Установка подготовки нефти

 

Сущность изобретения: установка содержит газосепаратор 1, отстойник 2 предварительного обезвоживания 2, и аппараты 3, 4, 5 глубокого обессоливания, обезвоживания и разгазирования, размещенные друг под другим и выполненные в виде одной общей вертикальной колонны. Ниже аппарата 5 установлена дополнительная колонна , выполненная из размещенных друг под другом аппарата 6 очистки пластовой воды и аппарата 7 подготовки пресной воды Ап парат 3 снабжен жаровой трубой 8, размещенной вне вертикальной колонны. Пластовая вода с аппаратов 2, 3 и 4 сбрасывается в аппарат 6, где очищается от нефти и, далее - в аппарат 7, в котором подвергается обессоливанию. Часть пресной воды возвращается в аппарат 3 для вымывания солей из нефти. Перекачка нефти из аппарата 6 осуществлена струйным насосом 37, а откачка газа - эжектором 34. Нагрев нефти в аппарате 3 производится за счет сжигания попутного нефтяного газа в жаровой трубе 8, отбираемого из газосепзратора. 1 з п флы, 1 ил. (Л С ШПП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ С К ИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4840574/26 (22) 02,04.90 (46) 30,08.92. Бюл, N 32 (71) Казанский химико-технологический институт им. С.M.Êèðîâà и Татарский научно. исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения (72) Ю.Ф.Коротков, Н,А.Николаев, Р.А,Нейман, M.Ñ.Ðóçàëü и Н.А.Макаров (56) Авторское свидетельство СССР

N 1450840, кл. В 01 D 17/02, 1987, (54) УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ НЕФТИ (57) Сущность изобретения: установка содержит газосепаратор 1, отстойник 2 предварительного обезвоживания 2, и аппараты

3, 4, 5 глубокого обессоливания, обезвоживания и разгазирования, размещенные друг под другим и выполненные в виде одной

Изобретение относится к установкам подготовки нефти и может быть использовано на нефтепромыслах при обезвоживании, обессоливании и разгазировании нефти.

Целью изобретения являе1ся повышение качества подготовки нефти за счет снижения в ней содержания воды, солей и газа негревом и промывкой пластовой водой без увеличения энергозатрат на очистку пластовой воды от нефти и возврат отделенной от воды нефти при очистке в голову процесса, Это достигается тем, что известная установка подготовки нефти, включающая размещенные по высоте вертикальной колонны сверху вниз газосепаратор, отстойник предварительного обезвоживания и,, Я3,Ä 1757702 Al общей вертикальной колонны. Ниже àïïàрата 5 установлена дополнительная колонна, выполненная из размещенных друг под другом аппарата 6 очистки пластовой воды и аппарата 7 подготовки пресной воды. Аппарат 3 снабжен жаровой трубой 8, размещенной вне вертикальной колонны, Пластовая вода с аппаратов 2, 3 и 4 сбрасывается в аппарат 6, где очищается от нефти и, далее — в аппарат 7, в котором подвергается обессоливанию. Часть пресной воды возвращается в аппарат 3 для вымывания солей из нефти. Перекачка нефти из аппа рата 6 осуществлена струйным насосом 37, а откачка газа — эжектором 34. Нагрев нефти в аппарате 3 производится за счет сжигания попутного нефтяного газа в жаровой трубе

8, отбираемого из газосепараторэ. 1 з.ll.ôлы,1ил, аппараты глубокого обессоливания, обезвоживания и разгазирования, штуцеры HblBOда пластовой воды, установленные в нижней части боковых стенок отстойника и аппаратов глубокого обессоливания и обезвоживания, линию вывода попутного нефтяного газа из газосепаратора и трубопровод сырой нефти, соединенный с газосепаратором, согласно изобретению она снабжена дополнительной колонной, установленной ниже вертикальной колонны и выполненной из размещенных по высоте сверху вниз аппарата очистки пластовой воды.и аппарата подготовки пресной воды с трубопроводом транспорта воды и водяным насосом, эжектором, установленным нэ линии вывода по1757702 путного нефтяного газа из газосепаратора и соединенным с верхней частью аппарата очистки пластовой воды, струйным насосом, установленным на трубопроводе сырой нефти и соединенным со средней частью аппарата очистки пластовой воды, à аппарат глубокого обессоливания снабжен нагревателем и штуцерам ввода пресной стенке аппарата глубокого обессоливания снаружи, и вертикальной жаровой трубы, размещенной вне вертикальной колонны и имеющей штуцер ввода попутного нефтяного газа, соединенный с линией вывода попутного нефтяного газа из газосепаратора, нижнюю рубашку, соединенную трубопроводом с рубашкой на аппарате глубокого

20 обессоливания, и верхнюю рубашку, соеди ненную со штуцерам ввода пресной воды аппарата глубокого обессоливания и выходом водяного насоса, Это позволяет осуществить подготовку

25 нефти до товарной кондиции в одной колонне, верхняя часть которой проявляет свойства аппарата для сепарации нефти из попутного нефтяного газа и обезвоживания нефти путем холодного ее отстоя, средняя

30 часть — свойства обессоливающего аппарэта, аппарата горячей сепарации и нагревателя пластовой воды, а нижняя часть— свойства аппарата для обезвоживания нефти путем горячего ее отстоя, аппарата горячей сепарации и буферной емкости, а также подготовку пластовой воды с использованием одной колонны, верхняя часть которой

35 проявляет свойство аппарата для очистки пластовой воды от нефти, а нижняя часть— свойства аппарата для абессоливания пла40 стаВОЙ ВОды

Трубопровод сырой нефти са струйным насосом в предлагаемой установке подготовки нефти проявляет новое свойство, а именно свойство насоса перекачки нефти из аппарата очистки пластовой воды в голо- ву процесса, а линия вывода попутного нефтяного газа из газосепаратора с эжектором — свойство насоса для откачки газа из аппарата очистки пластовой воды потребителю. 50

На чертеже показана схема установки подготовки нефти.

Установка содержит размещенные по высоте вертикальной колонны сверху вниз газосепаратор 1, отстойник 2 предварительного обезвоживания, аппарат 3 глубокого

55 обессол ива ния, аппарат 4 глубо кого абезвоживания и аппарат 5 глубокого разгазирования, дополнительную колонну, установленную ниже аппарата 5 и выполводы, размещенным в его средней части.

Кроме того, нагреватель выполнен в ви- 10 де рубашки, установленной на боковой иенную из размещенных по высоте сверху вниз аппарата 6 очистки пластовой воды и аппарата 7 подготовки пресной воды, нагреватель в виде вертикальной жаровой трубы

8, вынесенной за пределы вертикальной колонны, нефтяной насос 9 и водяной насос

10.

Газосепаратор 1 снабжен штуцером 11 ввода газонасыщенной сырой нефти, штуцером 12 вывода попутного нефтяного газа и распределителем 13 жидкости, установленным в газосепараторе 1 и соединенным со штуцером 11.

Над распределителем 13 установлен каплеуловитель, выполненный из уголков

14, расположенных друг нэд другом в шахматном порядке по образующим конуса и обращенных вершиной вверх. Днище газосепаратора 1, являющееся одновременно верхней стенкой отстойника 2. выполнено в виде конуса 15 с центральным отверстием

16. Между распределителем 13 и конусом 15 установлены риасположенные друг над другом в шахматном порядке и обращенные вершиной вверх горизонтальные уголки 17.

Отстойник 2 снабжен расположенным в

его нижней части боковой стенки штуцером

18 вывода пластавой воды, вертикальным патрубком 19, установленным на днище 20, и сливной трубой 21, вмонтированной в днище так, что верхний ее торец 22 расположен ниже верхнего торца 22 патрубка 19, а нижний торец 24 — ниже днища.

Аппараты 3 и 4 также, как и отстойник

2, снабжены штуцером 18, вертикальным патрубком 19 и сливной трубой 21, причем верхний торец 22 трубы 21 днища 20 нижерасположенного аппарата расположен выше нижнего торца 24 трубы 21 днища 20 вышерасполаженного аппарата.

Аппарат 3 снабжен рубашкой 25 со штуцерами ввода и вывода теплоносителя 26 и

27, На боковой стенке аппарата 3 выше штуцера 18, установлен штуцер 28 ввода пресной воды.

Аппарат5снабжен штуцером29 вывода нефти, соединенным трубопроводом 30, на котором установлен клапан 31, с насосом 9, Аппарат 6 соединен трубопроводом 32 со штуцерами 18 аппаратов 2, 3 и 4, трубопроводом 33 — с рабочей камерой 34 зжектора, сопла которого соединено пОсредством трубопровода 35 со штуцером 12 газосепаратора 1, и трубопроводом 36 — с рабочей камерой струйного насоса 37, выход которого соединен посредством трубопровода 38 со штуцером 11 газосепэратора 1, э сопла служит входом для газонасыщенной водонефтяной смеси.

1757702

На трубопроводе 32 установлены клапаны 39. Трубопровод 35 снабжен регулятором 40 давления газа.

Аппарат 7 соединен трубопроводом 41 с входом насоса 10, выход которого соединен с трубопроводом 42 транспорта воды.

На трубопроводе 41 установлен клапан 43, в нижней части аппарата 7 — приспособление 44 для выгрузки соли, Жаровая труба 8 снабжена нижней рубашкой 45 со штуцером 46, соединенным трубопроводом 47 со штуцером 27, и штуцером 48, соединенным трубопроводом.49 со штуцером 26 рубашки 25, а также верхней рубашкой 50 со штуцером 51, соединенным трубопроводом 52 с трубопроводом 42, и штуцером 53, соединенным трубопроводом

54 со штуцером 28 аппарата 3. В нижней части жаровой трубы 8 установлен штуцер

55 ввода попутного нефтяного газа, соединенный трубопроводом 56 с магистральным трубопроводом 57, вход которого соединен с выходом эжектора 34. Нэ трубопроводе 52 установлен клапан 58, а на трубопроводе 56 — клапан 59.

В аппаратах 2, 3 и 4 установлейы датчики 60 межфазного уровня, воздействующие на клапаны 39, а в емкости 5 — датчик уровня

61, воздействующий нэ клапан 31.

Установка работает следующим образом.

Газонасыщенная сырая нефть под избыточным давлением поступает в струйный насос 3?, из которого выбрасывается в трубопровод 38 и далее через штуцер 11 газосепэратора 1 — в распределитель 13, Из распределителя нефть сбрасывается в виде равномерно распределенных по сечению газосепаратора струй на уголки 17. При ударе об уголки струи теряют большую часть кинетической энергии и распадаются на капли. В результате распада струй на капли и их дробления при соударении друг с другом происходит разрушение бронирующих оболочек на каплях и создается сильно раз-. витая поверхность межфазного контакта.

Газ, отделившийся от нефти в гэзосепараторе 1, уходит вверх, увлекая за собой мелкие капли жидкой фазы. Проходя уголки

14, газ отделяется от капель, которые оседают на стенках уголков 14, укрупняются и сбрасываются вниз.

Поток нефти при прохождении уголков

17 полностью гасит кинетическую зйертию, плавно стекая на конус 15, и через отверстие 16 конуса 15 уходит в отстойник 2, В процессе холодного отстаивания жидкой фазы в отстойнике нефть всплывает вверх и по трубе 21 уходит в аппарат 3, а пластовая вода оседает вниз и через штуцер 18 сбра15

25

30. ется в аппарат 6. Нагрев нефти в аппарате

40 сопровождается также интенсивным выде55

10

50 сывается по трубопроводу 32 в аппарат 6. В аппарате нефть нагревается от горячего теплоносителя, циркулирующего по замкнутой схеме: рубашка 45 — штуцер 48 — трубопровод 49 — штуцер 26 — рубашка 25 — штуцер

27 — трубопровод 47 — штуцер 46 — рубашка

45.

Иэ нагретой в аппарате 3 нефти интенсивно выделяются растворенные в ней газы, водяной пар и пары легких углеводородных фракций, которые уходят в патрубок 19 отстойника 2, При контактировании с холодной стенкой патрубка 19 пары конденсируются и сбрасываются обратно в аппарат 3, а газ охлаждается и из патрубкэ

19 поступает в газовое пространство отстойника 2, откуда уходит через отверстие

16 конуса 15 в гаэосепаратор.

Иэ газосепаратора газ уходит через штуцер 12 в трубопровод 35 и далее — s эжектор 34, иэ которого газ выбрасывается в магистральный газопровод 57, Часть газа направляется из газопровода 57 в трубопровод 56 и через штуцер 55 — в жаровую трубу

8, в которой сжигается, отдавая тепло через стенку промежуточному теплоносителю и пресной воде. Нагрев нефти в аппарате 3 промежуточным теплоносителем через стенку рубашки 25 и горячей пресной водой, поступающей в аппарат 3 через штуцер 28, сопровождается разрушением бронирующих оболочек на глобулах пластовой воды, присутствующих в нефти, и интенсивным отделением от нефти пластовой воды.

Горячая пресная вода в аппарате 3 отдает тепло нефти, обессоливэет ее и вместе с пластовой водой, отделенной от нефти в процессе горячего бтстайвайия, сбрасывалением из жидкой фазы растворенного газа

Таким образом, аппарат глубокого обессоливания проявляет свойства, присущие теплообменнику, отстойнику горячего отстаивания и аппарату горячей сепарации.

Нефть, отделенная от основной массы пресной и пластовой воды в аппарате 3, сбрасывается в аппарат 4, в котором отделяется от остаточной воды и частично разгазируется. Из аппарата 4 окончательно обеэвоженная нефть сбрасывается по трубе 21 в аппарат 5, где окончательно рэзгазируется и через штуцер 29 уходит в трубопровод 30 и далее — на вход насоса 9 транспортирую.щему ее потребителю.

В аппарате 6 сброшенная с отстойника

2 и аппаратов 3 и 4 вода очищается от нефти, поступая затем в аппарат 7, а отделенная от воды нефть из аппарата 6 перекачивается струйным насосом 37 по трубопроводу 36 в

1757702 распределитель 13 газосепаратора 1. Газ непрерывно откачивается из аппарата 6 по трубопроводу 33 эжектором 34, в результате чего в газовом пространстве аппарата 6 создается разрежение, способствующее интенсивному разгазировэнию воды.

В аппарате 7 вода обессоливается и по трубопроводу 41 уходит на вход насоса 10, нагнетающего ее в трубопровод 42. Соль выгружается из аппарата 7 через приспособление 44 для выгрузки соли. Часть пресной воды отбирается за насосом 10 посредством трубопровода 52 в рубашку 50 жаровой трубы 8, где нагревается и по трубопроводу 54 направляется в аппарат 3 для вымывания солей из нефти.

Уровень воды в аппаратах 2, 3 и 4 поддерживается с помощью датчиков 60, воздействующих на клапаны 39. Расход жидкости через трубопроводы 30, 41 и 52 регулируется с помощью клапанов 31, 43 и

58, а расход газа через трубопровод 56 — с помощью клапана 59. Давление газа в газосепараторе 1 поддерживается постоянным с помощью регулятора 40 давления газа.

Уровень нефти в аппарате 5 поддерживается с помощью датчика 61, воздействующего на клапан 31.

Дополнительная колонна обеспечивает подготовку пластовой воды, а размещение этой колонны ниже аппарата 5 глубокого разгазированйя вертикальной кольйны— очистку пластовой воды за счет использования энергии пластового давления.

Струйный насос 37 обеспечивает перекачку нефти, отделенной от пластовой воды в аппарате 6, в голову процесса, при этом перекачка нефти происходит за счет энергии пластового давления.

Эжектор 34 обеспечивает откачКу газа из аппарата 6 потребителю и поддержание в этом аппарате разрежения, способствующего интенсивному выделению пузырьков растворенного газа из очищаемой воды.

Выполнение аппарата 3 глубокого обессоливания с нагревателем позволяет осуществить эффективный нагрев нефти промежуточным теплоносителем и этим интенсифицировать процесс обезвоживания и разгазирования нефти; а наличие íà аппарате 3 штуцера 28 обеспечивает обработку нефти горячей пресной водой и интенсификацию процесса обессоливанйя нефти.

Выполнение нагревателя в виде жаровой трубы 8, размещенной вне вертикальной колонны, и наружной рубашки 25 аппарата 3 исключает пожаровзрывоопасность установки и обеспечивает равномерный подвод тепла к нефти с периферии аппарата.

Экономический эффект достигается за счет повышения качества подготовки нефти.

Формула изобретения

1. Установка подготовки нефти, включающая размещенные по высоте вертикальной колонны сверху вниз газосепаратор, отстойник предварительного обезвожива10 ния, аппарат глубокого обезвоживания и обессоливания и сепаратор, штуцеры вывода пластовой воды, установленные в ниж15 ней части боковых стенок отстойника и сепаратора, линию вывода попутного нефтяного газа из газосепаратора, трубопровод сырой нефти, соединенный с газосепарэтором, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества подготовки нефти без увеличения энергозатрат, она снабжена до20 полнительной колонной, установленной ниже вертикальной колонны и выполненной из

25 размещенных по высоте сверху вниз аппарата очистки пластовой воды и аппарата подготовки пресной воды с трубопроводом транспорта воды и водяным насосом, эжектором, установленным на линии вывода по30 путного нефтяного газа из газосепаратора и соединенным с верхней частью аппарата очистки пластовой воды, струйным насосом, расположенным на трубопроводе сырой нефти и соединенным со средней частью

35 аппарата очистки пластовой воды, аппарат глубокого обезвоживания снабжен рубашкой и нагревателем со штуцером ввода нагревающего агента, соединенным с линйей вывода попутного нефтяного газа из газосепэратора и штуцером вывода нагревающего агента, соединенным с рубашкой, нижняя

40 часть аппарата очистки пластовой воды соединена со штуцерами вывода пластовой воды, аппарат глубокого обезвоживания

45 снабжен штуцером ввода пресной воды, размещеннйм в его средней части.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что нагреватель выполнен в виде вертикальной жаровой трубы, размещенной

50 вне вертикальной колонны и имеющей нижнюа рубашку; соединенную трубопроводом с рубашкой,на аппарате глубокого обезвоживания, и верхнюю рубашку, соединенную со штуцером ввода пресной воды и выходом

55 водяного насоса на трубопроводе транспорта воды.

1757702

Составитель Ю.Коротков

Редактор Л.Народная . Техред M.Mîðãàíòàë Корректор A.Долини

Заказ 2954 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101