NO331822B1 - Fremgangsmate og apparat for a fjerne hydrokarboner fra vann - Google Patents

Abstract

Et forbedret produksjonsvannbehandlingssystem og fremgangsmåte er vist. Behandlingsapparatet omfatter en vertikalt orientert beholder med tangensialt plasserte injeksjonsdyser som omfatter en eller flere injeksjonsdyser for å introdusere produksjonsvannet og en eller flere injeksjonsdyser for introduksjonen av resirkulert vann fra beholderen og en tilsetningsgass. Den tangensiale orienteringen av injeksjonsdysene skaper en syklonisk strøm inne i beholderen for forbedret tilsetningsgassboble/hydrokarbonkontakt. Et hydrokarbonrikt lag migrerer til toppoverflaten av væsken i beholderen hvor den er fjernet rundt en senterakse til beholderen. Det resulterende hydrokarbonmagre produksjonsvannet har et tilstrekkelig lav hydrokarboninnhold som er berettiget for en mer intensiv prosessering, slik som med organiske leirekassetter.

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder et apparat og en fremgangsmåte for å separere hydrokarboner og andre organiske materialer fra vann, slik som syremotstrøm strøm, ferdigstillelsesfluidvann, produsert vann og regnvann oppsamlet fra offshore oljeboring og produksjonsplattformer er beskrevet. Mer spesielt er et apparat vist for å forhåndsbehandle dette produksjonsvannet generert på offshore oljeborings- og produksjonsplattformer ved å injisere produksjonsvannet i en lukket beholder og å generere en syklonisk strøm inne i beholderen. Resirkulert vann fra beholderen og en spylegass/tilsetningsgass er også tangensialt injisert inn i beholderen for ytterligere å fremme syklonisk strøm. Gassen og det hydrokarbonrike vannet migrerer mot toppoverflaten til væsken i beholderen og mot det aksiale senteret til beholderen hvor det hydrokarbonrike vannet er fjernet/utrenset. Det hydrokarbonmagre vannet er deretter renset ut fra bunnseksjonen til beholderen og tømt ut eller ytterligere prosessert.

Under råoljeproduksjon er en vesentlig del av vannet samprodusert med oljen. Dette "produserte vannet" er forurenset med rester eller hydrokarboner og utgjør derfor en vesentlig avfallsstrøm. For eksempel er det estimert at 380 millioner tonn av produsert vann ble generert i Nordsjøen i løpet av 2001-produksjonsåret. Mens nye operasjonsfelter produserer relativt små mengder av vann, for eksempel, 10-20 % av den totale produksjonen (det vil si, vann og olje) vil volumet øke etterhvert som oljefeltet blir eldre til 80-90 % produsert vann av den totale produksjonen. Disse store volumene med produsert vann må bli behandlet før de er returnert til sjøen fordi de inneholder vesentlig mengder av hydrokarbonforurensninger.

I dag behandler offshore produksjonsfasiliteter hydrokarbonforurenset produksjonsvann ved å tilføre oljesamlende og vannklaringsmiddelkjemikalier for å hjelpe i en mekanisk separasjon av hydrokarboner fra vann. Imidlertid resulterer denne teknologien i utslipp av produksjonsvann til havet som fortsatt inneholder hydrokarboner i området på 20-40 deler pr. million og ytterligere spor av urenheter slik som benzenrelaterte forbindelser, fenoler, alkylfenoler og polyaromatiske hydrokarboner i konsentrasjoner i området fra 100-10 000 deler pr. milliard. Mens en 20-40 deler pr. million hydrokarboninnhold møter nåværende bestemmelser har det blitt funnet at utslipp av produksjonsvann med den ovenfor nevnte spor av urenheter kan negativt påvirke livet i sjøen.

Ofte blir store mengder av naturgass produsert med råoljen. For å separere gassen fra oljen og oljen fra vannet har trefaseseparatorer blitt utviklet. I en trefaseseparator blir gassen først separert fra oljen og vannet og oljelaget blir fysisk separert fra vannet og sendt til en dehydrator/tørkeapparat for å fjerne restvannet. Vannfasen, som omfatter en liten del av restolje, kommer inn i en vannavskummer for å skumme den frie oljen av toppen til vannlaget. Etter avskumming vil vannlaget, som fortsatt inneholder en vesentlig mengde av hydrokarboner, innføres i en horisontal indusert gassflotasjonsseparator. Disse horisontalt induserte gassflotasjonsseparatorene (HIGF) kan produsere en vannfase med et hydrokarboninnhold på 20-40 deler pr. million.

HIGF-separatorene fungerer ved å boble en gass gjennom produksjonsvannet som resulterer i hydrokarbondråper som flyter til overflaten. Vanligvis er gassen som blir benyttet naturgass produsert ved borebrønnen. Nitrogen eller annen inert gass kan også bli benyttet. Hver HIGF-separator omfatter et antall celler, hver med sin egen gassdiffusor for å maksimere naturgassboble-/hydrokarbondråpekontakten. Mens HIGF-separatorene vanligvis er benyttet, lider de av flere ulemper.

I utgangspunktet er HIGF-separatorene svært store. Deres lengde kan nå ca. 20 m som representerer en kolossal mengde av dekkområdet, hvilket står høyt i kurs på en offshore oljeplattform. Mange eldre plattformer, hvor plassen er begrenset, kan ikke bli utstyrt med slike separatorer. Det bes lagt merke til at alle nåværende tilgjengelige "horisontalt" indusert gassflotasjonsseparatorer har en lengde eller bredde som hovedsakelig er større enn deres høyde.

Videre har HIGF-separatorene frem til i dag ikke vært i stand til å redusere hydrokarboninnholdet under terskelnivået på ca. 20 deler pr. million. Mens dette nivået møter nåværende reguleringsstandarder, er det for dårlig for foreslåtte standarder for Nordsjøen som kan bli iverksatt så tidlig som 2005.

HIGF-separatorene er også ømfintlige til bølgebevegelser erfart av moderne plattformer. Især er moderne dypvannsplattformer ikke permanent forankret til sjø-bunnen, men er i stedet for tjoret og beveger seg med strømmer. Dermed vil disse flytende plattformene duve og rulle med bølgebevegelsen. Denne rullingen forårsaker at vannet på innsiden av HIGF-separatorene danner bølger som gjør skummingen av hydrokarboner av vannoverflaten vanskelig og ofte inneffektiv. Videre vil intens bølgebevegelse forårsake at noen enheter avsluttes og som derved skaper avbrudd i - produksjonen på plattformen på grunn av mangel på lagringskapasitet for ubehandlet produksj onsvann.

I tillegg, på grunn av deres store størrelse i tilfelle hvor produksj onsvann-utstrømningen overstiger det antatte, er operatører ikke i stand til å utvide kapasiteten ved å tilføre ytterligere HIGF-separatorer på grunn av mangel på tilgjengelig gulvplass. Som et resultat må operatøren enten redusere produksjonen eller tømme ut produksjonsvann med hydrokarboninnhold større enn reguleringsgrensene.

Videre kan gjennomstrømningsraten av produksjonsvann fra en brønn variere mye og HIGF-separatorene betjenes mer effektivt under stabile situasjoner og effektiviteten av disse systemene er kompromittert ved varierende innkomne strøm-ninger. Videre er HIGF-separatorene begrenset i deres mulighet til å behandle vann ved høyere hydrokarbonkonsentrasjoner, dvs. større enn 300 deler pr. million. Konsentrasjoner som overstiger 300 deler pr. million overstiger normalt separatorens mulighet til å oppnå akseptabel hydrokarbonfjerning. HIGF-separatorene er også konstruert til å fjerne oppløst olje eller hydrokarbondråper. Deres mulighet til å fjerne delvis oppløste komponenter slik som alkylfenoler og polyaromatiske hydrokarboner er svært begrenset da disse komponentene er relativt oppløsbare i vann og reagerer ikke på gass/boblekontakt. Som beskrevet ovenfor er disse forbindelser ekstremt skadelige for livet i sjøen.

En erstatning på HIGF-separatorene har blitt foreslått i form av en vertikal strømvirvelseparator. Et eksempel er vist i WO 99/00160. Det viste apparatet er avhengig av å skape en virvelstrøm i en sylindrisk beholder med den hensikt å separere olje fra vann. Imidlertid er dette apparatet kun egnet for preliminær separasjon av olje fra produksjonsvann og reduserer ikke hydrokarboninnholdet i produksjonsvannet til et nivå som er akseptabelt for utslipp eller med intensiv behandling slik som filtrering med organofile leirer.

Behandling av produksjonsvann med organiske leirer er også kjent og er vist med felles eid US-patent nr. 5 935 444, 6 398 966 og 6 398 951, hvor samtlige er inkorporert ved referanse. Produksjonsvannet er vanligvis introdusert inn i en avgrenset beholder som inneholder et mangfold av innlegg som inneholder den organofile leiren. Produksjonsvannet strømmer gjennom de pakkede sengene med innlegg av organofil leire og hydrokarbonforurensningene er absorbert på leirepartiklene. Prosessen er veldig effektiv, noe som resulterer i ekstremt lavt hydrokarboninnhold av det behandlede produksjonsvannet.

Imidlertid har det blitt funnet at når hydrokarboninnholdet til produksjonsvannet som blir ført inn i en beholder med organofil leire som overstiger 100 deler pr. million, er de tilgjengelige absorberende områdene på leiren lett brukt opp og innleggene må bli erstattet oftere, som derved øker kostnaden og skaper tidsforsinkelser. Det virvelstrømskapende apparatet til WO 99/00169 er ikke egnet som en isolert forhåndsbehandling av produksjonsvann oppstrøms til et filterapparat for organofil leire.

Derfor er det et todelt behov for forbedrede fremgangsmåter for å behandle produksjonsvann, spesielt på offshore oljeplattformer. Først er det påkrevet en forbedret fremgangsmåte og apparat for å unngå ulempene med HIGF-separatorene beskrevet ovenfor. Videre er det et behov for en forbedret hydrokarbon/vannseparasjonsfremgangsmåte og apparat som kan bli benyttet som en effektiv forhåndsbehandling forut for ytterligere behandling av vann med innlegg med organofil leire.

I følge oppfinnelsen løses de ovennevnte problemer med ett apparat som angitt i krav 1 og som har de karakteriserende trekk som angitt i den kjennetegnende del av kravet, og en fremgangsmåte som angitt i krav 26 som har de karakteristiske trekk som angitt i den kjennetegnende del av kravet.

Oppfinnelsen angår et apparat for å separere hydrokarboner fra vann kjennetegnet ved at apparatet omfatter: en beholder som har en høyde og en diameter, idet høyden er større enn diameteren, og der beholderen omfatter ytterligere en lukket topp og bunn med en vertikal sylindrisk seksjon som strekker seg derimellom;

minst ett tilførselsinnløp som strekker seg gjennom den vertikale sylindriske seksjonen til beholderen, idet tilførselsinnløpet er tilkoplet til en tilførsel av hydrokarbonrikt tilførselsvæske som skal behandles, idet tilførselsinnløpet er rettet med en vinkel mindre enn eller lik 45° i forhold til en tangent til den vertikale sylindriske seksjonen for å generere en syklonisk strøm inne i beholderen;

minst ett fluid/tilsetningsgassinnløp for resirkulering som strekker seg gjennom den vertikale, sylindriske seksjonen til beholderen, idet fluid/tilsetningsgass-innløpet for resirkulering er tilkoplet en resirkuleringspumpe og kilde med tilsetningsgass, idet resirkuleringspumpen er tilkoplet beholderen med en resirkuleringslinje, idet fluid/tilsetningsgassinnløpet for resirkulering er rettet med en vinkel på mindre enn eller lik 45° i forhold til en tangent til den vertikale sylindriske seksjonen for å generere en syklonisk strøm inne i beholderen;

et hydrokarbonmagert vannutløp;

en oppadrettet oppsamlingsbøtte plassert langs et aksialt senter til beholderen, idet oppsamlingsbøtten er tilkoplet en hydrokarbonrik utløpslinje;

en innløp/utløpslinje for tilsetningsgass, og

et oppadrettet fluid/tilsetningsgassinnløp for resirkulering, idet det oppadrettede fluid/tilsetningsgassinnløp for resirkulering er tilkoplet en resirkuleringspumpe og en kilde med tilsetningsgass, idet det oppadrettede fluid/tilsetningsgassinnløp for resirkulering, en oppadrettet strøm inne i beholderen.

De to tilførselsinnløpene er også plassert ved en felles vertikal høyde.

Videre kan tre tilførselsinnløp tilveiebringes som har lik avstand mellom seg rundt beholderen, eller ved ca. 120° intervaller rundt beholderen. Igjen er en felles vertikal høyde foretrukket.

I et annet raffinement omfatter det minst en fluid/tilsetningsgassinnløp for resirkulering omfatter to fluid/tilsetningsgassinnløp for resirkulering arrangert diametralsk motsatt på beholderen i forhold til hverandre.

Fortrinnsvis er det fremskaffet tre fluid/tilsetningsgassinnløp med lik avstand mellom seg rundt beholderen med en felles vertikal høyde. I et ennå ytterligere raffinement er den felles vertikale høyden til fluid/tilsetningsgassinnløp plassert under den felles vertikale høyden til tilførselsinnløpene.

I et annet raffinement eksisterer et forhold mellom beholderen og diameteren til beholderen fra ca. 5:1 til ca. 1,5:1, eller mer fordelaktig ca. 2,5.

Videre, og som beskrevet ovenfor, for å kunne møte økende krav når det gjelder miljøhensyn, kan det hydrokarbonmagre vannutløpet bli tilkoplet en sekundær behandlingsbeholder som inneholder organofile medier for å adsorbere enhver rest av hydrokarboner som er gjenværende i det forhåndsbehandlede produksjonsvannet.

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for å redusere hydrokarboninnhold i en strøm av produksjonsvann, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter trekkene: tangensialt å injisere produksjonsvann inn i en sylindrisk beholder for å fremme syklonisk strøm inne i beholderen;

tangensialt og oppadrettet å injisere en strøm av resirkulert vann fra beholderen og tilsetningsgass inn i beholderen ved et nivå under et punkt hvor produksjonsvannet er injisert og for ytterligere å oppmuntre til syklonisk strøm inne i beholderen;

fremme oppadrettet strøm inne i beholderen som tillater tilsetningsgassen og hydrokarbonrikt vann å migrere til en toppoverflate til væsken i beholderen;

rense ut det hydrokarbonrike vannet ved toppoverflaten og langs en senterakse til beholderen;

trekke det hydrokarbonmagre vann nedover og ut av beholderen gjennom et rør som strekker seg i hovedsak langs senteraksen; og

rense ut det hydrokarbonmagre vann fra et lavere punkt i beholderen under der hvor strømmen av resirkulert vann og tilsetningsgass er injisert inn i beholderen.

I et raffinement omfatter fremgangsmåten også å opprettholde et positiv måletrykk inne i beholderen med ytterligere tilførselsgass eller en indre gass. I et annet raffinement er tilførselsgassen naturgass samprodusert med produksjonsvannet som skal behandles.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med noen utførelseseksempler og under henvisning til tegningene, der figur 1 er en skjematisk illustrasjon av et produksjonsvannbehandlingssystem laget i henhold til oppfinnelsen; figur 2A er et delvis perspektivsnitt av beholderen illustrert på figur 1 som viser relativ plassering av produksj onsvanninnløpsdysene og resirkuleringsfluid-/- tilsetningsgasstilførselsdysene; figur 2B er et topperspektivsnitt av beholderen illustrert på figur 1, især for å illustrere den foretrakkede plasseringen av produksj onsvanntilførselsdy sene og resirkuleringsfluid-/tilsetningsgasstilførselsdysene; figur 2C illustrerer den tangensiale vinkelen til tilførselsdysene relativt til beholderveggen; figur 3 er et perspektivsnitt av bøtten, ledeplaten, samt delvis perspektivsnitt av den hydrokarbonrike utløpslinjen; figur 4 er en skjematisk illustrasjon av apparatet på figur 1 tilkoplet en sekundær behandlingsbeholder som inneholder et filtersystem for organofil leire; og figur 5 illustrerer grafisk hydrokarbonkonsentrasjonsreduksjonen oppnådd med et apparat laget i henhold til oppfinnelsen.

Det vil bli forstått at tegningene ikke nødvendig er i riktig målestokk idet utførelsene er illustrert ved å benytte grafiske symboler, diagrammatiske representasjoner og ufullstendige perspektiver. I visse tilfeller kan detaljer som ikke nødvendig for en forståelse av de viste apparatene og fremgangsmåtene, eller som gjengir andre detaljer som er vanskelig å oppfatte, ha blitt utelatt. Det bør selvfølgelig forstås dithen at denne fremstillingen ikke nødvendigvis er begrenset til de spesielle utførelsene illustrert heri.

Med referanse til figur 1 er et forbedret apparat 10 vist som har en vertikal orientering og kan fremskaffe en bedre erstatning for de nåværende benyttede HIGF-separatorer. Apparatet 10 omfatter en beholder 11 som har en høyde til breddeforhold i området fra ca. 5,0 til ca. 1,5, fortrinnsvis ca. 2,5. En egnet størrelse for beholderen 11 er en høyde på ca. 3 m og en bredde eller diameter på ca. 1,2 m.

Produksjonsvann er introdusert inn i beholderen gjennom én eller flere tilførselsinnløp angitt ved Pi, P2i figurene 1 og 2A-2C. Det skal bemerkes at antallet av produksj onsvanntilførselsinnløp kan variere fra 1-3 eller 4 og at bruken av to produksjonsvanntilførselsinnløp Pi, P2som vist i figurene 1 og 2A-2C er et eksempel, om enn et foretrukket eksempel. Med referanse til figurene 2A-2C skal det bemerkes at produksjonsvanntilførselsinnløpene Pi og P2er rettet "tangensialt" i forhold til beholderen 11. Det vil si, dysene Pt, P2blir rettet med en positiv vinkel i forhold til tangenten til den sylindriske seksjonen/delen til beholderen 11 som vist på figur 2C. Spesielt, enhver dyse slik som Pt, P2, Rt, R2 eller R3 vil passere gjennom beholderen 11 som vist med en vinkel 9 i forhold til en tangent T tatt ved innløpspunktet til dysen. Vinkelen 9 kan variere, men bør fortrinnsvis være mindre enn eller lik 45° slik at det injiserte fluid fremmer en syklonisk strøm inne i beholderen 11 for å forsterke blandingen av tilsetningsgass og produksjonsvæske som beskrevet nedenfor.

Med referanse til figur 2B er produksjonsvanntilførselsinnløpene Pi, P2fortrinnsvis plassert diametralt motsatt rettet på beholderen 11 i forhold til hverandre som vist på figur 2B. Hvis tre produksj onsvanntilførselsinnløp blir benyttet vil det være foretrukket at disse innløpene er plassert med lik avstand rundt beholderen 11 eller med 120° intervall. Det skal også bemerkes at høyden til produksj onsvanntilførselsinnløpene Pi, P2er ca. det samme og er vist mot toppen 12 til beholderen 11 i motsetning til bunnen 13. Produksj onsvanntilførselsinnløpene Pt, P2er fortrinnsvis plassert ca. 30 cm under overflaten 14 til væsken som sirkulerer i beholderen 11.

I tillegg til produksjonsvanntilførselsinnløpene Pi, P2, er én eller flere resirkuleringsfluid-/tilsetningsinnløpsdyser benyttet, hvor tre er vist ved Ri, R2, R3i figurene 1 og 2. Hvis tre av disse innløpene er benyttet bør dysen være plassert likt rundt beholderveggen 15, som vist i figur 2B. Vann er trukket ut fra beholderen 11 gjennom resirkuleringslinjen 16, hvor den er trukket inn i en pumpe 17 og blandet med tilsetningsgass via linjen 19 som resirkulerer tilsetningsgassen fra beholderen 11 og introduserer tilsetningsgass gjennom strålepumpene 20 hvor tilsetningsgassen er blandet med væsken som er levert av resirkuleringspumpen 17. Resirkuleringsfluid-/tilsetningsgassblandingen er deretter injisert inn i beholderen 11 ved hjelp av dysene Ri, R2, R3 og R4. Igjen, antallet av resirkulert vann / tilsetningsgassdyser R kan variere og kan være i området fra så få som én til mer enn de tre som er vist.

I tillegg til tangensialt plassert resirkuleringsfluid-/tilsetningsgassdysene Ri, R2, R3 vist i figurene 2A-2B er en ytterligere dyse vist ved R4 som er rettet oppover og plassert mot bunnen 13 av beholderen 11. Denne oppadrettede resirkuleringsfluid-/til-setningsinnløpet R4fremmer oppadrettet strøm inne i beholderen 11, i tillegg til den sykloniske strømmen fremskaffet av dysene Pt, P2, Ri, R2, R3.

Oppfinnerne har funnet at kombinasjonen av syklonisk strøm produsert av dysene Pi, P2, Ri, R2, R3og den turbulente oppadrettede strømmen fremskaffet med dysen R4, i tillegg til injeksjon av tilsetningsgass ved å benytte strålepumpene 20, som normalt ville være samprodusert naturgass, tilveiebringer forbedret blanding av tilsetningsgassen med det produserte vannet, forbedret kontakt mellom gassboblene og hydrokarbonet inne i det produserte vannet, og derfor bedre separasjon enn HIGF-separatorer og tidligere tilgjengelige strømvirvelseparatorer.

På grunn av forbedret blanding av tilsetningsgassbobler og produksjonsvann, migrerer hydrokarbonrikt produksjonsvann til overflaten 14 av væsken oppbevart i beholderen og migrerer videre mot et aksialt senter av beholderen 11. Hydrokarbonrikt vann blir deretter oppsamlet i bøtten vist ved 23 som er tilkoplet en hydrokarbonrik utløpslinje 24.

Som kontrast er hydrokarbonmagert vann fjernet gjennom det nedre utløpet 26 hvor den kan bli tømt ut, eller som i alternativet vist i figur 4 kan behandling bli fortsatt i én eller flere beholdere vist som 28. Det er blitt funnet at ytterligere behandling med organofil leire er foretrukket. Videre er apparatet 10 en foretrukket forhåndsbehandler forut for ytterligere behandling med organofil leire. Spesielt, som vist grafisk i figur 5, er apparatet 10 i stand til å redusere hydrokarboninnholdet i produksjonsvann som er større enn 200 deler pr. million til en verdi på mindre enn 50 deler pr. million. Som beskrevet ovenfor, når produksjonsvann blir matet inn i et behandlingssystem for organofil leire som har et hydrokarboninnhold større enn 100 deler pr. million, har innleggene med organofil leire en tendens til å feile raskt og trenger hyppig erstatning som blir tidskrevende og kostbar. Derved er det viste apparatet, som lett kan redusere hydrokarboninnholdet til mindre enn 50 deler pr. million, en foretrukket forhåndsbehandler for systemer som innlemmer teknologi for organofil leire.

Strøm gjennom det hydrokarbonmagre utløpet 26 er kontrollert av ventilen 36 som er kontrollert av en væskenivåkontroller 37.

Beholderen 10 bør være betjent ved et positivt måletrykk, fortrinnsvis i området fra 34-68 kPa. Trykket kan bli opprettholdt med en gasskilde 29 som kan være tilsetningsgass eller en inert gass. Gassen tilført 29 er tilkoplet beholderen ved hjelp av linjen 31 og kontroll ventilen 34. Kontroll ventilen 35 er benyttet til å tappe/lufte overskytende trykk. En passende tilsetningsgass er selvfølgelig samprodusert naturgass.

Et apparat med en hovedsakelig dysekonfigurasjon illustrert i figurene 2A-2C ble testet, og eksperimentelle resultater er fremstilt i figur 5. Beholdertrykket var opprettholdt mellom 41-68 kPa og ved en temperatur på ca. 63 °C. Den produserte vanngjennomstrømningsraten gjennom apparatet varierte fra 318-477 liter pr. minutt. En standard produksj onsvannbehandlingskjemikalie, 6022 Y, ble også tilført.

Videre, med referanse til figurene 1 og 3 er det blitt funnet at ytelsen til apparatet 10 blir forbedret ved bruk av en ledeplate 31 som avhjelper avskummingen av det hydrokarbonrike vannet på toppoverflaten 14, og som retter det mot slissen 33 av bøtten 23. Standard metalltrådtypeledeplater 31 kan benyttes. Fortrinnsvis er ledeplaten 31 parabolisk formet for å komplimentere konturen til overflaten 14 av den sykloniske strømmende fluid i beholderen 11.

Det skal til slutt bemerkes at bruken av apparatet 10 sammen med teknologi for organofil leire er representert i US-patent nr. 5 934 444, 6 398 966 og 6 398 951, og er forventet å være svært fordelaktig for miljøet. Spesielt er det blitt funnet at benzenrelaterte forbindelser, fenoler, alkylfenoler og polyaromatiske hydrokarboner, selv i spormengder i området fra 100 - 10 000 deler pr. milliard, representerer en vesentlig fare for livet i sjøen, omfattende mange arter av hannfisk. Å benytte apparatet 10 som vist heri i kombinasjon med teknologi for organofil leire kan eliminere utslipp av disse sporurenhetene tilbake til sjøen.

Claims (29)

1. Apparat (10) for å separere hydrokarboner fra vann,karakterisert vedat apparatet (10) omfatter: en beholder (11) som har en høyde og en diameter, idet høyden er større enn diameteren, og der beholderen (11) omfatter ytterligere en lukket topp (12) og bunn (13) med en vertikal sylindrisk seksjon (15) som strekker seg derimellom; minst ett tilførselsinnløp (Pi, P2) som strekker seg gjennom den vertikale sylindriske seksjonen (15) til beholderen (11), idet tilførselsinnløpet (Pt, P2) er tilkoplet til en tilførsel av hydrokarbonrikt tilførselsvæske som skal behandles, idet tilførselsinnløpet (Pi, P2) er rettet med en vinkel mindre enn eller lik 45° i forhold til en tangent (T) til den vertikale sylindriske seksjonen (15) for å generere en syklonisk strøm inne i beholderen (11); minst ett fluid/tilsetningsgassinnløp (Rb R2, R3) for resirkulering som strekker seg gjennom den vertikale, sylindriske seksjonen (15) til beholderen (11), idet fluid/tilsetningsgassinnløpet (Rt, R2, R3) for resirkulering er tilkoplet en resirkuleringspumpe (17) og kilde med tilsetningsgass (19), idet resirkuleringspumpen (17) er tilkoplet beholderen (11) med en resirkuleringslinje (16), idet fluid/tilsetnings-gassinnløpet (RbR2, R3) for resirkulering er rettet med en vinkel på mindre enn eller lik 45° i forhold til en tangent til den vertikale sylindriske seksjonen (15) for å generere en syklonisk strøm inne i beholderen (11); et hydrokarbonmagert vannutløp (26); en oppadrettet oppsamlingsbøtte (23) plassert langs et aksialt senter til beholderen (11), idet oppsamlingsbøtten (23) er tilkoplet en hydrokarbonrik utløpslinje (24); en innløp/utløpslinje (31) for tilsetningsgass, og et oppadrettet fluid/tilsetningsgassinnløp (R4) for resirkulering, idet det oppadrettede fluid/tilsetningsgassinnløp (R4) for resirkulering er tilkoplet en resirkuleringspumpe (17) og en kilde med tilsetningsgass (19), idet det oppadrettede fluid/tilsetningsgassinnløp (R4) for resirkulering, en oppadrettet strøm inne i beholderen (11).

2. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat minst ett tilførselsinnløp (Pi, P2) omfatter to tilførselsinnløp (Pt, P2) arrangert diametralt motsatt rettet på beholderen (11) i forhold til hverandre.

3. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat minst ett tilførselsinnløp (Pi, P2) omfatter tre tilførselsinnløp (Pb P2) arrangert med lik avstand rundt beholderen (11).

4. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat minst en fluid/tilsetningsgassinnløp (R1}R2, R3) for resirkulering omfatter to fluid/tilsetningsgassinnløp (R1}R2, R3) for resirkulering arrangert diametralsk motsatt på beholderen (11) i forhold til hverandre.

5. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat minst en fluid/tilsetningsgassinnløp (R1}R2, R3) for resirkulering omfatter tre fluid/tilsetningsgassinnløp (R1}R2, R3) for resirkulering arrangert med lik avstand rundt beholderen (11).

6. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat minst ett tilførselsinnløp (Pi, P2) er arrangert vertikalt over det minst ene fluid/tilsetningsgassinnløp (Rt, R2, R3) for resirkulering.

7. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat minst ett tilførselsinnløp (Pi, P2) er arrangert vertikalt over det minst ene fluid/tilsetningsgassinnløp (Rt, R2, R3) for resirkulering og det oppadrettede fluid/tilsetningsgassinnløp (R4) for resirkulering.

8. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat forholdet mellom høyden til beholderen (11) og diameteren til beholderen (11) er i området fra rundt 5:1 til rundt 1,5:1.

9. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat forholdet er ca. 2,5.

10. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat oppsamlingsbøtten (23) er tilkoplet en radielt utoverpekende ledeplate (31a) for avskumming av hydrokarboner på en overflate (14) til væsken i beholderen, og at ledeplaten (31a) er formet som en parabol.

11. Apparat i henhold til krav 10,karakterisert vedat utløpslinjen med hydrokarbonmagert vann er tilkoplet til en sekundær behandlingsbeholder som inneholder organofilt media som fremskaffer nær kontakt med det hydrokarbonmagre vannet og absorpsjon av hydrokarbonforurensning i det hydrokarbonmagre vannet på mediet.

12. Apparat i henhold til krav 10,karakterisert vedå videre omfatte en utløpspumpe arrangert i utløpslinjen med magert vann, mellom beholderen (11) og den sekundære behandlingsbeholderen (28).

13. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert vedå videre omfatte en strålepumpe (20) arrangert mellom det minst ene fluid/tilsetningsgassinnløp (Rb R2, R3) for resirkulering og kilden av tilsetningsgass (19) for å introdusere tilsetningsgass inn i den resirkulerte fluid nedstrøms til resirkuleringspumpen (17).

14. Apparat i henhold til krav 14,karakterisert vedat kilden av tilsetningsgass (19) omfatter tilsetningsgass resirkulert fra beholderen (11) så vel som en separat tilførsel av tilsetningsgass (29) tilkoplet til tilførsel/utløpslinjen (31) for tilsetningsgassen for å trykksette beholderen (11).

15. Apparat i henhold til krav 1, viderekarakterisertav at apparatet omfatter: flere tilførselsinnløp (Pi, P2) som strekker seg gjennom den vertikale sylindriske seksjonen til beholderen (11), idet tilførselsinnløpene (Pi, P2) er tilkoplet en tilførsel av hydrokarbonrikt tilførselsvæske som skal behandles, idet tilførselsinnløpene (Pi, P2) er rettet med en vinkel mindre enn eller lik 45° i forhold til en tangent (T) til den vertikale sylindriske seksjonen for å generere en syklonisk strøm inne i beholderen (11) idet tilførselsinnløpene (Pi, P2) er arrangert med lik avstand rundt en omkrets av beholderen (11), flere fluid/tilsetningsgassinnløp (R1}R2, R3) for resirkulering som strekker seg gjennom den vertikale, sylindriske seksjonen til beholderen (11), idet fluid/tilsetningsgassinnløpene (Ri, R2, R3) for resirkulering er tilkoplet en resirkuleringspumpe (17) og kilde med tilsetningsgass (19), idet resirkuleirngspumpen (17) er tilkoplet beholderen (11) med en resirkuleringslinje (16), idet fluid/tilsetningsgassinnløp (Ri, R2, R3) for resirkulering er rettet med en vinkel på mindre enn eller lik 45° i forhold til en tangent (T) til den vertikale sylindriske seksjonen for å generere en syklonisk strøm inne i beholderen (11); idet fluid/tilsetningsgassinnløpene (Ri, R2, R3) for resirkulering er arrangert med lik avstand rundt omkretsen av beholderen (11) og under tilførselsinnløpene (Pi, P2), idet det oppadrettede fluid/tilsetningsgassinnløp (R4) for resirkulering er arrangert under fluid/tilsetningsgassinnløpene (Ri, R2, R3) for resirkulering.

16. Apparat i henhold til krav 15,karakterisert vedat de flere tilførselsinnløp (Pi, P2) omfatter to tilførselsinnløp (Pt, P2) arrangert diametralt motsatt rettet på beholderen (11) i forhold til hverandre.

17. Apparat i henhold til krav 15,karakterisert vedat de flere fluid/tilsetningsgassinnløp (Rt, R2, R3) for resirkulering omfatter tre fluid/tilsetnings-gassinnløp (Ri, R2, R3) for resirkulering arrangert med lik avstand rundt beholderen (11).

18. Apparat i henhold til krav 15,karakterisert vedat forholdet mellom høyden og diameteren til beholderen (11) er i området fra rundt 5:1 til rundt 1,5:1.

19. Apparat i henhold til krav 18,karakterisert vedat forholdet er ca. 2,5.

20. Apparat i henhold til krav 15,karakterisert vedat oppsamlingsbøtten (23) er tilkoplet en radielt utoverpekende ledeplate (31a) for avskumming av hydrokarboner på en overflate (14) til væsken i beholderen (11).

21. Apparat i henhold til krav 20,karakterisert vedat ledeplaten (31a) er formet som en parabol.

22. Apparat i henhold til krav 15,karakterisert vedat utløpslinjen (26) med hydrokarbonmagert vann er tilkoplet til en sekundær behandlingsbeholder (28) som inneholder et organofilt medium som fremskaffer nær kontakt med det hydrokarbonmagre vannet og absorpsjon av hydrokarbonforurensning i det hydrokarbonmagre vannet på mediet.

23. Apparat i henhold til krav 22,karakterisert vedå videre omfatte en utløpspumpe arrangert i utløpslinjen (26) med magert vann og mellom beholderen (11) og den sekundære behandlingsbeholderen (28).

24. Apparat i henhold til krav 15,karakterisert vedå videre omfatte en strålepumpe (20) arrangert mellom det minst ene fluid/tilsetningsgassinnløp (Ri, R2, R3) for resirkulering og kilden av tilsetningsgass (19) for å introdusere tilsetningsgass inn i den resirkulerte fluid nedstrøms til resirkuleirngspumpen (17).

25. Apparat i henhold til krav 24,karakterisert vedat kilden av tilsetningsgass omfatter tilsetningsgass (19) resirkulert fra beholderen så vel som en separat tilførsel av tilsetningsgass (19) tilkoplet tilsetningsgassinnløps/utløpslinjen (31) for å trykksette beholderen (11).

26. Fremgangsmåte for å redusere hydrokarboninnhold i en strøm av produksjonsvann,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter trekkene: tangensialt å injisere produksjonsvann inn i en sylindrisk beholder (11) for å fremme syklonisk strøm inne i beholderen (11); tangensialt og oppadrettet å injisere en strøm av resirkulert vann fra beholderen (11) og tilsetningsgass inn i beholderen (11) ved et nivå under et punkt hvor produksjonsvannet er injisert (Pt, P2) og for ytterligere å oppmuntre til syklonisk strøm inne i beholderen (11); fremme oppadrettet strøm inne i beholderen (11) som tillater tilsetningsgassen og hydrokarbonrikt vann å migrere til en toppoverflate (14) til væsken i beholderen (il); rense ut det hydrokarbonrike vannet ved toppoverflaten (14) og langs en senterakse til beholderen (11); trekke det hydrokarbonmagre vann nedover og ut av beholderen (11) gjennom et rør (24) som strekker seg i hovedsak langs senteraksen; og rense ut det hydrokarbonmagre vann fra et lavere punkt i beholderen (11) under der hvor strømmen av resirkulert vann og tilsetningsgass er injisert (Pi, P2) inn i beholderen (11).

27. Fremgangsmåte i henhold til krav 26,karakterisert vedå videre omfatte å opprettholde et positiv måletrykk inne i beholderen (11) med ytterligere tilsetningsgass eller en inert gass.

28. Fremgangsmåte i henhold til krav 26,karakterisert vedvidere å omfatte rense ut tilsetningsgass fra en toppdel (12) av beholderen (11) i tilfelle trykket overstiger et ønsket positivt måletrykk.

29. Fremgangsmåte i henhold til krav 26,karakterisert vedå videre omfatte å introdusere det hydrokarbonmagre vannet inn i en sekundær behandlingsbeholder (28) som inneholder et organofilt medium, og å tillate nær kontakt med det hydrokarbonmagre vannet og absorpsjon av hydrokarbonforurensninger i det hydrokarbonmagre vannet på mediet.