Установка подготовки нефти

Изобретение относится к области подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях, в частности к устройствам для разделения нефтегазоводяных эмульсий на фракции. Установка подготовки нефти содержит горизонтальную технологическую емкость, разделенную поперечными перегородками на секции предварительного разделения фаз, перемешивания с узлом подачи подогретой пресной воды и окончательной очистки нефти, устройства нагрева, ввода газоводонефтяной эмульсии и вывода разделенных фаз, средства измерения, контроля и автоматики. Устройство нагрева выполнено в виде подогревателя с промежуточным теплоносителем, который размещен снаружи технологической емкости и сообщен с ней трубопроводами подачи газоводонефтяной эмульсии в секцию предварительного разделения фаз и пресной воды в секцию перемешивания эмульсии. Емкость и подогреватель сообщены между собой трубопроводом отвода из емкости части нефтяного газа на горелку подогревателя. Технический результат состоит в создании надежной, простой и удобной в эксплуатации установки, обеспечивающей пожарную безопасность, увеличение эффективности очистки, а также снижение энергозатрат и металлоемкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях, в частности к устройствам для разделения нефтегазоводяных эмульсий на составляющие.

Суть очистки средней и тяжелой нефти при ее подготовке, как на нефтепромыслах, так и на нефтеперерабатывающих заводах, сводится к деэмульсации газоводонефтяной эмульсии, отделению газовой фракции, пластовой воды и солесодержащих промывочных вод.

Эффективность очистки теплохимической обработкой эмульсии зависит от глубины обезвоживания и обессоливания на каждом этапе, обусловлена свойствами, характером и объемом сырья, типом и видом деэмульгатора, условиями и уровнем организации контакта промывочных вод с эмульсией, конструктивными особенностями и объемом технологической емкости установки.

Влияние температуры на эффективность процесса деэмульсации нефти многосторонне. Повышение температуры позволяет уменьшить вязкость нефти и ускорить процесс осаждения капель пластовой воды, увеличить разницу в плотностях нефти и пластовой воды, что приводит к увеличению скорости седиментации, снизить прочность бронирующих оболочек за счет ослабления молекулярных связей, снизить вязкость прослоек нефти в промежуточном эмульсионном слое.

Известные установки подготовки нефти представляют собой горизонтальную технологическую емкость, разделенную поперечными перегородками на секции последовательной очистки нефти, внутри которой размещен нагреватель в виде трубчатой печи либо жаровой трубы (см. изобретения США патент №3727382, оп.17.04.1973 г., МПК B01D 19/00 и СССР а.с. №709113, оп.18.01.1980 г., МПК B01D 17/04, а также патенты РФ на полезные модели по МПК B01D 17/04: №31733, оп. 27.08.2003 г., №42961, оп. 27.12.2004 г. и №№44532, 44533, оп. 27.03.2005 г.).

Недостатком известных установок подготовки нефти является высокая пожарная опасность вследствие отложения накипи солей и кокса на поверхностях теплообмена, которые в свою очередь снижают теплообмен между нефтью и указанными поверхностями. Кроме того, отложения кокса и накипи солей уменьшают пропускную способность труб теплообменников и печей, вплоть до полной закупорки, что приводит к локальному перегреву отдельных участков жаровых труб. Перегрев поверхности жаровых труб является основной причиной их прогара и загорания трубчатых печей в технологической емкости.

Для увеличения долговечности работы установок за счет снижения пожароопасности предусмотрены средства, создающие циркуляционные потоки вокруг жаровой трубы (см. изобретения СССР №865323, оп. 28.09.81 г., МПК B01D 17/02, №597391, оп. 28.02.78 г., МПК B01D 17/04, C10G 33/06 и патент РФ на полезную модель №44533, оп. 27.12.2004 г., МПК B01D 17/04). Другим средством устранения недостатков является снабжение жаровой трубы скребками, которые устанавливают на приводной штанге, как в патенте РФ на полезную модель №31338, оп. 10.08.2003 г., МПК B01D 17/04.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является установка подготовки нефти по изобретению СССР №352928, МПК C10G 33/00, з. 31.08.70 г., оп. 29.09.72 г. - прототип. Установка содержит горизонтальную технологическую емкость, разделенную поперечными перегородками на секции предварительного разделения фаз с газовым нагревателем, перемешивания с узлом подачи горячей пресной воды и окончательной очистки нефти, устройства ввода газоводонефтяной эмульсии и вывода разделенных фаз, а также средства измерения, контроля и автоматики.

Однако размещение газового нагревателя в технологической емкости прототипа влечет за собой ряд недостатков, основным из которых остается высокая пожароопасность установки вследствие отложения кокса и накипи солей на поверхности нагревателя, увеличивающих также энергоемкость установки и замедляющих процесс очистки нефти. Кроме того, сама емкость имеет большие габариты и массу.

Задача, положенная в основу изобретения, заключается в создании надежной, простой и удобной в эксплуатации установки, обеспечивающей пожаробезопасность, увеличение эффективности очистки, а также снижение энергозатрат и металлоемкости.

Поставленная задача достигается тем, что в установке подготовки нефти, содержащей горизонтальную технологическую емкость, разделенную поперечными перегородками на секции предварительного разделения фаз, перемешивания с узлом подачи подогретой пресной воды и окончательной очистки нефти, устройства нагрева, ввода газоводонефтяной эмульсии и вывода разделенных фаз, средства измерения, контроля и автоматики, новым является то, что устройство нагрева выполнено в виде подогревателя с промежуточным теплоносителем, который размещен автономно снаружи технологической емкости и сообщен с ней посредством трубопроводов подачи газоводонефтяной эмульсии в секцию предварительного разделения фаз и пресной воды в секцию перемешивания эмульсии. Емкость и подогреватель сообщены между собой трубопроводом отвода из емкости части нефтяного газа на горелку подогревателя.

Введение подогревателя с промежуточным теплоносителем в качестве устройства нагрева эмульсии, вынесенного за пределы технологической емкости и соединенного с емкостью системой трубопроводов, позволяет повысить пожаробезопасность и увеличить тем самым межремонтный период установки. Увеличивается объем секции предварительного разделения фаз за счет освободившегося пространства, которое в необходимых случаях может быть заполнено дополнительными средствами, улучшающими качество очистки, например коалисцирующими секциями. Использование автономного подогревателя позволяет уменьшить габариты емкости, снизить расход металла, энергозатраты и трудоемкость монтажа установки.

Из источников патентной и научно-технической информации не известна представленная к защите совокупность отличительных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень», т.к. для специалиста в данной области техники техническое решение явным образом не следует из уровня техники.

На фиг.1 изображен общий вид установки в плане, на фиг.2 - технологическая емкость в разрезе А-А на фиг.1.

Установка подготовки нефти содержит технологическую горизонтально ориентированную цилиндрическую емкость 1 и подогреватель 2 с промежуточным теплоносителем, которые соединены трубопроводом 3 и 4 подачи в емкость соответственно подогретой газоводонефтяной эмульсии и горячей пресной воды и трубопроводом 5 отвода из емкости 1 на горелку газа, достаточного для работы подогревателя 2. Технологическая емкость 1 разделена поперечными перегородками 6 и 7 на секции предварительного разделения фаз 8, перемешивания эмульсии 9 и окончательной очистки нефти 10. В секции 8 имеются устройства 11 ввода эмульсии и деэмульгатора, а также коалисцирующая насадка 12. В секции 9 перемешивания эмульсии установлено устройство 13 подачи горячей пресной воды, а в секции 10 окончательной очистки нефти размещен горизонтальный коалисцирующий блок 14. Емкость также снабжена патрубками выхода разделенных фаз: нефти 15, газа 16 и воды 17, соединенными с системой трубопроводов, а также средствами измерения, контроля и регулирования работы установки (на чертеже не показаны).

Установка работает следующим образом.

В подогреватель 2 подают газоводонефтяную эмульсию, где она нагревается до требуемой температуры и по трубопроводу 3 поступает в секцию 8 технологической емкости 1. Одновременно устройством ввода 11 подается раствор деэмульгатора и в результате реакции с подогретой эмульсией происходит наибольшее разделение на фазовые составляющие и осаждение пластовой воды с механическими примесями. В коалисцирующей насадке 12 происходит разделение эмульсии на нефть и пластовую воду. В секции 8 оседает более 90% капель диаметром 35 мкм и более 50% капель диаметром 25 мкм. Далее эмульсия перетекает через перегородку 6 в секцию 9 и перемешивается с горячей пресной водой, поступающей по трубопроводу 4 из подогревателя 2. Происходит обезвоживание и предварительное обессоливание нефти, окончательная очистка которой осуществляется в секции 10 при прохождении через коалисцирующий блок 14. Легкие фракции газа, собирающиеся в верхней части технологической емкости 1, выводятся через патрубок 16, а необходимое количество газа для функционирования подогревателя 2 подается на его горелку по трубопроводу 5. Вода из секций в нижней части емкости выводится по патрубкам 17, а очищенная нефть - по патрубку 15. Весь процесс подготовки нефти осуществляется в непрерывном режиме работы установки.

В качестве автономного подогревателя могут быть использованы подогреватель с промежуточным теплоносителем ППТ-0,2Г, подогреватель путевой ПП-0,63, подогреватель блочный ПБТ-1.6М и др. в зависимости от производительности установки.

Таким образом, изготовление предлагаемой к защите конструкции не требует разработки нового оборудования и переоснащения существующих производств, а используемые средства широко применяются в нефтяном машиностроении, что подтверждает возможность практической реализации и достижения технического результата, а также соответствие заявляемого объекта критерию «промышленная применимость».

1. Установка подготовки нефти, содержащая горизонтальную технологическую емкость, разделенную поперечными перегородками на секции предварительного разделения фаз, перемешивания с узлом подачи подогретой пресной воды и окончательной очистки нефти, устройства нагрева, ввода газоводонефтяной эмульсии и вывода разделенных фаз, средства измерения, контроля и автоматики, отличающаяся тем, что устройство нагрева выполнено в виде подогревателя с промежуточным теплоносителем, который размещен снаружи технологической емкости и сообщен с ней посредством трубопроводов подачи эмульсии в секцию предварительного разделения фаз и пресной воды в секцию перемешивания.

2. Установка подготовки нефти по п.1, отличающаяся тем, что подогреватель и емкость сообщены трубопроводом отвода части нефтяного газа из емкости на горелку подогревателя.