Состав для обезвоживания и обессоливания нефти и способ его применения в устройстве для разрушения водонефтяных эмульсий

 

Изобретение относится к области подготовки нефти. Состав содержит простой полиэфир 5002-2Б-40, высококипящую фракцию М-2, флотореагент - оксаль Т-66 и смесь этиленгликоля и воды при определенном соотношении компонентов. Устройство для разрушения водонефтяных эмульсий содержит цилиндрический корпус, нагнетательный патрубок для ввода нефти и состава для обезвоживания нефти, патрубок ввода воды, устройство закручивания потока, успокоитель, вихревую камеру в виде параболоида вращения для создания акустического волнового поля, установленную соосно корпусу в патрубке ввода воды. Устройство для закручивания нефти представляет собой нагнетательный патрубок с тангенциальным вводом. Способ применения состава для обезвоживания и обессоливания нефти в устройстве заключается в смешении его с нефтью путем вихреволнового взаимодействия в акустическом поле с частотой колебаний 10 Гц - 30 кГц, с амплитудой 100 Па - 10 МПа. Технический результат состоит в повышении эффективности разрушения водонефтяных эмульсий. 3 с. п. ф-лы, 2 табл. , 3 ил.

Изобретение относится к области подготовки нефти, а именно к составу для обезвоживания и обессоливания нефти, способу его применения в устройстве для разрушения водонефтяных эмульсий и может быть использовано на нефтеперерабатывающих предприятиях в процессах глубокого обезвоживания и обессоливания нефти.

В соответствии с современными требованиями остаточное содержание солей в обессоленной нефти с установки подготовки нефти нефтеперерабатывающих предприятий должно быть на уровне не выше 2-3 мг/л, остаточное содержание воды в подготовленной нефти должно быть не более 0,1 мас. %, содержание механических примесей в подготовленной нефти должно быть не более 0,005 мас. %, эффективность обезвоживания и обессоливания должны быть не менее 95-90% соответственно за время пребывания водонефтяных эмульсий в аппаратах обессоливающей установки, как правило не менее 30 минут.

Решить проблему повышения эффективности обессоливания и обезвоживания нефти в настоящее время ученые пытаются путем создания универсальных деэмульгаторов, представляющих собой сложные синергетические смеси неионогенных поверхностно-активных веществ с другими веществами, а также разработкой способов и устройств для разрушения водонефтяных эмульсий.

Известен состав для обезвоживания и обессоливания нефти (патент RU N 2 036 952, C 10 G 33/04, опубл. 09.06.95, Бюл. N 16), содержащий мас. %: Оксиэтилированный алкилфенол на основе тримеров пропилена АФ_9-12, или полиэтиленгликолевый эфир моноалкилфенола на основе полимердистиллята ОП-10, или полиэтиленгликолевый эфир фракции C₅-C₁₀-синтетических спиртов - оксанол КД-6 - 10,0- 50,0 Амин, выработанный из группы, содержащей моноэтаноламин, триэтаноламин, диэтаноламин, тетрометилпропилентрианин - 0,6 - 5,2 Метиловый, или этиловый, или изопропиловый спирт, или этиленгликоль - 17,7 - 67,7 Вода - До 100 Недостатками известного состава являются: высокий удельный расход, низкая скорость деэмульгирования и длительное время отстоя особенно при использовании в процессах глубокого обессоливания и обезвоживания на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Наиболее близким к заявляемому объекту является состав для обезвоживания и обессоливания нефти (патент RU N 2 117 689, опубл. 20.08.98, Бюл. N 23), содержащий неионогенный деэмульгатор и растворитель, причем в качестве неионогенного деэмульгатора состав содержит смесь оксиэтилированного алкилфенола на основе тримеров пропилена Неонола АФ_9-12 или простого полиэфира БСД 6002-2Б-40 с высококипящими побочными продуктами стадии синтеза 4,4- диметилдиоксана-1,3 производства изопрена из изобутилена и формальдегида - флотореагентом - оксалем Т-66 при их массовом соотношении 50: 50 и дополнительно содержит смесь побочных продуктов стадии выделения морфолина из катализата производства морфолина из диэтилгликоля и аммиака - высококипящие фракции М-2 при следующем соотношении компонентов, мас. %: Смесь неонола АФ_9-12 и флотореагента - оксаля Т-66 или смесь простого полиэфира БСД 6002 -2Б-40 и флотореагента - оксаля Т-66 - 50- 70 Высококипящие фракции М-2 - 10 - 20 Растворитель - До 100 В качестве растворителя состав содержит смесь метилового, или этилового, или изопропилового спирта с водой при объемном соотношении в смеси спирта и воды 4 : 1, или смесь этиленгликоля с водой при объемном соотношении в смеси этиленгликоля и воды 1,85 : 1.

В известном составе нижние и верхние предельные концентрации смесей простого полиэфира БСД 6002-2Б-40 с флотореагентом - оксалем Т-66 ограничены тем, что с дальнейшим уменьшением или увеличением концентраций указанной смеси деэмульгирующая активность указанного состава падает. Невозможность увеличения предельных концентраций указанной смеси, компоненты которой получают из побочных продуктов, удорожает известный состав для обезвоживания и обессоливания нефти.

Известный состав применяют в высокотемпературном процессе глубокого обезвоживания и обессоливания сернистых, высокосернистых нефтей и смеси нефтей со смешанными и разнородными эмульсиями на электрообессоливающих установках подготовки нефтей нефтеперерабатывающих предприятий (патент N 2 117 689, C 10 G 33/04, Бюл. 23, опубл. 20.08.98).

Недостатком известного состава и способа его применения является невозможность обеспечения высокой деэмульгирующей активности при изменении предельных концентраций выше или ниже предельных значений (делает его менее доступным, ограниченным в применении).

Наиболее близким технический решением к заявляемому изобретению является способ обезвоживания и обессоливания нефти и устройство для его осуществления (SU N 1819652 A1, кл. В 01 D 17/04, 07.06.93).

Известное устройство для обезвоживания и обессоливания нефти содержит трубу, на боковой поверхности которой выполнены отверстия, сообщающиеся с полостью коллектора, опоясывающего трубу, к которому подсоединен патрубок подачи реагента (воды), плохообтекаемое тело (перегородка), подводящую нефть камеру, установленную соосно с трубой, накидную гайку, расположенную на входном участке трубы, установленную с возможностью продольного перемещения и выполненную с тангенциальными каналами, входные отверстия которых расположены в полости подводящей нефть камеры, а плохообтекаемое тело установлено в зазором на входе в трубу.

Известный способ обезвоживания и обессоливания нефти заключается в смешении воды и нефти путем вихреволнового взаимодействия. Поток обрабатываемой нефти в пределах подводящей нефть камеры разделяется на две части. Часть потока поступает через кольцевой зазор между плохообтекаемым телом и гайкой (эта часть потока не имеет в пределах трубы тангенциальной составляющей скорости). Другая часть потока поступает в тангенциальные каналы гайки, а из них уже в виде системы тангенциальных струй в трубу. Обе части потока в пределах трубы смешиваются, как следствие, перед отверстиями на боковой поверхности корпуса трубы (перед сечением ввода промывочной воды) поток нефти закручивается. Промывочная вода из патрубка ввода рабочего агента поступает в коллектор, а из него через отверстие на боковой поверхности истекает в закручиваемый поток нефти в виде системы поперечных труб, в результате происходит интенсивный массообмен и эффективный процесс обессоливания и обезвоживания.

Недостатком известного способа обезвоживания и обессоливания нефти и устройства для его осуществления является недостаточно высокая эффективность разрушения водонефтяной эмульсии.

Изобретение решает техническую задачу создания состава для обезвоживания и обессоливания нефти на основе максимального количества компонентов, получаемых из отходов производства, обеспечивающего высокую скорость деэмульгирования, и способа его применения в устройстве, обеспечивающем высокую эффективность разрушения водонефтяной эмульсии.

Указанная техническая задача решается тем, что состав для обезвоживания и обессоливания нефти, включающий простой полиэфир, смесь побочных продуктов стадии выделения морфолина из диэтиленгликоля и аммиака - высококипящие фракции М-2, флотореагент - оксаль Т-66 и смесь этиленгликоля и воды в объемном соотношении 1,85 : 1 до 100, согласно изобретению в качестве простого полиэфира содержит полиэфир 5002-2Б-40 (или 4202-2Б-30) при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Простой полиэфир 5002-2Б-40 или 4202-2Б-30 - 30-50
Высококипящая фракция М-2 - 15-20
Флотореагент - оксаль Т-66 - 30-40
Смесь этиленгликоля и воды в объемном соотношении 1,85: 1 до 100 - 5-10
Используемые в предложенном составе для обезвоживания и обессоливания нефти "Высококипящие фракции М-2" являются побочными продуктами каталитического синтеза морфолина из диэтилгликоля и аммиака при 215 - 260^oC и 0,02 - 0,06 МПа на никель-хромовом катализаторе в присутствии водорода, выделенные из катализата указанного процесса на стадии выделения морфолина-ректификата.

Высококипящие фракции М-2 по ТУ 6-14-10-210-87 имеют состав, мас. %:
Тетрагидро-1,4-этилоксазин - 0,8 - 7,2
Тетрагидро-1,4-метилоксазин - 1,7 - 3,0
Тетрагидро-1,4-оксазин - 0,7 - 8,4
2-Амино-2'-оксидиэтиловый эфир - 1,2 - 2,0
2,2'-Диаминодиэтиловый эфир - 0,4 - 0,8
2,2-Диморфолинодиэтиловый эфир - 20,8 - 23,8
Этиленгликоль - 0,8 - 1,7
Метиловый эфир этиленгликоля - 0,4 - 1,3
Метилэтиламин - 0,7 - 1,4
2-Метоксиэтиламин - 0,8 - 1,7
2-Окси-2-морфолинодиэтиловый эфир - 0,7 - 1,4
Неидентифицированные продукты - До 1,6
Вода - 4,0 - 9,2
Диэтиленгликоль - Остальное
"Высококипящие фракции М-2 ТУ 14-10-210-87" представляют собой жидкость темно-коричневого цвета, хорошо растворимую в водных растворах этиленгликоля. Имеет специфический запах и плотность 1,05-1,12 г/см, имеет щелочной характер - 0,5%-ый водный раствор имеет pH 12,5 ед.

Из открытой печати неизвестно использование простого полиэфира 5002-2Б-40, 4202-2Б-30 в качестве основы или компонента известных деэмульгаторов. Простой полиэфир 5002-2Б-40 представляет собой вязкую пастообразную массу от бесцветного до светло-желтого цвета (ТУ 2226-043-057 66801-95):
Гидроксильное число, мг КОН/г - 27 - 32
Кислотное число, мг КОН/г - Не более 0,1
Вязкость динамическая при 50^oC, МПа•с - 210 - 260
Йодное число, г йода/100 г - Не более 2,5
Температура помутнения, ^oC - Не менее 55 - 70
Используемый в предложенном составе для обезвоживания и обессоливания нефти флотореагент - оксаль марки Т-66 представляет собой продукт, доведенный до необходимой кондиции путем дополнительной переработки высококипящих побочных продуктов стадии синтеза 4,4-диметилдиоксана-1,3 производства изопрена из изобутилена и формальдегида. Побочные продукты стадии синтеза концентрируются в кубе ректификационной колонны и как отход производства откачиваются на склад и дальнейшую реализацию. Кубовый остаток колонны фракционирования является товарным продуктом и выпускается по ТУ 2452-029-05766801-94 как флотореагент - оксаль марки Т-66.

Предлагаемый состав получают путем последовательного введения указанных компонентов в смесь при перемешивании. В таблице 1 представлены образцы предложенного состава для обезвоживания и обессоливания нефти с различным соотношением компонентов.

В таблице 2 представлены результаты испытаний деэмульгирующей активности указанных в табл. 1 образцов предложенного состава.

Указанная задача решается также тем, что устройство для разрушения водонефтяных эмульсии, содержащее цилиндрический корпус, устройство для закручивания потока нефти с тангенциальными входными отверстиями, патрубок ввода воды, согласно изобретению снабжено вихревой камерой в виде параболоида вращения для создания акустического волнового поля, установленной соосно корпусу в патрубке ввода воды, и успокоителем.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства. Устройство для разрушения водонефтяной эмульсии содержит цилиндрический корпус 1, вихревую камеру в виде параболоида вращения 2, успокоитель 3, устройство для закручивания нефти 4, патрубок ввода воды 5, тангенциальные входные отверстия устройства для закручивания потока воды 6 (фиг. 2, разрез по В-В фиг. 1), тангенциальные входные отверстия для закручивания потека нефти 7 (фиг. 3, разрез по А-А фиг. 1).

Указанная задача решается также тем, что в способе применения состава для обезвоживания и обессоливания нефти, включающем смешение воды, нефти состава путем вихреволнового взаимодействия в устройстве для разрушения водонефтяных эмульсий, согласно изобретению вихреволновое взаимодействие осуществляют в акустическом волновом поле с частотой колебаний 10 Гц - 30 кГц и амплитудой колебаний.

Способ применения предлагаемого состава для обезвоживания и обессоливания нефти в устройстве для разрушения водонефтяных эмульсий осуществляют следующим образом. Нефть плюс предлагаемый состав для обезвоживания и обессоливания нефти через тангенциальные входные отверстия 7 устройства для закручивания нефти 4 поступает в аппарат 1, вода по патрубку 5 поступает в вихревую камеру 2, выполненную в виде параболоида вращения, закручивается и при движении потока воды по параболоиду вращения образуется акустическое волновое поле, в котором вода активируется, одновременно активируется поток нефти в смеси с деэмульгатором. Оба потока интенсивно смешиваются. После интенсивного вихреволнового взаимодействия потоков в акустическом волновом поле и обессоливания вихревой поток стабилизируется в успокоителе 3 и поступает на ЭЛОУ.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для обессоливания и обезвоживания нефти на установках подготовки нефти на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Использование предлагаемого изобретения позволит достигнуть по сравнению с прототипом высокой скорости деэмульгирования при обеспечении высокой эффективности обессоливания за счет повышения эффективности предлагаемого состава деэмульгатора при использовании его в предлагаемом способе разрушения водонефтяной эмульсии и устройстве для его осуществления.

Формула изобретения

1. Состав для обезвоживания и обессоливания нефти, включающий простой полиэфир, высококипящие фракции М-2, флотореагент - оксаль Т-66 и смесь этиленгликоля и воды в объемном соотношении 1,85: 1, отличающийся тем, что в качестве простого полиэфира он содержит полиэфир 5002-2Б-40 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Простой полиэфир 5002-2Б-40 - 30 - 50
Высококипящая фракция М-2 - 15 - 20
Флотореагент - оксаль Т-66 - 30 - 40
Смесь этиленгликоля и воды в объемном соотношении 1,85: 1 - 5 - 10
2. Устройство для разрушения водонефтяных эмульсий, содержащее цилиндрический корпус, устройство для закручивания потока нефти с тангенциальными входными отверстиями, патрубок ввода воды, отличающееся тем, что оно снабжено вихревой камерой в виде параболоида вращения для создания акустического волнового поля, установленной соосно корпусу в патрубке ввода воды, и успокоителем.

3. Способ применения состава для обезвоживания и обессоливания нефти в устройстве для разрушения водонефтяных эмульсий, включающий смешение его с нефтью путем вихреволнового взаимодействия, отличающийся тем, что вихреволновое взаимодействие осуществляют в акустическом волновом поле с частотой колебаний 10 Гц - 30 кГц, с амплитудой 100 Па - 10,0 МПа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5