Способ обезвоживания и обессоливания нефти

Изобретение относится к применению анионных ПАВ в качестве нефтерастворимого деэмульгатора, используемого в процессах глубокого обезвоживания и обессоливания нефтяного сырья для его подготовки к дальнейшей переработке. Для осуществления способа в нефтяную эмульсию дозировочным насосом вводят деэмульсирующую добавку либо непосредственно в трубопровод после скважины, либо в линию подачи сырья на установку подготовки нефти. В качестве деэмульгирующей добавки используют раствор анионного поверхностного вещества на основе карбоксиметилатов оксиэтилированных изононилфенолов С₉Н₁₉-С₆Н₄-O(-СН₂-СН₂O)_n-CH₂COONa, где n равно 10-12, в низкотемпературном растворителе - метанольно-альдегидной фракции, являющейся отходом производства бутиловых спиртов. Процесс проводят при температуре 80°С. Технический результат - повышение эффективности обезвоживания и степени обессоливания сырой нефти. 1 табл.

 

Изобретение относится к области применения анионных ПАВ (АнПАВ) в качестве нефтерастворимого деэмульгатора, предназначенного для использования как на промысловых установках подготовки нефти, так и на нефтеперерабатывающих производствах в процессе глубокого обезвоживания и обессоливания нефтяного сырья.

Известны способы обессоливания и обезвоживания нефти с помощью неионогенных ПАВ, где применяют полипропиленгликолевые эфиры полиэтиленгликоля или его производные с молекулярной массой 2500-10000 (а.с. СССР № 171065, БИ № 10, 1965 г.); предлагаются полипропиленгликолевые производные этилендиамина или полипропиленгликолевые производные этиленгликоля (а.с. СССР 168395, БИ № 4, 1965 г.); использование смеси оксиэтилированных синтетических жирных кислот С₁₀-С₂₅ (а.с. СССР № 169166, БИ № 6, 1965 г.); применение оксиэтилированных жирных кислот с числом атомов углерода больше 20 (а.с. СССР № 137213, БИ № 7, 1961).

Из современных отечественных деэмульгаторов известны «Ларсол-2», вырабатывается по ТУ-0258-001-470723231-98, «Девон-1» по ТУ 0258-002-12683932-98, которые представляют собой различные модификации оксиэтилированных жирных кислот в углеводородных растворителях; «Дипроксамин 157-65М» по ТУ 38.1011128-87 - неионогенное ПАВ, состоящего из блока сополимеров окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина в метанольном растворе; «Реапон-4В» - неионогенный блок-сополимер окиси этилена и пропилена средней молекулярной массы 4200, содержащий 27-31 оксиэтильных звеньев и 48-55 групп окиси пропилена в растворе метанола и воды.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ разрушения нефтяной эмульсии с применением составов: деэмульгатора Реапон-4В и добавки из натриевой, калиевой соли карбоксиметилата оксиэтилированного изононилфенола формулы С₉Н₁₉-С₆Н₄-O(-СН₂-СН₂O)_nСН₂COOKt при их массовом соотношении (1-4):1 (RU №2105789); водного раствора анионного поверхностно-активного вещества на основе натриевой соли карбоксиметилата оксиэтилированного изононилфенола общей формулы С₉Н₁₉-С₆Н₄-O(-СН₂-CH₂O)_nCH₂COONa, хлористых солей натрия, кальция и самоэмульгирующейся кремнийорганической добавки (RU № 2244733 С1, RU № 2245355 С1).

Целью изобретения является применение эффективного нефтерастворимого деэмульгатора на основе АнПАВ в условиях подготовки нефти и газовых конденсатов на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах, что позволит существенно сократить расход деэмульгатора, повысить качество подготовки нефтяного сырья, при этом увеличить продолжительность межремонтного пробега установок переработки нефти, улучшить состояние водного бассейна за счет снижения потерь нефти со сточными водами и применения АнПАВ высокой биологической разлагаемостью.

Цель достигается за счет применения низкотемпературного деэмульгатора, представляющего собой раствор натриевых солей карбоксиметилатов оксиэтилированных изононилфенолов С₉Н₁₉-С₆Н₄-O(-СН₂-СН₂O)_nСН₂COONa, где n равно 10-12 молей окиси этилена (ТУ 2484-088-05766565-2000), а растворителем является метанольно-альдегидная фракция (ТУ 2421-111-05766575-2003), отход производства бутиловых спиртов.

Деэмульгирующую добавку готовят последовательным введением в 50 г метанольно-альдегидной фракции, нагретой до температуры 40°С, 45 г натриевой соли карбоксиметилата оксиэтилированного изононилфенола, добавляют 5 г воды и перемешивают до получения однородного раствора.

Полученный раствор деэмульгатора имеет следующую характеристику:

- внешний вид
жидкость светло-желтого
или светло-коричневого цвета
- плотность при 20°С, г/см3, не менее	0,930
- массовая доля активной основы, %, в пределах	45-55
- температура застывания, °С, не ниже	минус 40
- деэмульгирующая способность, %, не менее	95
- степень обессоливания, %, не менее	65

Состав для обезвоживания и обессоливания нефтяной эмульсии применяют следующим образом: дозировочным насосом вводят непосредственно в трубопровод после эксплуатационной скважины (трубная деэмульсация), а на установках комплексной подготовки нефти - в линию подачи сырья до смешения его с промывной водой.

В лабораторных условиях для определения эффективности деэмульгирующего действия составов применяют следующую методику. Готовят модельную эмульсию. В делительную воронку наливают заданное количество сырой нефти (V_н), добавляют воду заданной минерализации, щелочь (V_NaOH) и деэмульгатор (V_д). Содержимое эмульгируют на перемешивающем устройстве в течение 2-3 минут. После перемешивания делительную воронку с нефтяной эмульсией помещают в термостатирующую камеру с заданной температурой для проведения термохимического обезвоживания и обессоливания.

Через определенные промежутки времени производят замеры отстоявшейся из нефти воды. Испытания проводят в течение трех часов.

В пробе воды определяют показатели рН и содержание нефтепродуктов по ОСТ 38.01378-85, а в отстоянной нефти - массовую долю хлоридов по ГОСТ 21534-76 и остаточное содержание влаги по ГОСТ 14870-77, метод Дина-Старка.

Эффективность деэмульгаторов оценивают по деэмульсационной способности степени обессоливания (Х_с) одного и того же состава нефти и по содержанию нефтепродуктов в дренажной воде (С_н/п) при следующих условиях испытания:

- объем сырой нефти, см3	150
- объем воды см3	10
- объем 2% раствора NaOH (VNaOH), см3	0,2
- расход 1,0% раствора деэмульгатора (Vд), см3	0,25
- температура термостабилизации (t), °C	80

Деэмульсационную способность в процентах рассчитывают по формуле

где - объем воды, взятый на приготовление нефтяной эмульсии, в примерах взято точно 10 см³;

- объем воды, выделившейся из эмульсии за 3 часа (см³).

Степень обессоливания (Х_с) в процентах рассчитывают по формуле

где Сс исх - содержание хлоридов в исходной нефти (мг/дм³);

Сс ост - содержание хлоридов в отстоянной нефти (мг/дм³).

В таблице «Сравнительная эффективность работы деэмульгаторов» показана эффективность процесса обезвоживания и обессоливания нефти по предлагаемому и известным способам.

Как видно из приведенных данных, эффективность предлагаемого состава деэмульгатора выше, чем у известных. Деэмульсационная способность составляет 99,6%, а степень обессоливания 67,7% при норме расхода 14 г/т (7 г/т в пересчете на АнПАВ).

Потери нефти с дренажной водой минимальны и составляют 258 мг/дм³, тогда как для известных деэмульгаторов эта величина выше более чем в 1,5 раза.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Модельная эмульсия составлена на основе обезвоженной Арланской нефти, имеющей следующую характеристику:

- плотность, г/см3	0,884
- содержание хлоридов (Сс исх), мг/дм3	64
- содержание серы, %	1,9
- вязкость кинематическая при 50°С, сСт	23,0

и воды, минерализация которой составляет 60 мг/см³. Устойчивость полученной эмульсии определяют по приведенному методу без добавления деэмульгатора.

Пример 2-4. Модельная эмульсия составлена, как и в примере 1. Обезвоживание и обессоливание проводят с использованием деэмульгаторов:

пример 2 - известный (промышленный состав);

пример 3 - прототип;

пример 4 - предлагаемый.

Использование предлагаемого изобретения позволит достигнуть высокой степени деэмульгирования и обессоливания за счет применения предлагаемого состава деэмульгатора, улучшить состояние сточных вод, образуемых в процессе разделения эмульсии, при этом сократить потери нефтепродукта.

Таблица
Сравнительная эффективность работы деэмульгаторов
Пример	Наименование составов	Расход 1,0% раствора деэмульгатора (Vд), см3	Удельный расход деэмульгатора, г/т нефти	Содержание влаги в сырье после термообработки, % об.	Деэмульсационная способность %	Содержание хлоридов в обессоленном сырье (Сс ост), мг/дм3	Степень обессоливания (Хс), %	Характеристика дренажной воды
водородный показатель (рН)	содержание н/прод, (Сн/п), мг/дм3
1	Без деэмульгатора	0	0	7	0	64	0	Разделение эмульсии на водную и углеводородную фазы не наблюдается
2	Дипроксамин 157-65	0,25	14	0,2	97,1	31,1	51,4	7,0	866
3	По RU N2105789 при массовом соотношении 1:1	0,25	14	0,1	98,6	27,2	57,5	7,5	423
4	Предлагаемый	0,25	14	0,03	99,6	20,7	67,7	7,5	258

Способ обезвоживания и обессоливания нефти путем введения в нефтяную эмульсию деэмульгирующей добавки, содержащей растворитель и анионное поверхностно-активное вещество (АнПАВ) - натриевую соль карбоксиметилата оксиэтилированного изононилфенола общей формулы C₉H₁₉-C₆H₄-O(-CH₂-CH₂O)_nCH₂COONa, где n равно 10-12, отличающийся тем, что в качестве низкотемпературного растворителя используют метанольно-альдегидную фракцию (отход производства бутиловых спиртов) и процесс проводят при температуре 80°С.