Способ обезвоживания и обессоливания нефти Советский патент 1979 года по МПК C10G33/06 

(54) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ

I

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

Известен способ транспортирования газоводонефтяной смеси по трубопроводу, предусматриваюищш 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 11.

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 tpy6onpoBom, имеющего диаметр 1400 мм. Такой диаметр концевой части трубопровода создает режим движения, обеспечивающий расслоение потока на нефть, газ и воду. При этом отделивпшйся газ направляется на осушку, нефть с остаточной водой и газом - в сепарациояные аппараты для дополнительного отделения оставшегося в ней газа и далее на установку подготовки нефти, а вода - на очистные сооружения.

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

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является способ обезвоживания 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 эм льсия вводится или в нефтяную или только в водную зоны отстойного атшарата 2.

В известном способе укрупнение капель воды осуществляют в каплеобразователе в присутствии реагента - деэмульгатора в количестве 20-30 г/т при температуре нагрева водрнефтяной эмульсии 30-45С. Каплеобразователь представляет собой полую трубу расчетного диаметра и длины. Выполненные исследования н практика показали, что на конечном участке каплеобразователя капли водЬт 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 поток водонефтяной эмульсии с различной структурой без разделения из каплеобразователя по одному патрубку вводят только в нефтяную или в водную зону отстойнего аппарата. При введении всей эмульсии из.каплеобразователя только в нефтяную зону отстоЙ1Шка мелкие капли воды не успевают оседать на его дно и уносятся из аппарата вместе с нефтью. Ухудшается качество подготовленной нефти (повышается содержание воды в нефти). При введении всей эмульсии из капгтеобразователя 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 воды в результате подъема эмульсионных струй через водную подушку. Однако значительная часть мелких капель воды за счет высокой скорости поднимающейся жидкости не успевает переходить в состав дренаж юй воды и уносится вместе с нефтью. Кроме того, необходимост поддержания в отстойнике чрезмерно высокой водной подушки для промывания нефти приводит к значительному уменьшению (1,5-2 раза) полезного рабочего объема аппарата. Серьезнь м недостатком этого способа является также противоточное движение всего объема поднимаюшейся жидкости и оседающих капель воды в аппарате. Процесс отстоя нефти происходит малоэффективно. С использованием известного 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 зтом происходит интенсивный вьшос 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 эмульсиичерез отстойный аппарат, причем эмульсию при выходе из кагшеукрупнителя 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 нижне.й его зоны 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 повыщение качества подготовленной нефти. На чертеже показана пришщпиальная схема осуществления предлагаемого способа. Пример 1. Нагретую до температуры 45-55°С и содержащую реагент-деэмульгатор из расчета 45-50 г/т водонефтяную змульсию высоковязкой сернистой нефти с каплями во- ды размерами 2-20 мкм вводили в капле-, укрупнитель 1 в количестве 300 , где за счет гидродинамических эффектов осуществляли укрупнегше капель воды до размеров 30-800 мкм. На концевом з йстке 2 каплеукрупнителя 1 весь объем эмульсии при помо- . щи горизонтальной перегородки 3 разделяли на два потока: верхний поток 4, характеризуюшлйся 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 поддержива. 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 И и через распределитель 12 вводшш в нефтяную зону 13 отстойного аппарата, где она перемещалась горизонтаиьными параллельными потоками к выводу 14. При 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 ОТСТОЙНО1-О аппарата отводили через распределительный вывод 14, а отделившуюся воду через горизонтальную распределительную трубу 15 направляли на очистку.

П р и м е р 2. Нагретую до температуры 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 каплеукрупнителъ 1 в количестве 500 , где за счет гидроднналшческих эффектов ос)тдествляли укрупнение капель воды до размеров 40-1500 мкм. На концевом участке 2 каплеукрупнителя 1 весь объем эмульсии при помощи горизонтальной перегородки 3 разделяли на два потока: верхний поток 4, характериззтощийся мелкодисперсной структурой с содержанием капель воды размерами 40-200 мкм, и нижний поток 5, характеризующийся 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% oi 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 Лу1ульсии в количестве 70% с каплями воды размерами 200-1500 мкм и свободную воду из концевого участка 2 каплеукрупнителя 1 по tpy6e 11 и через распределитель 12 вводили в нефтяную зону 13 отстойного аппарата, где она перемеидалась горизонтальнЫми параллелШЫми 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 дао отстойного аппарата. Готовую нефть из отстойного аппарата отводили через распределительный вывод 14, а отделившуюся воду через распределительную трубу 15 направляли на очистку.

При обработке высоковязкой сернистой :нефти крупные капли воды (200 мкм и более), способные к быстрому вьщадению в осадок, концентрируются в объеме, занимающемдо 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 менее 200 мкм, которые не способны к самрвьщадению. 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 j acTKa каплеукрупнителя, а мелкие капли воды (менее 200 мкм) располагаюдся в верхней части этого объема.

Следовательно, до 70% объема эмульсин девонской нефти из нижней части концевого участка каплеукрушщтеля следует направлять непосредственно в нефтяную зону для отстоя, а 30% - для дополнительной обработки в водном слое отстойного аппарата.

Аналогичные опьггы проводились при различных соотнощениях объемов эмульсии, отбираемых из верхней и нижней зон каплеукрупнителя 1 Путем перемещения перегородки 3 по высоте поперечного сечения концевого участка каплеукрупнителя как для высокЬвязкой сернистой нефти, так и для девонской нефти.

Данные опытов приведены в таблице.

Применение предаагаемого способа обезвоживания и обёссоливания нефти за счет раздельного ввода эмульсии с различной структу« рой в отстойный аппарат и уменьшения объема обрабатываемой в водном слое эмульсии, позволило интенсифицировать процесс отделешя воды от нефти (время отстоя нефти снижает-.

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.

Формула изобретения

Способ обезвоживания и обсессопивания нефти, включающий обработку водонефтяной эмульсии деэмульгатором в каплеукрупиителе, пропускание эмульсии через слой воды в отстойном аппарате, отличай щийся тем, что, с целью повьпиения производительности продесса, эмульсию при выходе из каплеукрушштеля разделяют на два потока, один из которых в количестве 30-70% от общего

3 V

/ //11

;ifS

а у ,| T-J1 -- -1 / -.--

г-ТНл (ГГ .

г .

fi о

of,

/

/чучда

гт

70206810

объема эмульсии из 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

кл. С 10 G 33/06, опублик. 1966.

yVL

titfmt

lu ццци спггГ-.

I а

ю