RU2606778C2 - Способ разделения водонефтяной эмульсии с использованием наночастиц - Google Patents
Способ разделения водонефтяной эмульсии с использованием наночастиц Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606778C2 RU2606778C2 RU2015116192A RU2015116192A RU2606778C2 RU 2606778 C2 RU2606778 C2 RU 2606778C2 RU 2015116192 A RU2015116192 A RU 2015116192A RU 2015116192 A RU2015116192 A RU 2015116192A RU 2606778 C2 RU2606778 C2 RU 2606778C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- emulsion
- water
- magnetic
- nanotubes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/06—Separation of liquids from each other by electricity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к процессу подготовки нефти и подтоварной воды. Предложен способ разделения водонефтяной эмульсии путём введения в неё углеродных нанотрубок, содержащих металлы, выбранные из ряда: железо, кобальт, никель. В эмульсию также вводят поверхностно-активное вещество и осуществляют перемешивание. Далее производят воздействие магнитным полем. Техническим результатом является ускорение процесса подготовки нефти и снижение остаточной обводнённости подготавливаемой нефти. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности области подготовки нефти на промысле, и может быть использовано для интенсификации расслоения водонефтяной эмульсии и повышения качества подготавливаемой нефти.
Изобретение может быть использовано в процессе разработки и эксплуатации нефтяных месторождений, где требуется подготовка нефти на промысле, и обеспечивает сокращение времени на разделение воды и нефти, повышая товарные качества подготавливаемой нефти.
Известен способ использования магнитных наночастиц для удаления загрязнений окружающей среды (Заявка на изобретение US 2012037840), включающий в себя формирование магнитной композиции, содержащей примеси загрязненного вещества и амфифильных веществ, и последующее применение магнитного поля для удаления загрязненных магнитных композиций из окружающей среды.
Однако указанный известный способ предназначен для удаления загрязнений из окружающей среды.
Известен способ получения покрытых углеродом магнитных наночастиц (Патент BRPI 0904098, кл. B22F 1/02, от 2009 г.), который включает в себя уменьшение количества оксида железа на магнитном катализаторе и пиролиз углерода из различных органических соединений.
Однако известный способ предназначен для получения магнитного материала с использованием промышленных отходов (красного шлама) и не относится к области нефтедобычи.
Известен способ получения магнитных адсорбентов (Патент BR 0200516, кл. B01J 20/02, от 2002 г.), который включает метод использования магнитных адсорбентов для удаления органических и неорганических веществ из водных стоков. Сущность способа заключается в получении адсорбентов с высокой адсорбционной емкостью из таких материалов, как активированный уголь, глины, окислы железа, и других магнитных материалов.
Однако известный способ не позволяет получать структурированный углеродный наноматериал с включением в него магнитных частиц. В точности магнитный адсорбент не является интеркалированным магнитным наноматериалом, обладающим гидрофобно-гидрофильными свойствами одновременно.
Известен способ получения функциональных частиц и способ очистки воды (Заявка на изобретение JP 2010142776, кл. B01J 20/26, от 2008 г.), который включает метод очистки воды посредством магнитных функциональных частиц, имеющих амфифильные органические группы, которые погружаются и рассеиваются в воде, адсорбируют на своей поверхности примеси, после чего удаляются с помощью магнитной силы, очищая воду от примесей.
Однако известный способ предназначен для удаления загрязнений из воды посредством магнитных функциональных частиц, которые представляют собой магнитные частицы с привитой функциональной группой поверхностно-активного вещества. То есть известный способ не предназначен для осуществления процесса разделения водонефтяной эмульсии.
Известен способ разделения водонефтяной эмульсии и устройство для его осуществления (Авторское свидетельство SU 1720680, кл. B01D 17/06, от 1979 г.), который включает в себя технологию повышения эффективности процесса разделения водонефтяной эмульсии путем использования магнитного поля напряженностью 1200-20000 Э, а контактный материал и эмульсию перемещают относительно друг друга со скоростью, определяемой по формуле.
Однако известный способ отличается тем, что в нем используется контактный материал, выполненный из оксидов железа, магнетита или феррита крупностью 1,5-0,0005 мм с удельной магнитной восприимчивостью 10000*10-6 см3/г. То есть в известном способе не используется магнитный наноматериал крупностью от 10 до 100 нм.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ разделения водонефтяной эмульсии (Патент RU 2309001, кл. B01D 17/06, от 2006 г.), который включает в себя технический результат в снижении энергозатрат и упрощении процесса разделения путем нагрева эмульсии и ее смешения с углеводородом, содержащим магнитные частицы, покрытые слоем стабилизатора, после чего смесь разделяют на водную фазу и углеводородную. Из углеводородной фазы выделяют магнитные частицы, которые затем возвращают на смешение с углеводородом.
Недостатком указанного способа является отсутствие структурированной формы магнитных частиц и отсутствие гидрофобно-гидрофильных свойств у частиц магнетита, что по сравнению с предлагаемым техническим решением снижает эффективность воздействия на водонефтяную эмульсию и процесс разделения на нефть и воду.
Технический результат состоит в ускорении процесса разделения водонефтяной эмульсии и снижении остаточной обводненности подготавливаемой нефти.
Указанный технический результат достигается предлагаемым способом разделения водонефтяной эмульсии, включающим введение в эмульсию углеродных нанотрубок, содержащих внутри каждой нанотрубки или на одном из ее торцов металл, выбранный из ряда: железо, кобальт или никель, при этом вводимые углеродные нанотрубки имеют в поперечном сечении размер 10-100 нм, в продольном сечении размер 10-500 пм, в эмульсию одновременно вводят поверхностно-активное вещество, осуществляют перемешивание и последующее воздействие внешним магнитным полем.
В разделяемую эмульсию вводят нанотрубки в количестве 500-1000 мг/л.
Благодаря содержанию внутри углеводородной нанотрубки или на одном из ее торцов металла, выбранного из ряда: железо, кобальт или никель, нанотрубка обладает амфифильными свойствами, которые обеспечивают равномерное распределение на поверхности раздела фаз глобул воды и нефти, что способствует снижению остаточной обводненности подготавливаемой нефти.
Благодаря воздействию внешнего магнитного поля ускоряется процесс разделения водонефтяной эмульсии.
Способ включает в себя последовательность действий. Введение интеркалированных металлом углеродных нанотрубок в водонефтяную эмульсию. Рассеивание углеродных нанотрубок по объему эмульсии путем механического перемешивания, в результате которого происходит связывание гидрофобной части нанотрубки с нефтью. Воздействие на полученную систему внешним магнитным полем приводит в движение нанотрубки в объеме эмульсии. Перемещение нанотрубок по объему эмульсии в направлении действия магнитного поля приводит в движение и слияние диспергированных капель нефти, что способствует ускоренному выпадению связанной воды с образованием границы раздела фаз нефть и вода.
Интеркалированные металлом углеродные нанотрубки могут быть использованы повторно для разделения водонефтяной эмульсии. После разделения водонефтяной эмульсии и извлечения из нее нанотрубки высушиваются при температуре 20-30°С, затем полученная сухая смесь механическим растиранием превращается в порошок, представляющий собой те же нанотрубки, которые могут быть повторно использованы.
Исследования влияния нанотрубок были проведены на водонефтяной эмульсии. При проведении лабораторных испытаний использовали нефти по 100 мл Альняшского месторождения. Сравнивались три пробы: 1 - холостая; 2 – с добавлением ПАВ; 3 - с добавлением ПАВ и нанотрубок. Эксперимент по разделению водонефтяной эмульсии состоял из операции по введению нанотрубок в количестве 500-1000 мг/л в водонефтяную эмульсию с одновременным введением паверхностно-активного вещества (неонол). Пробу перемешивали и ставили на гравитационный отстой с наложением внешнего магнитного поля, влияние которого на эмульсию привело к ускорению процесса расслоения водонефтяной эмульсии по сравнению с пробой без нанотрубок (таблица 1).
Результаты лабораторных испытаний показали, что нанотрубки в твердом составе под воздействием внешнего магнитного поля обеспечивают эффективное разделение водонефтяной эмульсии. Нанотрубки ускоряют процесс расслоения водонефтяной эмульсии и подтоварной воды с одновременным улучшением товарных характеристик подготавливаемой нефти по количеству остаточной обводненности нефти.
Результаты лабораторных испытаний показали, что амфифильный магнитный наноматериал в твердом составе под воздействием внешнего магнитного поля обеспечивает эффективное разделение водонефтяной эмульсии. Материал ускоряет процесс расслоения водонефтяной эмульсии и подтоварной воды с одновременным улучшением товарных характеристик подготавливаемой нефти по количеству остаточной обводненности нефти.
Claims (2)
1. Способ разделения водонефтяной эмульсии, включающий введение в эмульсию углеродных нанотрубок, содержащих внутри каждой нанотрубки или на одном из ее торцов металл, выбранный из ряда: железо, кобальт или никель, при этом вводимые углеродные нанотрубки имеют в поперечном сечении размер 10-100 нм, в продольном сечении размер 10-500 пм, в эмульсию одновременно вводят поверхностно-активное вещество, осуществляют перемешивание и последующее воздействие внешним магнитным полем.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что нанотрубки вводят в разделяемую эмульсию в количестве 500-1000 мг/л.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015116192A RU2606778C2 (ru) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Способ разделения водонефтяной эмульсии с использованием наночастиц |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015116192A RU2606778C2 (ru) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Способ разделения водонефтяной эмульсии с использованием наночастиц |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015116192A RU2015116192A (ru) | 2016-11-20 |
| RU2606778C2 true RU2606778C2 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=57759610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015116192A RU2606778C2 (ru) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Способ разделения водонефтяной эмульсии с использованием наночастиц |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2606778C2 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1720680A1 (ru) * | 1989-06-08 | 1992-03-23 | В.И. Ивашов | Способ разделени водонефт ной эмульсии и устройство дл его осуществлени |
| RU2286195C1 (ru) * | 2005-05-05 | 2006-10-27 | Автономная некоммерческая организация "Научно-исследовательский институт "Проблем промышленной безопасности" (АНО "НИИ "Проблем промышленной безопасности") | Способ разделения водонефтяной эмульсии |
| RU2326155C1 (ru) * | 2006-12-20 | 2008-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Способ утилизации нефтешламов |
| RU2413754C1 (ru) * | 2010-01-18 | 2011-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Способ повышения качества разделения водонефтяных эмульсий с использованием нанодеэмульгаторов |
| RU2449004C2 (ru) * | 2010-04-06 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Способ обезвоживания нефти |
| US20130292339A1 (en) * | 2010-12-23 | 2013-11-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for separation of oil and water using hydrophobic and hydrophilic functional solid particles |
-
2015
- 2015-04-28 RU RU2015116192A patent/RU2606778C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1720680A1 (ru) * | 1989-06-08 | 1992-03-23 | В.И. Ивашов | Способ разделени водонефт ной эмульсии и устройство дл его осуществлени |
| RU2286195C1 (ru) * | 2005-05-05 | 2006-10-27 | Автономная некоммерческая организация "Научно-исследовательский институт "Проблем промышленной безопасности" (АНО "НИИ "Проблем промышленной безопасности") | Способ разделения водонефтяной эмульсии |
| RU2326155C1 (ru) * | 2006-12-20 | 2008-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Способ утилизации нефтешламов |
| RU2413754C1 (ru) * | 2010-01-18 | 2011-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Способ повышения качества разделения водонефтяных эмульсий с использованием нанодеэмульгаторов |
| RU2449004C2 (ru) * | 2010-04-06 | 2012-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" | Способ обезвоживания нефти |
| US20130292339A1 (en) * | 2010-12-23 | 2013-11-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for separation of oil and water using hydrophobic and hydrophilic functional solid particles |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СМИРНОВ Ю.Г., Математическое моделирование процесса очистки сточных вод от нефти с использованием магнитных наночастиц, Известия Коми НЦ УрО РАН, в. 2(10), 2012, стр.104-107. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015116192A (ru) | 2016-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Othman et al. | Adsorption kinetics of methylene blue dyes onto magnetic graphene oxide | |
| Wang et al. | Designing of recyclable attapulgite for wastewater treatments: a review | |
| Peng et al. | Montmorillonite–Cu (II)/Fe (III) oxides magnetic material as adsorbent for removal of humic acid and its thermal regeneration | |
| Senturk et al. | Removal of phenol from aqueous solutions by adsorption onto organomodified Tirebolu bentonite: Equilibrium, kinetic and thermodynamic study | |
| Bao et al. | Synthesis of carbon-coated magnetic nanocomposite (Fe3O4@ C) and its application for sulfonamide antibiotics removal from water | |
| Wang et al. | Preparation of a graphene-based magnetic nanocomposite for the removal of an organic dye from aqueous solution | |
| Hussain | Magnetic nanomaterials for environmental analysis | |
| US20120037840A1 (en) | Use of magnetic nanoparticles to remove environmental contaminants | |
| Tapia et al. | Non-expensive hydrophobic and magnetic melamine sponges for the removal of hydrocarbons and oils from water | |
| Al-husseiny et al. | Effective removal of methylene blue from wastewater using magnetite/geopolymer composite: synthesis, characterization and column adsorption study | |
| RU2644181C2 (ru) | Способы разделения и обезвоживания тонкодисперсных частиц | |
| Çiftçi | Removal of methylene blue from water by ultrasound-assisted adsorption using low-cost bentonites | |
| Akpomie et al. | Ultrasonic aided sorption of oil from oil-in-water emulsion onto oleophilic natural organic-silver nanocomposite | |
| Huang et al. | Optimization of porous structure of superparamagnetic nanoparticle adsorbents for higher and faster removal of emerging organic contaminants and PAHs | |
| Wang et al. | Adsorption behavior of phenanthrene on CTAB-modified polystyrene microspheres | |
| ben Hammouda et al. | Buoyant oleophilic magnetic activated carbon nanoparticles for oil spill cleanup | |
| Babalar et al. | A novel polymer coated magnetic activated biochar-zeolite composite for adsorption of polystyrene microplastics: Synthesis, characterization, adsorption and regeneration performance | |
| JP4121419B2 (ja) | 粘土系磁性吸着剤およびその製造方法 | |
| Li et al. | Preparation of magnetic Janus microparticles for the rapid removal of microplastics from water | |
| Al Ajmi et al. | Biomass-metal oxide nano composite for the decontamination of phenol from polluted environment-parametric, kinetics and isotherm studies | |
| Zhao et al. | Efficient adsorption of butyl xanthate by imidazolium ionic liquid modified fumed silica | |
| Khosravani et al. | Efficient lead removal from aqueous solutions using a new sulfonated covalent organic framework: Synthesis, characterization, and adsorption performance | |
| Ferenj et al. | Hagenia abyssinica-biomediated synthesis of a magnetic Fe3O4/NiO nanoadsorbent for adsorption of lead from wastewater | |
| RU2606778C2 (ru) | Способ разделения водонефтяной эмульсии с использованием наночастиц | |
| RU2478425C1 (ru) | Адсорбент масла и способ получения адсорбента масла |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190429 |