Способ разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии

Изобретение относится к подготовке нефти к переработке. При осуществлении способа производят закачку полимерсодержащей ловушечной эмульсии (ЛЭ) из амбара в отстойный аппарат, содержащий пресную техническую воду (ПТВ), в объемном соотношении ЛЭ:ПТВ как 1-1:2; осуществляют нагрев смеси путем циркуляции через теплообменное оборудование до +70-80°С с одновременным дозированием в ЛЭ 20-50 мас.% от расчетного количества деэмульгатора (Д) и водного раствора вещества, выделяющего активный хлор, исходя из расчета 0,2-0,4 кг активного хлора на 1 м³ ловушечной эмульсии. Далее производят подачу насосом нагретой ЛЭ в секцию диспергаторов, установленных в трубах, подающих нагретую до +40-50°С ПТВ с одновременным дозированием остального количества деэмульгатора на прием насоса, качающего ЛЭ при соблюдении объемного соотношении ЛЭ: ПТВ, как 1-2:9. Цикл диспергирования повторяют не менее двух раз со сбросом отделившейся воды после каждого цикла диспергирования, после чего осуществляют отстой инверсированной эмульсии в отстойном аппарате до остаточного водосодержания менее 1%. Технический результат - повышение эффективности разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии за счет увеличения степени обезвоживания нефти и снижения концентрации механических примесей. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области нефтеподготовки, в частности к технологии разрушения стойкой водонефтяной полимерсодержащей ловушечной эмульсии, и может быть использовано на нефтяных промыслах и нефтеперерабатывающих заводах.

При разрушении водонефтяных эмульсий на установках подготовки нефти образуется значительное количество трудноразрушаемого промежуточного слоя, который поступает в амбары-накопители. В состав промслоя, кроме нефти и воды, входят механические примеси, представляющие собой продукты суффозии (карбонаты, глина, песок и др.), коррозии нефтепромыслового оборудования (окислы и сульфиды железа), а также осадки смешения разноминерализованных пластовых вод. На ряде нефтеперерабатывающих заводов в амбары-накопители нефтешламов совместно с промслоями сбрасывают водные растворы отработанных полимерных флокулянтов, вмещающих большое количество связанных мехпримесей. В результате гидрофобизации нефтепродуктами таких минерально-полимерных частиц флокулянтов образуются дополнительные стабилизаторы ловушечных эмульсий, повышающие стойкость последних. В результате чего такие эмульсии не поддаются обычным приемам разрушения.

Известен способ разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, содержащей 50-55% воды, 2,5-3,5% мехпримесей и 5,0-5,5% промслоя, заключающийся в ее холодном отстое в течение 24 часов с отделением отстоявшейся воды, нагревании, диспергировании до получения глобул воды размером 15-20 мкм путем подачи эмульсии из отстойника насосом через диспергатор при давлении 10 атм в поток нагретой до 70-90°С соленой воды с содержанием 250 г/т деэмульгатора в соотношении эмульсия - вода - 1:1 [1].

При этом в качестве соленой воды используют воду, выделившуюся на стадии предварительного сброса в процессе подготовки нефти.

Однако, как показали результаты наших исследований, данный способ неэффективен при разрушении водонефтяных ловушечных эмульсий с более высоким содержанием мехпримесей из-за их неполного отделения и невысокой степени разделения такой эмульсии на нефть и воду.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности является способ разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, содержащей 4,7-7,6% мехпримесей и 17-35% концентрированного промслоя, согласно которому производят холодный отстой эмульсии с отделением отстоявшейся воды, вводят в эмульсию 20-50 мас.% от расчетного количества деэмульгатора, осуществляют ее нагрев до +70-80°С, нагретую эмульсию подают в диспергатор, установленный в трубе, подающей нагретую соленую воду, с одновременным дозированием в эмульсию остального количества деэмульгатора, после чего производят отстой, при этом в качестве деэмульгатора используют спиртовый раствор смеси деэмульгаторов: блок-сополимера оксидов этилена и пропилена с алкоксиалкилфосфатами либо с алкилбензолсульфонатами при их массовом соотношении в смеси как 1:0,5-1,0 соответственно [2].

В соответствии с нашими экспериментальными данными, указанный известный способ малоэффективен при разрушении полимерсодержащих ловушечных эмульсий с высоким содержанием мехпримесей, включающих полимер-минеральные частицы, из-за их неполного отделения и невысокой степени разделения такой эмульсии на нефть и воду.

Технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, заключается в повышении эффективности разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, содержащей полимер-минеральные частицы, за счет увеличения степени удаления из нее мехпримесей и повышения степени разделения ее на нефть и воду до остаточного содержания мехпримесей и воды менее 1%.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, включающем введение в эмульсию части деэмульгатора в количестве 20-50 мас.% от расчетного количества, представляющего собой спиртовый раствор смеси деэмульгаторов: блок-сополимера оксидов этилена и пропилена с алкоксиалкилфосфатами либо с алкилбензолсульфонатами при их массовом соотношении в смеси как 1:0,5-1,0 соответственно, ее нагревание, подачу нагретой эмульсии в поток нагретой воды с одновременным диспергированием и дозированием в эмульсию оставшейся части деэмульгатора, и последующий отстой, новым является то, что перед введением в эмульсию части деэмульгатора, ее смешивают с пресной технической водой в объемном соотношении 1:1-2 путем введения эмульсии в воду, и смесь эмульсии с водой нагревают, дозируя при этом в смесь указанную часть деэмульгатора одновременно с водным раствором вещества, выделяющего активный хлор, осуществляют последующую подачу нагретой смеси в поток пресной технической воды, а цикл диспергирования повторяют не менее двух раз, дренируя после каждого цикла отделившуюся воду.

В качестве водного раствора вещества, выделяющего активный хлор, в предлагаемом способе рекомендуется использовать водные растворы гипохлорита натрия, или гипохлорита кальция, или хлорной извести.

Водный раствор вещества, выделяющего активный хлор, вводят в эмульсию, исходя из расчета 0,2-0,4 кг активного хлора на 1 м³ обрабатываемой ловушечной эмульсии.

В преимущественном варианте выполнения способа подачу эмульсии в поток пресной технической воды осуществляют при объемном соотношении эмульсия: вода как 1:2÷9 соответственно.

Достижение указанного технического результата объясняется происхождением ряда сопряженных физико-химических процессов.

В отстойном аппарате в водонефтяной ловушечной эмульсии, обработанной 20-50 мас.% деэмульгатора от его общего расчетного количества и раствором вещества, выделяющего активный хлор, и нагретой до +70-80°С, происходит гидрофилизация полимер-минеральных частиц, содержащихся в составе мехпримесей, с последующим частичным гидролизом полимера активным хлором и выделением наиболее крупных частиц мехпримесей и части водной фазы из отрабатываемой ловушечной эмульсии.

Затем при диспергировании эмульсии в поток нагретой пресной воды резко ускоряется осмотическое давление, способствующее укрупнению водных глобул и их размеру, происходит процесс окончательного гидролиза полимеров, а также ускоряется межфазная активность деэмульгатора с обращением (инверсией) фаз эмульсии.

Гидрофилизированные деэмульгатором частицы мехпримесей при этом переходят в водную фазу, а выделившаяся нефтяная фаза концентрируется в верхней части отстойного аппарата.

Из существующего уровня техники нам ранее не было известно, что сочетание вышеизложенных приемов дополнительного ввода водного раствора вещества, выделяющего активный хлор, по меньшей мере двухкратное диспергирование ловушечной полимерсодержащей эмульсии в поток нагретой пресной воды без предварительного холодного отстоя и без первичного сброса отделившейся воды обеспечивает в совокупности достижение поставленного технического результата.

Для реализации заявляемого способа в промысловых условиях осуществляют следующие технологические операции:

- производят закачку полимерсодержащей ловушечной эмульсии из амбара в отстойный аппарат, содержащий пресную техническую воду, в объемном соотношении эмульсия : вода как 1-1:2;

- осуществляют ее нагрев путем циркуляции через теплообменное оборудование до +70-80°С с одновременным дозированием в эмульсию 20-50% от расчетного количества деэмульгатора (300 г/т эмульсии) и водного раствора вещества, выделяющего активный хлор, например, из расчета 02,-0,4 кг активного хлора на 1 м³ ловушечной эмульсии;

- производят подачу насосом нагретой эмульсии в секцию диспергаторов, установленных в трубах, подающих нагретую до +40-50°С пресную техническую воду с одновременным дозированием остального количества деэмульгатора на прием насоса, качающего эмульсию при соблюдении объемного соотношении эмульсия : вода как 1-2:9. Цикл диспергирования повторяют не менее двух раз, например, три раза, со сбросом отделившейся воды после каждого цикла диспергирования;

- осуществляют отстой инверсированной эмульсии в отстойном аппарате до остаточного водосодержания менее 1%.

В качестве деэмульгатора при осуществлении предлагаемого способа используют смесь блок-сополимеров окиси этилена и пропилена с алкоксиалкилфосфатами марки «ФЛЭК-Д026» по ТУ 2483-004-24084384-00 или с алкилбензолсульфонатами марки «Кемеликс - 3319х» по ТУ 2483-004-24084384-00.

В качестве вещества, выделяющего свободный, активный хлор, можно использовать:

- хлорную известь - CaCl₂O, содержащую 20...35% активного хлора, по ГОСТ 1692-85;

- гипохлорит кальция - Са(ClO)₂, содержащий 50...75% активного хлора, по ТУ 6-01-576-89;

- гипохлорит натрия - NaClO, содержащий 75% активного хлора, по ТУ 2147-255-05763458-98.

Рекомендуется вводить в эмульсию эти вещества в таком количестве, чтобы они продуцировали 0,2...0,4 кг активного хлора на 1 м³ ловушечной эмульсии.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими промысловыми примерами.

Пример 1. В отстойник объемом 60 м³ насосом подается, предварительно нагретая до +40-50°С, техническая пресная вода объемом 24 м³. Ловушечную водонефтяную эмульсию объемом 12 м³, содержащую полиакриламид-флокулянт «Zetaq-89», подают из двухсекционного отстойника мехочистки ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеорсинтез». Состав ловушечной эмульсии следующий (мас.%): вода - 38; мехпримеси - 15; концентрированный промслой - 4,5; нефтяная среда - 42,5.

В данном отстойнике производят нагрев смеси эмульсии с водой до +70-80°С путем циркуляции насосом через теплообменник с отводом конденсата по отдельному трубопроводу одновременно с началом циркуляции ловушечной эмульсии в емкость-отстойник производится подача 1 кг деэмульгатора «ФЛЭК-Д026» (что соответствует 40% от расчетного количества деэмульгатора) и 2 кг 14%-ного водного раствора гипохлорита натрия.

По достижении температуры среды равной +70-80°С, начинают прокачку этой среды по замкнутому циклу через секцию диспергаторов, установленных в трубе, подающей нагретую до 40-50°С техническую пресную воду, с одновременной подачей оставшейся части деэмульгатора в количестве 1,5 кг на прием насоса, при этом обеспечивают объемное соотношение эмульсия : вода как 1:5 соответственно. Отделившуюся воду отводят в канализацию. Затем данный цикл прокачки повторяют еще дважды, дренируя после каждого цикла отделившуюся воду. Подготовленный нефтепродукт откачивают из емкости насосом в другой резервуар, где подвергают его отстою.

За 24 часа по данной схеме на смонтированной установке мехочистки «ВЕМКО» было подготовлено 5 м³ нефти, содержащей воды - 0,8 мас.% и мехпримесей - 0,1 мас.%.

Пример 2. В отстойник закачали предварительно нагретую до 40-50°С техническую пресную воду объемом 20 м³. Ловушечную водонефтяную эмульсию объемом 20 м³, содержащую полиакриламид - флокулянт «Zetag-89», подали в отстойник из грязевого пруда-отстойника.

Состав ловушечной эмульсии следующий (мас.%): вода - 25; мехпримеси - 8; промслой - 5; нефтяная среда - 62.

Затем повторили технологические операции по примеру 1 с тем отличием, что в качестве деэмульгатора использовали «Кемеликс-3319», который на первом этапе в количестве 3 кг подавали в эмульсию вместе с 4 кг водного раствора хлорной извести, и дополнительно в количестве 3 кг при введении эмульсии в диспергатор. После окончания процесса было подготовлено 2 м³ нефти, содержащей воды - 0,5 мас.% и мехпримесей - 0,05 мас.%.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа обеспечивается практически полное разрушение ловушечной полимерсодержащей эмульсии с отделением из нее подавляющего количества мехпримесей и с получением нефтяной фазы, содержащей менее 1% воды.

Источники информации:

1. Патент СССР №1833405, М.кл.⁵ С 10 G 33/00, опубл. 1993 г.

2. Патент РФ №2169168, М.кл.⁷ С 10 G 33/04, опубл. 2001 г.

1. Способ разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, включающий введение в эмульсию части деэмульгатора в количестве 20-50 мас.% от расчетного количества, представляющего собой спиртовый раствор смеси деэмульгаторов: блоксополимера оксидов этилена и пропилена с алкоксиалкилфосфатами либо с алкилбензолсульфонатами при их массовом соотношении в смеси 1:0,5-1,0 соответственно, ее нагревание, подачу нагретой эмульсии в поток нагретой воды с одновременным диспергированием и дозированием в эмульсию оставшейся части деэмульгатора, последующий отстой, отличающийся тем, что перед введением в эмульсию части деэмульгатора, ее смешивают с пресной технической водой в объемном соотношении 1:1-2 путем введения эмульсии в воду и смесь эмульсии с водой нагревают, дозируя при этом в смесь указанную часть деэмульгатора одновременно с водным раствором вещества, выделяющего активный хлор, осуществляют последующую подачу нагретой смеси в поток пресной технической воды, а цикл диспергирования повторяют не менее двух раз, дренируя после каждого цикла отделившуюся воду.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве водного раствора вещества, выделяющего активный хлор, используют водные растворы гипохлорита натрия, или гипохлорита кальция, или хлорной извести.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор вещества, выделяющего активный хлор, вводят в эмульсию исходя из расчета 0,2-0,4 кг активного хлора на 1 м³ обрабатываемой ловушечной эмульсии.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу эмульсии в поток пресной технической воды осуществляют при объемном соотношении эмульсия: вода 1:2-9 соответственно.