Способ деэмульсации нефти

 

Сущность изобретения: в поток транспортируемой по трубопроводу нефти вводят деэмульгатор и часть нефти, отбираемой из трубопровода до места ввода деэмульгатора, в виде коаксиальных струй, поперечных потоку нефти. Причем нефть вводят в виде внутренней струи по отношению к струе деэмульгатора, распыляя ее при этом под давлением, превышающим давление в трубопроводе в сечении ввода деэмульгатора. 2 табл. 1 ил.

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

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

При реализации данного способа требуется сплошное оборудование для создания столь высоких давлений. Кроме того расход деэмульгатора при изменении расхода нефти не поддерживается оптимальным, т. е. требуется завышенное количество реагента.

Близким техническим решением является способ деэмульсации нефти, заключающийся в ведении раствора деэмульгатора в поток транспортируемой по трубопроводу нефти с последующим ее подогревом и отстаиванием, при этом в трубопровод путем распыливания подают водяной пар под давлением превышающим рабочее давление в трубопроводе на 2-4 атм и в образующиеся при распыливании зону пониженного давления вводят раствор деэмульгатора.

Недостатками данного способа является также относительно невысокая эффективность деэмульсации нефти.

Наиболее близким техническим решением является способ деэмульсации нефти, который заключается 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, поперечному потоку нефти. Водяной пар при этом подают наружной кольцевой струей по отношению к струе деэмульгатора.

Недостатками способа (прототипа) являются использование дополнительного рабочего тела - пара, что ведет к усложнению способа деэмульсации нефти.

Целью технического решения является упрощение технологии процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе деэмульсации нефти, заключающимся в подаче в поток транспортируемой нефти по трубопроводу деэмульгатора и дополнительного рабочего тела, распыляемого под давлением, превышающим давление в трубопроводе в сечении ввода деэмульгатора, деэмульгатор и дополнительное рабочее тело подают коаксиальными струями, поперечными потоку нефти, причем дополнительное рабочее тело вводят в виде внутренней струи по отношению к струе деэмульгатора, нагрев и отстой, согласно изобретению в качестве дополнительного рабочего тела используют часто нефть, отбираемую из трубопровода до места ввода деэмульгатора.

В прототипе и предлагаемом техническом решении деэмульгатор подают в поток транспортируемой нефти системой поперечных струй. При такой схеме организации процесса реализуется принципиальная возможность достаточно эффективного массообмена, что достигается за счет высокой интенсивности, конвективного массопереноса. Однако значительным недостатком такой схемы организации процесса является очень низкая стабильность массообменных характеристик. Как следствие любые, даже очень незначительные отклонения конструктивных и технологических параметров от номинальных определяют резкое снижение качества подготовки смеси и эффективности процесса деэмульсации. В прототипе 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 (прототип) определяет необходимость использования дополнительного рабочего тела-пара, что усложняет эксплуатацию устройства, реализующих указанный способ. С другой стороны при значительных различиях в скоростях струй пара и деэмульгатора (подаваемого коаксиально) влияние пара на качество подготовки массообменных процессов снижается.

В предлагаемом устройстве коаксиально подаются струи деэмульгатора и части обрабатываемой нефти. При этом также, как в прототипе целесообразно дополнительное рабочее тело (применительно к данному решению часто нефти) целесообразно подавать центральной струей, а деэмульгатор наружной кольцевой струей. В предлагаемом способе происходит перераспределение нефти. Часть (основная) поступает в виде сносящего потока, а другая (меньшая, в предельном случае она равна нулю) в виде коаксиальных струй поперечным струям деэмульгатора. При перераспределении нефти обеспечивается поддержание высокого качества массообменных процессов между деэмульгаторами и нефтью.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ деэмульсации нефти П р и м е р. По магистрали (трубопроводу 1) подается поток обрабатываемой нефти. На боковой поверхности трубопровода 1 расположены коаксиальные сопла 2, 3. При этом центральное сопло 3 с помощью патрубка 4 сообщается с полостью трубопровода 1 до места расположения сопел 2, 3 (по ходу движения потока нефти). Патрубок 4 снабжен дроссельной задвижкой 5. Кроме того трубопровод в зоне расположения сопел 3, 4 имеет сужение 6.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Поток обрабатываемой нефти поступает по магистрали (трубопроводу) 1. Часть нефти через патрубок 4 поступает в сопло 3. Деэмульгатор поступает в сопло 2. Как следствие деэмульгатор и часть нефти поступают через сопла 2 и 3 в виде системы коаксиальных поперечных струй в основной поток обрабатываемой нефти. В пределах трубопровода 1 осуществляется активное взаимодействие обрабатываемой нефти и деэмульгатора.

Поддержание стабильного качества массообмена нефти и деэмульгатора при изменении условий эксплуатации достигается за счет перераспределения нефти между основной частью нефти, поступающей по магистрали в виде сносящего потока и частью нефти, поступающей коаксиально поперечным струям деэмульгатора. При уменьшении относительного расхода деэмульгатора, связанного с уменьшением, например, исходной обводненности и солеобразования, поддержание качественного массообмена достигается за счет увеличения части нефти, поступающей коаксиально струям деэмульгатора. С другой стороны при увеличении расхода деэмульгатора качественный массообмен обеспечивается за счет уменьшения части, поступающей в сопла.

Поступающие части нефти в патрубок и дальнейшее распыливание достижимо либо за счет дросселирования основной части нефти, либо за счет повышения давления в отбираемой (поступающей) в сопла. Один из вариантов распыливания отбираемой нефти, и пожалуй наиболее простой, показан на примере устройства. В этом случае дросселирование потока и связанное с этим снижение статического давления в потоке достигается за счет сужения проточной части (проходной площади трубопровода).

Результаты сравнительных испытаний. Деэмульсации подвергалась нефть с исходной обводненностью 20% , плотностью ρ = 0,90 г/мм³. В поток обрабатываемой эмульсии подают деэмульгатор в количестве 40 г/м³ (дисалван 44). Часть нефти отбирают из основного потока до сечения ввода деэмульгатора и подают внутренними струями по отношению к кольцевым струям деэмульгатора. (В прототипе под избыточным давлением подают струи пара). Ввод деэмульгатора осуществляется под температурой 30^оС с последующим отстоем в течении 2 ч.

В табл. 1 приведены сравнительные данные.

Увеличение исходной обводненности эмульсии требует увеличения расхода деэмульгатора, а для эффективного распределения его по сечению потока эмульсии одновременно увеличение доли эмульсии, поступаемой в виде внутренней струи по отношению к кольцевой струе деэмульгатора.

В табл. 2 приведены данные по реализации предлагаемого решения при изменении исходной обводненности нефти при m = 1 (площади коаксиальных сопел (струй) равны между собой).

Отметим, что выбор параметра m зависит от предполагаемых изменений условий эксплуатации (например, диапазоны возможного изменения исходной обводненности нефти). При увеличении диапазона условий эксплуатации параметр m необходимо увеличить. (56) Авторское свидетельство СССР N 516731, кл. С 10 G 33/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР N 761542, кл. С 10 G 33/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР N 1601103, кл. С 10 G 33/04, 1987.

Формула изобретения

СПОСОБ ДЕЭМУЛЬСАЦИИ НЕФТИ путем ввода в поток транспортируемой по трубопроводу нефти деэмульгатора и дополнительного рабочего тела в виде коаксиальных струй, поперечных потоку нефти, причем дополнительное рабочее тело вводят в виде внутренней струи по отношению к струе деэмульгатора, распыляя его под давлением, превышающим давление в трубопроводе в сечении ввода деэмульгатора, нагрева и отстоя, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве дополнительного рабочего тела используют часть нефти, отбираемой из трубопровода до места ввода деэмульгатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2