RU2433162C1 - Method for separating mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof - Google Patents

Method for separating mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2433162C1
RU2433162C1 RU2010122679/04A RU2010122679A RU2433162C1 RU 2433162 C1 RU2433162 C1 RU 2433162C1 RU 2010122679/04 A RU2010122679/04 A RU 2010122679/04A RU 2010122679 A RU2010122679 A RU 2010122679A RU 2433162 C1 RU2433162 C1 RU 2433162C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
mixture
gas
water
liquid
Prior art date
Application number
RU2010122679/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Косс (RU)
Александр Владимирович Косс
Роман Андреевич Пензин (RU)
Роман Андреевич Пензин
Ильдус Минталипович Фахрутдинов (RU)
Ильдус Минталипович Фахрутдинов
Original Assignee
Александр Владимирович Косс
Роман Андреевич Пензин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Владимирович Косс, Роман Андреевич Пензин filed Critical Александр Владимирович Косс
Priority to RU2010122679/04A priority Critical patent/RU2433162C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2433162C1 publication Critical patent/RU2433162C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: invention concerns a method for separating a mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil that involves induction of a pre-selected gas including oxygen with the mixed fluid to be separated with the use of a supersonic jet pump with the gas and the fluid to be separated circulating in appropriate closed loops, separation of a steam-and-gas phase, steam condensation, collection of a condensed component; what is induced is the mixed fluid at temperature 50-90°C under pressure to provide a fluid outlet flux of 20-28 m/s, and outlet atmospheric pressure is maintained. Also, the invention concerns equipment mounted for implementing the method.
EFFECT: high-efficiency continuous separation of oil or mineral oil.
7 cl, 3 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам разделения водно-органических смесей, имеющих в своем составе воду, диспергированную в углеводородах в различном виде, в том числе в виде субмикронных частиц, может найти применение в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, транспортной сфере, энергетике и других отраслях.The invention relates to methods for the separation of aqueous-organic mixtures containing water dispersed in hydrocarbons in various forms, including in the form of submicron particles, can find application in the oil and oil refining industries, transport, energy and other industries.

Разделение водонефтяных эмульсий осуществляют различными способами, в зависимости от их состояния и содержания воды. Высокообводненные, стойкие эмульсии трудно поддаются обезвоживанию и их обычно разделяют в многоступенчатом процессе с предварительным введением деэмульгатора. Как правило, данные эмульсии подвергают комплексному термохимическому воздействию, иногда с использованием физических методов.The separation of oil-water emulsions is carried out in various ways, depending on their condition and water content. Highly watered, persistent emulsions are difficult to dehydrate and are usually separated in a multi-stage process with the preliminary introduction of a demulsifier. As a rule, these emulsions are subjected to complex thermochemical effects, sometimes using physical methods.

Известен способ и установка для очистки нефтешлама, в котором разделение эмульсии нефть-вода ведут путем добавления в нее раствора деэмульгатора, после чего обрабатывают переменным магнитным полем, подогревают в устройстве, оборудованном акустическими системами, после чего смесь направляют на разделение в центрифугу (RU 2174957, 20.10.2001).A known method and installation for cleaning oil sludge, in which the separation of the oil-water emulsion is carried out by adding a demulsifier solution, is then treated with an alternating magnetic field, heated in a device equipped with acoustic systems, after which the mixture is sent for separation in a centrifuge (RU 2174957, 10/20/2001).

Недостатком способа является его технологическая сложность, обусловленная использованием различных систем.The disadvantage of this method is its technological complexity due to the use of various systems.

Известен способ разделения водонефтяных эмульсий, в котором проводят обезвоживание сначала путем отстаивания в двух отстойниках до остаточного содержания воды 7-10 об.%, а затем на трехступенчатой электрообессоливающей установке при нагреве до 60-70°C и подаче 30-100 г/т неионогенного эмульгатора (RU 2318865, 10.03.2008).A known method of separating water-oil emulsions, in which dehydration is carried out first by settling in two sumps to a residual water content of 7-10 vol.%, And then in a three-stage electrodesalting unit when heated to 60-70 ° C and feeding 30-100 g / t non-ionic emulsifier (RU 2318865, 03/10/2008).

Содержание остаточной воды согласно способу находилось на уровне 0,6-1,2 об.%, что не соответствует требованиям, предъявляемым к перерабатываемой нефти. Другим недостатком является технологическая сложность процесса.The residual water content according to the method was at the level of 0.6-1.2 vol.%, Which does not meet the requirements for refined oil. Another disadvantage is the technological complexity of the process.

Известен способ разделения водонефтяных эмульсий, в котором процесс разделения ведут на многоступенчатой комбинированной термохимической и электрообессоливающей установке при 80-120°C, используя в качестве деэмульгатора композицию, состоящую из ПАВ и водорастворимого смачивателя при их суммарном расходе 100-1000 г/т исходного продукта. По данному способу проводят трехступенчатый процесс разделения, сначала в термоотстойнике, добавляя при перемешивании и нагревании в исходный продукт различные деэмульгаторы, затем проводят отстаивание воды от нефтепродуктов и в заключение проводят окончательное разделение воды и нефти в двух последовательных электродегидраторах. При проведении процесса в интервале 100-120°C и введении реагентов в количестве 800-1000 г/т удается достигнуть приемлемых показателей по содержанию воды в товарной нефти (на уровне 0,1-0,2%) (RU 2318865, 10.03.2008).A known method for the separation of water-oil emulsions, in which the separation process is carried out on a multi-stage combined thermochemical and electro-desalting plant at 80-120 ° C, using as a demulsifier a composition consisting of a surfactant and a water-soluble wetting agent at a total flow rate of 100-1000 g / t of the original product. According to this method, a three-stage separation process is carried out, first in a thermo-settler, adding various demulsifiers with stirring and heating to the initial product, then water is sedimented from oil products and, finally, the final separation of water and oil is carried out in two successive electric dehydrators. When carrying out the process in the range of 100-120 ° C and the introduction of reagents in the amount of 800-1000 g / t, it is possible to achieve acceptable indicators for the water content in marketable oil (at the level of 0.1-0.2%) (RU 2318865, 03/10/2008 )

Недостатком данного способа также является технологическая и аппаратурная сложность, малая производительность, обусловленная необходимостью использовать аппараты-отстойники.The disadvantage of this method is also the technological and hardware complexity, low productivity, due to the need to use the settling apparatus.

Кроме того, по описанным выше способам принципиально невозможно осуществить обезвоживание высоковязких органических продуктов типа мазута М-100. Даже после 48 часов отстаивания мазута с исходным содержанием воды на уровне 30-40% при 90-100°C и добавления в него ПАВ и экстрагентов остаточное содержание воды не удается снизить более чем в два раза. Отогнать воду из водомазутной смеси не удается даже при нагреве в течение 5-6 часов в вакуумных аппаратах при температурах выше 150°C. Нагрев при более высоких температурах (выше 200°C) приводит к осмолению парафинов, содержащихся в мазутной фракции, и потере товарного качества.In addition, according to the methods described above, it is fundamentally impossible to dehydrate highly viscous organic products such as M-100 fuel oil. Even after 48 hours of settling fuel oil with an initial water content of 30-40% at 90-100 ° C and adding surfactants and extractants to it, the residual water content cannot be reduced by more than two times. It is not possible to drive water from the oil-water mixture even when heated for 5-6 hours in vacuum apparatus at temperatures above 150 ° C. Heating at higher temperatures (above 200 ° C) leads to the resinification of paraffins contained in the fuel oil fraction and the loss of commercial quality.

Известен способ разделения водонефтяных смесей, включающий испарение воды и светлых нефтепродуктов при нагревании смеси в турбулентном потоке, образованном газом и диспергированной в нем смесью, находящейся в роторном испарителе, транспортировку образовавшихся паров из аппарата в конденсатор, конденсацию паров светлых нефтепродуктов и воды в теплообменнике, пофракционный сбор светлых нефтепродуктов с водой, водной фазы и кубового остатка. Для интенсификации процессов испарения воды из высоковязких смесей в данном способе используют перекрестную схему движения в системе газ-жидкость, которую реализуют в роторно-пленочном испарителе, снабженном контактным устройством в виде ленточной спирали с Z-образными сгибами по ее периметру, в которой имеется, как минимум, одно отверстие для прохода газа. Процесс испарения ведут при повышенных температурах в противоточном режиме. При поступлении водонефтяной смеси в роторно-пленочный испаритель она распределяется под действием центробежной силы, создаваемой за счет вращения ротора, в виде тонкой пленки, а в местах Z-образных изгибов под действием газового потока диспергируется на капли. В результате возникает межфазная турбулизация, интенсифицирующая массообмен (UA 69779, 15.09.2004).A known method of separating water-oil mixtures, including the evaporation of water and light oil products by heating the mixture in a turbulent stream formed by gas and dispersed in it by a mixture located in a rotary evaporator, transporting the formed vapors from the apparatus to a condenser, condensation of light oil and water vapors in a heat exchanger, per-fractional collection of light petroleum products with water, aqueous phase and bottom residue. To intensify the processes of water evaporation from highly viscous mixtures, this method uses a cross motion scheme in a gas-liquid system, which is implemented in a rotary-film evaporator equipped with a contact device in the form of a tape spiral with Z-shaped bends around its perimeter, in which there is, at least one gas passage. The evaporation process is carried out at elevated temperatures in countercurrent mode. When the water-oil mixture enters the rotary-film evaporator, it is distributed under the action of centrifugal force created by the rotation of the rotor, in the form of a thin film, and in places of Z-shaped bends under the influence of the gas stream is dispersed into droplets. As a result, interphase turbulization intensifies mass transfer (UA 69779, September 15, 2004).

Недостатком способа является технологическая сложность и энергоемкость, вызванная необходимостью проводить процессы испарения при значительном перегреве исходной смеси. Кроме того, при испарении высоковязкой жидкости ее не удается распределить под действием центробежных сил на контактном ленточном устройстве равномерно, поэтому процессы испарения во всем объеме испарителя характеризуются неравновесностью, что также приводит к перерасходу тепловой энергии.The disadvantage of this method is the technological complexity and energy consumption caused by the need to carry out evaporation processes with significant overheating of the initial mixture. In addition, during the evaporation of a highly viscous liquid, it cannot be distributed uniformly under the action of centrifugal forces on the contact tape device, therefore, the evaporation processes in the entire volume of the evaporator are characterized by nonequilibrium, which also leads to an excessive consumption of thermal energy.

Известно устройство для разделения водонефтяных смесей, включающее сборник обводненных нефтепродуктов, отгонный аппарат в виде куба, узел транспортировки паров, конденсатор паров, сборники обезвоженных нефтепродуктов, сконденсированных легких фракций и отогнанной воды (RU 2042372, 27.08.1995).A device for separating water-oil mixtures, including a collection of watered oil products, a stripping apparatus in the form of a cube, a vapor transport unit, a vapor condenser, collectors of dehydrated oil products, condensed light fractions and distilled water (RU 2042372, 08.27.1995).

В известном устройстве проводят удаление воды из различных водонефтяных смесей, в том числе, из высоковязких продуктов, путем испарения воды из обогреваемого куба, которое ведут в вакуумном режиме при нагреве смеси до 95-120°C.In the known device, water is removed from various water-oil mixtures, including highly viscous products, by evaporation of water from a heated cube, which is conducted in a vacuum mode when the mixture is heated to 95-120 ° C.

Недостатками данного устройства являются использование двухступенчатой перегонки с двумя последовательно расположенными отгонными аппаратами (большой и малый отгонный кубы), двумя конденсаторами и вакуум-насосом, что значительно усложняет саму аппаратурную схему, и то что отгонные аппараты в силу своей конструкции являются установками периодического действия, что не позволяет интенсифицировать процесс.The disadvantages of this device are the use of a two-stage distillation with two sequentially distant devices (large and small distillation cubes), two capacitors and a vacuum pump, which greatly complicates the hardware circuit itself, and the fact that the distillation devices are periodic operation units, which does not allow to intensify the process.

Наиболее близким по технической сущности является способ разделения жидкой смеси, содержащей воду и нефть и/или нефтепродукты, включающий эжектирование заранее выбранного газа разделяемой жидкой смесью с использованием сверхзвукового эжектора при циркуляции газа и разделяемой смеси по соответствующим замкнутым контурам, отделение газопаровой фазы, конденсацию паров, сбор сконденсированной компоненты (RU 2165281, 20.04.2001).The closest in technical essence is the method of separation of a liquid mixture containing water and oil and / or oil products, including ejecting a pre-selected gas with a separated liquid mixture using a supersonic ejector during gas and separated mixture circulation along the corresponding closed loops, gas-vapor phase separation, vapor condensation, collection of condensed components (RU 2165281, 04.20.2001).

По данному способу проводят эжектирование газа исходной смесью со скоростью не менее 30 м/с, с температурой большей, чем температура, при которой давление насыщения удаляемой воды оказывается равным минимальному абсолютному давлению, создаваемому исходной эжектирующей жидкостью без натекания воздуха, и смешение этой смеси с газом в сверхзвуковом жидкостно-газовом эжекторе при обеспечении массового отношения суммарного расхода эжектируемого воздуха и выделившегося пара легкокипящей компоненты к расходу исходной жидкости в диапазоне от 0,00001 до 0,005 с образованием сверхзвуковой двухфазной равновесной смеси, поддержания постоянного давления в газовом контуре системы и постоянного разряжения в приемной камере эжектора.According to this method, the gas is ejected with the initial mixture at a speed of at least 30 m / s, with a temperature higher than the temperature at which the saturation pressure of the removed water is equal to the minimum absolute pressure created by the initial ejected liquid without air leakage, and this mixture is mixed with gas in a supersonic liquid-gas ejector, while ensuring a mass ratio of the total flow rate of the ejected air and the released steam of the low-boiling component to the flow rate of the initial liquid in the range 0.00001 to 0.005 m to form a supersonic two phase equilibrium mixture, maintaining constant pressure in the gas loop system and a constant vacuum in the receiving chamber of the ejector.

Недостатком способа является невозможность осуществления непрерывного процесса разделения и сложность процессов поддержания постоянного давления в газовом контуре системы и постоянного разряжения в приемной камере эжектора.The disadvantage of this method is the inability to implement a continuous separation process and the complexity of the processes of maintaining a constant pressure in the gas circuit of the system and constant discharge in the receiving chamber of the ejector.

Известна также установка для разделения жидких сред, которая содержит последовательно соединенные трубопроводами электронасос, сопловой блок жидкостно-газового эжектора, герметичный бак, верхняя часть которого соединена рециркуляционной магистралью с устройством для отделения от парогазовой смеси капельного уноса жидкой смеси, охлаждаемый конденсатор и сборники-накопители конденсируемых жидкостей (RU 2165281, 20.04.2001).There is also known a device for separating liquid media, which contains an electric pump connected in series by pipelines, a nozzle block of a liquid-gas ejector, a sealed tank, the upper part of which is connected by a recirculation line to a device for separating a droplet entrainment of a liquid mixture from a vapor-gas mixture, a cooled condenser and condensable collectors liquids (RU 2165281, 04.20.2001).

В известной установке можно осуществить как разделение водноспиртовых смесей, так и отделение легких фракций нефтепродуктов (бензина) от воды, однако, для выделения воды из устойчивых водонефтяных смесей установка не эффективна вследствие следующих факторов:In the known installation, it is possible to carry out both the separation of water-alcohol mixtures and the separation of light fractions of oil products (gasoline) from water, however, the installation is not effective for the separation of water from stable water-oil mixtures due to the following factors:

- используемый в качестве устройства для отделения от парогазовой смеси жидкой фазы бак отстоя пены или пеногаситель является неэффективным и малопроизводительным;- the foam sludge tank or antifoam used as a device for separating the liquid phase from the gas-vapor mixture is ineffective and inefficient;

- расширитель-компенсатор, установленный на сборнике-накопителе сконденсированной жидкой фазы, не позволяет обеспечить стабильный режим работы эжектора при атмосферном давлении.- the expansion compensator installed on the collector-drive of the condensed liquid phase does not allow for a stable operation of the ejector at atmospheric pressure.

- установка не позволяет проводить процесс разделения водонефтяных смесей в непрерывном режиме.- the installation does not allow the process of separation of oil-water mixtures in continuous mode.

Задачей настоящего изобретения является создание высокопроизводительного простого и надежного способа и установки для его реализации, пригодных для разделения любых типов водонефтяных смесей, включая стабильные коллоидные системы и высоковязкие среды.The present invention is the creation of a high-performance simple and reliable method and installation for its implementation, suitable for the separation of any type of oil-water mixtures, including stable colloidal systems and highly viscous media.

Поставленная задача решается описываемым способом разделения жидкой смеси, содержащей воду и нефть и/или нефтепродукты, включающим эжектирование заранее выбранного газа-воздуха разделяемой жидкой смесью с использованием сверхзвукового эжектора при циркуляции газа и разделяемой смеси по соответствующим замкнутым контурам, отделение газопаровой фазы, конденсацию паров, сбор сконденсированной компоненты, согласно которому на эжектирование подают смесь при температуре 50-90°C под давлением, обеспечивающим скорость смеси на входе в эжектор, равной 20-28 м/с, при этом на выходе из эжектора поддерживают атмосферное давление.The problem is solved by the described method of separating a liquid mixture containing water and oil and / or oil products, including ejecting a pre-selected gas-air with a separated liquid mixture using a supersonic ejector during gas circulation and the separated mixture through appropriate closed loops, separating the gas-vapor phase, vapor condensation, collection of the condensed component, according to which the mixture is fed to the ejection at a temperature of 50-90 ° C under pressure, ensuring the speed of the mixture at the entrance to the ejection OR equal to 20-28 m / s, while atmospheric pressure is maintained at the outlet of the ejector.

Предпочтительно, на эжектирование подают смесь при температуре 70-90°C. После разделения смеси можно осуществить дополнительно очистку отделенной нефти и/или нефтепродуктов от солей.Preferably, the mixture is ejected at a temperature of 70-90 ° C. After separation of the mixture, it is possible to further purify the separated oil and / or oil products from salts.

Предпочтительно, очистку от солей ведут путем контактирования нефти и/или нефтепродуктов с дистиллированной водой или водноспиртовой смесью при объемном соотношении, равном 1:(0,01-0,02), соответственно, с последующим отстаиванием водной и органической фаз.Preferably, the salts are cleaned by contacting the oil and / or oil products with distilled water or an aqueous-alcohol mixture at a volume ratio of 1: (0.01-0.02), respectively, followed by settling of the aqueous and organic phases.

Поставленная задача решается также описываемой установкой для осуществления заявленного способа, содержащей соединенные трубопроводами бак для разделяемой жидкой смеси, электронасос, теплообменник, блок сверхзвукового жидкостно-газового эжектора, устройство для отделения парогазовой фазы от жидкой фазы, конденсаторы, емкость для сбора сконденсированной фазы, контрольно-измерительные приборы, при этом соединительные трубопроводы установлены с образованием двух замкнутых контуров для жидкой и парогазовой фаз, соответственно, выходной конфузор эжектора непосредственно соединен с устройством для отделения парогазовой фазы от жидкой, выполненным в виде циклона, установленного вертикально, верхняя часть которого соединена с конденсатором парогазовой фазы, а нижняя часть - с баком для разделяемой смеси, причем упомянутый бак в верхней части снабжен расширителем-компенсатором газовой фазы и патрубком ввода исходной смеси, а в нижней части патрубком вывода обезвоженной нефти и/или нефтепродукта.The problem is also solved by the described installation for implementing the inventive method, comprising a pipe connected tank for a shared liquid mixture, an electric pump, a heat exchanger, a supersonic liquid-gas ejector unit, a device for separating the vapor-gas phase from the liquid phase, capacitors, a container for collecting the condensed phase, a control measuring instruments, while the connecting pipelines are installed with the formation of two closed loops for the liquid and vapor-gas phases, respectively, the output the ejector’s confuser is directly connected to the device for separating the gas-vapor phase from the liquid, made in the form of a cyclone mounted vertically, the upper part of which is connected to the gas-vapor phase condenser, and the lower part to the tank for the mixture to be separated, and the said tank in the upper part is equipped with an expander the gas phase compensator and the inlet of the initial mixture, and in the lower part the outlet of the dehydrated oil and / or oil product.

Интервал скорости 20-28 м/с обусловлен следующим. Минимальное значение скорости звука в равновесной водовоздушной смеси может составлять величину около 20 м/с при давлении смеси в 1 ата. Следовательно, для реализации сверхзвукового течения и последующей ударно-волновой обработки образующейся в эжекторе двухфазной смеси достаточно обеспечить подачу обрабатываемой жидкости в камеру смешения эжектора со скоростью немного большей скорости звука, т.е. 20 м/с. При значительном превышении этого показателя будут резко возрастать энергетические затраты (например, увеличение скорости жидкости в эжекторе в 2 раза автоматически приводит к необходимости в поднятии давления подачи в 4 раза). Поэтому для маловязких смесей достаточно обеспечить скорость подачи в диапазоне 20-24 м/с. При разделении высоковязких смесей типа вода-мазут для обеспечения нормального режима протекания и создания условий для выделения воды экспериментально установлено, что необходимым и достаточным признаком является обеспечение скорости в интервале 24-28 м/с.The speed interval of 20-28 m / s is due to the following. The minimum value of the speed of sound in an equilibrium water-air mixture can be about 20 m / s at a mixture pressure of 1 at. Therefore, in order to realize a supersonic flow and subsequent shock-wave treatment of the two-phase mixture formed in the ejector, it is sufficient to supply the treated liquid to the ejector mixing chamber at a speed slightly higher than the speed of sound, i.e. 20 m / s. With a significant excess of this indicator, energy costs will increase sharply (for example, a 2-fold increase in the liquid velocity in the ejector automatically leads to the need to increase the supply pressure by 4 times). Therefore, for low-viscosity mixtures, it is sufficient to provide a feed rate in the range of 20-24 m / s. When separating highly viscous mixtures of water-fuel oil type to ensure normal flow and create conditions for the release of water, it was experimentally established that a necessary and sufficient sign is the provision of speed in the range of 24-28 m / s.

Схема заявленной установки приведена на чертеже. Работа установки проиллюстрирована на образце жидкой нефтяной эмульсии при производительности, обеспечивающей удаление 6 л воды в час из исходной эмульсии.A diagram of the claimed installation is shown in the drawing. The operation of the installation is illustrated on a sample of a liquid oil emulsion with a productivity that ensures the removal of 6 l of water per hour from the original emulsion.

Теплоизолированную емкость - 1 заполняют водонефтяной эмульсией, затем все полости установки (трубопроводы, теплообменники, конденсатор, сепаратор, компенсатор) продувают (заполняют) заранее выбранным газом-воздухом. Подают горячий теплоноситель к штуцеру - 18 в теплообменник для нагрева сырья - 3, от которого отводят охладившийся теплоноситель через штуцер - 19. В качестве теплоносителя может использоваться как вода, так и антифризоподобные жидкости. Процесс разделения водонефтяной смеси ведут в интервале температур 50-90°C.The insulated container - 1 is filled with an oil-water emulsion, then all cavities of the installation (pipelines, heat exchangers, a condenser, a separator, a compensator) are purged (filled) with a pre-selected gas-air. The hot heat carrier is supplied to the nozzle - 18 to the heat exchanger for heating the raw material - 3, from which the cooled coolant is removed through the nozzle - 19. Both water and antifreeze-like liquids can be used as the heat carrier. The process of separation of the oil-water mixture is carried out in the temperature range of 50-90 ° C.

Включают электронасос - 2 и обеспечивают циркуляцию разделяемой жидкости по замкнутому контуру: емкость - 1, насос - 2, теплообменник - 3, трубопровод подачи жидкости к эжекторам - 4, сопловые блоки эжекторов - 5-1, камеры смешения эжекторов, снабженные на выходе конфузорами - 5-3, центробежный сепаратор - 6 и снова емкость - 1. Электронасос - 2 обеспечивает абсолютное давление жидкости перед сопловыми блоками эжекторов, достаточное для реализации в эжекторе течения газопарожидкостной смеси со скоростью в диапазоне 20-28 м/с. Газ (воздух) циркулирует по другому контуру, состоящему из последовательно установленных: приемных камер эжекторов - 5-2, блока эжекторов - 5, в котором он насыщается парами воды, центробежного сепаратора - 6, в котором газ отделяется от капель, теплообменника - 8, в котором происходит нагрев поступающей в исходную емкость - 1 смеси за счет скрытой теплоты парообразования конденсата, конденсатора - 9, емкости сбора конденсата - 10 и трубопровода - 17, из которого газ снова поступает в емкость - 1. Избыток газа при тепловом расширении может поступать из сепаратора - 6 в емкость - 1 и из нее - в компенсатор - 7, благодаря чему в емкости - 1 постоянно поддерживается давление на уровне атмосферного.They turn on the electric pump - 2 and circulate the separated liquid in a closed circuit: tank - 1, pump - 2, heat exchanger - 3, pipeline for supplying liquid to the ejectors - 4, nozzle blocks of ejectors - 5-1, mixing chambers of ejectors equipped with confusers at the outlet - 5-3, centrifugal separator - 6 and again the capacity - 1. The electric pump - 2 provides the absolute pressure of the liquid in front of the nozzle blocks of the ejectors, sufficient to realize a gas-liquid mixture in the ejector at a speed in the range of 20-28 m / s. Gas (air) circulates in a different circuit, consisting of sequentially installed: receiving chambers of ejectors - 5-2, block of ejectors - 5, in which it is saturated with water vapor, centrifugal separator - 6, in which gas is separated from droplets, heat exchanger - 8, in which the mixture entering the original container - 1 is heated due to the latent heat of vaporization of the condensate, condenser - 9, the condensate collection tank - 10 and the pipe - 17, from which the gas again enters the container - 1. Excess gas during thermal expansion can come from from separator - 6 into the tank - 1 and from it - into the compensator - 7, due to which pressure in the tank - 1 is constantly maintained at atmospheric pressure.

Эффективность описываемого способа иллюстрируется нижеследующими примерами:The effectiveness of the described method is illustrated by the following examples:

Пример 1.Example 1

Разделение водонефтяной эмульсии с содержанием воды 50% (данная эмульсия не поддавалась разделению традиционными способами, например, электродегидратацией).Separation of an oil-water emulsion with a water content of 50% (this emulsion was not amenable to separation by conventional methods, for example, by electro-dehydration).

На обработку подают исходную нефтяную эмульсию с температурой 20°C и расходом 3,33 г/с (12 л/час). Эмульсию через штуцер - 13 непрерывно подают в теплообменник - 8, где ее нагревают конденсирующимися парами воды от 20°C до 70°C и направляют по трубопроводу - 14 через автоподатчик сырья с уровнемером - 15 в нижнюю часть бака - 1. Обеспечивают насосом - 2 давление подачи обрабатываемого сырья к сопловому блоку эжектора равным 5 ати, при этом в эжекторе обеспечивается скорость течения газопаровой смеси 28 м/с. На нагрев поступающего сырья до 70°C необходимо 472,5 ккал/час. При конденсации пара выделяется 3234 ккал. Таким образом, в теплообменнике - 8 все поступающее сырье нагревают до температуры 70°C и при этом осуществляют конденсацию 0,146 части пара, проходящего через упомянутый теплообменник за 1 час. Остальную часть пара конденсируют в конденсаторе - 9 и накапливают полученную воду в емкостях для сбора конденсата - 10. Для обеспечения работы конденсатора - 9 через штуцер - 11 подают холодную воду с температурой 15°C и отводят через штуцер - 12 воду с температурой 35°C. Количество воды, необходимой для конденсации паров воды, составляет 138 кг/час. Тепло, необходимое для испарения 6 л/час воды, подводят к циркулирующей по замкнутому контуру эмульсии в теплообменнике - 3 за счет подводимого и отводимого через штуцеры - 18 и - 19 теплоносителя, нагреваемого независимым подогревателем (не показан). Мощность данного нагревателя рассчитана на подведение к циркулирующей в установке эмульсии количества тепла, необходимого для испарения воды с учетом возможных тепловых потерь. Производительность установки и степень обезвоживания получаемого нефтепродукта изменяют за счет регулирования расхода эмульсии, подаваемой на обработку. Уменьшение подачи эмульсии на обработку снижает количество воды в получаемом нефтепродукте. В результате разделения исходной водонефтяной смеси получена нефть с содержанием воды менее 0,1% при производительности по исходной эмульсии 12 л/час.For processing serves the original oil emulsion with a temperature of 20 ° C and a flow rate of 3.33 g / s (12 l / h). The emulsion through the nozzle - 13 is continuously fed into the heat exchanger - 8, where it is heated by condensing water vapor from 20 ° C to 70 ° C and sent through the pipeline - 14 through an automatic feeder of raw materials with a level gauge - 15 to the bottom of the tank - 1. Provide a pump - 2 the feed pressure of the processed raw materials to the nozzle block of the ejector equal to 5 MPa, while the flow rate of the gas-vapor mixture in the ejector is 28 m / s. 472.5 kcal / h is required to heat the incoming feed to 70 ° C. During condensation, 3234 kcal is released. Thus, in the heat exchanger - 8, all incoming raw materials are heated to a temperature of 70 ° C and, at the same time, 0.146 parts of the steam passing through the heat exchanger are condensed in 1 hour. The rest of the steam is condensed in the condenser - 9 and the resulting water is accumulated in the tanks for condensate collection - 10. To ensure the operation of the condenser - 9, cold water with a temperature of 15 ° C is supplied through the nozzle - 11 and water with a temperature of 35 ° C is removed through the nozzle - 12. . The amount of water required to condense water vapor is 138 kg / h. The heat required for the evaporation of 6 l / h of water is supplied to the emulsion circulating in a closed circuit in the heat exchanger - 3 due to the heat carrier supplied and removed through fittings - 18 and - 19, heated by an independent heater (not shown). The power of this heater is designed to bring to the circulating in the emulsion installation the amount of heat necessary for the evaporation of water, taking into account possible heat losses. The performance of the installation and the degree of dehydration of the resulting oil product is changed by controlling the flow rate of the emulsion fed to the treatment. Reducing the supply of emulsion for processing reduces the amount of water in the resulting oil product. As a result of the separation of the initial oil-water mixture, an oil with a water content of less than 0.1% was obtained with an initial emulsion throughput of 12 l / h.

Пример 2.Example 2

Процесс проводят, как в примере 1, за исключением того, что в качестве разделяемого сырья используют Флотский мазут Ф-5, в котором содержание воды составляет 5% (по ГОСТ №10585-99 содержание воды в мазуте не должно превышать 0,3%).The process is carried out as in example 1, except that F-5 fuel oil, in which the water content is 5%, is used as a shared raw material (according to GOST No. 10585-99, the water content in fuel oil should not exceed 0.3%) .

На обработку подают исходную мазутную эмульсию с температурой 20°C и расходом 33,3 г/с (120 л/час). Нагревают поступающий на обработку мазут в теплообменнике -8 теплом от конденсации паров воды до 73,9°C, обеспечивая при этом полную конденсацию паров. Недостающее тепло для нагрева мазута до 90°C и испарения заданного количества воды (966ккал) подводят за счет теплообменника - 3. В результате осуществления процесса получен мазут с содержанием воды менее 0,2% при производительности по исходному мазуту 120 л/час.An initial fuel oil emulsion with a temperature of 20 ° C and a flow rate of 33.3 g / s (120 l / h) is fed for processing. The fuel oil supplied to the treatment is heated in heat exchanger -8 with heat from condensation of water vapor up to 73.9 ° C, while ensuring complete condensation of the vapor. The missing heat for heating fuel oil to 90 ° C and evaporation of a given amount of water (966 kcal) is supplied by a heat exchanger - 3. As a result of the process, fuel oil with a water content of less than 0.2% was obtained at a capacity of 120 l / h for the initial fuel oil.

Пример 3.Example 3

Проводят эксперимент по примеру 1, за исключением того, что на разделение подают эмульсию с содержанием воды 28% и солей (железа, марганца и ванадия) суммарно 0,8 г/л.The experiment of Example 1 is carried out, except that an emulsion with a water content of 28% and salts (iron, manganese and vanadium) for a total of 0.8 g / l is fed to the separation.

После обработки 20 л исходного продукта получают 14,41 л очищенной нефти с содержанием воды менее 0,1%. Эту нефть сливают в конусообразный реактор, снабженный нижним штуцером. В него при перемешивании добавляют 0,2 л 5% раствора бутилового спирта в воде. После отстаивания этот водный раствор сливают через нижний штуцер. Содержание металлов в конечном нефтяном продукте не превышает 0,04 г/л.After processing 20 l of the starting product, 14.41 l of refined oil with a water content of less than 0.1% is obtained. This oil is drained into a cone-shaped reactor equipped with a bottom fitting. With stirring, add 0.2 l of a 5% solution of butyl alcohol in water. After settling, this aqueous solution is drained through the bottom fitting. The metal content in the final oil product does not exceed 0.04 g / l.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечен непрерывный высокопроизводительный способ выделения воды из стойких водонефтяных смесей и эмульсий. Заявленный способ и установка могут быть использованы также для разделения других смесей и растворов, содержащих легкокипящие компоненты в растворенном или эмульгированном виде.In accordance with the present invention, there is provided a continuous high-performance method for the separation of water from persistent oil-water mixtures and emulsions. The claimed method and installation can also be used to separate other mixtures and solutions containing boiling components in dissolved or emulsified form.

Claims (7)

1. Способ разделения жидкой смеси, содержащей воду и нефть и/или нефтепродукты, включающий эжектирование заранее выбранного газа-воздуха разделяемой жидкой смесью с использованием сверхзвукового эжектора при циркуляции газа и разделяемой смеси по соответствующим замкнутым контурам, отделение газопаровой фазы, конденсацию паров, сбор сконденсированной компоненты, отличающийся тем, что на эжектирование подают жидкую смесь при температуре 50-90°С под давлением, обеспечивающим скорость смеси на входе в эжектор 20 - 28 м/с, при этом на выходе из эжектора поддерживают атмосферное давление.1. A method of separating a liquid mixture containing water and oil and / or oil products, comprising ejecting a preselected gas-air with a separated liquid mixture using a supersonic ejector during gas and separated mixture circulation through appropriate closed loops, separating the gas-vapor phase, vapor condensation, condensed collection components, characterized in that the ejection is fed with a liquid mixture at a temperature of 50-90 ° C under pressure, providing a speed of the mixture at the inlet to the ejector 20 - 28 m / s, while at the exit of ejectors maintain atmospheric pressure. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на эжектирование подают смесь при температуре 70-90°С.2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture is ejected at a temperature of 70-90 ° C. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после разделения смеси проводят очистку отделенной нефти и/или нефтепродуктов от солей.3. The method according to claim 1, characterized in that after separation of the mixture, the separated oil and / or oil products are purified from salts. 4. Способ по п.4, отличающийся тем, что очистку от солей ведут путем контактирования нефти и/или нефтепродуктов с дистиллированной водой или водно-спиртовой смесью при объемном соотношении, равном 1: (0,01-0,02) соответственно, с последующим отстаиванием водной и органической фаз.4. The method according to claim 4, characterized in that the cleaning of salts is carried out by contacting oil and / or oil products with distilled water or a water-alcohol mixture with a volume ratio of 1: (0.01-0.02), respectively, subsequent sedimentation of the aqueous and organic phases. 5. Установка для осуществления способа, охарактеризованного в п.1, содержащая соединенные трубопроводами бак для разделяемой жидкой смеси, электронасос, теплообменник, блок сверхзвукового жидкостно-газового эжектора, устройство для отделения парогазовой фазы от жидкой фазы, конденсатор, емкости для сбора сконденсированной фазы, при этом соединительные трубопроводы установлены с образованием двух замкнутых контуров для жидкой и газовой фаз соответственно, выходной конфузор эжектора непосредственно соединен с устройством для отделения парогазовой фазы от жидкой, выполненным в виде циклона, установленного вертикально, верхняя часть которого соединена с конденсатором парогазовой фазы, а нижняя часть - с баком для разделяемой смеси, причем упомянутый бак в верхней части снабжен расширителем-компенсатором газовой фазы и патрубком ввода исходной смеси, а в нижней части - патрубком вывода обезвоженной нефти и/или нефтепродукта.5. Installation for implementing the method described in claim 1, containing a pipe connected to a shared liquid mixture tank, an electric pump, a heat exchanger, a supersonic liquid-gas ejector unit, a device for separating the vapor-gas phase from the liquid phase, a condenser, a container for collecting the condensed phase, while the connecting pipelines are installed with the formation of two closed loops for the liquid and gas phases, respectively, the ejector output confuser is directly connected to the separation device the vapor-gas phase from the liquid, made in the form of a cyclone mounted vertically, the upper part of which is connected to the condenser of the gas-vapor phase, and the lower part to the tank for the separated mixture, and the said tank in the upper part is equipped with a gas phase expander-compensator and an inlet of the initial mixture, and in the lower part - the outlet pipe of the dehydrated oil and / or oil product. 6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что она содержит блок из нескольких сверхзвуковых эжекторов, соединенных параллельно.6. Installation according to claim 5, characterized in that it contains a block of several supersonic ejectors connected in parallel. 7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена узлом очистки отделенной от воды нефти и/или нефтепродукта от солей, выполненным в виде контактора-отстойника. 7. Installation according to claim 5, characterized in that it is additionally equipped with a unit for cleaning salts and / or oil product separated from water, made in the form of a settling contactor.
RU2010122679/04A 2010-06-04 2010-06-04 Method for separating mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof RU2433162C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122679/04A RU2433162C1 (en) 2010-06-04 2010-06-04 Method for separating mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122679/04A RU2433162C1 (en) 2010-06-04 2010-06-04 Method for separating mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2433162C1 true RU2433162C1 (en) 2011-11-10

Family

ID=44997214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010122679/04A RU2433162C1 (en) 2010-06-04 2010-06-04 Method for separating mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2433162C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477538C1 (en) * 2011-12-06 2013-03-10 Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" Method of cleaning liquid radioactive wastes and apparatus for realising said method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2477538C1 (en) * 2011-12-06 2013-03-10 Открытое акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" Method of cleaning liquid radioactive wastes and apparatus for realising said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11168262B2 (en) Integrated gas oil separation plant for crude oil and natural gas processing
US20180236372A1 (en) Production of multivalent ion-rich streams using humidification-dehumidification systems
AU2008267751B2 (en) Selective removal of a target liquid constituent from a multi-component liquid
CN205953958U (en) Oil treatment system of one -level film second grade molecular distillation device
RU2354430C1 (en) Method of creating vacuum in vacuum column of oil refining and installation for implementation of this method
US9808739B2 (en) Distillation solids removal system and method
RU2500453C1 (en) Method of field preparation of condensate pool products with high content of heavy hydrocarbons and plant to this end
US4789461A (en) Method for removing water from crude oil containing same
CN108640392A (en) A kind of water-oil separating treatment process
RU2433162C1 (en) Method for separating mixed fluid containing water and oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof
RU2471853C1 (en) Heavy oil treatment plant (versions)
US3043072A (en) Method and means for treatment of oil well production
CN107880930B (en) Energy-saving dirty oil dehydration device and treatment method thereof
RU2600141C1 (en) Method of preparing hydrocarbon gas for transportation
US2342419A (en) Method of concentrating dehydrating solutions
RU2433161C1 (en) Method for separating mixed fluid containing oil and/or mineral oil and related equipment for implementation thereof
RU2594740C2 (en) Device for treatment of crude oil emulsion and method of operating said device
RU2513396C1 (en) Methanol regeneration method
RU2392028C1 (en) Method for pulling vacuum in vacuum column of oil stock refining and installation for method realisation
US3062516A (en) Heat exchange
RU2635946C1 (en) Plant for processing natural gas
RU2709313C1 (en) Plant for methanol recovery and corresponding method
RU2077910C1 (en) Method and apparatus for distillation of mixture of substances
USRE33999E (en) Method of removing water from crude oil containing same
RU2759496C1 (en) Installation for stabilization, topping and dehydration of oil

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140605