RU2233310C1

RU2233310C1 - Method of dehydrating oil and oil products

Info

Publication number: RU2233310C1
Application number: RU2003111857/15A
Authority: RU
Inventors: Е.И. Трубкин (RU); Е.И. Трубкин; Э.А. Болтенко (RU); Э.А. Болтенко; С.И. Елкин (RU); С.И. Елкин; И.В. Елкин (RU); И.В. Елкин; С.А. Зиненко (RU); С.А. Зиненко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Юникойл"; Трубкин Евгений Иванович; Болтенко Эдуард Алексеевич; Елкин Илья Владимирович; Зиненко Сергей Александрович; Елкин Сергей Ильич
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2004-07-27

Abstract

FIELD: oil production.

SUBSTANCE: method includes heating of oil, extraction of free and bound water with its further removing. The water is circulated in the ejector-hydraulic vessel-ejector loop. The water supply through the ejector is controlled before the opening of the valve which connects the oil vessel with the loop. Rarefaction above the oil surface is provided by pumping water in the ejector-hydraulic vessel-ejector loop. Conditions for water boiling in the oil bulk are provided by rarefaction, and oil is heated with a heating system mounted below the middle line of the oil vessel up to a temperature corresponding to the water saturation temperature at rarefaction pressure above the oil surface. The vapor produced is supplied to the inlet of the ejector, and it is condensed in the mixing chamber of the ejector. The water produced is removed to the hydraulic vessel.

EFFECT: enhanced quality of oil dehydration.

1 dwg

Description

Изобретение относится к способам обезвоживания нефти и нефтепродуктов и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Известен способ обезвоживания нефти (масла) от воды, заключающийся в отстаивании воды и последующем ее удалении (SU 1260387, С 10 G 33/06, 1988 г.).The invention relates to methods for dehydration of oil and oil products and can be used in the oil and oil refining industries. A known method of dehydration of oil (oil) from water, which consists in the sedimentation of water and its subsequent removal (SU 1260387, C 10 G 33/06, 1988).

Основной недостаток способа заключается в том, что таким способом можно удалить только свободную воду, содержащуюся в нефти. В нефти присутствует, кроме свободной, связанная вода, которая не может быть удалена способом отстаивания.The main disadvantage of this method is that in this way you can remove only the free water contained in the oil. In oil, there is, in addition to free, bound water, which cannot be removed by sedimentation.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ обезвоживания нефти, заключающийся в нагреве нефти (масла) в резервуаре до температуры 65-90°С и многократного перекачивания нефти при помощи насоса (DE 3344526, С 10 G 33/00, 20.06.1985). В этом случае удаляется свободная и связанная вода.Closest to the technical essence of the present invention is a method of dehydration of oil, which consists in heating oil (oil) in a tank to a temperature of 65-90 ° C and repeatedly pumping oil using a pump (DE 3344526, C 10 G 33/00, 06/20/1985 ) In this case, free and bound water is removed.

Недостатком описанного способа является повышенная температура нагрева нефти (масла), ухудшающая свойства нефти и способствующая ее разложению на фракции.The disadvantage of the described method is the increased temperature of the oil (oil), which degrades the properties of oil and contributes to its decomposition into fractions.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении качества обезвоживания нефти, что обеспечивается тем, что создают над поверхностью нефти разрежение, нагревают нефть до температуры, соответствующей температуре насыщения воды при давлении разрежения над поверхностью нефти, подают образовавшийся пар на вход эжектора, конденсируют его в смесительной камере эжектора и удаляют образовавшуюся воду.The technical result to which the invention is directed is to improve the quality of oil dehydration, which is ensured by the fact that a vacuum is created above the oil surface, the oil is heated to a temperature corresponding to the saturation temperature of water at a vacuum pressure above the oil surface, the generated vapor is fed to the ejector inlet, condense it in the mixing chamber of the ejector and remove the formed water.

Достижение технического результата, заключающегося в повышении качества обезвоживания нефти, обеспечивается тем, что за счет создания разрежения над поверхностью сосуда, в котором находится нефть, снижается температура подогрева нефти, что улучшает качество нефти. За счет вскипания воды, содержащейся в нефти, разрушаются надмолекулярные структуры и выделяется связанная вода, присутствующая в нефти. Пары вскипевшей воды конденсируются в смесительной камере эжектора и удаляются из гидроемкости.The achievement of the technical result, which consists in improving the quality of oil dehydration, is ensured by the fact that by creating a vacuum above the surface of the vessel in which the oil is located, the temperature of heating the oil is reduced, which improves the quality of the oil. Due to the boiling of water contained in the oil, the supramolecular structures are destroyed and the bound water present in the oil is released. Vapors of boiling water condense in the mixing chamber of the ejector and are removed from the hydraulic reservoir.

На чертеже показана схема установки для реализации способа.The drawing shows the installation diagram for implementing the method.

Схема состоит из следующих основных элементов:The scheme consists of the following main elements:

1 - емкость, содержащая нефть (нефтепродукты); 2 - нагреватель, служащий для подогрева нефти до требуемой температуры; 3 - эжектор, служащий для создания разрежения над поверхностью нефти в емкости, удаления образовавшихся паров воды и их конденсации; 4 - механический фильтр; 5 - электронасос; 6 - гидроемкость - служит для хранения воды; 7 - конденсатопровод; 8 - дренаж гидроемкости; 9 - воздушник; 10 - инерционный сепаратор; 11 - отбойный щиток; 12 - линия слива (заполнения) нефти воды.1 - tank containing oil (petroleum products); 2 - heater, used to heat oil to the required temperature; 3 - ejector, which serves to create a vacuum above the surface of the oil in the tank, to remove the formed water vapor and their condensation; 4 - mechanical filter; 5 - electric pump; 6 - hydraulic capacity - used to store water; 7 - condensate line; 8 - drainage of hydraulic capacity; 9 - air vent; 10 - inertial separator; 11 - a baffle plate; 12 - line drain (fill) oil water.

Способ обезвоживания нефти осуществляется следующим образом. Заполняют емкость 1 нефтью. Гидроемкость 6 заполняют водой (конденсатом) с температурой 15-20°С. После этого подогревают нефть с помощью нагревателя 2 до температуры 50-55°С. Далее включают электронасос и организуют циркуляцию по контуру гидроемкость - эжектор - гидроемкость. При этом при прокачивании воды через эжектор в сосуде над поверхностью нефти создается разрежение (примерно на 0,02 МПа ниже атмосферного давления). Вследствие создания разрежения над поверхностью нефти создаются благоприятные условия для удаления воздуха, имеющегося в сосуде, и последующего вскипания воды, находящейся в поверхностном слое нефти. При этом имеющаяся связанная и свободная вода вскипает при наличии следующего условия: температура воды, содержащейся в сосуде, превышает и (или) равна температуре насыщения воды при соответствующем давлении. Для удаления всей, имеющейся в сосуде (нефти) воды, нагреватель должен быть расположен в нижней части (ниже средней линии) сосуда. В этом случае будет обеспечено перемешивание слоев нефти по мере их прогрева, вскипание воды в верхних поверхностных слоях нефти и последующее ее удаление. При удалении паров воды с поверхности нефти сепаратор 10 служит для удаления частиц нефти, попавшей в пары, и возвращению их в сосуд. Пары воды, попадая в эжектор, конденсируются на струях воды в смесительной камере и удаляются путем прокачки сконденсированной воды и подачи ее в гидроемкость. После удаления всей воды, имеющейся в нефти, нефть из емкости удаляют из сосуда через сливной трубопровод и заполняют емкость новой (неочищенной) порцией нефти. Вода, не соответствующая первоначальному уровню воды в гидроемкости, т.е. та, которая поступила в гидроемкость благодаря обезвоживанию нефти, удаляется. Контроль процесса удаления воды осуществляют, например, с помощью уровнемера, установленного в гидроемкости. Зная содержание воды в нефти и количество нефти в сосуде, определяют количество воды в нефти и соответственно уровень воды в гидроемкости, соответствующий полному удалению воды из нефти. Для обезвоживания следующей порции нефти обезвоженная нефть удаляется с помощью сливного трубопровода.The method of dehydration of oil is as follows. Fill tank 1 with oil. The hydraulic reservoir 6 is filled with water (condensate) with a temperature of 15-20 ° C. After that, the oil is heated using a heater 2 to a temperature of 50-55 ° C. Next, turn on the electric pump and organize the circulation along the circuit hydraulic capacity - ejector - hydraulic capacity. In this case, when pumping water through an ejector in a vessel above the surface of the oil, a vacuum is created (approximately 0.02 MPa below atmospheric pressure). Due to the creation of rarefaction above the surface of the oil, favorable conditions are created for the removal of air present in the vessel, and the subsequent boiling of water in the surface layer of oil. Moreover, the existing bound and free water boils if the following condition is present: the temperature of the water contained in the vessel exceeds and (or) is equal to the temperature of saturation of the water at the appropriate pressure. To remove all water present in the vessel (oil), the heater should be located in the lower part (below the midline) of the vessel. In this case, mixing of the oil layers as they are heated, boiling of water in the upper surface layers of oil and its subsequent removal will be ensured. When removing water vapor from the surface of the oil, the separator 10 serves to remove particles of oil trapped in the vapor, and return them to the vessel. Water vapor, falling into the ejector, condenses on the jets of water in the mixing chamber and is removed by pumping condensed water and supplying it to the hydraulic reservoir. After removing all the water in the oil, the oil from the tank is removed from the vessel through the drain pipe and the tank is filled with a new (crude) portion of oil. Water that does not correspond to the initial water level in the hydraulic reservoir, i.e. the one that has entered the hydraulic tank due to oil dehydration is removed. The control of the process of water removal is carried out, for example, using a level gauge installed in the hydraulic reservoir. Knowing the water content in oil and the amount of oil in the vessel, determine the amount of water in the oil and, accordingly, the water level in the hydraulic capacity corresponding to the complete removal of water from the oil. To dehydrate the next portion of oil, dehydrated oil is removed using a drain line.

Пример конкретного выполнения. В качестве примера конкретного выполнения рассмотрим удаления воды из нефтеемкости объемом 16 м³. Процентное содержание воды в нефти примерно 2%. Объем гидроемкости примерно 10 м³. После заполнения нефтеемкости и гидроемкости включался электронасос и осуществлялась прокачка по контуру эжектор - гидроемкость - эжектор. Регулировка требуемого расхода воды через эжектор осуществлялась вентилями В2, В3. После достижения требуемого режима работы эжектора открывался вентиль ОК и вход эжектора соединялся с верхней полостью нефтеемкости. В результате создания разрежения над поверхностью нефти начинается отбор воздуха, имеющегося в нефтеемкости, и последующее подкипание воды, содержащейся в верхних слоях нефти. Предварительно нефть подогревалась с помощью системы подогрева до температуры 50-55°С. Измерение температуры нефти проводилось с помощью термопары ХК погружного типа, установленной в верхней части нефтеемкости. Опыты показали, что подкипание воды проходило уже при температуре 45-50°С. Разрежение над поверхностью нефти составило 0,02 МПа, т.е. давление над поверхностью нефти составило 0,08 МПа. Температура насыщения воды при этом давлении 41,5°С. Обезвоживание нефти было выполнено примерно в течение 3 ч. При этом было удалено около 200 кг воды. Таким образом, предлагаемый способ позволяет провести удаление воды из нефти при температурах, при которых не происходит разложение нефти на фракции. При этом удаляется как свободная, так и связанная вода. Следовательно, в предлагаемом способе достигается требуемый технический результат, а именно повышается качество обезвоживания нефти.An example of a specific implementation. As an example of a specific implementation, we consider the removal of water from an oil tank with a volume of 16 m ³ . The percentage of water in oil is approximately 2%. The volume of hydraulic capacity is approximately 10 m ³ . After filling the oil capacity and hydraulic capacity, the electric pump was turned on and the ejector - hydraulic capacity - ejector was pumped along the circuit. The required flow rate of water through the ejector was adjusted by valves B2, B3. After reaching the desired operating mode of the ejector, the OK valve opened and the inlet of the ejector was connected to the upper cavity of the oil tank. As a result of creating a vacuum above the surface of the oil, the selection of air available in the oil tank begins, and the subsequent boiling up of water contained in the upper layers of the oil. Preliminary, the oil was heated using a heating system to a temperature of 50-55 ° C. The oil temperature was measured using an immersion-type HC thermocouple installed in the upper part of the oil capacity. The experiments showed that the boiling of water took place already at a temperature of 45-50 ° C. The depression above the oil surface was 0.02 MPa, i.e. the pressure above the surface of the oil was 0.08 MPa. The saturation temperature of water at this pressure is 41.5 ° C. The oil was dehydrated for approximately 3 hours. About 200 kg of water was removed. Thus, the proposed method allows for the removal of water from oil at temperatures at which there is no decomposition of oil into fractions. This removes both free and bound water. Therefore, in the proposed method, the required technical result is achieved, namely, the quality of oil dehydration is improved.

Claims

The method of dehydration of oil and oil products, which consists in heating oil, releasing free and bound water with its subsequent removal, characterized in that they circulate water along the ejector-hydraulic capacity-ejector circuit, regulate the flow of water through the ejector until the valve connecting the oil capacity to the circuit opens, create by means of pumping water along the circuit ejector - hydraulic capacity - ejector rarefaction above the surface of the oil, suck air above the surface of the oil, create conditions for boiling water in the volume of oil by creating pressure and heat the oil using a heating system located below the midline of the oil capacity to a temperature corresponding to the saturation temperature of water at a vacuum pressure above the surface of the oil, the generated steam is fed to the inlet of the ejector, it is condensed in the mixing chamber of the ejector, and the resulting water is removed into the hydraulic tank.