RU2124041C1

RU2124041C1 - Способ обезвоживания нефти

Info

Publication number: RU2124041C1
Application number: RU96116667A
Authority: RU
Inventors: Л.Т. Дытюк; Р.Х. Самакаев
Original assignee: Научно-производственное управление Акционерного общества открытого типа "Оренбургнефть"
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1998-12-27

Abstract

Изобретение относится к процессам обезвоживания нефти с использованием отстаивания. Способ обезвоживания нефти достигается путем обработки ее реагентом-деэмульгатором при нагревании и отстое с разрушением образующегося на границе "нефть-вода" промежуточного слоя с периодической обработкой его реагентом, в качестве которого используют отход производства втор.-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза. Причем реагент (отход производства втор.-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) подают в количестве 5-10% от объема промежуточного слоя. Данное изобретение позволяет сократить расход реагента и улучшить качество подготавливаемой нефти и дренажной воды. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Description

Изобретение относится к области промысловой подготовки нефти, а в частности к процессам обезвоживания нефти с использованием отставания.

При обезвоживании нефти в процессе отстаивания в емкостях на границе раздела между нефтью и водой образуется промежуточный слой, представляющий собой нерасслаивающуюся высококонцентрированную эмульсию, содержащую механические примеси. При накоплении на границе раздела фаз промежуточный слой дренируется, что приводит к загрязнению сточных вод, к дополнительными материальным затратам по переработке промежуточного слоя, а также к ухудшению состояния окружающей среды, т.к. промежуточный слой, как правило, сбрасывают в пруды-отстойники.

Известен способ обезвоживания нефтяной эмульсии обработкой ее реагентом-деэмульгатором, с нагревом и отстаиванием с разрушением образующегося на границе нефть-вода промежуточного слоя (Мавлютова М.З. Опыт подготовки нефти на промыслах Башкирии. Уфа, 1966).

Или известен способ обезвоживания нефти путем ее обработки реагентом-деэмульгатором при нагревании, с последующим отстоем и разрушением образующегося на границе нефть-вода промежуточного слоя периодической обработкой его химическим реагентом (а.с. СССР N 469946, 1975)
При этом продукты разрушения эмульсионного слоя сбрасываются в канализацию, чем загрязняют сточные воды.

Кроме того, процесс разрушения эмульсионного слоя происходит в течение длительного времени (2 ч).

Или известен способ обезвоживания нефти включающий обработку ее реагентом-деэмульгатором, нагрев, отстой и разрушение образующегося слоя, обработкой его реагентом, содержащим компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Фракция диоксановых спиртов с температурой кипения 170 - 300^oC - 40 - 50
Соляная кислота - 5 - 10
Ароматические углеводороды - 20 - 25
Уксусная кислота - Остальное
Причем, реагент подают в количестве 20% от объема промежуточного слоя (а.с. СССР N 715619, 1980).

Или известен способ обезвоживания нефти, включающий обработку ее реагентом-деэмульгатором, нагрев, отстой и разрушение образующегося на границе "нефть-вода" промежуточного слоя периодической обработкой его реагентом, в качестве которого используют отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза (а.с. СССР N 1715825, 1995).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обезвоживания нефти, включающий обработку ее реагентом-деэмульгатором, нагрев, отстой и разрушение образовавшегося на границе нефть-вода" промежуточного слоя периодической обработкой его реагентом, в качестве которого используют отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза предварительно обработанного конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты в количестве 5 - 10% от объема реагента (Патент N 2057163 (RU), 1996). (прототип)
Однако, известное техническое решение не обеспечивает глубины обезвоживания нефти с содержанием промежуточного слоя, кроме того требуется значительный расход реагента (7,5 - 15%).

Целью данного изобретения является интенсификация процесса обезвоживания нефти, сокращение расхода реагента и улучшение качества поставливаемой нефти и дренажной воды.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом обезвоживания нефти путем ее обработки реагентом-деэмульгатором при нагревании и отстаивании с разрушением образующегося на границе "нефть-вода" промежуточного слоя обработкой его реагентом, в качестве которого используют отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза.

Отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза образуется на Орском АО "Орскнефтеоргсинтез" при производстве втор-бутилового спирта, производство которого осуществляется по следующей схеме.

Первая стадия.

а) Растворение бутилена в серной кислоте происходит при барботировании газа через слой кислоты;
б) Взаимодействие растворенного бутилена с водным раствором серной кислоты сопровождается образованием втор-бутилового спирта и моносульфата

При изменении концентрации серной кислоты и бутилена возможно протеканию ряда побочных реакций, одной из наиболее характерных является образование и накопление в реакционной массе ацетона, изопропилового спирта.

Наряду с указанными реакциями имеет место, в некоторой степени, связывание бутилена серной кислотой с образованием сульфонов в результате действия кислоты на метильную или соседнюю с двойной связью метиленовую группу.

При взаимодействии бутилена с серной кислотой протекают реакции гидро-дегидрополимеризации, заключающиеся в сопряженном протекании процессов полимеризации, гидрирования и дегидрирования.

Вторая стадия.

Второй стадией получения втор-бутилового спирта является стадия гидролиза втор-бутилового экстракта-продукта взаимодействия бутилена с серной кислотой.

Реакция гидролиза протекает по схеме:
C₄H₉HSO₄+H₂O -> C₄H₉OH + H₂SO₄
Гидролиз экстракта в производственных условиях обычно сопровождается побочными реакциями, наличие и интенсивность которых зависит от условий гидролиза.

Гидролизат - продукт гидролиза экстракта представляет собой смесь втор-бутилового спирта, изопропилового спирта, ацетона и полимеров.

Третья стадия.

Отмывка и нейтрализация спирта сырца.

Гидролизат подвергают обработке острым паром с целью завершения гидролиза в верхней части отпарной тарельчатой колонны.

Четвертая стадия.

Ректификация спирта-сырца.

Отстоявшийся от полимеров спирт-сырец подают насосами в эпюрационную колонну. С верха колонны уходят пары спиртополимерной фракции и поступают в дефлегматор, где конденсируются.

Дистиллят втор-бутилового спирта поступает самотеком после холодильника в емкость спирта-ректификата.

Отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза (не растворим в воде, удельный вес меньше единицы) самотеком сливают периодически в емкость для хранения.

Разделение втор-бутилового спирта и отхода производства втор-бутилового спирта процесса гидратации пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза происходит за счет разности плотностей данных жидкостей.

Плотность втор-бутилового спирта при 20^oC равна 0,808 г/см³
Плотность отхода производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза при 20^oC равна 0,718 г/см³.

Свойства (показатели качества) отхода производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза приведены в таблице 1.

Краткая характеристика полимеров, входящих в состав отходов производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза.

Полимеры - смесь нормального и изостроения, содержат три- и тетрамеры бутилена и другие низкомолекулярные полимеры.

Данный продукт в настоящее время образуется на Орском АО ОТ "Орскнефтеоргсинтез" при производстве втор-бутилового спирта.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Эмульсию воды в нефти обрабатывают реагентом-деэмульгатором, сепарируют, нагревают и подвергают отстою при температуре не ниже 20^oC. При этом между чистой нефтью и водой образуется промежуточный эмульсионный слой, содержащий механические примеси. При накоплении промежуточного слоя толщиной 20 см в него с помощью насоса через перфорированный маточник вводят отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза в количестве 5 - 10% от объема слоя. При этом процесс обезвоживания нефти не прерывают. После введения реагента в эмульсионный слой последний полностью разрушается в течение 7 - 12 мин.

Предлагаемый способ позволяет стабилизировать процесс обезвоживания нефти, содержащий механические примеси, сократить объем вводимого реагента, сократить время отстоя воды, улучшить качество дренируемой воды по содержанию механических примесей в нефти.

Пример 1. Обезвоживание нефти проводят обработкой эмульсии реагентом-деэмульгатором, с сепарацией от газа и отстаивании при 35^oC.

При накоплении в межфазной зоне промежуточного слоя, состав которого приведен в таблице 2, толщиной 20 см, в него в помощью насоса через перфорированный маточник вводят реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза в количестве 7,0% от объема слоя, при этом процесс обезвоживания нефти не прерывают. Дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 10 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) промежуточный слой отсутствует.

Пример 2. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 1, только реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) вводят в количестве 5,0% от объема слоя, а дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

После обработки реагентом промежуточный слой отсутствует.

Пример 3. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 1, только реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) вводят в количестве 10,0% от объема слоя, а дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 7 мин после ее окончания не проводят.

Пример 4. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 1, только реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) вводят в количестве 5,0% от объема слоя, а дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 10 мин после ее окончания не проводят.

Пример 5. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 1, только реагент (отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) вводят в количестве 7,0% от объема слоя, а дренаж воды в ходе закачки реагента и спустя 7 мин. после ее окончания не проводят.

Пример 6. Обезвоживание нефти проводят обработкой эмульсии реагентом-деэмульгатором, с сепарацией от газа и отстаиванием при 35^oC.

При накоплении в межфазной зоне промежуточного слоя, состав, которого приведен в таблице 2, толщиной 20 см. в него с помощью насоса через перфорированный маточник вводят реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоной кислоты при температуре 60^oC в течение 1/4 ч в количестве 10% от объема реагента, при этом процесс обезвоживания нефти не прерывают. Дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

Пример 7. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 7,5% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 40^oC в течение 1/4 ч в количестве 5,0% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

Пример 8. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 7,5% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 50^oC в течение 1/2 ч в количестве 7,5% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 18 мин после ее окончания, не проводят.

Пример 9. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 7,5% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 50^oC в течение 1,0 ч в количестве 7,5% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 18 мин после ее окончания не проводят.

Пример 10. Обезвоживание нефти проводят нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 15% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 60^oC в течение 2 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

Пример 11. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 15% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 40^oC в течение 2 ч в количестве 5,0% от объема реагента, в дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

Пример 12. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 15% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 35^oC в течение 1/6 ч в количестве 5,0% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

Пример 13. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 15% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 65^oC в течение 2,5 ч в количестве 5,0% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

Пример 14. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) к количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 35^oC в течение 1/6 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

Пример 15. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 65^oC в течение 2,5 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

Пример 16. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 30^oC в течение 1/6 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 20 мин после ее окончания не проводят.

Пример 17. Обезвоживание нефти проводят аналогично примеру 6, только реагент (отход производства изопропилового спирта гидратацией пропилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза) в количестве 10% от объема слоя, предварительно обработанный конденсатом со стадии ацидолиза производства оксиэтилидендифосфоновой кислоты при температуре 70^oC в течение 2,5 ч в количестве 10% от объема реагента, а дренаж воды в ходе закачки реагента, обработанного по способу-прототипу, и спустя 12 мин после ее окончания не проводят.

Для получения сравнительных данных обезвоженной нефти проводился контроль содержания воды в нефти до и после обработки. Данные приведены в таблице 3. Кроме того, в таблице 3 приведены данные по обезвоживанию нефти согласно способу-прототипу (примеры 6 - 17) и сравнительные данные обосновывающие границы технологических режимов ведения процесса (примеры 18 - 21).

Из данных, приведенных в таблице 3, видно, что предлагаемый способ выгодно отличается от известного. Причем наблюдается улучшение качества как нефти, прошедшей обезвоживание, так и дренажной воды.

Так, например, при оптимальных режимах обезвоживания нефти по предлагаемому способу (пример 1) показатели качества нефти и дренажной воды следующие:
- остаточное содержание воды в нефти - 0,22%;
- остаточное содержание механических примесей в нефти - 0,018%;
- остаточное содержание нефти в воде - 16,0 мг/л;
- остаточное содержание механических примесей в воде - 35,1 мг/л.

В то же время при оптимальных режимах обезвоживания нефти по известному способу (способу-прототипу) (пример 9) показатели качества нефти и воды следующие:
- остаточное содержание воды в нефти - 0,55%;
- остаточное содержание механических примесей в нефти - 0,028%;
- остаточное содержание нефти в воде - 23 мг/л;
- остаточное содержание механических примесей в воде - 43,3 мг/л.

Таким образом наблюдается снижение остаточного содержания:
- воды в нефти на 60%;
- механических примесей в нефти на 35,7%;
- нефти в воде на 30,4%;
- механических примесей в воде на 18,9%.

Использование предлагаемого способа обезвоживания нефти с обработкой реагентом промежуточного слоя при отстаивании обеспечивает следующие технические преимущества:
- возможность снижения мощности очистных сооружений;
- устранение из состава очистных сооружений установки обработки ловушечных нефтей;
- значительное снижение загрязнения воздушного бассейна углеводородами и кислыми газами.

Источники информации
1. Мавлютова М. З. Опыт подготовки нефти на промыслах Башкирии. Уфа, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР N 469946, кл. C 10 G 33/04, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР N 715619, кл. C 10 G 33/04, 1980.

4. Авторское свидетельство СССР N 1715825, кл. C 10 G 33/04, 1992.

5. Патент N 2057163 (RU), кл. C 10 G 33/04, опубл. в БИ N 9, 1996. (прототип).

Claims

1. Способ обезвоживания нефти путем обработки ее реагентом-деэмульгатором при нагревании и отстое с разрушением образующегося на границе "нефть-вода" промежуточного слоя с периодической обработкой его реагентом, отличающийся тем, что в качестве реагента используют отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отход производства втор-бутилового спирта процесса гидратации бутилена в присутствии серной кислоты со стадии гидролиза подают в количестве 5 - 10% от объема промежуточного слоя.