Способ подготовки питательной воды из высокоминерализованных вод Советский патент 1993 года по МПК C02F1/04 

.Изобретение относится к области обработки воды, в частности к области подготовки питательной воды из высоко- минерализованных вод для парогенератор- ных установок термического воздействия на нефтяной пласт с целью повышения нефте отдачи, ,

Цель изобретения - сокращение расхода тепла и снижение стоимости процесса.

На чертеже представлена схема подготовки питательной воды из высокоминерализованных вод для парогенераторных s установок термического воздействия на нефтяной пласт, в которой применена устан.рвка мгновенного вскипания. Схема включает в себя следующие элементы: 1 - пред- очистка воды, 2 - ионообменные фильтры, 3

- многоступенчатая термоопреснительная установка (ТОУ), состоящая из п - ступеней испарения, охладителей дистиллята и головного подогревателя, 4-парогенератор, 5- редукционный клапан, 6 - пароводяные рекуперативные теплообменники, 7 -деаэратор, 8 - сборник конденсата, 9 - насосы, 10

- пароструйный компрессор, 11 - датчик температуры, 12 - регулятор расхода.

Способ осуществляется следующим образом..

Исходную воду подогревают в первом по ходу пароводяном рекуперативном теплообменнике б до температуры 25-30°С, подвергают очистке от механических примесей в установке 1 предварительной очистки и направляют на ионообменные фильтры для глубокого умягчения. После фильтров воду подогревают во втором по ходу воды пароводяном рекуперативном теплообменнике 6 до температуры, близкой к температуре в деаэраторе 7. Деаэрирован- ную воду с помощью питательного насоса 9 подают в термоопреснительную установку 3. Образующийся в термоопреснительной установке и в пароводяных рекуперативных теплообменниках конденсат собирают в конденсзтосборник 8 и с помощью насоса 9 подают в парогенератор 4. Основную часть полученного в парогенераторе пара подают для закачки в нефтяной пласт, а часть пара редуцируют на редукционном клапане 5 и направляют в термоопреснительную установку 3 в качестве греющего пара. Вторич- ны1й пар с последней ступени термоопреснительной установки 3, имею- щйй давление выше атмосферного, подают в деаэратор 7 для термической деаэрации ,- воды и в пароводяные рекуперативные теплообменники 6 для нагрева исходной воды. Часть вторичного пара любой из ступеней испарения термоопреснительной установки 3 сжимают в пароструйном компрессоре 10 с помощью, высокопотенциального.пара подаваемого активным потоком, который отбирают до редукционного клапана 5, и подают сжатый пар на ступени испарения в качестве греющего пара.

Величину потока вторичного пара, направляемого на сжатие, регулируют в прямой . зависимости от отклонения температуры воды перед деаэрацией от заданной при помощи регулятора расхода пара 12, который выполняет регулирование по импульсу, вырабатываемому датчиком 11 температуры исходной воды перед деаэратором. На чертеже в качестве примера показано включение пароструйного компрессора между последней ступенью испарения и головным подогревателем.

Регенерацию ионитных фильтров 2 осуществляют продувкой термоопреснительнойустановки, являющейся концентрированным раствором упаренных мягких солей, что обеспечивает качественную регенерацию ионитных фильтров и глубокое умягчение высокоминерализованной воды, Использование продувки в качестве регенерационного раствора, позволяет обходиться без затрат на реагенты.

Пример осуществления способа. На установке для получения 50 т/ч пара с пара- метрами: давление Р 6 МПа и степень сухости X 0,8 используют пластовую высокоминерализованную воду следующего среднего состава, мг экв/кг:

361,Са2+ 47, Мд2+ 23, СГ 423,

S042 0,7, НСОз 8,3. Общее солесодержан ие 19 г/кг, начальная температура 10°С.

Исходную воду с расходом 69 т/ч подогревают до температуры 25-30°С с целью улучшения процессов обработки воды, но не более 35°С из-за опасности отложения накипи на теплообменной поверхности теплообменника. Осветляют в осветлителе,

добавляя коагулянт. Доза коагулянта определяется по известным соотношениям в зависимости от степени загрязненности воды и вида коагулянта. Осветленную воду подвергают глубокому умягчению на натрий-катионитных фильтрах (до остаточной жесткости 0,05 мг экв/л), а затем подогревают до 95-98°С и подают в деаэратор. В деаэраторе атмосферного типа воду нагревают до 104°С, деаэрируют и подают с расходом

60 т/ч на термоопреснительную установку (9 т/ч исходной воды используют на собственные нужды химводоочистки). Термоопреснительная установка, например, и мгновенного вскипания имеет 4 ступени и

потребляет 6,3 т/ч редуцированного пара с параметрами: Р 0,6 МПа, t 160 С. Продув- ка термоопреснительной установки составляет 20%, т.е. 10 т/ч воды с концентрацией солей 114 кг/г, которая используется после

охлаждения до 40°С для регенерации на- трий-катионитных фильтров химвод оочист- ки. Согласно расчету, количество солей получаемых с продувкой обеспечивает пятикратный избыток соли для регенерации

фильтров. В случае, если произведение активных концентраций ионов Са2+ и S042 превышает произведение, растворимости Са S04 при температуре опреснения, то кроме натрий-катионитной обработки необходимо производить Cl-анионирование

исходной воды, используя продувку термоопреснительной установки для регенерации анионита. Анионитной обработке может подвергаться не весь поток, а только его часть, в зависимости от коэффициента упаривания.

Конденсат термоопреснительной установки и греющего пара собирают в конден- сатосборник и с расходом 50 т/ч подают в парогенератор, вырабатывающий пар сука- занными ранее параметрами.

Сжатие части вторичного пара в позволяет осуществлять полное использование низкрпотенциального с температурой 100- 104°С пара последней ступени испарения, так как уменьшается его количество, используемое для нагрева воды перед деаэратором. Параметры ижектирующего пара: давление Р 6 МПа, степень сухости X 0,8, расход 5,0 т/ч.

Параметры ижектируемого пара: давление Р 0,1-0,12 МПа, расход 4,9-5,0 т/ч. Расход ижектируемого пара устанавливается регулятором расхода пропорционально температуре воды, подаваемой в деаэратор (95-98°С). В данном примере нагрузка по ступеням для всей термоопреснительной установки одинакова и составляет около 9,8 т/ч конденсата на каждую ступень.

По сравнению с установкой УПГМ- 9/120, предлагаемый способ подготовки питательной воды из высокоминерализованных пластовых и морских вод, позволяет снизить расход тепла на 38 ГДж/ч (удельный расход тепла на выработку 1 кг пара снизится на 4,2 МДЖ/кг.

Температурный напор на теплообмен- ных поверхностях увеличивается на 3-5 градусов, что позволяет уменьшить теплопередающую поверхность аппаратов и соответственно их массу и стоимость.

Формула изобретения Способ подготовки питательной воды из высокоминерализованных вод для паро- генераторных установок термического воздействия на нефтяной пласт, включающий последовательно предочистку исходной воды от взвешенных частиц, ионитную обработку, рекуперативный подогрев воды, испарение в многоступенчатой термоопреснительной установке с образованием вто- ричного пара на каждой ступени и концентрата солей с продувочной водой, подачу концентрата солей продувочной воды на регенерацию ионитов, конденсацию вторичного пара с получением питательной воды, подачу питательной воды в парогенератор, и направление полученного пара высокого .давления в нефтяной пласт, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода тепла и снижения стоимости процесса, исходную воду предварительно подогревают в рекуперативном теплообменнике до25 30°Си перед испарением направляют на термическую деаэрацию, а испарение воды производят при давлении вторичного пара последней ступени термоопреснительной установки выше атмосферного и направляют одну часть вторичного пара последней ступени на деаэрацию воды, а другую конденсируют при рекуперативном теплообмене с исходной водой, при этом часть пара высокого давления активным потоком noflaiot в эжектор, часть потока вторичного пара из любой ступени термоопреснительной установки подают в эжектор на сжатие и полученный поток в качестве греющего пара направляют в подогреватели теплоопресни- тельной установки, а величину потока вторичного пара, направляемого на сжатие, регулируют в прямой зависимости от отклонения температуры воды перед деаэрацией от задан ной.

Использование: для обработки воды, в частности для подготовки питательной воды из высокоминерализованных вод (ВВ) для парогенерэторных установок (ПУ) термического воздействия на нефтяной пласт. Сущность изобретения: опреснение ВВ производят при давлении вторичного пара последней ступени испарения термоопреснительной установки (ТОУ) выше атмосферного, а теплоту конденсации этого пара используют в схеме ПУ, что позволяет повысить начальные параметры вторичного пара ТОУ и полностью использовать теплоту конденсации пара последней ступени ТОУ. При этом повышается температурный напор, и уменьшается площадь тёплопередающей поверхности. Чтобы уменьшить число ступеней испарения ТОУ, часть потока вторично-. го пара ТОУ сжимают в пароструйном компрессоре и используют дополнительно в качестве греющего пара. Величину потока вторичного пара, используемого в качестве греющего на ТОУ, устанавливают в прямой зависимости от отклонения температуры воды перед деаэрацией от заданной. 1 ил. СО С 00 о XI о о со