Способ разделения эмульсии


 


Владельцы патента RU 2557627:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Исходную эмульсию подают на разделение, затем легкую фазу после разделения нагнетают и подвергают гидродинамической кавитации, после чего смешивают с исходной эмульсией, которую нагревают теплом удаляемых тяжелой и легкой фаз. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс разделения эмульсий и снизить энергетические затраты на его выполнение. 1 пр., 1 ил.

 

Изобретение относится к способам разделения эмульсий (в частности, высоковязких стойких нефтяных), состоящих преимущественно из углеводородов и воды. Оно может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности, а именно в системах сбора, подготовки и переработки углеводородного сырья.

Известен способ обработки вязких стойких нефтяных эмульсий (А.С. СССР №1761187, МКИ5 В01D 17/04), включающий подачу деэмульгатора и промывочной жидкости; нагрев эмульсии; ее разделение на легкую и тяжелую жидкие фазы, а также отделение мехпримесей и солей; рециркуляцию нагретой тяжелой фазы.

Общими признаками известного и предлагаемого способов являются:

- подача исходной эмульсии на разделение;

- нагрев эмульсии;

- рециркуляция нагретой фазы;

- отделение тяжелой фазы от легкой;

- раздельное их удаление.

Недостатками данного способа являются:

- сложность технологического процесса;

- необходимость применения деэмульгаторов и промывочной жидкости;

- необходимость химической дезактивации после применения деэмульгаторов;

- значительные энергозатраты на нагрев эмульсии, рециркуляцию тяжелой жидкой фазы, на скоростной ввод эмульсии в тяжелую жидкую фазу;

- значительное количество нагнетателей, на отбор и подачу промежуточных эмульсионных слоев, подачу промывочной воды и эмульгаторов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является известный способ разделение эмульсий (RU 2286194, МПК B01D 17/038, опубл. 27.10.2006), включающий струйную подачу исходной эмульсии, удар струи и отбор фаз, отличающийся тем, что струйную подачу эмульсии осуществляют в виде вихревого закрученного потока, в центральной зоне которого центробежными силами создают пониженное давление, равное давлению насыщенного пара низкокипящей жидкости, а в его периферийной зоне давление, обеспечивающее вытеснение низкокипящей жидкости в центральную зону струйного закрученного потока эмульсии, отбирают часть периферийного потока на рециркуляцию в исходную эмульсию, нагревают вихревой поток эмульсии до температуры насыщенного пара путем ударного торможения и выводят нагретые центральный и периферийный потоки после ударного торможения на рециркуляцию в исходную эмульсию.

Общими признаками известного и предлагаемого способов являются:

- подача исходной эмульсии на разделение;

- нагнетание жидкости с последующей ее гидродинамической кавитацией;

- нагрев эмульсии смешением с циркулирующей жидкостью, подвергшейся кавитации;

- отделение тяжелой фазы от легкой;

- раздельное их удаление.

Недостатками данного способа являются:

- нагнетание всего потока исходной эмульсии насосом, что повышает энергозатраты;

- подача нагретой центрального и периферийного потоков после их ударного торможения в вихревом течении на рециркуляцию в исходную эмульсию приводит к повторному смешению тяжелой и легкой фаз (жидкостей) и ухудшению их разделения;

- потери тепловой энергии с отводимыми легкой и тяжелой фазами. Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса разделения эмульсий. Техническим результатом является интенсификация процесса разделения эмульсий и снижение энергетических затрат на его выполнение.

Поставленная задача достигается тем, что в способе разделения эмульсий, включающем подачу исходной эмульсии на разделение, нагнетание жидкости с последующей ее гидродинамической кавитацией, нагрев эмульсии смешением с циркулирующей жидкостью, подвергшейся кавитации, отделение тяжелой фазы от легкой, раздельное их удаление, новым является то, что легкую фазу после разделения нагнетают, подвергают гидродинамической кавитации и смешивают с исходной эмульсией, исходную эмульсию нагревают теплом удаляемых тяжелой и легкой фаз, смешение легкой фазы и исходной эмульсии производят эжекцией.

Технический прием, заключающийся в нагнетании легкой фазы и ее последующей гидродинамической кавитацией, позволяет под воздействием кавитации нагреть ее, разрушить межмолекулярные связи больших молекул углеводородов (например, высоковязкой нефти), из которых состоит легкая фаза, как следствие, уменьшить плотность и вязкость последней и тем самым интенсифицировать процесс разделения эмульсии.

Технический прием, заключающийся в смешении скавитированной легкой фазы с исходной эмульсией позволяет передать тепловую энергию от первой ко второй, тем самым, уменьшить затраты энергии на ее нагрев и интенсифицировать процесс разделения эмульсии.

Технический прием, заключающийся в нагреве исходных эмульсий теплом удаляемых тяжелой и легкой фаз, позволяет рекуперировать тепловую энергию, тем самым уменьшить ее затраты на общее нагревание эмульсии.

Технический прием, заключающийся в том, что смешение легкой фазы и исходной эмульсии производят эжекцией, что позволяет повысить давление низкопотенциальной фазы и тем самым использовать потенциальную энергию (давление) высоконапорной фазы.

Авторам неизвестно из существующего уровня техники повышение эффективности процесса разделения эмульсий, которое заключается в интенсификации процесса и снижении энергетических затрат подобным образом.

На фигуре представлена принципиальная схема установки, иллюстрирующая технологическую и техническую стороны реализации заявляемого способа разделения эмульсий.

Работа установки по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

Подают по продуктопроводу 1 исходную эмульсию на разделение в сепаратор 2, затем легкую фазу после разделения подают по линии 3 в насос 4, которым нагнетают в сопло Вентури 5 и в последнем подвергают гидродинамической кавитации, после чего смешивают в смесителе 6 с исходной эмульсией, исходную эмульсию нагревают теплом удаляемых по линиям 7 тяжелой и легкой 8 фаз в рекуперативных теплообменниках 9 и 10 соответственно.

Кроме того, смешение легкой фазы и исходной эмульсии в смесителе 6 производят эжекцией.

В сепараторе 2 количество легкой фазы регулируют по уровню регулятором 11, температуру - регулятором температуры 12, превышение давления - предохранительным клапаном 13.

Реализация способа иллюстрируется примером.

ПРИМЕР

На нефтяном промысле по продуктопроводу 1 исходную эмульсию, состоящую из 60% нефти и 40% воды, и имеющую температуру 20°C и плотность 0,85 кг/м3, подают под давлением 0,3 МПа на разделение в сепаратор 2. Перед этим исходную эмульсию нагревают до температуры 35°C теплом удаляемых по линиям тяжелой 7 и легкой 8 фаз в рекуперативных теплообменниках 9 и 10 соответственно.

Легкую фазу - нефть после разделения подают на рецикл в количестве 30% от исходного количества эмульсии по линии 3 в насос 4, которым нагнетают ее до давления 10 МПа в сопло Вентури 5. В сопле Вентури 5 нефть подвергают гидродинамической кавитации. После которой легкая фаза - нефть приобретает повышенную температуру 70°C, при этом ее плотность понижается до 0,75 кг/м3, после чего ее смешивают в смесителе 6 с исходной эмульсией. После смешения эмульсия приобретает температуру 47-48°C. При такой температуре процесс эмульсионного разделения интенсифицируется в 1,3-1,33 раза.

Смешение легкой фазы и исходной эмульсии в смесителе 6 производят эжекцией, при этом давление легкой фазы превышает давление исходной эмульсии на 0,7 МПа. После эжекционного смешения давление эмульсии становится равным 0,35-0,4 МПа. Такого давления достаточно для раздельного удаления тяжелой и легкой фаз в промысловые трубопроводы.

Способ разделения эмульсий, включающий подачу исходной эмульсии на разделение, нагнетание жидкости с последующей ее гидродинамической кавитацией, нагрев эмульсии смешением с циркулирующей жидкостью, подвергшейся кавитации, отделение тяжелой фазы от легкой, раздельное их удаление, отличающийся тем, что легкую фазу после разделения нагнетают, подвергают гидродинамической кавитации и смешивают с исходной эмульсией, исходную эмульсию нагревают теплом удаляемых тяжелой и легкой фаз, смешение легкой фазы и исходной эмульсии производят эжекцией.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к центрифугам с вращающимся ротором, предназначенным для разделения эмульсий на водной основе, содержащих дисперсионную легкую фазу органического происхождения в виде тонкодисперсной капельной нефти, нефтепродуктов, жиров и т.п.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для разделения жидких неоднородных сред с помощью центробежных сил, и может быть использовано для очистки от механических загрязнений и воды жидкостей на нефтяной основе при их регенерации на предприятиях промышленности и сельского хозяйства.

Изобретение относится к устройствам для очистки диэлектрических жидких сред от более плотной дисперсной фазы и может быть использовано в машиностроении в системах очистки масла, нефти и топлива транспортных двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к колонным массообменным аппаратам и касается тарелки колонны с поперечным течением и способа ее применения. .

Изобретение относится к устройствам для разделения и очистки газожидкостных смесей в нефтяной промышленности и может быть использовано для отделения попутного газа от нефти (или конденсата) при добыче на этапе подготовки нефти к транспортированию по магистральному трубопроводу.

Изобретение относится к области разделения жидкостей, а именно к устройствам для очистки жидкости от примесей более тяжелых жидкостей и твердых частиц. .

Изобретение относится к оборудованию для центробежного разделения жидкостей, содержащих одновременно легкие и тяжелые дисперсные частицы, и может быть использовано в пищевой, медицинской и химической промышленности.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для деэмульсации при подготовке товарной нефти. .

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для сепарации нефти и воды. .

Изобретение относится к разделению масловодной смеси на фазу, обогащенную маслом, и фазу, обогащенную водой, с использованием линейно скомпонованного разделительного устройства.

Изобретение относится к способу переработки продукта посредством разделения фаз. Способ переработки продукта посредством разделения фаз по меньшей мере на две жидкие фазы с дополнительной очисткой от твердой фазы содержит стадии, согласно которым: a) перерабатывают продукт в непрерывно работающей центрифуге, выполненной в виде сепаратора, который содержит вращаемый барабан с вертикальной осью вращения, пакет разделительных тарелок с вертикальными каналами, трубу подачи продукта и по меньшей мере два разделительных элемента для отвода более легкой жидкой фазы и более тяжелой жидкой фазы из барабана и отверстия отвода твердой фазы из барабана, причем между более легкой и более тяжелой жидкими фазами (HP, LP) в центрифуге образуется разделительная зона. При этом b) более легкую жидкую фазу (LP) отводят из барабана непрерывно, а более тяжелую фазу (HP) и твердую фазу отводят из барабана с перерывами, причем для обеспечения прерывистого отвода более тяжелой жидкой фазы разделительный элемент перемещают на различные радиусы (Ri, Ra) для отвода более тяжелой фазы. Техническим результатом является обеспечение непрерывного слива более тяжелой фазы, когда в поступающем продукте доля более тяжелой фазы мала по сравнению с долей более легкой фазы. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу обработки продукта путем разделения фаз. Способ непрерывной обработки продукта, в частности растительного или животного масла или жира, путем разделения фаз по меньшей мере на две жидкие фазы, предпочтительно в сочетании с дополнительной очисткой от твердых частиц, содержит следующие стадии, согласно которым: a) обработку продукта осуществляют в центрифуге, выполненной в виде разделительного устройства, содержащего вращаемый барабан, в котором установлен пакет тарелок с подъемными каналами, и снабженной средством подачи продукта и по меньшей мере двумя захватными органами для отвода менее плотной и более плотной жидкой фазы из барабана, а также отверстиями отвода твердой фазы, так что в процессе работы в центрифуге образуется область разделения между менее плотной и более плотной фазой (HP, LP). При этом, b) когда вязкость более плотной жидкой фазы становится выше по меньшей мере одного порогового значения, регулируют радиус для отвода более плотной жидкой фазы. Техническим результатом является обеспечение непрерывного слива более плотной фазы, когда содержание более плотной фазы относительно менее плотной фазы таково, что в процессе работы ее вязкость может значительно увеличиться в момент времени, который невозможно определить с достаточной точностью. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх