BR112014020401A2 - processo para a remoção de sais a partir de um líquido de processamento - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA A REMOÇÃO DE SAIS A PARTIR DE UM LÍQUIDO DE PROCESSAMENTO.
A presente invenção refere-se a um processo para a remoção de contaminantes que decompõem o ácido a partir de um líquido de processamento em que um ácido é misturado com um líquido de processamento, e a mistura de ácido e do líquido de processamento é introduzida em um recipiente de desgaseificação de tal modo que o gás formado por meio da reação dos ácidos e os gases de decomposição é liberado e o líquido de processamento livre de contaminantes que decompõem ácido é removido do recipiente de desgaseificação.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PRO-
[001] Este pedido de Patente reivindica prioridade ao Pedido de Patente US N º*61 / 600854 depositado em 20 de Feve reiro de 2012, a descrição a qual é incorporada na presente invenção por meio de refe- rência para todos os fins.
[002] A presente invenção refere-se à recuperação de líquidos de processamento utilizados em determinadas aplicações. Mais particu- larmente, a presente invenção refere-se à remoção de certos sais que decompõem os ácidos antes da recuperação do líquido de processa- mento para a reutilização.
[003] Nas Patentes US 5.152.887, 5.158.649, 5.389.208,
5.441.605, 5.993.608, e 6.508.916 são descritos os processos de rei- vindicação para a recuperação de líquidos de processo, tais como, por exemplo, a recuperação de uma líquido de processamento a partir de uma mistura compreendendo água, um líquido de processamento, com um ponto de ebulição superior ao da água , opcionalmente, pelo menos, um componente adicional que é mais volátil do que o líquido de processamento e a água, e pelo menos um componente que é me- nos volátil do que, e pode ser dissolvido ou suspenso no líquido de processamento.
[004] Nos processos descritos nas patentes referidas acima, a presença de sais não dissolvidos (contaminantes) complica o processo e faz com que seja necessário separar os sais no processo. Com par- ticular referência à Patente US 5.993.608 e à Patente US 6.508.916, ambas as quais são incorporadas na presente invenção por meio de referência para todos os fins, é descrito um método em que os compo- nentes menos voláteis, por exemplo, sais, os quais são ambos dissol- vidos e / ou suspensos podem ser removidos a partir do líquidos de processamento sob condições que impedem qualquer degradação substancial do líquido de processamento. No entanto, seria ainda de- sejável que pelo menos alguns dos seus sais possam ser removidos antes do líquido de processamento ser submetido ao processo de re- toma por si. Os sais de carbonato e bicarbonato dissolvidos em líqui- dos de processamento podem acumular-se durante o processo de re- toma, os quais provocam efeitos indesejáveis. Seria claramente dese- jável se estes sais, ou outros sais que decompões os ácidos pudes- sem ser removidos antes do líquido gasto entrar no processamento do sistema de retoma.
[005] Em um aspecto particular, os processos descritos nas pa- tentes mencionadas acima, certos líquidos de processamento, tais como álcoois, glicóis, alcanolaminas e outros tais materiais podem ser usados para evitar a formação de hidrato de gás e / ou para remover OS gases acídicos na produção de petróleo e gás, em particular em plataformas no mar.
[006] O Controle de hidrato é fundamental para a produção de petróleo e gás para impedir o bloqueio da tubulação de produção, vál- vulas e outros equipamentos com clatratos. Os inibidores de hidrato podem incluir, mas não estão limitados a, inibidores de hidratos termo- dinâmicos, tais como os álcoois (por exemplo metanol) e glicóis (por exemplo, monoetileno glicol), inibidores de hidratos cinéticos (por e- xemplo polivinilcaprolactam, polímeros, co-polímeros ou as misturas dos mesmos) e inibidores de hidrato de anti-aglomeração (por exem- plo, acetato de N-butil-N (3-(cocamino)-3-oxopropil)-butan-1-amínio) são injetados em ou perto do coletor de produção e o fluxo de volta com a água de formação, as fases de água de condensação e de hi-
drocarbonetos a serem produzidas a partir do ( s ) reservatório (s ) de interesse. Em tal processo, monoetileno glicol, por exemplo, pode tor- nar-se contaminado com, mas não se limitando a, água de condensa- ção, a água de formação, os sais contidos na água de formação, os inibidores de corrosão de garantia de fluxo circular, os produtos de cor- rosão de garantia de fluxo circular tais como escala de moinho e de sulfureto de ferro. Alguns contaminantes / sais tornam a capacidade de controle do inibidor de hidrato selecionado inutilizável para reinjecção , exigindo, assim, os contaminantes de serem removidos antes da inje- ção. Os ensinamentos da Patente U.S. 5.993.608 e Patente U.S.
6.508.916 proporcionam os métodos e aparelhos para efetuar tal re- moção de contaminantes a partir de um tal líquido de processamento gasto.
[007] No caso em que a água de formação contém sais de car- bonatos e / ou bicarbonatos e, novamente, com particular referência à produção de óleo e gás e especialmente a prevenção de hidratos de gás, o carbonato e / ou sais de bicarbonato podem variar desde níveis relativamente baixos, no líquido de processamento gasto com as con- centrações acima dos níveis de saturação, que conduz ao potencial de formação de sais cristalinos (precipitados). Durante os processos des- critos nas patentes mencionadas acima, estes sais são propositada- mente concentrados para além dos níveis de saturação, levando à formação dos sais cristalinos (precipitados). No entanto, se estes sais precipitados ocorrem a montante do líquido de processamento gasto de qualquer processo de recuperação de solvente / recuperação, seja regeneração, onde a água é removida seletivamente, regeneração, onde os sais são removidos ou uma combinação dos mesmos, a pre- sença destes precipitados sólidos pode conduzir a uma maior incrus- tação de equipamento mais complicado e separação do líquido de processamento valioso a partir destes sais.
[008] Uma complicação adicional de que os sais solúveis em áci- do podem induzir um aumento não controlado do pH do líquido de pro- cessamento ao longo do tempo. Os testes mostraram que o bicarbona- to pode dissociar sob temperatura de carbonato e dióxido de carbono. À medida que o teor de carbonato do líquido de processamento au- menta, o mesmo acontece com o pH. Isto pode ser benéfico para um período de tempo, mas se não forem controlados os valores extrema- mente altos de pH, aproximadamente 12 poderiam ser alcançados e para os inibidores à base de glicol é possível induzir a gelificação in- desejada. Ao remover os bicarbonatos / carbonatos, o controle sobre os níveis de pH pode ser recuperado e mantido através da adição se- letiva
[009] Dessa maneira, e de acordo com um aspecto da presente invenção, é proporcionado aqui um processo para o tratamento prévio de um líquido de processamento sendo recuperado para remover os sais que decompõem os ácidos e, dessa maneira, evitar a acumulação de versões não dissolvidas ou cristalinas de tais sais no processo de retoma. Como um exemplo, se a solução de processamento gasta contém carbonato e / ou bicarbonato, pode ser tratada com um ácido, tal como, mas não limitado a, ácido clorídrico para decompor o carbo- nato de CO?2, água e cloreto de sódio.
[0010] A figura 1 é um diagrama de fluxo esquemático de um mé- todo de remoção de sais que decompõem os ácidos a partir de um lí- quido do processo que está a ser sujeito a uma recuperação adicional.
[0011] A figura 2 é uma vista esquemática semelhante à da figura 1, mas mostrando um outro aspecto da presente invenção.
[0012] A figura 3 é uma vista esquemática semelhante à das figu- ras 1 e 2, mas mostrando ainda outro aspecto da presente invenção .
[0013] Tal como usado na presente invenção, o termo sais que decompõem os ácidos refere-se aos carbonatos e / ou bicarbonatos de metais alcalinos e alcalino-terrosos, tais como carbonato de sódio, bi- carbonato de sódio, carbonato de potássio, bicarbonato de potássio, carbonato de magnésio, etc . É para ser compreendido, contudo, que o processo da presente invenção é aplicável a quaisquer sais que de- compõem os ácidos ou não é um carbonato ou bicarbonato de um me- tal alcalino-terroso e / ou alcalino-terroso, a presença do qual pode afetar prejudicialmente o processo de recuperação a jusante do líquido de processamento.
[0014] Enquanto a presente invenção vai ser descrita com referên- cia particular a um processo de líquido usado para evitar a formação de hidrato de gás em operações de petróleo e gás, é para ser entendi- do que não é tão limitada. Com efeito, o processo pode ser utilizado em qualquer sistema para recuperar um fluido de processamento gas- to de modo que possa ser reutilizado, em que o fluido de processa- mento gasto contém os sais que decompõem os ácidos.
[0015] Será reconhecido que vários ácidos podem ser utilizados, a condição é que o ácido não reaja com o sal que decompõe o ácido pa- ra formar outros sais insolúveis ou ligeiramente solúveis em água que se acumulam mais uma vez no processo durante o reaproveitamento do líquido de processamento. Exemplos não limitativos de ácidos in- cluem o ácido clorídrico, determinados ácidos orgânicos, etc
[0016] Referindo-se assim à Figura 1, um líquido de processamen- to é introduzido através da linha 9 para um permutador de calor 10, no qual ele é aquecido até à temperatura desejada, dependendo da natu- reza do líquido de processamento, e, em seguida, passada para um recipiente de desgaseificação 12 operado a uma pressão reduzida o que faz com que os gases de efeito de ácido sejam arrastados, tais como o CO2 e o H2S, bem como hidrocarbonetos voláteis e outros gases voláteis para serem libertados a partir do líquido através da |li- nha 14 . Se desejado, um gás de varrimento, por exemplo, nirogênio, gás combustível, ou algum gás que não reage de forma prejudicial com qualquer componente do líquido de processamento, pode ser in- troduzido no recipiente de desgaseificação 12 através da linha 11 para ajudar a eliminar os gases arrastados, bem como hidrocarbonetos vo- láteis a partir do recipiente 12 . Geralmente, quando um gás de varri- mento é utilizado, o mesmo será introduzido em uma faixa de a partir de cerca de 8 a 12kg/h.
[0017] A condição é que o conteúdo da linha 14 deva ser mantido em um estado livre de oxigênio. Se a queda de pressão suficiente en- tre o ponto de extremidade do permutador de calor 10 e a linha 14 e- xiste para remover adequadamente o nível desejado do recipiente 12, em seguida, a adição de gás de varrimento não é necessária. O líqui- do desgaseificado deixando o recipiente de desgaseificação 12 é en- tão misturado com ácido através da linha 16, a mistura passa através de um misturador da linha 18, ou outro dispositivo de mistura e intro- duzido para dentro do recipiente de desgaseificação 20 em que os ga- ses de decomposição, por exemplo, do CO?2 a partir dos sais de de- composição são removidos através da linha 22 . A remoção do CO2 a partir do recipiente 20 pode ser facilitada por meio da adição de um dos gases de varrimento mencionados anteriormente através da linha 21 até a um máximo de 10 kg / h para a porção inferior do recipiente de desgaseificação 20 . Se a queda de pressão suficiente entre o pon- to final do misturador 18 e a linha 22 existe para remover adequada- mente todo o CO?2 a partir do líquido de processo que sai através da linha 22, então a adição do gás de varrimento não é necessária. O lí- quido de processamento do recipiente de desgaseificação 20, libertado de carbonato e / ou bicarbonato, é então passado através da linha 24,
7I9 a jusante de um processo para a recuperação de líquidos de proces- samento. Tal como no caso do recipiente de desgaseificação 12, o re- cipiente de desgaseificação 20 será, de preferência operado a uma pressão reduzida para facilitar a remoção de gases a partir do líquido de CO?2. Os gases, tais como CO2 exalados a partir de qualquer reci- piente de desgaseificação 12 ou recipiente de desgaseificação 20 po- dem ser recolhidos através de uma variedade de meios bem conheci- dos por meio das pessoas que são versadas na técnica. Por exemplo, o CO2 pode ser enviado para um topo de alargamento de baixa pres- são, uma instalação de injeção de CO2, da atmosfera para a ventila- ção, compressão suplementar, sequestro, etc
[0018] Relativamente à figura 2, é mostrada uma variação do pro- cesso da figura 1 . No processo representado na Figura 2, o líquido de processamento é feito passar através do permutador de calor 10 para ser aquecido, adiciona-se ácido através da linha 16, e a mistura pas- sada através do misturador em linha 18 para o recipiente de desgasei- ficação 20, onde o CO? é libertado através da linha 22, o recipiente de desgaseificação de preferência sendo a pressão reduzida, o líquido de processamento libertado de carbonatos / bicarbonatos sendo removido para processamento adicional por meio da linha 24 . Como pode ser visto o processo na Figura 2 difere do da Figura 1, em que a etapa de aquecimento e a etapa de adição de ácido podem ser combinadas com o fluxo antes de entrar em qualquer dos recipientes de desgasei- ficação. A provisão para auxiliar na remoção do CO?2 a partir do recipi- ente 20 pode ser facilitada com a Figura 1, por meio da adição de um dos dois gases de varrimento mencionados anteriormente através da linha 21 até a um máximo de cerca de 10 kg / h. Se a queda de pres- são suficiente entre o ponto final misturador 18 e a linha 22 existe para remover adequadamente todo o CO?2 a partir do líquido de processo que sai através da linha 24, então a adição do gás de varrimento não é necessária.
[0019] Em ainda uma outra variação do processo, mostrado na Figura 3, a etapa de aquecimento pode ser omitida. Neste caso, o áci- do é adicionado ao líquido de processamento passado através da linha 16, a mistura passa através do misturador 18, e o recipiente de desga- seificação 20, de preferência operado a uma pressão mais baixa, por exemplo, sob vácuo, CO2 a ser removido do recipiente de desgaseifi- cação através da linha 22, o líquido de processamento libertado de carbonato / bicarbonato a ser removido para processamento adicional por meio da linha 24 . O gás de varrimento através da linha 21, como descrito anteriormente, pode ser aplicado a esta configuração como as condições do processo vierem a exigir.
[0020] Será apreciado, como indicado acima, que qualquer tipo de ácido pode ser utilizado para efetuar a remoção de carbonatos e / ou bicarbonatos do líquido de processamento. Mais uma vez, o ácido uti- lizado não deve reagir com o carbonato / bicarbonato para formar sais insolúveis ou ligeiramente solúveis em água ou outros sólidos que simplesmente colocam um outro problema de remoção de sólidos a jusante. Também será apreciado que outros sais que decompões os ácidos além dos carbonatos e / ou bicarbonatos são contemplados, desde que a decomposição de ácido não resulte na formação de sais pouco solúveis ou insolúveis aquosos que poderia representar um no- vo problema de acumulação de sólidos no processo a jusante.
[0021] O processo de remoção de sal da presente invenção en- contra aplicação particular em combinação com os processos descri- tos nas patentes acima referidas para a recuperação de um líquido de processamento gasto. Dessa maneira, o líquido de tratamento pode ser qualquer líquido que é utilizado em um processo particular, de tal modo que torna-se contaminado com, ou após o uso, pelo menos, contém, normalmente os componentes não presentes no líquido de processamento.
Deste modo, o líquido de processamento pode ser um meio de lavagem a partir de um gás usado para remover os contami- nantes indesejáveis a partir de correntes de gás, um solvente seletivo para recuperar os componentes desejados a partir de gases ou corren- tes de líquido, um meio utilizado para o tratamento de resíduos sólidos a remover seletivamente os componentes dos sólidos, etc . Como também observado acima, o líquido de processamento pode também ser utilizado para a recuperação de gás natural, em que o líquido de processamento é utilizado para prevenir a formação de hidratos de gás.
Claims (9)
1. Processo para a remoção de contaminantes que decom- põem o ácido a partir de um líquido de processamento, caracterizado pelo fato de que o referido processo compreende: introduzir um ácido em um fluxo do referido de líquido pro- cessamento contendo os contaminantes que decompõem o ácido para produzir uma mistura de ácido / líquido de processamento, sendo o referido ácido de um tipo que não reage prejudicialmente com o referi- do líquido de processamento ; introduzir a referida mistura em um vaso de desgaseifica- ção de gases de decomposição formados por meio da reação dos re- feridos ácidos e os referidos contaminantes que decompõem o ácido são liberados ; e remover os referidos gases de decomposição do referido recipiente de desgaseificação; e remover o líquido de processamento do referido recipiente de desgaseificação substancialmente livre dos referidos contaminantes que decompõem o ácido.
2 . Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que a referida mistura é passada através de um mistu- rador em linha, antes de ser introduzido no referido recipiente de des- gaseificação.
3 . Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que um gás de varrimento é introduzido no referido re- cipiente de desgaseificação para varrer os gases de decomposição do referido recipiente de desgaseificação.
4 . Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que o referido recipiente de desgaseificação é operado sob vácuo.
5 . Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza-
do pelo fato de que o referido processamento de líquido é aquecido antes da mistura com o referido ácido.
6 . Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza- do pelo fato de que o referido líquido de processamento é submetido a uma zona de desgaseificação para remover os gases aprisionados a partir do referido processamento de líquido antes de se misturar com o referido ácido.
7 . Processo de acordo com a reivindicação 6, caracteriza- do pelo fato de que a referida zona de desgaseificação é operada sob Vácuo.
8 . Processo de acordo com a reivindicação 6, caracteriza- do pelo fato de que um gás de varrimento é introduzido na referida zo- na de desgaseificação para ajudar a remover os gases aprisionados a partir da referida zona de desgaseificação.
9 . Processo de pré-tratamento de líquidos de processa- mento contendo os contaminantes que decompõem os ácidos, carac- terizado pelo fato de que o referido processo compreende: introduzir um líquido de processamento contendo os con- taminantes que decompõem os ácidos em uma zona de desgaseifica- ção operado sob condições de vácuo, para remover os gases arrasta- dos a partir do referido líquido de processamento; remover o líquido de processamento de a partir da referida zona de desgaseificação ; misturar o referido líquido de processamento com o ácido ; e introduzir a referida mistura de ácido e o referido líquido de processamento dentro de um recipiente de desgaseificação para re- mover os gases de decomposição que resultam a partir da reação do referido ácido e os referidos contaminantes que decompõem o ácido.
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