2. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 1, только реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) вводят в количестве 5,0% от объема слоя, а дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 3. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 1, только реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) вводят в количестве 10,0% от объема слоя, а дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 7 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 4. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 1, только реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) вводят в количестве 5,0% от объема слоя, а дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 10 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 5. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 1, только реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) вводят в количестве 7,0% от объема слоя, а дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 7 мин. после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 6. Обезвоживание нефти проводят обработкой эмульсии реагентом-деэмульгатором, с сепарацией от газа и отстаиванием при 35^oC.

При накоплении в межфазной зоне промежуточного слоя, состав, которого приведен в таблице 2, толщиной 20 см. в него с помощью насоса через перфорированный маточник вводят реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоной кислоты при температуре 60^oC в течение 1/4 ч в количестве 10% от объема реагента, при этом процесс обезвоживания нефти не прерывают. Дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

Пример 7. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 7,5% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 40^oC в течение 1/4 ч в количестве 5,0% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 8. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 7,5% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 50^oC в течение 1/2 ч в количестве 7,5% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 18 мин после ее окончания, не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 9. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 7,5% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 50^oC в течение 1,0 ч в количестве 7,5% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 18 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 10. Обезвоживание нефти проводят нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 15% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 60^oC в течение 2 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 11. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 15% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 40^oC в течение 2 ч в количестве 5,0% от объема реагента, в дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 12. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 15% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 35^oC в течение 1/6 ч в количестве 5,0% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 13. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 15% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 65^oC в течение 2,5 ч в количестве 5,0% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 14. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) к количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 35^oC в течение 1/6 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 15. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 65^oC в течение 2,5 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 16. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 30^oC в течение 1/6 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 17. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 70^oC в течение 2,5 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Для получения сравнительных данных обезвоженной нефти проводился контроль содержания воды в нефти до и после обработки. Данные приведены в таблице 3. Кроме того, в таблице 3 приведены данные по обезвоживанию нефти согласно способу-прототипу (примеры 6 - 17) и сравнительные данные обосновывающие границы технологических режимов ведения процесса (примеры 18 - 21).

Из данных, приведенных в таблице 3, видно, что предлагаемый способ выгодно отличается от известного. Причем наблюдается улучшение качества как нефти, прошедшей обезвоживание, так и дренажной воды.

Так, например, при оптимальных режимах обезвоживания нефти по предлагаемому способу (пример 1) показатели качества нефти и дренажной воды следующие:
- остаточное содержание воды в нефти - 0,22%;
- остаточное содержание механических примесей в нефти - 0,018%;
- остаточное содержание нефти в воде - 16,0 мг/л;
- остаточное содержание механических примесей в воде - 35,1 мг/л.

В то же время при оптимальных режимах обезвоживания нефти по известному способу (способу-прототипу) (пример 9) показатели качества нефти и воды следующие:
- остаточное содержание воды в нефти - 0,55%;
- остаточное содержание механических примесей в нефти - 0,028%;
- остаточное содержание нефти в воде - 23 мг/л;
- остаточное содержание механических примесей в воде - 43,3 мг/л.

Таким образом наблюдается снижение остаточного содержания:
- воды в нефти на 60%;
- механических примесей в нефти на 35,7%;
- нефти в воде на 30,4%;
- механических примесей в воде на 18,9%.

Использование предлагаемого способа обезвоживания нефти с обработкой реагентом промежуточного слоя при отстаивании обеспечивает следующие технические преимущества:
- возможность снижения мощности очистных сооружений;
- устранение из состава очистных сооружений установки обработки ловушечных нефтей;
- значительное снижение загрязнения воздушного бассейна углеводородами и кислыми газами.

Источники информации
1. Мавлютова М. З. Опыт подготовки нефти на промыслах Башкирии. Уфа, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР N 469946, кл. C 10 G 33/04, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР N 715619, кл. C 10 G 33/04, 1980.

4. Авторское свидетельство СССР N 1715825, кл. C 10 G 33/04, 1992.

5. Патент N 2057163 (RU), кл. C 10 G 33/04, опубл. в БИ N 9, 1996. (прототип).

Изобретение относится к процессам обезвоживания нефти с использованием отстаивания. Способ обезвоживания нефти достигается путем обработки ее реагентом-деэмульгатором при нагревании и отстое с разрушением образующегося на границе "нефть-вода" промежуточного слоя с периодической обработкой его реагентом, в качестве которого используют отход производства втор.-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза. Причем реагент (отход производства втор.-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) подают в количестве 5-10% от объема промежуточного слоя. Данное изобретение позволяет сократить расход реагента и улучшить качество подготавливаемой нефти и дренажной воды. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

1. Способ обезвоживания нефти путем обработки ее реагентом-деэмульгатором при нагревании и отстое с разрушением образующегося на границе "нефть-вода" промежуточного слоя с периодической обработкой его реагентом, отличающийся тем, что в качестве реагента используют отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза подают в количестве 5 - 10% от объема промежуточного слоя.