Способ деэмульсации нефти

 

Сущность изобретения, в поток транспортируемой по трубопроводу нефти подают поток деэмульгатора в виде поперечной струи, причем предварительно поток деэмульатора делят на части, которые подают в поток нефти системой коаксиальных струй. 4 табл

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 494171 5/04 (22) 04.06.91 (48) 30.1093 Ьоп. hh 39-40 (71) Казанский фипиап Московского энергетического института (72) Гапицкий ЮЯ. (73) Казанский фипиап Московского энергетического института (в) «RU (и) 2001939 С1 (51) 5 C10G33 04 (54) СПОСОБ ДЕЭМУЛЬСАЦИИ НЕФТИ (57) Сущность изобретения: в поток транспортируемой по трубопроводу нефти подают поток деэ— мупьгатора в виде поперечной струи, причем предварительно поток деэмупьатора делят на части, которые подают в поток нефти системой коаксиальных струй. 4 табл.

1 Э

CO

CO

1О О

2001939

Изобретение относится к способу деэмульсации нефти на нефтепромыслах и может быть использовано в нефтяной промышленности при внутритрубном теплохимическом обезвоживании и обессоливании нефти.

Известен способ деэмульсации нефти путем введения в поток транспортируемой нефти раствора деэмульгатора с последующим подогревом смеси и отстаиванием. При этом деэмульгатор распыливают в потоке нефти под избыточным давлением 120 — 150 атм.

При реализации данного способа требуется сложное оборудование для создания столь высоких давлений. Кроме того, расход деэмульгатора при измерении расхода нефти не поддерживается оптимальным, т.е. требуется завышенное количество реагента, Близким техническим решением к изобретению является способ деэмульсации нефти, заключающийся в введении раствора деэмульгатора в поток транспортируемой по трубопроводу нефти с последующим ее подогревом и отстаиванием, при этом в трубопровод путем распыливания подают водяной пар поддавлением, превышающим рабочее давление в трубопроводе на 2-4 атм. и в образующуюся при распыливании зону пониженного давления вводят раствор деэмульгатора.

Недостатком данного способа является относительно невысокая эффективность деэмульсаоии нефти.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ деэмульсации нефти, заключающийся в подаче в поток транспортируемой по трубопроводу нефти деэмульгатора и водяного пара, распыляемого под давлением, превышающим рабочее давление в трубопроводе, нагрев и отстой, причем водяной пар и деэмульгатор подают коаксиальными струями, поперечными потоку нефти, Водяной пар при этом подают наружный кольцевой струей по отношению к струе деэмульгатора.

Недостатком способа является использование дополнительного рабочего тела— пара, что ведет к усложнению способа деэмульсации нефти, Целью изобретения является упрощение технологии и повышение качества процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе деэмульсации нефти. заключающемся в подаче в поток транспортируемой по трубопроводу нефти деэмульгатора в виде поперечной струи, нагрев и отстой, согласно изобретению, поток деэмульгатора

45 предварительно делят на части, которые подают в поток нефти системой коаксиальных струй.

Деэмульгатор подают в поток транспортируемой нефти системой поперечных струй. При такой схеме организации процесса реализуется принципиальная возможность достаточно эффективного массообмена, что достигается благодаря высокой интенсивности конвективного массопереноса. Однако значительным недостатком такой схемы органиэации процесса является очень низкая стабильность массообменных характеристик. Как следствие, любые отклонения конструктивных и технологических параметров от номинальных определяют резкое снижение качества подготовки смеси и эффективности процесса деэмульсации. В известном способе для поддержания качества массообменных процессов на неизменном уровне используется дополнительное рабочее тело. Изменение расхода (скорости струй рабочего тела — пара) позволяет поддерживать качество массообменных процессов на неизменном уровне при изменении условий эксплуатации. Как следствие, способ определяют необходимость использования дополнительного рабочего тела — пара, что усложняет эксплуатацию устройств, реализующих этот способ. С другой стороны при значительных различных в скоростях струй пара и деэмульгатора (подаваемых коаксиально) влияние пара на качество подготовки процессов снижается. В изобретении коаксиально подаются струи деэмульгатора, который предварительно разделяется на несколько частей и автономно дросселируется. При перераспределении деэмульгатора между частями обеспечивается поддержание качества масообменных процессов без использования дополнительного рабочего тела, что существенно упрощает технологию процесса деэмульсации.

На чертеже приведены принципиальная схема устройства, реализующего способ деэмульсации нефти в соответствии с изобретением.

По трубопроводу 1 поступает поток обрабатываемой нефти. На боковой поверхности трубопровода 1 расположены коаксиальные сопла 2, 3, 4, которые снабжены подводящими патрубками 5, б, 7, снабженными дроссельными задвижками 8, 9, 10. Патрубки 5, 6, 7 сообщаются с коллектором деэмульгатора 11, снабженного подводящим патрубком 12.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

2001939

Поток обрабатываемой нефти поступает по трубопроводу 1. Деэмульгатор из патрубка 12 поступает в коллектор 11, а из него через патрубки 5, б, 7 — в сопла 2, 3, 4, Деэмульгатор из коаксиальных сопел 2, 3, 4 истекает в поток обрабатываемой нефти системой коаксиальных поперечных струй. В пределах трубопровода 1 осуществляется взаимодействие сносящего потока обрабатываемой нефти с системой коаксиальных поперечных струй, что определяет высокое качество подготовки смеси и деэмульсации нефти.

Поддержание стабильного качества массообменных процессов при изменении условий эксплуатации достигается за счет перераспределения деэмульгатора между коаксиальными струями, При увеличении относительного расхода деэмульгатора (что необходимо, например, при увеличении исходной обводненности нефти) поддержание высокого качества подготовки смеси достигается за счет выравнивания скоростей в струях деэмульгатора, истекающих через разные сопла. При уменьшении относитель ного расхода деэмульгатора (потребного значения) необходимо деэмульгатор распределять через сопла с наименьшей проходной площадью (наименьшим эквивалентным диаметром струй в устое). В общем случае диапазон стабильной работы устройства, реализующего данный способ, возрастает при увеличении количества коаксиальных сопел и увеличения разницы в эквивалентных диаметрах, После интенсивного массообмена деэмульгатора и нефти осуществляют нагрев и отстой нефтяной

1 жидкости.

Пример 1. В поток нефтяной жидкости, поступающий в устройство для деэмульсации со скоростью 2 м/с, с помощью дозировочного насоса вводится деэмульгатор (дисольван 4411). Характеристики эмульсии. плотность p= 0,9 г/см, исходная з обводненность меняется в диапазоне

15-30 Деэмульгатор вводится через 4 коаксиально расположенных сопла d = 0,05, где d — относительный диаметр коаксиальной струи с наибольшим наружным диамет— (1макс

РОм омакс. d, где d< — диаметр т трубопровода, при m = 0,5, где m — - соотношение площадей коаксиальных струй в устье (внутреннее сопло имеет диаметр 1 мм, толщина стенки 0,1 мм, наружное сопло имеет внутренний диаметр 1,85 мм).

В табл. 1 приведены данные по качеству деэмульсации, которое достигается за счет перераспределения деэмульгатора между

45 частями. В таблице параметр перераспре Ран деления К = вЂ,к-т, вЂ, где Л Р„ — перепад

ыгн давления на внутреннем сопле, Л Рн — перепад давления на наружном сопле, К = х>, когда весь деэмульгатор подается только через внутреннее сопло.

В табл. 1 приведены значения по оптимальному изменению К, При увеличении исходной обводненности возрастает доля (часть) деэмульгатора, подаваемого через сопла с большей проходной площадью и соответственно уменьшается доля деэмульгатора, подаваемого через меньшее сопло (с меньшей площадью

F, через внутреннее сопло). Тем самым обеспечивается поддержание оптимального распределения струй деэмульгатора по сечению потока эмульсии при изменении условий эксплуатации. в частности, исходной обводненности. В том случае, когда перераспределение не происходит (К = const), качество деэмульсации резко снижается.

Данные приведены в табл, 2.

Пример 2, Проводят испытания по обезвоживанию нефти в соответствии с изобретением и по известному способу.

В табл. 3 приведены величины диапазона изменений исходной обводненности, в пределах которых обеспечивается стабильность массообменных процессов и, следовательно, стабильности деэмульсации нефти, Из табл. 3 видно, что стабильность массообменных процессов возросла в 5 раз. в случае реализации способа по изобретению. При условии отличия m от 1 в любую сторону (преимущественно при увеличении размеров, площади, наружной струи) стабильность массообмена, т.е. диапазон изменения исходной обводненности, в которой обеспечивается эффективная деэмульсация, возрастает. При этом увеличение исходной обводненности определяет необходимость монотонного возрастания параметра К вЂ” увеличения доли деэмульгатора, поступающего наружной кольцевой струей.

С увеличением числа коаксиальных струй для подачи деэмульгатора исключается необходимость использования дополнительного рабочего тела (пара), используемого в известном способе, кроме того, повышается и качество полученной в процессе деэмульсации нефти.

В табл. 4 приведены результаты сравнительных испытаний.

2001939

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

В способе по изобретению деэмульгатор подавали через три коаксиальных сопла с разными площадями, Использование технического решения позволит повысить качество деэмульсации нефти при изменении исходных параметров (обводненности. содержания солей) при конструктивных отклонениях в устройствах, реализующих предлагаемый способ. (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 551166773311,, кКл, С 10 G 33/06, 1977.

5 Авторское свидетельство СССР № 761542, кл. С 10 G 33/04. 1980.

Авторское свидетельство СССР

N1601108,,кл,,С 10 G 33/04, 1990.

2001939

Формула изобретения

Составитель Н.Кириллова

Редактор T.Ïèëèïåíêo Техред М.Моргентал Корректор С.Лисина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3155

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

СПОСОБ ДЕЭМУЛЬСАЦИИ НЕФТИ и утем подачи в поток транспортируемой по трубопроводу нефти потока деэмульгатора 5 в виде струи, поперечной потоку нефти, нагрева и отстоя, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и повышения качества нефти, поток деэмульгатора предварительно делят на части, которые подают в поток нефти системой коаксиальных струй.