SU734245A1 - Способ обезвоживани и обессоливани нефти - Google Patents

Description

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, а именно к процессам обезвоживания и обессоливания нефти при подготовке ее на нефтяных промыслах. Известные способы теплохимического обезвоживания и обессоливания нефти основаны на разрушении водонефтяной эмульсии на стационарных установках с применением операций по нагреву эмульсии, вводу в нее реагента-деэмульгатора, теплой дренажной и пресной горячей воды и последующему отстою, нередко с использованием электрического поля [1]. 15

Однако известные способы недоста’точно эффективны и требуют больших материальных затрат на выполнение перечисленных операций.

Наиболее близким по технической 20 сущности к изобретению является способ, включающий ступень предварительного сброса воды с использованием теплой дренажной воды, обезвоживание нефти путем ввода реагента-де- 25 эмульгатора, нагрев эмульсии в теплообменниках и подогревателях и отстоя, а также обезвоживание и обессоливание путем повторного ввода деэмульгатора, перемешивания с горячей пресной водойJ0 и отстоя в шаровых электроде гидрато-¹ рах [2].

Однако известный способ недостаточ но эффективен и требует больших мате5 риальных затрат на тонну готовой нефти, так- как при его осуществлении всю нефть: после ступени обезвоживания необходимо направлять на ступень обессоливания, что ведет к дополни10 тельным затратам и удлиняет процесс, поскольку во всю обрабатываемую · эмульсию при этом необходимо вводить 20-30 г/т дорогостоящего реагентадеэмульгатора и добавлять 10-20%' к объему эмульсии горячей пресной воды.

Кроме того, из-за трудностей утигизации тепла, затрачиваемого на обессоливание нефти этим способом, емпература ее при поступлении в резервуары товарных парков остается высокой (38-40°С), что приводит к потерям легких фракций углеводородов .

Целью изобретения является повыше ние эффективности процесса обезвоживания и обессоливания нефти, сни· жение материальных затрат И потерь легких фракций нефти.

Эта цель достигается тем, что в известном способе обезвоживания и обессоливания нефти, включающем операции ввода реагента-деэмульгатора, теплой дренажной и пресной воды, нагрев и отстой эмульсии, в обезвоженную и обессоленную нефть (поёле ступени обессоливания) вводят часть обезвоженной, смешивают их и направляют на отстой без дополнительного введения деэмульгатора и пресной воды.

Способ эффективен во всех случаях, включая:

повышенное содержание соленой и пресной воды в обезвоженной и обессоленной нефти соответственно;

повышенное содержание пресной воды в обезвоженной и обессоленной и низкую концентрацию соленой воды в обезвоженной нефти;

низкое содержание пресной воды в обезвоженной и обессоленной нефти и повышенное в обезвоженной;

низкое содержание пресной и соленой воды как в обезвоженной и обессоленной,так и в обезвоженной нефти.

Исследования показали, что улучшение качества нефти при смешивании обезвоженной и обессоленной и обезвоженной нефтей достигается за счет проявления квазисинергетического эффекта, возникающего при объединении физико-химического потенциала обессоленной нефти с гравитационным потенциалом обезвоженной, которые в отдельности проявляются недостаточно эффективно.

В частности установлено, что обессоленная нефть обладает высоким физико-химическим потенциалом снижения уровня свободной поверхностной энергии за счет диффузионно распределенного в ней деэмульгатора, который частично реализуется в ней с большим трудом путем длительного осаждения легких капель пресной промывочной воды при дополнительном отстое,а в большей части остается нереализованным.

Исследования, выполненные в этой области, позволили установить, что этот потенциал может быть эффективно использован для обессоливания обезвоженной нефти, обладающей низким физико-химическим и высоким гравитационным потенциалом, обусловленным высокой соленостью и высоким удельным весом капель пластовой воды. Объединение потенциалов эмульсий обоих типов позволяет получить новый эффект — резкое снижение балласта в нефти по сравнению с расчетным средневзвешенным за счет приведения в действие потенциалов обоих типов и вытекающих из этого коалесценции и перехода в состав дренажной воды соленых капель обезвоженной и опресненных капель обессоленной нефти.

Положительные результаты, обусловленные получением кондиционной нефти, соответствующей установленному ГОСТу (содержание воды до 0,2%, солей до 50 мг/л), по обессоливанию обеэвоженной нефти за счет использования

-> кваэисинергетических потенциалов смешиваемых обезвоженной и обессоленной нефтей достигаются в том случае, когда нижний предел смешивае. мых нефтей 10:90, а верхний 45:55, ’ При содержании в смеси обезвоженной нефти менее 10% гравитационного потенциала недостаточно и процесс обессоливания идет лишь за счет разбавления солей в смеси. И, наоборот, при превышении в смеси обезвоженной нефти свыше 45% преобладает гравитационный потенциал, но не хватает физико-химического, в результате чего . процесс обессоливания идет малоэфФек20 тивно, Наиболее эффективно процесс протекает при транспортировании смеси нефтей в турбулентном режиме при времени транспортирования, превышающем 20 мин.

Пример 1. Поступающую с групповых установок водонефтяную эмульсию, содержащую 25% пластовой воды, направляют в резервуар предваjQ рительного сброса воды. Перед входом в резервуар в трубопровод вводят теплую дренажную воду, содержащую реагент-деэмульгатор, которую отбирают из отстойников первой ступени обезвоживания. При этом общее количество воды в эмульсии поддерживают в пределах 35-40%. В выходящую из резервуара предварительного сброса воды эмульсию вводят реагент-деэмульгатор из расчета 40 г/т нефти и после нагрева ее в теплообменниках и нагревателях до 50°С направляют в отстойники первой ступени обезвоживания. На выходе из этой ступени в нефть, содержащую 0,88% воды и 860 мг/л солей, добавля45 ют 12% нагретой до 70°С пресной воды, реагент-деэмульгатор из расчета 20 г/т и направляют в отстойники ступени обессоливания.Обессоленную нефть, содержащую 0,3% воды и 90 мг/л солей, 5Q смешивают с обезвоженной, не подвергав шейся обработке дополнительным количеством пресной воды и деэмульгатора, из расчета 1 ч обезвоженной на 5 ч обессоленной нефти и направляют на отстой. В отстойной аппаратуре температура нефти составляет 33°С. После отстоя в течение 1 часа и сброса воды нефть содержит 0,1% воды и 40 мг/л солей. В качестве отстойной аппаратуры могут быть использованы резерву60 ары товарных парков.

Таким образом, 20% о^езвоженной нефти было обессолено с 860 до 40 мг/л без дополнительных затрат на промывочную воду и реагент-деэмульгатор.

Одновременно с этим содержание воды в обессоленной нефти снизилось с О,3 до 0,1 %.

Пример 2. На головном участке нефтепровода ''Дружба'¹ смешивают обезвоженную до 1-1,2% сибирскую нефть (содержание солей до 300 мг/л) с обессоленной до 50 мг/л татарской (содержание воды до 0,2%). Объемы смешиваемых нефтей составляют 20000 т/сут обезвоженной и 160000т/сут обессоленной. При этом средняя тем- . пература сибирской обезвоженной нефти составляет 12-14 С, а татарской обессоленной 25-30°С. Затем смесь нефтей в течение 38 часов транспортируют в турбулентном режиме (Re=80000) по трубопроводам диаметром 1000 и 800 мм,15 длиной 275 км до насосноперекачивающей станции Лопатино, где после отстаивания в резервуарах в течение 45 мин содержание солей в нефти 30-40 мг/л, воды 0,1-0,2%. 20

Пример 3. Обезвоженную (до 0,8% воды и 750 мг/л солей) на термохимических обезвоживающих установках девонскую нефть смешивают в приемной трубе насосно-перекачивающей станции 25 с обессоленной на установках комплексной подготовки нефтью, со средним содержанием воды 0,18%,солей 38 мг/л. Соотношение смешиваемых нефтей составляло: обезвоженной 45%, обессоленной 55%. Средняя температура обезвожен-Зв ной нефти 18°С, а обессоленной 29°С. Смесь нефтей транспортируют в течение 42 часов в турбулентном режиме (Re= =50000) по магистральному нефтепроводу Альметьевск-Самара диаметром 35

1000 мм и протяженностью 279 км в резервуары нефтеперекачивающей станции Самара. После отстоя в резервуарах в течение 60 мин содержание воды в нефти до 0,2%, солей до 40 мг/л. до Пример 4. Обезвоженную до

1% (содержание солей 296 мг/л) сибирскую нефть смешивают в приемной трубе насосной станции Калейкино с обессоленной до 40 мг/л (содержание воды до 0,9%) татарской нефтью в соотношении 25J75-соответственно. При этом температура сибирской обезво женной не’фти 20° С, а обессоленной татарской 28°С. Средневзвешенное содержание солей в смеси нефтей составляет 115 мг/л. Смесь нефтей транспортируют по магистральному нефтепроводу в турбулентном режиме (Re= =50000) в течение 48 часов в резервуары нефтеперекачивающей станции Самара на расстоянии 279 км, где после отстоя в течение 1 часа содержание воды в нефти 0,20%, солей 35 мг/л.

Claims (2)

1. Эта цель достигаетс  тем, что в известном способе обезвоживани  и обессоливани  нефти, включающем операции ввода реагента-деэмульгатора, теплой дренажной и пресной воды, нагрев и отстой эмульсии, в обезвоженную и обессоленную нефть (посыле ступени обессоливани ) ввод т часть обезвоженной, смешивают их и направ л ют на отстой без дополнительного введени  деэмульгатора и пресной воды. Способ эффективен во всех случа  включа : повышенное содержание соленой и пресной воды в обезвоженной и обессоленной нефти соответственно; повышенное содержание пресной воды в обезвоженной и обессоленной и низкую концентрацию соленой воды в обезвоженной нефти; низкое содержание пресной воды в обезвоженной и обессоленной нефти и повышенное в обезвоженной; низкое содержание пресной и соленой воды как в обезвоженной и обессоленной ,так и в обезвоженной нефти Исследовани  показали, что улучшение качества нефти при смешивании обезвоженной и обессоленной и обезвоженной нефтей достигаетс  за счет про влени  квазисинергетического эффекта, возникаю1чего при объединен физико-химического потенциала обесс ленной нефти с гравитационным потен циалом обезвоженной, которые в отдельности про вл ютс  недостаточно эффективно. В частности установлено, что обе соленна  нефть обладает высоким физико-химическим потенциалом снижени уровн  свободной поверхностной эне гии за счет дифлузионно распределен ного в ней деэмульгатора, который частично реализуетс  в ней с больши трудом путем длительного осаждени  легких капель пресной промывочной воды при дополнительном отстое,а в большей части остаетс  нереализован ным. Исследовани , выполненные в этой области, позволили установить, что этот потенциал может быть эффективн использован дл  обессоливани  обезвоженной нефти, обладающей низким физико-химическим и высоким гравита ционным потенциалом, обусловленным высокой соленостью и высоким удельным весом капель пластовой воды. Объединение потенциалов эмульсий об типов позвол ет получить новый эффект - резкое снижение балласта в нефти по сравнению с расчетным сред невзвешенным за счет приведени  в действие потенциалов обоих типов и вытекающих из этого косшесценции перехода в состав дренажной воды со леных капель обезвоженной и опресненных капель обессоленной нефти. Положительные результаты, обусловенные получением кондиционной нефти, соответствующей установленному ГОСТу (содержание воды до 0,2%, солей о 50 мг/л) , по обессоливанию обезвоенной нефти за счет использовани  квазисинергетических потенциалов мешиваемых обезвоженной и обессоленной нефтей достигаютс  в том случае , когда нижний предел смешшваемых нефтей 10:90, а верхний 45:55, При содержании в смеси обезвоженной нефти менее 10% гравитационного потенциала недостаточно и процесс обессоливани  идет лишь за счет разбавлени  солей в смеси. И, наоборот, при превышении в смеси обезвоженной нефти свыше 45% преобладает гравитационный потенциал, но не хватает физико-химического, в результате чего . процесс обессоливани  идет малоэффективно . Наиболее эффективно процесс протекает при транспортировании смеси нефтей в турбулентном режиме при времени транспортировани , превышающем 20 мин. Пример 1. Поступающую с групповых установок водонефт ную эмульсию, содержащую 25% пластовой воды, направл ют в резервуар предварительного сброса воды. Перед входом в резервуар в трубопровод ввод т теплую дренажную воду, содержащую реагент-деэмульгатор, которую отбирают из отстойников первой ступени обезвоживани . При этом общее количество воды в эмульсии поддерживают в пределах 35-40%. В выход щую из резервуара предварительного сброса воды эмульсию ввод т реагент-деэмульгатор из расчета 40 г/т нефти и после нагрева ее в теплообменниках и нагревател х до 50с направл ют в отстойники первой ступени обезвоживани . На выходе из этой ступени в нефть, содержащую 0,88% воды и 860 мг/л солей, добавл ют 12% нагретой до 70°С пресной воды, реагент-деэмульгатор из расчета 20 г/т и направл ют в отстойники ступени обессоливани .Обессоленную нефть, содержащую 0,3% воды и 90 мг/л солей, смешивают с обезвоженной, не подвергавшейс  обработке дополнительным количеством пресной воды и деэмульгатора, из расчета 1 ч обезвоженной на 5 ч обессоленной нефти и направл ют на отстой. В отстойной аппаратуре температура нефти составл ет 33°С. После отсто  в течение 1 часа и сброса воды нефть содержит 0,1% воды и 40 мг/л солей, В качестве отстойной аппаратуры могут быть использованы резервуары товарных парков. Таким образом, 20% обезвоженной нефти было обессолено с 860 до 40 мг/л без дополнительных затрат на nuoNHBO4ную воду и реагент-деэмульгатор. Одновременно с этим содержание воды в обессоленной нефти снизилось с О,3 до О,1 %. Пример 2. На головном участ ке нефтепровода Дружба смешивают обезвоженную до 1-1,2% сибирскую нефть (содержание солей до 300 мг/л) с обессоленной до 50 мг/л татарской (содержание воды до 0,2%). Объемы смешиваемых нефтей составл ют 20000 т/сут обезвоженной и 160000т/су обессоленной. При этом средн   температура сибирской обезвоженной нефти составл ет 12-14 С, а татарской обессоленной 25-30°С. Затем смесь нефтей в течение 38 часов транспортируют в турбулентном режиме (Re 80000) по трубопроводам диаметром 1000 и 800 м длиной 275 км до насосноперекачивающей станции Лопатино, где после отстаивани  в резервуарах в течение 45 мин содержание солей в нефти 30-40 мг/л, воды 0,1-0,2%. Пример 3. Обезвоженную (до 0,8% воды и 750 мг/л солей) на термо химических обезвоживающих установках девонскую нефть смешивают в приемной трубе насосно-перекачивающей станции с обессоленной на установках комплек нрй подготовки нефтью, со средним содержанием воды О,18%,солей 38 мг/л Соотношение смещиваемых нефтей составл ло: обезвоженной 45%, обессолен ной 55%. Средн   температура обезвож ной нефти 18°С, а обессоленной 29°С. Смесь нефтей транспортируют в течение 42 часов в турбулентном режиме (Re 50000) по магистральному нефтепроводу Альметьевск-Самара диаметром 1000 мм и прот женностью 279 км в резервуары нефтеперекачивающей станции Самара. После отсто  в резервуарах в течение 60 мин содержание воды в нефти до 0,2%, солей до 40 мг/л. Пример 4. Обезвоженную до 1% (содержание солей 296 мг/л) сибирскую нефть смешивают в приемной трубе насосной станции Калейкино с обессоленной до 40 мг/л (содержание воды до 0,9%) татарской нефтью в соотношении 25J75-соответственно. При этом температура сибирской обезвоженной нефти 20° С, а обессоленной татарской . Средневзвешенное содержание солей в смеси нефтей составл ет 115 мг/л. Смесь нефтей транспортируют по магистральному нефтепроводу в турбулентном режиме (Re 50000) в течение 48 часов в резервуары нефтеперекачивающей станции Самара на рассто нии 279 км, где после отсто  в течение 1 часа содержание воды в нефти 0,20%, солей 35 мг/л. Формула изобретени  1.Способ обезвоживани  и обессоливани  нефти, включающий обработку водонефт ной эмульсии реагентом-деэмульгатором и дренажной водой при нагревании, выделение воды из ЭМУЛЬСИИ с получением обезвоженной нефти , обработку последней гор чей пресной водой и реагентом-деэмульгатором с получением вторичной эмульсии пресной воды и нефти, выделени  из вторичной эмульсии воды с получением обезвоженной и обессоленной , отличающий с  тем, что, с целью снижени  материальных и энергетических затрат, к обезвоженной и обессоленной нефти добавл ют обезвоженную нефть в количестве,- обеспечивающем Получение смеси, содержащей 10-45% обезвоженной нефти, транспортируют полученную смесь в отстойник, в котором отдел ют выделившуюс  воду с получением обезвоженной и обессоленной нефти. 2,Способ по П.1, отличаю-, щ и и с   тем, что транспортирование смеси обезвоженной и обессоленной нефти с обезвоженной нефтью в отстойник осуществл ют в турбулентном режиме при времени транспортировани , превышающем 20 мин. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Каспар нц К.С.Промыслова  подгоовка нефти и газа.М. , Недра ,1973, .81-92.
2. 2.Там же,с.219-225 (прототип).