Способ деэмульсации нефти и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК C10G33/04 

солей и выноса их в растворенном виде, а так же нейтрализации пластовой воды и соляной кислоты. Указанная цель достигается тем, что предварительно нагретую до 40-50° С эмульсию пропускают через .5-10%-ный раствор соляной кислоты с деэмульгатором, нагретый до температуры 60-80 С, а затем через слой раствора нейтрализатора соляной кислоты. Причем в ка честве деэмульгатора ,испо; ьзуют сульфанол в количестве 0,01-0,03% от объема соляной кислоты, а в качестве раствора нейтрализатора пластовую воду с добавлением 0,02-0,05% каустической соды. Кроме того, нагрев эмульсии и раствора соляной кислоты осуществляют за счет экзотермической реакции между соляной кислотой и магнием путем пропускания соляной кислоты через фильтр из стружки магния или ввода порошка магния в раствор соляной кислоты. Устройство для осуществления способа снабжено Двумя концентрично установленными камерами, внутренняя из которых выполнена в виде воронки, в нижней части заполненной рас вором соляной кислоты с деэмульгатором, а наружная выполнена цилиндрической, снабжена маточником, расположенным в нижней части корпуса,- заполненной нейтрализатором кислоты распределитель эмульсии размещен в нижней части внутренней камеры, а коалесцирующий элемент расположен в верхней части наружной камеры. Кроме того, коалесцирующий элемент выполнен из гранулированного полиэтилена. . На чертеже изображено устройство для осуществления способа. Устройство для деэмульсации нефти состоит из корпуса 1, внутри которого концентрично установлены одна в другой камеры 2 и 3. Вну ренняя камера 2, .выполненная в виде воронки сверху через щели сообщается с наружной камерой 3 и снабжена подводящим 4 и отводящим 5 патрубками для ввода и отвода раствора соляной кислоты. Подводящая труба 6, снаб женная распределителем 7 эмульсии, погружена в раствор соляной кислоты во внутренней камере 2. Наружная камера 3 в верхней внутренней полости имеет коалесцирующий элемент 8 из гидрофильных гранулированных пластмасс, обладающих плавучестью, а в нижнем конце имеется маточник 9, погруженный в раствор нейтрализатора -10, находящегося в нижней части корпуса 1; Отвод И, установленный в верхней части корпуса, предназначен для направления нефти в резервуар-отстойник. Отвод 12 в нижней части корпуса 1 служит Щ1я сброса отде.пившейся и. нейтрализовавшейся воды, направления ее на установку подготовки сточных вод и дальнейшего ее использования для техничес74ких нужд. Подвод 13 предназначен для поддерживания уровня и исходного свойства раствора нейтрализатора кислоты. Деэмульсатор оснащен известными контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации для контролирования установленных параметров технологического режима процесса деэмульсации нефти. Камеры 2 и 3 и их детали изготавливаются из кислотоустойчивого материала или защищаются кислотоустойчивым покрытием. Устройство работает следующим образом. Поток эмульсии, предварительно нагретый до 40-50°С, направляется подводящей трубой 6 в камеру 2, где распыляется распределителем 7 в среде нагретого раствора соляной кислоты с дезмульгатором. Скорость эмульсии по мере движения в среде раствора соляной кислоты постепенно снижается за счет расширения сечения кольцевого пространства между трубой 6 и внутренней стенкой камеры 2, и происходит расслоение и предварительное укрупнение капель воды, которое приводит к частичному обезвоживанию нефти. После этого расслаивающаяся эмульсия проходит через коалесцирующий элемент 8 и вновь скорость потока постепенно уменьшается за счет расширения сечения кольцевого пространства между наружной стенкой камеры 2 и внутренней стенкой камеры 3. . При этом происходит слияние глобул воды в более крупные, что приводит к глубокому обезвоживанию и обессоливанию нефти. Это объясняется тем, что, во-первых, кольцевое пространство между камерами 2 и 3 выполняет как бы функцию каплеобразователя и, во-вторых, коалесцирующий элемент под действием фильтращюнной и архимедовой силы совершает поступательно-колебательное движение, что способствует укрупнению глобул воды, отделению их от нефти, а также самоочищению коалесцирующего элемента. Поток нефти и водного раствора соляной кислоты проходит через маточник 9 и распыляется в среде раствора нейтрализатора 10 соляной кислоты, находящегося в нижней части корпуса 1. Нефть, отделившаяся oj водного раствора соляной кислоты, направляется по отводящему патрубку 11 в резервуар рпя отстаивания, а водный раствор соляной кислоты нейтрализуется нейтрализатором 10, т.е. вступает в реакцию с солями, содержащимися в пластовой воде, и образующиеся хлориды легко растворяются и сбрасьшаются через отвод 12. Исходные свойства раствора нейтрализатора кислоты поддерживаются добавлением каустической соды при помощи подвода 13. Отработанный раствор соляной кислоты выносится через отвод 5, оЬвобождается от механических примесей, доводится до исходной концентрации и вновь поступает подводом 4 в камеру 2 для 5 деэмульсации. Нагрев эмульсии и раствора соляной кислоты может быть осуществлен за счет экзотермической рюакщш между соляной кислотой и магнием путем пропуска солянС1Й. кислоты через фильтр из стружки магния или путем ввода порошка .магния в раствор солян кислоты. Режим работы всей системы, полояфЙ1е уровней растворов соляной кислоты и нейтра лизатора выбираются в зависимости от коли-, чества, свойств и обводненности обрабатьшаемой эмульсии. Испытанию подвергают наиболее стойкую эмульсию нефти НГДУ Азизбековнефть объ нения Азнефть со следующими исходными характеристиками: Количество обрабатьгоаемой эмульсии нефти, л40 Вязкость при 20°С, сСт126,6 Плотность при .20° С, ,9162 Содержание в нефти: воды по ГОСТ 2477-65, % 28,6 Хлористых солей по ГОСТ 21534-76, мг/л2990 механических примесей по ГОСТ 6370-59, %0,06 парафина, %2,7 смол силикагелевых, %11,6 асфальтенов, %0,14 рН воды8,3-8,5 Используют растворы соляной кислоты с сульфанолом и нейтрализатора (пластовая вод с NaOH) в количестве 3,0 л. Исходную концентрацию растворов соляной кислоты с суль фанолом и нейтрализатора определяют по известному химическому методу, контролируют

Наименование характеристики

Объем нефти после отстоя, л.

Содержание в нефти:

воды по ГОСТ 2477-65, %

хлористых солей по ГОСТ 21534-75, мг/л

механических примесей по ГОСТ 6370-59, %

рН воды

Таблица 1

Температура предварительного нагрева эмульсии нефти, °С

40 I 45 I 50

28,41 28,43

28,38

0,33

0,38

0,46

65

66

68

0,030,030,03

7,17,17,0 ПО отобранной пробе, выходящей струей из отводов, соответственно, 5 и 12 и доводят до исходной концентрации путем ввода новой порции раствора из соответствующих сосудов через подводы 4 и 13. Высота слоя растворов соляной кислоты с сульфанолом и нейтрализатора в камере 2 и корпусе 1 составляет 300 мм и поддерживается постоянной. Эмульсию нефти, растворы соляной кислоты и нейтрализатора нагревают до необходимой температуры при помощи соответствующих теплообменников. рН воды определяют рН-метром по отобранной пробе воды до и после деэмульсации нефти. Пример 1. Предварительно 1 нагретую до 40, 45 или 50° С эмульсию нефти распределителем 7 распыляют в среде нагретого до 60° С слоя раствора, состоящего из смеси 8%-ной соляной кислоты (ГОСТ 857-57) и 0,02% сульфанола от объема HCI, заключенного в кольцевое пространство между трубой 6 и внутренней стенкой камеры 2. Затем обработанную эмульсию нефти пропускают через фильтр 8, состоящий из осмоленного гранулированного полиэтилена размером фракций 0,20-0,25 Мм, а затем маточником 9 распыляют в среде нагретого до 35°С слоя раствора нейтрализатора 10, состоящего иэ смеси пластовой воды, заключенного в кольцевое пространство между наружной камерой 3 и корпусом 1, Обработанная нефть через отвод И nocTjoiaeT в емкость и отстаивается 3 ч. Результаты проведенного опыта (характеристики обработанной нефти после отстоя) приведены в табл. 1. П р и м е р 2. Предварительно нагретую до 45° С эмульсию нефти распыляют в среде нагретого до 60° С слоя водного раствора, состоящего из смеси 5,8 или 10%-ной соляной кислрты и 0,02% сульфанола от объема кислоты. 1Г6сле 5 этого обработанную эмульсию нефти пропускают через фильтр, а затем распыляют в среде

Наименование характеристики

Объем нефти после отстоя, л

Содержание в нефти:

воды по ГОСТ 2477-65; %

хлористых солей по ГОСТ 21534-76, мг/л механических примесей по ГОСТ 6370-59, % рН воды Примерз. Предварительно нагретую до 45°С эмульсию нефти распыляют в среде нагретого до. 60°С слоя раствора, состоящего из смеси 8%-ной соляной кислоты и 0,01; 0,02 или 0,03% сульфанола от объема HCI. После этого 3 обработанную эмульсию нефти пропускают через Наименование характеристики Объем нефти после отстоя, л Содержание в нефти: воды по ГОСТ 2477-65, % хлористых солей по ГОСТ . 21534-76, мг/л механических примесей по ГОСТ 6370-59, % рН воды

по примеру 1.

Результаты проведенного опыта представлены в табл. 2.

Таблида 2

Концентрадия соляной кислоты в смеси, %

)0

28,36 28,38 28,40

0,49 0,44 0,36

63

59

50 нагретого до слоя раствора нейтрализатора, состоящего из смеси пластовой: воды и 0,03% каустической соды от объема пластовой воды, 0,03 0,03 0,03 7,0 7,2 7,2 фильтр, а затем распыляют в среде нагретого до 35°С слоя раствора нейтрализатора, состоящего из смеси пластовой воды и 0,03% каустической соды от объема пластовой воды, по примеру 1. Характеристики обработанной нефти по примеру 3 приведены в табл. 3. . t а б л иц а 3 Концентрация сульфанола в растворе от объема HCI, % -11 0,010,02 I 0,03 28,37 28,40 28,35 0,46 0,41 0,53 57 5S 57 0,03 0,02 0,02 7,3 7,2 7,1

П р И м е р 4. Предварительно нагретую до 45 С-эмульсию нефти распыляют в среде нагретого до 60, 70 или 80° С слоя раствора, состоящего из смеси 8%-ной HCI и 0,02% сульфанола от объема кислоты. После этого обработанную эмульсию нефти пропускают через фильтр, а затем распыляют в.среде нагретого до слоя

Наименование характеристики

Объем нефти после отстоя, л

Содержание в нефти:

воды по ГОСТ 2477-65, %

хлористых солей по ГОСТ 21534-76, мг/л

механических примесей по ГОСТ 6370-59, %

рН воды

раствора нейтрализатора, состоящего из смеси пластовой воды и 0,03% NaOH от объема пластовой воды, по примеру 1.

Влияние температуры- подогрева слоя раствора на характеристики обработанной нефти представлено в табл. 4,

Таблица 4

Температура подогрева слоя раствора (8% HCI -I- 0,02% сульфанола), С

П 70 Т 80

60

28,39 28,42 28,44

0,430,34 0,29

5143

57

0,030,03 0,03

7,1/,2 7,4

П р и м е р 5. Предварительно нагретую доляют в среде нагретого, до 35°С слоя раствора

45° С эмульсию иефти распь1ляют в среде нагре-нейтрализатора, состоящего из смеси пластовой

того до 60° С слоя раствора, состоящего из сме-35воды и 0,02; 0.03 или 0,05% каустической

си 8%-ной HCI и 0,02% сульфанола от объемасоды от объема плабтовой воды, по примекислоты. После этого обработанную эмульсиюру 1.

нефти пропускают через фильтр, а затем распы-Результаты опыта приведены в табл. 5.

Наименование характеристики

Объем нефти после отстоя, л

Содержа1ше в нефти:

воды по ГОСТ 2477-65, % хлористых солей по ГОСТ 21534-76, мг/л

механических примесей по ГОСТ 6370-59, % рН. воды

Т J а. .5

Концентрация каустической соды (NaOH) от объема пластовой воды в смеси раствора нейтрализатора, %

1 0.03 П 0,05

0,02

28,38

28,3928,39

0.42

0,430,43 58

6159

0,03

0,03 6,9 7,0 П р и м е р 6. Предварительно нагретую до 40° С эмульсию нефти распределителем 7 распыляют в среде нагретого до 60° С слоя раствора, состоящего из смеси 5%-ной соляной кислоты и 0,01% сульфанола от объема кислоты, заключенного в кольцевое пространство между трубой 6 и внутренней стенкой камеры 2. После этого обработанную эмульсию нефти пропускают через фильтр 8, состоящий из осмоленного гранулированного полиэтилена размфом фракций 0,200,25 мм, а затем маточником 9 распыляют в среде нагретого до 35° С слоя раствора нейтрализатора 10, состоящего из смеси пластовой воды и 0,02% каустической соды от объема пластовой воды, заключенного в кольцевое пространство между на|}ужной камерой 3 и корпусом 1. Обработанная нефть через отвод 11 поступает в отстойник, где отстаивается 3 ч. Пример, Предварительно нагретую до 50 С эмульсию нефти распределителем 7 распы- JQ

Содержание в нефти:

воды по ГОСТ 2477-65, %

хлористых солей по ГОСТ 21534-76, мг/л

Формула изобретен ия

с целью повышения эффективности процесса деэМульсации нефти, предварительно нагретую до 40-50° С эмульсию нефти пропускают через 5-10%-ный раствор соляной кислоты с деэмуль гатором, нагретый до температуры 60-80°С, а затем через слой раствора нейтрализатора соляной кислоты.

0,38

0,44

56

61

е с я тем, что оно снабжено двумя концентрично уетановленными камерами, внутренняя из которых вьтолнена в виде воронки, в нижней час-га заполненной раствором соляной кислоты с деэмульгатором, а наружная выполнена ци- . линдркческой, снабжена маточником, расположенным в нижней части корпуса, заполненной нейтрализатором кислоты, распределитель эмульсии размещен в нижней части внутренней камеры, а коалесцирующий злемент расположен в верхней части наружной камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Байков Н. М. и др. Сбор транспорт к подготовка нефти. М., Недра, 1975, с. 144-210 (прототип).