RU2009163C1

RU2009163C1 - Process of demulsification of oil

Info

Publication number: RU2009163C1
Authority: RU
Inventors: Ю.Я. Галицкий
Original assignee: Казанский филиал Московского энергетического института
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: oil industry. SUBSTANCE: demulsifier is injected into flow of piped oil and part of oil sampled out of pipe-line upstream from point of injection of demulsifier in the form of coaxial jets transverse to oil flow. Oil is injected in the form of inner jet with respect to jet of demulsifier sprayed under pressure exceeding pressure in section of injection of demulsifier. EFFECT: improved piping efficiency. 2 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам деэмульсации нефти на нефтепромыслах и может быть использовано в нефтяной промышленности при внутритрубном теплотехническом обезвоживании и обессоливании нефти. The invention relates to methods for demulsifying oil in the oil fields and can be used in the oil industry for in-pipe heat engineering dehydration and desalting of oil.

Известен способ деэмульсации нефти (авторское свидетельство СССР путем введения в поток нефти транспортируемой раствора деэмульгатора с последующим подогревом смеси и отстаиванием. При этом деэмульгатор распыливают в потоке под избыточным давлением 120-150 атм. There is a method of oil demulsification (USSR author's certificate by introducing a transported demulsifier solution into the oil stream, followed by heating the mixture and settling. The demulsifier is sprayed in the stream under an overpressure of 120-150 atm.

При реализации данного способа требуется сплошное оборудование для создания столь высоких давлений. Кроме того расход деэмульгатора при изменении расхода нефти не поддерживается оптимальным, т. е. требуется завышенное количество реагента. When implementing this method, continuous equipment is required to create such high pressures. In addition, the flow rate of the demulsifier when the flow rate of oil is not optimal is not supported, i.e., an excessive amount of reagent is required.

Близким техническим решением является способ деэмульсации нефти, заключающийся в ведении раствора деэмульгатора в поток транспортируемой по трубопроводу нефти с последующим ее подогревом и отстаиванием, при этом в трубопровод путем распыливания подают водяной пар под давлением превышающим рабочее давление в трубопроводе на 2-4 атм и в образующиеся при распыливании зону пониженного давления вводят раствор деэмульгатора. A close technical solution is the method of demulsification of oil, which consists in maintaining a solution of the demulsifier into the flow of oil transported through the pipeline with its subsequent heating and sedimentation, while water vapor is supplied to the pipeline by spraying at a pressure exceeding the working pressure in the pipeline by 2-4 atm and into the resulting when spraying a zone of reduced pressure, a demulsifier solution is introduced.

Недостатками данного способа является также относительно невысокая эффективность деэмульсации нефти. The disadvantages of this method is the relatively low efficiency of the demulsification of oil.

Наиболее близким техническим решением является способ деэмульсации нефти, который заключается в подаче в поток транспортируемой по трубопроводу нефти деэмульгатора и водяного пара, распыляемого под давлением, превышающим рабочее давление в трубопроводе нагрев и отстой, причем водяной пар и деэмульгатор подают коаксиальными струями, поперечному потоку нефти. Водяной пар при этом подают наружной кольцевой струей по отношению к струе деэмульгатора. The closest technical solution is the method of demulsification of oil, which consists in supplying a demulsifier and water vapor sprayed at a pressure higher than the operating pressure in the pipeline heating and sludge into the flow of oil transported through the pipeline, moreover, water vapor and demulsifier are fed by coaxial streams to the transverse oil flow. Water vapor in this case is supplied by an external annular jet with respect to the demulsifier stream.

Недостатками способа (прототипа) являются использование дополнительного рабочего тела - пара, что ведет к усложнению способа деэмульсации нефти. The disadvantages of the method (prototype) are the use of an additional working fluid - steam, which leads to a complication of the method of demulsification of oil.

Целью технического решения является упрощение технологии процесса. The purpose of the technical solution is to simplify the process technology.

Указанная цель достигается тем, что в способе деэмульсации нефти, заключающимся в подаче в поток транспортируемой нефти по трубопроводу деэмульгатора и дополнительного рабочего тела, распыляемого под давлением, превышающим давление в трубопроводе в сечении ввода деэмульгатора, деэмульгатор и дополнительное рабочее тело подают коаксиальными струями, поперечными потоку нефти, причем дополнительное рабочее тело вводят в виде внутренней струи по отношению к струе деэмульгатора, нагрев и отстой, согласно изобретению в качестве дополнительного рабочего тела используют часто нефть, отбираемую из трубопровода до места ввода деэмульгатора. This goal is achieved by the fact that in the method of demulsification of oil, which consists in feeding into the stream of transported oil through the pipeline a demulsifier and an additional working fluid sprayed under pressure exceeding the pressure in the pipeline in the inlet section of the demulsifier, the demulsifier and the additional working fluid are fed with coaxial jets transverse to the flow oil, and the additional working fluid is introduced in the form of an internal jet in relation to the demulsifier stream, heating and sludge, according to the invention as a supplement nogo working medium is often oil leaving said conduit to a place input demulsifier.

В прототипе и предлагаемом техническом решении деэмульгатор подают в поток транспортируемой нефти системой поперечных струй. При такой схеме организации процесса реализуется принципиальная возможность достаточно эффективного массообмена, что достигается за счет высокой интенсивности, конвективного массопереноса. Однако значительным недостатком такой схемы организации процесса является очень низкая стабильность массообменных характеристик. Как следствие любые, даже очень незначительные отклонения конструктивных и технологических параметров от номинальных определяют резкое снижение качества подготовки смеси и эффективности процесса деэмульсации. В прототипе для поддержания качества массообменных процессов на неизменном уровне используется дополнительное рабочее тело. Изменение расхода (скорости струй рабочего тела - пара) позволяет поддерживать качество массообменных процессов на неизменном уровне при изменении условий эксплуатации. Как следствие способ (прототип) определяет необходимость использования дополнительного рабочего тела-пара, что усложняет эксплуатацию устройства, реализующих указанный способ. С другой стороны при значительных различиях в скоростях струй пара и деэмульгатора (подаваемого коаксиально) влияние пара на качество подготовки массообменных процессов снижается. In the prototype and the proposed technical solution, the demulsifier is fed into the stream of transported oil by a system of transverse jets. With this scheme of process organization, the fundamental possibility of sufficiently effective mass transfer is realized, which is achieved due to high intensity, convective mass transfer. However, a significant drawback of such a process organization scheme is the very low stability of mass transfer characteristics. As a result, any, even very slight deviations of the structural and technological parameters from the nominal ones determine a sharp decrease in the quality of the mixture preparation and the efficiency of the demulsification process. In the prototype, to maintain the quality of mass transfer processes at a constant level, an additional working fluid is used. Changing the flow rate (speed of the jets of the working fluid - steam) allows you to maintain the quality of mass transfer processes at a constant level when changing operating conditions. As a consequence, the method (prototype) determines the need to use an additional working fluid-steam, which complicates the operation of the device that implements the specified method. On the other hand, with significant differences in the speeds of the steam jets and demulsifier (supplied coaxially), the influence of steam on the quality of preparation of mass transfer processes decreases.

В предлагаемом устройстве коаксиально подаются струи деэмульгатора и части обрабатываемой нефти. При этом также, как в прототипе целесообразно дополнительное рабочее тело (применительно к данному решению часто нефти) целесообразно подавать центральной струей, а деэмульгатор наружной кольцевой струей. В предлагаемом способе происходит перераспределение нефти. Часть (основная) поступает в виде сносящего потока, а другая (меньшая, в предельном случае она равна нулю) в виде коаксиальных струй поперечным струям деэмульгатора. При перераспределении нефти обеспечивается поддержание высокого качества массообменных процессов между деэмульгаторами и нефтью. In the proposed device, coaxially fed jets of demulsifier and part of the processed oil. Moreover, as in the prototype, it is advisable to additional working fluid (with reference to this solution is often oil), it is advisable to submit a Central jet, and the demulsifier external ring stream. In the proposed method, redistribution of oil occurs. Part (the main) comes in the form of a drift stream, and the other (smaller, in the extreme case it is zero) in the form of coaxial jets to the transverse jets of the demulsifier. The redistribution of oil ensures the maintenance of high quality mass transfer processes between demulsifiers and oil.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ деэмульсации нефти
П р и м е р. По магистрали (трубопроводу 1) подается поток обрабатываемой нефти. На боковой поверхности трубопровода 1 расположены коаксиальные сопла 2, 3. При этом центральное сопло 3 с помощью патрубка 4 сообщается с полостью трубопровода 1 до места расположения сопел 2, 3 (по ходу движения потока нефти). Патрубок 4 снабжен дроссельной задвижкой 5. Кроме того трубопровод в зоне расположения сопел 3, 4 имеет сужение 6.The drawing shows a schematic diagram of a device that implements the proposed method of demulsification of oil
PRI me R. The main stream (pipeline 1) is the flow of processed oil. Coaxial nozzles 2, 3 are located on the lateral surface of the pipeline 1. In this case, the central nozzle 3 communicates with the pipe 4 through the pipe 1 to the location of the nozzles 2, 3 (in the direction of the oil flow). The pipe 4 is equipped with a throttle valve 5. In addition, the pipeline in the area of the nozzles 3, 4 has a narrowing 6.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Поток обрабатываемой нефти поступает по магистрали (трубопроводу) 1. Часть нефти через патрубок 4 поступает в сопло 3. Деэмульгатор поступает в сопло 2. Как следствие деэмульгатор и часть нефти поступают через сопла 2 и 3 в виде системы коаксиальных поперечных струй в основной поток обрабатываемой нефти. В пределах трубопровода 1 осуществляется активное взаимодействие обрабатываемой нефти и деэмульгатора. The flow of processed oil enters through the line (pipeline) 1. Part of the oil through the nozzle 4 enters the nozzle 3. The demulsifier enters the nozzle 2. As a result, the demulsifier and part of the oil enters through the nozzles 2 and 3 in the form of a system of coaxial transverse jets into the main stream of the processed oil . Within the pipeline 1, the active interaction of the processed oil and the demulsifier is carried out.

Поддержание стабильного качества массообмена нефти и деэмульгатора при изменении условий эксплуатации достигается за счет перераспределения нефти между основной частью нефти, поступающей по магистрали в виде сносящего потока и частью нефти, поступающей коаксиально поперечным струям деэмульгатора. При уменьшении относительного расхода деэмульгатора, связанного с уменьшением, например, исходной обводненности и солеобразования, поддержание качественного массообмена достигается за счет увеличения части нефти, поступающей коаксиально струям деэмульгатора. С другой стороны при увеличении расхода деэмульгатора качественный массообмен обеспечивается за счет уменьшения части, поступающей в сопла. Maintaining a stable quality of oil and demulsifier mass transfer under changing operating conditions is achieved due to the redistribution of oil between the main part of the oil flowing through the main line in the form of a carrying flow and the part of the oil flowing coaxially to the transverse jets of the demulsifier. With a decrease in the relative flow rate of the demulsifier associated with a decrease, for example, of the initial water cut and salt formation, the maintenance of high-quality mass transfer is achieved by increasing the part of the oil flowing coaxially to the streams of the demulsifier. On the other hand, with an increase in the flow rate of the demulsifier, high-quality mass transfer is ensured by reducing the part entering the nozzle.

Поступающие части нефти в патрубок и дальнейшее распыливание достижимо либо за счет дросселирования основной части нефти, либо за счет повышения давления в отбираемой (поступающей) в сопла. Один из вариантов распыливания отбираемой нефти, и пожалуй наиболее простой, показан на примере устройства. В этом случае дросселирование потока и связанное с этим снижение статического давления в потоке достигается за счет сужения проточной части (проходной площади трубопровода). The incoming parts of the oil into the pipe and further atomization are achievable either by throttling the main part of the oil, or by increasing the pressure in the bleed (incoming) nozzle. One of the options for spraying the selected oil, and perhaps the most simple, is shown on the example of the device. In this case, the throttling of the flow and the associated reduction in static pressure in the flow is achieved by narrowing the flow part (flow area of the pipeline).

Результаты сравнительных испытаний. Деэмульсации подвергалась нефть с исходной обводненностью 20% , плотностью ρ = 0,90 г/мм³. В поток обрабатываемой эмульсии подают деэмульгатор в количестве 40 г/м³ (дисалван 44). Часть нефти отбирают из основного потока до сечения ввода деэмульгатора и подают внутренними струями по отношению к кольцевым струям деэмульгатора. (В прототипе под избыточным давлением подают струи пара). Ввод деэмульгатора осуществляется под температурой 30^оС с последующим отстоем в течении 2 ч.The results of comparative tests. The oil was demulsified with an initial water cut of 20%, density ρ = 0.90 g / mm ³ . In the flow of the processed emulsion serves a demulsifier in an amount of 40 g / m ³ (disalvan 44). Part of the oil is taken from the main stream to the demulsifier inlet cross section and is supplied with internal jets in relation to the annular jets of the demulsifier. (In the prototype, steam is supplied under excessive pressure). Input demulsifier is carried out under a temperature of 30 ^{° C,} followed by sludge within 2 hours.

В табл. 1 приведены сравнительные данные. In the table. 1 shows comparative data.

Увеличение исходной обводненности эмульсии требует увеличения расхода деэмульгатора, а для эффективного распределения его по сечению потока эмульсии одновременно увеличение доли эмульсии, поступаемой в виде внутренней струи по отношению к кольцевой струе деэмульгатора. An increase in the initial water content of the emulsion requires an increase in the flow rate of the demulsifier, and for its effective distribution over the cross section of the flow of the emulsion, at the same time, an increase in the proportion of the emulsion supplied in the form of an internal jet relative to the annular stream of the demulsifier.

В табл. 2 приведены данные по реализации предлагаемого решения при изменении исходной обводненности нефти при m = 1 (площади коаксиальных сопел (струй) равны между собой). In the table. 2 shows data on the implementation of the proposed solution when changing the initial water cut of oil at m = 1 (the area of the coaxial nozzles (jets) are equal to each other).

Отметим, что выбор параметра m зависит от предполагаемых изменений условий эксплуатации (например, диапазоны возможного изменения исходной обводненности нефти). При увеличении диапазона условий эксплуатации параметр m необходимо увеличить. (56) Авторское свидетельство СССР N 516731, кл. С 10 G 33/06, 1977. Note that the choice of the parameter m depends on the expected changes in operating conditions (for example, the ranges of possible changes in the initial water cut of the oil). When the range of operating conditions increases, the parameter m must be increased. (56) Copyright certificate of the USSR N 516731, cl. C 10 G 33/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР N 761542, кл. С 10 G 33/04, 1980. USSR author's certificate N 761542, cl. C 10 G 33/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР N 1601103, кл. С 10 G 33/04, 1987. USSR author's certificate N 1601103, cl. C 10 G 33/04, 1987.

Claims

METHOD OF OIL DEMULSION by introducing a demulsifier and an additional working fluid into the flow of oil transported through the pipeline in the form of coaxial jets transverse to the oil flow, the additional working fluid being introduced as an internal jet in relation to the demulsifier jet, spraying it under a pressure exceeding the pressure in the pipeline in the cross-section of the input demulsifier, heating and sludge, characterized in that, in order to simplify the process technology, as an additional working fluid, a part of the oil taken from t pipeline to the place of entry of the demulsifier.