Способ разделения нефтяной ловушечной эмульсии

 

Сущность изобретения: в движущуюся нефтяную ловушечную эмульсию диспергируют мочевино-формальдегидный раствор с молярным соотношением мочевины к формальдегиду, равном (1,3 - 1) : 1, имеющий концентрацию 0,2 - 0,3 мас.% и pH = 1,5 - 2, причем объемное соотношение эмульсии и раствора равно 1 : (1 - 2). 1 з.п. ф-лы.

Способ по изобретению относится к нефтяной промышленности, конкретно к способам обезвоживания нефтепродуктов и отделения шламов из них, и может быть использован при подготовке нефти и ее отходов для дальнейшей переработки.

Известен способ обезвоживания нефти путем ввода в нее деэмульгатора, нагрева смеси нефти с деэмульгатором до 40-80^оС и дальнейшего отстаивания (1).

Недостатками способа являются большие тепловые затраты на обезвоживание нефти и потери нефтепродуктов от испарения.

Известен способ обезвоживания нефти, включающий введение в нее деэмульгатора, нагрев слоя обводненной нефти, прилегающей к границе раздела фаз нефть - вода, и последующий отстой (2).

Недостатком данного способа являются большие затраты тепла на нагрев нефти, а также частичная потеря нефтепродуктов при их испарении.

Ближайшим к настоящему решению по технической сути и решаемым задачам является способ подготовки нефти, заключающийся в обработке предварительно нагретой до 50^оС нефти смесью деэмульгатора, обезвоженной нефти и воды, при этом соотношение воды и обезвоженной нефти составляет 1:(2,3-4), а деэмульгатор используют в количестве 0,2-0,5 мас.% по отношению к обезвоженной нефти и воде (3).

Недостатком известного способа являются сравнительно высокие энергозатраты на подогрев нефти и частичные потери нефтепродуктов за счет испарения при нагреве.

Целью предлагаемого способа является упрощение технологии процесса, повышение экономичности способа (уменьшение энергозатрат и снижение потерь).

Достигается поставленная цель тем, что в способе разделения ловушечной эмульсии путем обработки ее деэмульгатором с последующим отстаиванием, в качестве деэмульгатора используют водный мочевино-формальдегидный раствор с молярным соотношением мочевины к формальдегиду (1,3-1):1, с концентрацией 0,2-0,3% и pH 1,5-2, который диспергируют в движущуюся эмульсию, причем соотношение объемов эмульсии и мочевино-формальдегидного раствора выбирают в пределах 1:(1-2).

Выполненные исследования показали, что раствор указанного состава является хорошим деэмульгатором и позволяет сравнительно быстро (за 15-50 мин) при нормальных условиях выделить из ловушечной эмульсии обезвоженные нефтепродукты, а в осадке получить шлам (механические примеси), т.е. разделить ее на три компонента: обезвоженные нефтепродукты, воду и шлам.

Выбор концентраций раствора в пределах 0,2-0,3% определяется следующим. При концентрации раствора менее 0,2% нефтепродукты недостаточно полно отдают воду (остаточное содержание воды в нефтепродуктах достигает 5%, в то время как концентрация раствора, равная 0,2%, позволяет получить нефтепродукты с остаточным содержанием воды не более 3%).

При концентрации раствора более 0,3% в объеме разделяемой суспензии образуются белые хлопья, оседающие на стенках емкостей, в которых происходит отстаивание суспензий, что не позволяет качественно разделить суспензию. Кроме того возрастает стоимость обработки.

Молярное соотношение мочевины к формальдегиду в пределах (1,3-1):1 выбрано также в связи с тем, что при указанных соотношениях раствор проявляет свойства деэмульгатора. За пределами этих соотношений остаточное содержание воды в нефтепродуктах превышает 5%, что снижает экономичность.

Выбор pH водного мочевино-формальдегидного раствора в пределах 1,5-2 объясняется тем, что pH оказывает влияние на скорость разделения суспензии. При pH ниже 1,5 скорость разделения суспензии на нефтепродукты, шлам и воду практически не возрастает и остается в пределах 15 мин. При pH выше 2 скорость разделения резко замедляется (до 2-3 ч), что снижает производительность, а значит и экономичность способа.

Соотношение объемов суспензии и водного мочевино-формальдегидного раствора в пределах 1:(1-2) объясняется следующим. При соотношении менее 1: 1 не происходит четкого разделения суспензии на нефтепродукты, воду и шлам. Границы раздела размыты, водный слой содержит взвешенные частицы нефтепродуктов (до 3-5 мас. %). При соотношении суспензии к водному мочевино-формальдегидному раствору 1:(1-2) разделение очень четкое, выделяемая вода совершенно прозрачная и содержит только растворенные вещества в количестве не более 1-1,5%. Ее можно использовать для повторного возврата в систему разделения для приготовления мочевино-формальдегидного раствора.

Способ осуществим при нормальных условиях, не требует затрат энергии на нагрев, кроме как на перемешивание компонентов, что имеет место и в известных способах.

Следует отметить доступность и дешевизну используемых в предлагаемом способе добавок.

Кроме того, исключение операции нагрева суспензии в предлагаемом способе позволяет сократить потери нефтепродуктов при испарении (известно, что при нагреве до 30^оС потери нефтепродуктов за счет испарения возрастают в 1,5 раза, а при нагреве до 60^оС - в 3,5 раза) и устранить непроизводительные затраты энергии на нагрев.

Диспергирование мочевино-формальдегидного раствора в движущуюся нефтесуспензию позволяет быстро и качественно смешать эти продукты.

Суспензию нефтяные продукты - вода-шлам (жидкий ловушечный нефтешлам), содержащий 15,2% нефтепродуктов, 13,8% механических примесей и 71% воды, взятой в количестве 100 мл, смешали при комнатной температуре со 100 мл мочевино-формальдегидного раствора с концентрацией 0,25% (молярное соотношение мочевины к формальдегиду 1,3:1) и pH 1,5.

Полученную смесь поставили на отстаивание.

Через час произошло разделение суспензии на 3 слоя.

Верхний слой содержит 1,45% влаги (выход нефтепродуктов при разделении в верхний слой составил 70%).

Средний слой осветленной воды содержит взвешенные и растворенные вещества в количестве 2,52%.

В осадок выпала часть тяжелых нефтепродуктов (асфальтосмолистые вещества) и механические примеси.

Верхний слой пригоден для повторной переработки.

П р и м е р 2. Суспензию нефтяные продукты - вода-шлам (жидкий ловушечный нефтешлам), содержащий 15,2% нефтепродуктов, 13,8% механических примесей и 71% воды, взятый в количестве 100 мл, предварительно смешали с 40 мл легкого бензина (изооктана), затем добавили 100 мл мочевино-формальдегидного раствора с концентрацией 0,3% (молярное соотношение мочевины и формальдегида 1:1) и pH 2. Введение мочевино-формальдегидного раствора произвели распылением.

Полученную смесь поставили на отстой.

Через 15 мин суспензия разделилась на три слоя.

Верхний слой состоит из смеси нефтепродуктов и изооктана. Содержит 0,3% влаги (выход нефтепродуктов при разделении в верхний слой составил 98%).

Средний слой осветленной воды содержит 2,7% взвешенных и растворенных веществ.

В осадок выпала часть нефтепродуктов и механические примеси.

Верхний слой пригоден для повторной переработки.

П р и м е р 3. Аналогичен примеру 1 и отличается тем, что мочевино-формальдегидный раствор взяли в количестве 200 мл на 100 мл суспензии, pH мочевино-формальдегидного раствора 2.

Через 15 мин полученная смесь разделилась на 3 слоя.

Верхний слой содержит 1,2% влаги (выход нефтепродуктов в верхний слой составляет 80%).

Средний слой осветленной воды содержит 1,08% взвешенных и растворенных веществ.

В осадок выпала часть тяжелых нефтепродуктов и механические примеси.

Верхний слой пригоден для повторной переработки.

П р и м е р 4 (сравнительный). Аналогичен примеру 1 и отличается тем, что суспензию нефтяные продукты - вода-шлам смешали с мочевино-формальдегидным раствором взятым в количестве 70 мл.

В течение 2 ч не получилось четкого разделения суспензии на 3 слоя, вода не осветлилась.

Содержание воды в верхнем слое составляет 6,3%.

П р и м е р 5 (сравнительный). Аналогичен примеру 3 и отличается тем, что мочевино-формальдегидный раствор использовали в количестве 250 мл на 100 мл суспензии.

Отличий от примера 3 не обнаружено кроме снижения концентрации в осветленной воде взвешенных и растворенных веществ до 0,86%.

П р и м е р 6 (сравнительный). Аналогичен примеру 3 и отличается тем, что мочевино-формальдегидный раствор использовали с концентрацией 0,1% и pH 2,5.

Четкого разделения суспензии на три слоя не происходит, вода мутная, содержит 3,5% взвешенных и растворенных веществ.

Содержание воды в верхнем слое 10%.

П р и м е р 7 (сравнительный). Аналогичен примеру 3 и отличается тем, что мочевино-формальдегидный раствор используют с концентрацией 0,5% и pH 1.

Разделение суспензии на три слоя произошло аналогично примеру 3, однако в сосуде на стенках образовались белые хлопья, что не позволяет качественно разделить полученные слои.

Использование реагента согласно изобретению при соответствующих соотношениях и порядке введения позволяет произвести разделение нефтесуспензий на отдельные компоненты (нефтепродукты, вода, шлам) по сравнению с прототипом, без нагрева смеси с одновременным сокращением времени раздела при более глубокой очистке отделяемой воды как от нефтепродуктов, так и от нефтешлама. В целом, это повышает экономичность способа. Вместе с тем более глубокая очистка воды способствует снижению загрязнения окружающей среды и повышает коэффициент использования сточной воды в оборотной системе, в том числе и за счет сокращения времени разделения. Другим достоинством способа является доступность реагента.

Формула изобретения

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕФТЯНОЙ ЛОВУШЕЧНОЙ ЭМУЛЬСИИ путем обработки ее реагентом с последующим отстаиванием, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве реагента используют водный мочевино-формальдегидный раствор с молярным соотношением мочевины и формальдегида 1,3 - 1 : 1, имеющий концентрацию 0,2 - 0,3 мас.% и pH 1,5 - 2, и обработку эмульсии осуществляют диспергированием этого раствора в движущуюся эмульсию при объемном соотношении эмульсии и раствора 1 : 1 - 2.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нефтяную ловушечную эмульсию предварительно смешивают с легким углеводородным растворителем, взятым в количестве до 40% от объема эмульсии.