Способ обработки стойких нефтяных эмульсий, содержащих механические примеси

 

Изобретение относится к способам разрушения стойких нефтяных эмульсий, содержащих механические примеси. Нефтяную эмульсию смешивают с легкокипящей углеводородной жидкостью, затем диспергируют смесь в нагретом водном растворе деэмульгатора с последующим отстаиванием. При этом использован принцип "пенной деэмульсации" путем смешения нефтяной эмульсии с легкокипящей углеводородной жидкостью в условиях, способствующих газовыделению и образованию пенной структуры. Вспененную таким образом эмульсию затем диспергируют в нагретый водный раствор деэмульгатора, в результате чего происходит более полное разрушение эмульсии. Отделение нефти идет с большей полнотой при снижении содержания в нефти остаточной воды и механических примесей. Кроме того, существенно снижается содержание хлористых солей в подготовленной нефти.

Изобретение относится к способам обработки стойких нефтяных эмульсий, содержащих механические примеси, и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностях.

Стойкие нефтяные эмульсии, т.е. добываемые особо стойкие нефтяные эмульсии, подвижная часть нефтешламов в прудах и амбарах-накопителях и ловушечная эмульсия близки по свойствам и составу и практически не поддаются обычным для нефтяных эмульсий приемам разделения. В настоящее время только на территории Самарской области таких эмульсий скопилось больше 400 тыс. тонн. Причем в перспективе накопление еще не менее 80 тыс. тонн.

В мировой практике для разрушения стойких нефтяных эмульсий наиболее часто используют непрерывную отмывку их растворителем с последующим восстановлением растворителя из отмытой нефти (J. Oil and Gas. Англия, 1985 г., N 5, стр. 38).

Это эффективный способ, но он требует расхода большого количества растворителя и затрат на его восстановление. Он применим при небольших количествах обрабатываемой эмульсии и слишком сложен для использования в условиях нефтяных месторождений.

Известен способ обработки нефтяных эмульсий путем их нагрева, введения разбавителя на основе нефтяных фракций и деэмульгатора с перемешиванием и последующим отстаиванием (а.с. СССР N 1397473, МПК4 C 10 G 33/04, БИ N 19, 1998 г.). Этот способ, в отличие от ранее описанного, не требует последующего восстановления разбавителя, но при наличии высокого содержания в эмульсии механических примесей (глина, карбонаты, гипс, цемент, сульфид железа, асфальтены, смолы, парафин и т.д.) или при стабилизации ее при хранении и транспортировке он малоэффективен.

В качестве прототипа принят способ обработки стойких нефтяных эмульсий, содержащих механические примеси, наиболее близкий к предлагаемому по назначению и существенным признакам (патент РФ N 2057162, МПК 6 С 10 G 33/04, БИ N 9, 1996 г.). Способ включает смешение стойкой нефтяной эмульсии с легкокипящей углеводородной жидкостью и диспергирование этой смеси в нагретый водный раствор деэмульгатора при перемешивании потоком углеводородного газа. Смешение и диспергирование осуществляют при разных термобарических условиях. Смешение - при условиях, предотвращающих газовыделение из легкокипящей жидкости, а диспергирование - при условиях газовыделения и образования пены.

Этот способ достаточно эффективен на незастарелых стойких нефтяных эмульсиях (ловушечных нефтях), на застарелых стойких эмульсиях в нефти сохраняется достаточно высокое содержание воды и механических примесей, а на нефтяных эмульсиях, содержащих сульфид железа, он вообще малоэффективен. Кроме того, для его осуществления требуется строгое соблюдение термобарических условий, специальное оборудование для их обеспечения, что усложняет его использование.

Задачей является создание способа, позволяющего обработать стойкие нефтяные эмульсии, содержащие механические примеси.

Поставленная задача решается предлагаемым способом, включающим смешение эмульсии с легкокипящей углеводородной жидкостью, диспергирование смеси в нагретом водном растворе деэмульгатора и последующее отстаивание. В предлагаемом способе, как и в прототипе, использован принцип "пенной деэмульсации", но, в отличие от прототипа, в нем процесс смешения нефтяной эмульсии с легкокипящей углеводородной жидкостью ведут при условиях, способствующих газовыделению и образованию пенной структуры, а затем вспененную таким образом эмульсию диспергируют в нагретый водный раствор деэмульгатора. Это увеличивает время и степень их контакта, в результате чего происходит более полное разрушение эмульсии и, как показали проведенные испытания способа, при последующем отстаивании отделение нефти идет с большей полнотой и с более высоким качеством как по содержанию в нефти остаточной воды, так и по содержанию в ней механических примесей. Кроме того, существенно снижается содержание в подготовленной нефти хлористых солей.

Пример. Ловушечную нефтяную эмульсию установки промысловой подготовки нефти Покровского месторождения Оренбургской области, содержащую 20-50% воды и до 3% механических примесей, включая сульфид железа, смешивают с газовым конденсатом в соотношении 10:1 при температуре до 20^oC и давлении 0,3 - 0,5 МПа. Происходит вспенивание эмульсии за счет перехода части конденсата в газовую фазу. Вспененную эмульсию диспергируют в нагретом до 50-70^oC водном растворе деэмульгатора, например Диссолван 4411, при соотношении эмульсии и водного раствора 1:5. Смесь подвергают динамическому перемешиванию при транспортировании ее по трубопроводу в турбулентном режиме (Re= 5 - 15·10⁴) на отстаивание. Продолжительность отстаивания 1-2 часа. Отстоявшуюся нефть подают в концевой сепаратор для улавливания легких фракций. В результате обработки содержание остаточной воды в нефти не превышало 0,2%, а механических примесей - 0,05%. Тогда как после обработки такой же ловушечной нефтяной эмульсии, обработанной по способу-прототипу, в подготовленной нефти содержание остаточной воды - 1%, мехпримесей - 0,5%.

Опытные испытания предлагаемого способа, проведенные на Покровском месторождении, показали, что он не требует ни специального оборудования, ни дефицитных материалов, расход отечественных деэмульгаторов не превышает 100 г/т. Способ легко осуществить как в условиях крупных нефтеперерабатывающих заводов, так и на месторождениях нефти.

Использование способа позволит уменьшить количество скопившихся стойких нефтяных эмульсий, предотвратить увеличение их количества, что значительно улучшит общую экологическую обстановку в районах их скоплений и сократит потери ценного нефтяного сырья.

Формула изобретения

Способ обработки стойких нефтяных эмульсий, содержащих механические примеси, включающий смешение ее с легкокипящей углеводородной жидкостью, диспергирование смеси в нагретом водном растворе деэмульгатора и последующее отстаивание, отличающийся тем, что стойкую нефтяную эмульсию смешивают с легкокипящей углеводородной жидкостью в условиях газовыделения и образования пены, а затем образовавшуюся пенную структуру диспергируют в нагретом водном растворе деэмульгатора.