СПОСОБ ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ Российский патент 2006 года по МПК C10G33/04 C10G31/08 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к процессам обессоливания нефти при подготовке ее на нефтепромыслах.

Известно, что высокое содержание воды и хлористых солей в нефти вызывает при ее переработке сильную коррозию технологического оборудования, увеличение энергозатрат и уменьшение межремонтного пробега установок. Поэтому вопрос исключения этих неблагоприятных факторов, т.е. обезвоживание и обессоливание нефтей (особенно, тяжелых вязких нефтей) является очень важным в нефтеподготовке.

Известен способ разделения нефтяных эмульсий, в том числе, и с целью обессоливания, путем промывки их промывочной жидкостью в виде водного раствора комплекса неорганических солей, полученных при обессоливании природных вод, обработанных спиртовым раствором силиката щелочного металла (1).

Однако, этот известный способ энергоемкий с высокими трудозатратами за счет необходимости получения особого (а значит, дефицитного) комплекса солей, используемых для приготовления промывочной жидкости. Это приводит к удорожанию процесса подготовки нефти, и не всегда выполним в промысловых условиях.

Известен также способ обезвоживания и обессоливания нефти, путем двустадийной обработки нефти промывочной жидкостью, согласно которому производят нагрев нефти до 30-40°С, введение в нее на первой ступени промывочной жидкости, представляющей собой раствор диэтаноламида кислот декангексадекановой фракции в концентрации 0,1-0,5 вес.%, с последующим горячим отстоем при температуре 60-70°С и отделением нефти, а на второй стадии концентрация раствора диэтаноламида кислот декангексадекановой фракции 0,05-0,1 вес.% при температуре отстоя 50-60°С (2).

Недостатком этого способа является его трудоемкость за счет дополнительных операций и дефицита реагента, а дополнительное подкисление промывочной жидкости приводит к коррозии нефтепромыслового оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ обессоливания нефти, согласно которому производят предварительное отделение от нефтяной эмульсии дренажной воды, вводят в нефть деэмульгатор в количестве 75 г/т и осуществляют последующий процесс обессоливания нефти путем ее промывки в режиме интенсивного диспергирования промывочной жидкостью, представляющей собой водный раствор нитрата натрия или нитрата аммония, с последующим горячим отстоем в течение 3 часов при температуре +55°С и отделением выделившейся при этом воды (3).

Недостатком данного способа является недостаточная эффективность обессоливания, особенно, тяжелой нефти с высоким содержанием хлористых солей, при минерализации попутной воды более 120 г/дм³, что приводит к повышенной коррозии оборудования, большому расходу реагентов и получению нефти, не отвечающей требованиям товарной.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышения степени обессоливания, в том числе и тяжелых нефтей с высоким содержанием хлоридов, и снижении при этом расхода деэмульгатора.

Дополнительным техническим результатом является расширение ассортимента доступных, некоррозионно-активных и недорогих химических реагентов для приготовления используемых при обессоливании промывочных жидкостей.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом обессоливания нефти, включающим предварительное отделение от нефтяной эмульсии дренажной воды, введение в нефть деэмульгатора и последующий процесс обессоливания нефти путем ее промывки в режиме диспергирования промывочной жидкостью, содержащей водный раствор неорганической натриевой соли азотсодержащей кислоты, с последующим горячим отстоем и отделением выделившейся при этом воды, новым является то, что процесс обессоливания осуществляют по ходу движения нефти по меньшей мере в две ступени, при этом процесс обессоливания ведут при нагретой нефти, а объем введенной в нефть промывочной жидкости на первой ступени обессоливания в 2,0-2,5 раза больше объема промывочной жидкости на второй ступени обессоливания, причем в качестве указанной промывочной жидкости используют водный раствор нитрита натрия.

Концентрация нитрита натрия в промывочной жидкости составляет 3-10 мас.%.

На обеих ступенях обессоливания рН промывочной жидкости составляет не менее 9.

Промывочную жидкость на обеих ступенях обессоливания перед подачей ее в нефть нагревают до температуры не ниже +45°С.

Горячий отстой нефти на первой ступени обессоливания производят предпочтительно 2 часа, а на второй ступени - 3 часа.

В предлагаемом способе в нефть вводят деэмульгатор в количестве 25-55 г/т, а в качестве деэмульгатора используют деэмульгатор на основе нефтерастворимых поверхностно-активных веществ типа «Кемеликс» или «Сепарол», или их смесь.

Задача, поставленная при создании предлагаемого изобретения, решается за счет следующего.

Благодаря выполнению процесса обессоливания в две ступени с определенными режимами и реагентами на каждой из них, обеспечивается повышение степени очистки нефти, в том числе и тяжелой, от солей и придание ей качеств товарной нефти.

Целесообразность использования нитрита натрия в виде вводно-щелочного раствора с рН не менее 9 обусловлено тем, что в кислых и нейтральных средах нитриты вымывают соли в нефти с низкой эффективности, а в щелочной среде при рН выше 9-10 - с достаточно высокой эффективности.

Многоступенчатость процесса обессоливания с промывкой подогретой нефти горячей промывочной жидкостью на каждой ступени положительно влияет на уровень солей в товарной нефти, особенно если соотношение промывочной жидкости на I:II ступенях соотносится как 2,0-2,5:1. Промывку в предлагаемом способе производят в режиме интенсивного диспергирования с последующим горячим отстоем предпочтительно на I ступени - 2 часа, на II ступени - 3 часа.

При реализации предлагаемого способа осуществляют следующие операции в нижеуказанной последовательности:

- нефтяная эмульсия подается на установку предварительного сброса, на которой производят предварительный сброс дренажной воды;

- в отделившуюся нефть подают деэмульгатор в количестве 25-55 мг/дм³;

- далее посредством технологического насоса нефть пропускают через теплообменник, где она нагревается до температуры 70-80°С;

- нагретая нефть поступает на первую степень обессоливания, при этом в нефть через диспергатор вводится промывочная жидкость, предварительно нагретая до температуры не ниже 45-50°С и представляющая собой водный раствор нитрита натрия с концентрацией 3-10 мас.%;

- далее смесь поступает в отстойники, например, типа ОГ-200, где расслаивается на нефть и воду;

- отделившуюся воду по дренажной линии направляют в резервуар предварительного сброса (РПС),

- а оставшуюся нефть отводят на вторую ступень обессоливания, где через второй диспергатор в нефтяной поток подается промывочная жидкость - водный раствор нитрита натрия с концентрацией 3-10 мас.%;

- затем полученная смесь поступает в отстойники второй ступени, где отстаивается;

- отделившуюся при этом воду направляют в РПС, а нефть - в резервуар товарной нефти;

- при этом соотношение объема промывочной жидкости на первой ступени обессоливания в 2,0-2,5 раза больше, чем объем промывочной жидкости на второй ступени.

Предлагаемый способ был испытан в лабораторных и промысловых условиях с использованием нефтяного сырья, полученного на установке первичной подготовки нефти (УППН) «Ножовка» Пермской области, и иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (лабораторный).

Обессоливание проводилось в две ступени. На I ступени нефть (после предварительного обезвоживния на УППН, плотностью 918 кг/м³, содержание солей 11510 мг/л, обводненностью 4,7%) объемом 100 мл разливается в бутылочки и подогревается до температуры +75°С. Вводится деэмульгатор «Кемеликс 3437х» в дозировке 55 г/т нефти. Водный раствор нитрита натрия 5%-ной концентрации подогревается до температуры +50°С и вводится в количестве 7 мл в горячую нефть. Одновременно бутылочка интенсивно встряхивается в течение 5 минут и ставится на отстаивание при температуре +80°С на 2 часа. Отстоявшуюся воду отбирают.

На II ступени в оставшуюся нефть добавляют нагретый до температуры +50°С водный раствор нитрита натрия 5%-ной концентрации в объеме 3 мл и одновременно интенсивно перемешивают в течение 5 минут. Отстаивание проводят в течении 3 часов при температуре +80°С. Отбор нефти для анализа на содержание хлористых солей производят из верхнего слоя. Определение на содержание хлористых солей в нефти проводят согласно ГОСТ 21534-76. Результаты показали, что содержание солей в отделившейся нефти составляет 56 мг/л, что соответствует показателям товарной нефти I группы качества по ГОСТ Р 51858-2002.

Пример 2 (промысловый).

Предлагаемый способ был испытан в промысловых условиях. Обессоливанию подвергалась нефтяная эмульсия со следующими характеристиками: плотность - 1031-1059 кг/м³, обводненность - 54-67%, исходное содержание солей 102300-126600 мг/л и объемом, ≈ 4370 т/сут. Указанная нефтяная эмульсия подается в резервуар предварительного сброса, на котором производят предварительный сброс дренажной воды до остаточного содержания 1,6-4,9%. В отделившуюся нефть подают деэмульгатор «Кемеликс 3437х» в количестве 25-55 г/т нефти. Далее посредством технологического насоса нефть пропускают через теплообменник, где она нагревается до температуры 70-80°С. Нагретая нефть поступает на первую степень обессоливания, при этом в поток нефти через диспергатор марки РГД (регулируемый гидродинамический диспергатор) вводится промывочная жидкость, предварительно нагретая до температуры не ниже 45-50°С и представляющая собой водный раствор нитрита натрия с концентрацией 3-10 мас.%;

- далее смесь поступает в отстойники, например, типа ОГ-200, где отстаивается в течение 2 часов и расслаивается на нефть и воду;

- отделившуюся воду по дренажной линии направляют в РПС;

- а оставшуюся нефть отводят на вторую ступень обессоливания, где через второй диспергатор в нефтяной поток подается промывочная жидкость - водный раствор нитрита натрия с концентрацией 3-10 мас.%;

- затем полученная смесь поступает в отстойники второй ступени, где отстаивается в течение 3 часов;

- отделившуюся при этом воду направляют в РПС, а нефть - в резервуар товарной нефти;

- при этом соотношение объема промывочной жидкости на первой ступени обессоливания в 2,0-2,5 раза больше, чем объем промывочной жидкости на второй ступени;

- после проведения указанных испытаний удалось получить стабильное значение концентрации хлористых солей в товарной нефти менее 100 мг/л, что соответствует параметру товарной нефти.

Результаты, полученные в ходе испытаний, приведены в таблице. Данные, приведенные в таблице, показывают, что предлагаемый способ обессоливания имеет следующие преимущества перед известными:

- обеспечивает эффективное обессоливание тяжелых нефтей с высоким первоначальным содержанием солей в них;

- позволяет получать товарную нефть I группы качества с характеристиками, диктуемыми новым более ужесточенным ГОСТом Р 51858-2002;

- позволяет снизить расход деэмульгатора в 1,5-3 раза по сравнению с прототипом;

- расширяет ассортимент реагентов, используемых для приготовления промывочной жидкости.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Авт. свид. СССР №1168585, Кл. С 10 G 33/04, от 1983 г.

2. Авт. свид. СССР №883153, Кл. С 10 G 33/04, от 1980 г.

3. Патент РФ №1666520, Кл. С 10 G 33/04, от 1989 г.

Таблица
Результаты обессоливания нефти предлагаемым и известным по прототипу способами№№ п/пПеречень операций и режимы способаКачество полученной нефтиРасход деэмульгатора при обессоливании, г/тТемпература нагрева нефти, °СДиспергированиеПодача промывочной жидкости на I ступени, л/т нефтиПодача промывочной жидкости на II ступени, л/т нефтиТемпература нагрева промывочной жидкости, °СКонц-ция NaNO₂ в промыв. жидкости, мас.%Соотношение объемов промывочной жидкости на I и II ступеняхКол-во солей, г/лДля предлагаемого способа13560+69465071,5:111925570+72366052:18934080+88355032,5:16742580+80404072:18455570+606050101:114765070+8140507 рН=5-62:1219Для известного по прототипу способа77555+11505510 NaNO₃1:020387555+79385010 NaNO₃2:1142Примечание: 1) В опытах 1,3 исходная нефть (после предварительного сброса воды) имела плотность 917 кг/м³, с содержанием солей 3490 мг/л и обводненностью 1,95 %. В опытах 2,4-8 исходная нефть (после предварительного сброса воды) имела плотность 918 кг/м³, с содержанием солей 4720 мг/л и обводненностью 2,7 %.
2) В опытах 1,3,5-8 использовали деэмульгатор «Кемеликс 3437х», в опыте 2 - «Сепарол-ФЛЭК ML-3594», в опыте 4 - их смесь в массовом соотношении 70:30 соответственно.
3) В опытах 1-5, 7,8 рН среды составила 9-10.

Изобретение относится к обессоливанию сырой нефти при ее подготовке к дальнейшей переработке. При осуществлении способа проводят предварительное отделение от нефтяной эмульсии дренажной воды, вводят в нефть деэмульгатор и последующий процесс обессоливания нефти ведут путем промывки по ходу движения нефти промывочной жидкостью, по меньшей мере, в две ступени. Объем введенной в нефть промывочной жидкости на первой ступени обессоливания в 2,0-2,5 раза больше объема промывочной жидкости на второй ступени обессоливания. Промывку ведут в режиме диспергирования. В качестве промывочной жидкости используют водный раствор нитрита натрия с концентрацией 3-10 мас.%. Промывочную жидкость на обеих ступенях обессоливания перед подачей ее в нефть нагревают до температуры не ниже +45°С. На первой ступени обессоливания производят горячий отстой нефти предпочтительно 2 часа, а на второй ступени - 3 часа. В качестве деэмульгатора используют деэмульгатор на основе нефтерастворимых поверхностно-активных веществ типа «Кемеликс», или «Сепарол», или их смесь в количестве 25-55 г/т нефти. Технический результат - снижение расхода деэмульгатора и повышение степени расхода деэмульгатора и повышение степени обессоливания, в частности для нефтей с высоким содержанием хлоридов. 6 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ обессоливания нефти, включающий предварительное отделение от нефтяной эмульсии дренажной воды, введение в нефть деэмульгатора и последующий процесс обессоливания нефти путем ее промывки в режиме диспергирования промывочной жидкостью, представляющей собой водный раствор неорганической натриевой соли азотсодержащей кислоты, с последующим горячим отстоем и отделением выделившейся при этом воды, отличающийся тем, что процесс обессоливания осуществляют по ходу движения нефти по меньшей мере в две ступени, при этом процесс обессоливания ведут при нагретой нефти, а объем введенной в нефть промывочной жидкости на первой ступени обессоливания в 2,0-2,5 раза больше объема промывочной жидкости на второй ступени обессоливания, причем в качестве указанной промывочной жидкости используют водный раствор нитрита натрия.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация нитрита натрия в промывочной жидкости составляет 3-10 мас.%.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на обеих ступенях обессоливания рН промывочной жидкости составляет не менее 9.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывочную жидкость на обеих ступенях обессоливания перед подачей ее в нефть нагревают до температуры не ниже +45°С.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что горячий отстой нефти на первой ступени обессоливания производят предпочтительно 2 ч, а на второй ступени - 3 ч.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в нефть вводят деэмульгатор в количестве 25-55 г/т.7. Способ по п.1 или 7, отличающийся тем, что в качестве деэмульгатора используют деэмульгатор на основе нефтерастворимых поверхностно-активных веществ типа «Кемеликс», или «Сепарол», или их смесь.