Способ обезвоживания высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий природного и техногенного происхождения и устройство для его реализации


 


Владельцы патента RU 2581584:

Хуснутдинов Исмагил Шакирович (RU)

Изобретение относится к способу обезвоживания высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий, в том числе смеси нефтесодержащих отходов, продуктов разложения и очистки смазочно-охлаждающих жидкостей, амбарных шламов, жидких продуктов пиролиза, тяжелой пиролизной смолы, промежуточного слоя нефти, природного битума и других водо-углеводородных эмульсий. Способ обезвоживания высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий природного и техногенного происхождения реализуется за счет нагрева, турбулизации и испарения водной фазы из объема кипящей жидкости, при этом образовавшиеся пары из верхней части испарителя направляются в конденсатор-холодильник, где пары конденсируется, поступают в отстойник, в котором выполняется разделение конденсата на углеводородную фракцию и воду соответственно, а обезвоженный продукт из нижней части испарителя в случае его соответствия нормативным требованиям перекачивают в емкость для сбора обезвоженного продукта, способ отличается тем, что обезвоживание водо-углеводородной эмульсии проводят в условиях непрерывной перекачки кубовой жидкости из нижней части испарителя в его верхнюю часть с обеспечением дополнительного нагрева и очистки кубовой жидкости от механических примесей. Заявлено также устройство, обеспечивающее способ. Технический результат - изобретение позволит повысить эффективность и надежность процесса обезвоживания различных видов водо-углеводородных эмульсий. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностям и к системам хранения и транспортировки нефтепродуктов и может быть использовано для обезвоживания водо-углеводородных эмульсий природного и техногенного происхождения.

К эмульсиям такого типа можно отнести следующие:

- эмульсия смеси нефтесодержащих отходов (далее - СНО) образуется при зачистке и промывке резервуаров, железнодорожных и автомобильных цистерн, танков судов и других устройств, предназначенных для перевозки и хранения нефтепродуктов. Промывочные воды вместе с СНО сбрасываются в специальные пруды-отстойники, где за счет разности плотностей происходит отделение воды от нефтепродуктов. С помощью отстойников из СНО удается удалить только часть воды. Массовая доля воды в СНО после отстойников колеблется от 20 до 50%. Низкая эффективность традиционных методов обезвоживания обусловлена близкими значениями плотностей водной и углеводородной фаз и присутствием значительного количества стабилизаторов эмульсии. При этом углеводородная часть эмульсии СНО может применяться в качестве товарного котельного топлива.

- эмульсия продуктов разложения и очистки смазочно-охлаждающих жидкостей (далее -СОЖ), представляющая собой смесь воды, компонентов смазочно-охлаждающей жидкости (масла, эмульгатор, присадки), механических примесей, продуктов бактериального разложения. Они образуются практически во всех процессах металлообработки, металлопроката, производства железобетонных изделий. Данные эмульсии также характеризуются высокой устойчивостью к традиционным методам обезвоживания в связи с незначительной разницей плотностей водной и углеводородной фаз и присутствием большого количества стабилизаторов эмульсии. Обезвоженный продукт разложения и очистки смазочно-охлаждающей жидкости может применяться в качестве компонентов котельного топлива.

- эмульсия тяжелой пиролизной смолы (далее - ТПС), являющаяся побочным продуктом процесса пиролиза, образующаяся на стадии промывки пирогаза водой в закалочно-испарительных аппаратах, на стадии первичного фракционирования и в отстойниках жидких продуктов пиролиза.

До сих пор актуальна задача по глубокой подготовке данного вида сырья, поскольку эмульсия характеризуется повышенной устойчивостью к традиционным методам обезвоживания из-за высокой концентрации стабилизаторов эмульсии (смол, асфальтенов и побочных продуктов пиролиза, полученных в результате поликонденсации и полимеризации) и низкой разницы в плотностях между углеводородной и водной фазами эмульсий, при этом углеводородная часть таких отходов может применяться в производстве технического углерода, кокса, темных нефтеполимерных смол, суперпластификаторов бетонов, в качестве компонента котельного топлива;

- эмульсия промежуточного слоя нефти (далее - ПС), образующаяся в процессах подготовки сырой нефти на стадии отстоя на установках обезвоживания и обессоливания, особенно нефтей, добытых с помощью вторичных и третичных методов повышения нефтеотдачи пласта, с использованием поверхностно-активных веществ и других реагентов, повышающих устойчивость эмульсий. При этом возникает проблема разделения нефти от воды, поскольку традиционные методы обезвоживания (использование деэмульгатора, электрического поля, нагрева) также малоэффективны ввиду низкой разницы в плотностях между углеводородной и водной фазами эмульсий и присутствия в них большого количества органических и неорганических стабилизаторов эмульсий (асфальтеновые, смолистые, парафиновые соединения, механические примеси), затрудняющих процесс обезвоживания. Утилизация ПС происходит посредством его добавления в товарную нефть. Однако при этом появляется другая проблема, заключающаяся как в снижении товарного качества нефти, так и в переработке данной нефти на нефтеперерабатывающих заводах;

- эмульсия природного битума (далее - ПБ), образующаяся при закачке водяного пара в пласт в процессе добычи ПБ. Данный вид сырья также является очень устойчивым при воздействии на него известных методов обезвоживания ввиду низкой разницы в плотностях между углеводородной и водной фазами эмульсий и присутствия в них большого количества стабилизаторов эмульсий (смол и асфальтенов), затрудняющих процесс обезвоживания. Процессы обезвоживания подобных эмульсий требуют серьезных изменений в технологическом оформлении процесса, применении дорогостоящих разбавителей, высокого расхода ПАВ, что резко снижает технико-экономические показатели. Обезвоженный ПБ является перспективным сырьем для получения неокисленных битумов.

- эмульсия амбарного шлама (далее - АШ) представляется собой совокупность нефтешламов, отработанных нефтепродуктов, отходов, полученных при эксплуатации нефтяного оборудования, которые скапливаются в нефтяных амбарах, нефтехранилищах и прудах-отстойниках. Накопление таких отходов ведет к загрязнению атмосферного воздуха, литосферы и гидросферы, выводит из оборота большие площади земель. Углеводородная фаза, извлеченная из нефтешлама, может идти на компаундирование с товарной нефтью, либо обеспечить дополнительные источники котельного топлива. Эмульсии АШ также характеризуются высокой агрегативной и кинетической устойчивостью в связи с близкими значениями плотностей водной и углеводородной фаз и высокой концентрацией стабилизаторов эмульсии. В таких видах сырья наблюдается высокая концентрация механических примесей.

Особенности физико-химических свойств данных эмульсий, связанные с наличием в них большого количества эмульгаторов (асфальтены, смолы, кристаллы парафина, нафтеновые кислоты, порфирины, твердые минеральные частицы: глина, сульфид железа, кислоты и соли), сравнительно близкими значениями плотностей водной и углеводородной фаз, определяют высокую устойчивость эмульсии к разрушению традиционными методами, основанными на гравитационном отстаивании фаз.

В качестве эффективного метода обезвоживания подобных систем предлагаются методы, основанные на испарении водной фазы. Однако при нагреве эмульсии происходит укрупнение капель воды, их осаждение и накопление водной фазы на поверхности нагрева, что приводит к перегреву данного слоя воды, и при накоплении определенной величины энергии перегрева может произойти переброс столба жидкости над перегретым слоем воды, и приводит к невозможности отгона воды из эмульсии, вследствие чего возникает необходимость разработки методов стабилизации и интенсификации процесса кипения водной фазы из водо-углеводородной эмульсии.

Известно большое количество изобретений, предназначенных для решения задачи обезвоживания водо-углеводородных эмульсий, однако на дату подачи настоящей заявки существует актуальная проблема, возникающая при обезвоживании сразу нескольких типов водо-углеводородных эмульсий на одном перерабатывающем комплексе, которая до настоящего времени является трудноразрешимой.

В настоящее время не существует эффективных технологий, позволяющих проводить процесс обезвоживания различных видов водо-углеводородных эмульсий, т.к. при их переработке возникает ряд экологических и экономических проблем.

Известен способ обезвоживания нефтешламов (см. [1] - Мазлова Е.А., Мещеряков С.В. Проблемы утилизации нефтешламов и способы их переработки. - М.: Ноосфера. - 2001. - С. 19-21), предложенный фирмой R&B Industrial Supply Company, заключающийся в коалесценции частиц эмульгированной нефти и воды при контакте с жаровыми трубами. Недостатками данного способа обезвоживания являются низкая эффективность метода по отношению к высокоустойчивым эмульсиям с близкими значениями плотностей фаз и высокий риск переброса эмульсии при контакте с жаровыми трубами. Указанный способ реализован на устройстве, представляющем собой вертикальный цилиндрический аппарат с вмонтированной U-образной жаровой трубой.

Недостатками представленного способа и устройства, на котором способ реализуется, являются недостаточная эффективность использования поверхности теплообмена и низкая степень очистки нефтепродуктов от воды в отношении применяемой технологии и громоздкость используемого оборудования.

Известно устройство подготовки тяжелых нефтей (см. [2] - патент РФ №2471853), включающее ступень сепарации газа и предварительного сброса воды, сырьевой насос, ступень обезвоживания тяжелой нефти с отстойником, товарную буферную емкость, товарный насос и очистные сооружения. Перед отстойником ступени обезвоживания тяжелой нефти установлен проточный коалесцентор, а отстойник между входом предварительно обезвоженной тяжелой нефти и выходом товарной тяжелой нефти и выводом воды оснащен внутренней коалесцентно-осадительной секцией, выполненной в виде набора кассет с наклонными пластинами.

Недостатком известного технического решения в отношении технологии является то, что требуется необходимость подбора индивидуального режима работы для каждого вида сырья, а именно времени отстаивания, скорости истечения жидкости через интенсифицирующие устройства, расхода деэмульгатора и температуры процесса. При этом способ, реализованный на устройстве, характеризуется тем, что некорректность подбора режима работы установки может привести к обратному явлению, т.е. образованию стойкой эмульсии.

Известен способ и устройство для выделения из нефти воды и примесей (см. [3] - патент Канады СА 2313492), где обезвоживание водо-углеводородных эмульсий осуществляется за счет испарения, которое происходит посредством распыления разогретой жидкости либо в виде мелких капель либо тонким слоем над поверхностью эмульсий. Устройство, на котором реализован способ, состоит из холодного отстойника, нефтегазоводоразделителя с подогревом или без подогрева, дегидратора-испарителя с системой равномерного распределения и распыла жидкости, конденсатора и сепаратора. Перегретую жидкость используют как поверхность испарения и теплоноситель, при этом в известном техническом решении поддерживается однородная температура поверхности испарения, а не объема.

Недостатками известного технического решения в отношении технологии являются многостадийность процесса, необходимость предварительного снижения обводненности исходной эмульсии в связи с возможным риском сильного пенообразования в основном аппарате (дегидраторе-испарителе), отсутствие средств стабилизации кипения водо-углеводородных эмульсий, что увеличивает риск накопления водной фазы в объеме кипящей жидкости и существует возможность переброса эмульсии без соответствующего разделения фаз.

Недостатками устройства, на котором реализуется способ, являются необходимость применения специализированного оборудования (нефтегазоводоразделителя) и растворителя, что приводит к повышению эксплуатационных затрат. Кроме этого, применение форсунок в известном техническом решении не позволяет обезвоживать эмульсии с повышенным содержанием механических примесей.

Известен способ и устройство очистки отработанных масел от воды и низкокипящих фракций (см. [4] - патент Германии DE 3935260), где испарение осуществляется на поверхности подогреваемой тонкой пленки водомасляной эмульсии в вакууме. Устройство, на котором реализован способ, состоит из фильтров грубой и тонкой очистки, системы создания вакуума, теплообменника (нагревателя), емкостного испарителя с системой распределения и распыла жидкости, конденсатора-холодильника и емкости для сбора конденсата.

Недостатком способа обезвоживания является высокая вероятность осаждения водной фазы при нагреве эмульсии, обусловленная отсутствием методов стабилизации кипения водо-углеводородной эмульсии, в результате чего может произойти переброс кипящей жидкости, кроме указанного имеется ограниченность по видам перерабатываемого сырья, поскольку представленная блок-схема предназначена для переработки водо-углеводородных эмульсий с низким содержанием механических примесей, воды и легких углеводородных фракций.

Недостатками устройства, на котором реализуется известный способ, являются применение сложного дорогостоящего оборудования (вакуумного насоса), что сопровождается высокими эксплуатационными и материальными затратами, низкая ремонтопригодность, связанная с необходимостью частой смены фильтров при работе с сильнозагрязненным сырьем.

Известен способ очистки нефтяного шлама (см. [5] - Патент США US №5922189), заключающийся в нагреве сырья до 360-538°С в условиях вакуума и барботаже пара или инертного газа с последующей конденсацией летучих продуктов с получением масла или топлива. Недостатками известного решения являются усложнение технологии обезвоживания за счет применения дополнительного оборудования (барботера, вакуумного насоса), что сопровождается высокими эксплуатационными (например, для создание вакуума), высокими материальными затратами и отсутствием методов стабилизации кипения водо-углеводородной эмульсии, затрудняющих решение проблемы накопления водной фазы в объеме емкостного аппарата, что приводит к неконтролируемому процессу пенообразования и возможности взрывообразного переброса кипящей жидкости, что в целом приводит к нестабильному протеканию процесса очистки нефтешлама.

Известно устройство (см. [6] - Патент Великобритании GB №1406667), где испарение в тонкой пленке осуществляется путем распыла эмульсионного нефтешлама в поток горячих дымовых газов, что обеспечивает процесс выпаривания водной фазы. Конструкция испарителя состоит из испарительной камеры, вращающейся форсунки для распыла жидкости, горелки, циклона, емкости для суспензии или эмульсии, системы рециркуляции и откачки жидкости. Недостатками устройства являются сложность изготовления оборудования, связанная с необходимостью применения специализированного оборудования (например, вращающиеся форсунки, горелки, циклон), что приводит к повышению эксплуатационных затрат, при этом в процессе эксплуатации устройства имеется высокая вероятность выхода из строя форсунок в результате использования эмульсии с повышенным содержанием механических примесей, исходя из представленного, можно констатировать низкую ремонтопригодность указанного устройства и, как следствие, ограниченность устройства по номенклатуре возможного для переработки сырья на известном устройстве. Недостатками известного технического решения в отношении технологии, реализованной на устройстве, является отсутствие методов отвода отстоявшейся перегретой водной фазы из водо-углеводродной эмульсии в объеме емкостного аппарата, что приводит к нестабильному взрывообразному протеканию процесса, при этом при контакте с дымовыми газами образуются пары углеводородов, что значительно увеличивает объем выбросов в атмосферу и, как следствие, ухудшает экологическую обстановку.

Известен способ обезвоживания и очистки водных эмульсий нефтепродуктов (см. [7] - А.С. СССР 566867), где обезвоживание эмульсии производится непосредственным испарением водной фазы эмульсий в присутствии инертного газа и азеотропообразующего растворителя. Недостатками [7] являются использование циркулирующего растворителя, что сопровождается дополнительными материальными затратами, а также отсутствие средств отвода перегретой осажденной на поверхности нагрева водной фазы, приводящее к дестабилизации процесса кипения в емкостном аппарате и увеличению риска взрывообразного вскипания и переброса жидкости. Кроме этого, известное техническое решение не может быть использовано для подготовки широкого спектра эмульсий для последующей переработки, в силу описанных выше особенностей способа.

Известен способ по переработке нефтешлама (см. [8] - Патент РФ №37713), где обезвоживание нефтешлама производится непосредственным выпариванием воды при ламинарном истечении его из емкости в емкость, расположенных в каскадном исполнении. Недостатком представленного решения является длительность проведения процесса, отсутствие средств стабилизации процесса испарения водной фазы, приводящее к накоплению водной фазы по мере нагрева водо-углеводородной эмульсии и возможности переброса эмульсии в объеме емкостного аппарата без разделения фаз. Необходимо отметить, что известный способ практически неприменим для высоковязкого сырья, т.к. не предназначен для переработки исключительно нефтешлама. Устройство по известному решению состоит из узла разогрева (индукционных нагревателей из резервуара), насоса для сбора нефтешлама, фильтра, емкости для сбора нефтешлама и ряда емкостей для обезвоживания, товарной емкости. Недостатками устройства, на котором реализован способ, являются многостадийность переработки нефтешлама; большие габаритные размеры, необходимость отведения значительных площадей для размещения установки; ограниченность по применяемому сырью, т.к. плотность сырья не должна превышать 0,940 г/см3, иначе требуется ввод специальных растворителей, деэмульгаторов и т.д.).

Известен способ переработки нефтяных отходов (см. [9] - Патент РФ №2323894), в котором предлагается осуществлять нагрев смешением с нагретым до 320-380°С мазутом нефтеперерабатывающей установки в поле действия центробежных сил в соотношениях, обеспечивающих превращение воды нефтяных отходов в пар за счет тепла нагретого мазута с последующей сепарацией паров воды и мазута в центробежном поле закрученного потока перерабатываемой среды. Устройство обезвоживания по [9] состоит из теплообменника смешения и барометрического конденсатора. Недостатками способа является технологическая сложность реализации процесса вследствие использования нагретого до 320-380°С мазута (дорогостоящего теплоносителя).

В отношении конструктивных особенностей оборудования, на котором реализуется способ, недостатками являются необходимость использования дорогостоящего оборудования, что увеличивает энергетические и материальные затраты процесса обезвоживания нефтесодержащих отходов, также низкая надежность работы, например барометрического конденсатора, теплообменника смешения при работе с сырьем с высоким содержанием механических примесей.

Наиболее близким техническим решением по совокупности совпадающих признаков и достигаемому техническому результату, выбранным заявителем в качестве прототипа заявляемого технического решения, является СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ВЫСОКОУСТОЙЧИВЫХ ВОДО-УГЛЕВОДОРОДНЫХ ЭМУЛЬСИЙ и унифицированный комплекс для его реализации (см. [10] - Патент РФ №2417245), заключающийся в выпаривании воды из водо-углеводородной эмульсии при наложении механического воздействия на кипящую жидкость и турбулизации объема кипящей жидкости с использованием различных средств перемешивания (мешалка, диспергатор, циркуляционный насос и т.д.). Устройство для реализации способа обезвоживания высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий состоит из отстойника (средство разделения), испарителя (средство нагрева и испарения), конденсатора-холодильника (средство конденсации), соединенных между собой системой рециркуляции продуктов, при этом испаритель оснащен устройством, обеспечивающим механическое воздействие на кипящую жидкость, выбранным из группы: диспергатор, мешалка, циркуляционный насос и иные средства перемешивания.

Недостатками известного способа являются ограничения как по составу применяемого сырья, так и по технологическому режиму. Так, при высоких скоростях нагрева емкостного аппарата наблюдается перегрев кипящей жидкости, что приводит к неконтролируемому протеканию процесса, а именно к взрывообразному вскипанию перегретой жидкости и перебросу эмульсии без соответствующего разделения фаз. Для сырья, характеризующегося высоким содержанием механических примесей, по мере выпаривания водной фазы наблюдается концентрирование механических примесей в испарителе, что может привести к выводу из строя перемешивающего устройства. Ключевым недостатком известного технического решения в целом является ненадежность способа механического воздействия как единственного средства достижения стабильного протекания процесса за счет турбулизации объема кипящей жидкости в испарителе, которое в результате накопления перегретой жидкости в кубовой части испарителя и/или остановки работы перемешивающего устройства может привести к неконтролируемому протеканию процесса обезвоживания водо-углеводородной эмульсии, а именно к ′′взрывообразному′′ кипению и выбросу эмульсии из аппарата. Недостатком устройства, на котором реализуется известный способ, является низкая пропускная способность по сырью из-за ограниченности поверхности нагрева.

Задачей, решаемой заявленным техническим решением, является создание способа и устройства обезвоживания водо-углеводородных эмульсий, устраняющего недостатки прототипа и характеризующегося универсальностью, в отношении номенклатуры перерабатываемого сырья, высокой степенью эффективности применения заявленного технического решения по назначению, обеспечение высокой степени безопасности и надежности по отношению ко всем видам водо-углеводородных эмульсий.

Поставленная задача решается выпариванием водной фазы из водо-углеводородной эмульсии в условиях механического воздействия (перемешивания) на весь объем кипящей эмульсии, в условиях перекачки жидкости из нижней части испарителя в его верхнюю часть с обеспечением возможности дополнительного нагрева и очистки кубовой жидкости от механических примесей, применением различных стандартных и известных из уровня техники как таковых устройств, способов.

Заявленное техническое решение характеризуется выполнением в заявленной последовательности известных (как таковых) технологических операций с использованием известных (как таковых) устройств, обеспечивающих при их применении в соответствии с заявленной формулой возможность подготовки водо-углеводородного сырья с целью получения обезвоженных углеводородных продуктов различного углеводородного состава, получаемых из различных видов сырья (в том числе и отходов с большим количеством механических примесей), образуемых в различных отраслях промышленности с получением целевых продуктов, показатели которых соответствуют предъявляемым требованиям потребителей.

Отличительной особенностью, в целом, по мнению заявителя, является то, что при кажущейся простоте заявленного технического решения оно характеризуется технологичностью изготовления, универсальностью, простотой реализации технологии, реализуемой на простом по конструкции оборудовании, с использованием доступных материалов.

Сущность заявленного технического решения заключается в том, что способ обезвоживания высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий природного и техногенного происхождения, реализуемый за счет нагрева, турбулизации и испарения водной фазы из объема кипящей жидкости, а образовавшиеся пары из верхней части испарителя направляются в конденсатор-холодильник, где пары конденсируется, поступают в отстойник, в котором выполняется разделение конденсата на углеводородную фракцию и воду соответственно, при этом обезвоженный продукт из нижней части испарителя в случае его соответствия нормативным требованиям перекачивают в емкость для сбора обезвоженного продукта, характеризуется тем, что обезвоживание водо-углеводородной эмульсии проводят в условиях непрерывной перекачки кубовой жидкости из нижней части испарителя в его верхнюю часть с обеспечением дополнительного нагрева и очистки кубовой жидкости от механических примесей, устройство для реализации способа обезвоживания высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий по п. 1, состоящее из сырьевой емкости, насоса закачки сырья, испарителя, оснащенного средством для перемешивания кипящей жидкости, конденсатора-холодильника, отстойника, емкости для сбора обезвоженного продукта, характеризуется тем, что испаритель оснащен трубопроводом, снабженным насосом, средством нагрева и средством очистки от механических примесей, предназначенным для перекачки жидкости из нижней части испарителя в верхнюю соответственно.

Заявленное техническое решение поясняется чертежом, на котором представлен комплекс устройств, состоящий из сырьевой емкости (1), насоса закачки сырья (2), испарителя (3), оснащенного перемешивающим устройством (4), конденсатора-холодильника (5), отстойника (6), емкости для сбора обезвоженного продукта (7), насоса откачки кубовой жидкости (8), средства нагрева (9) и средства очистки (10).

Заявленный способ реализуется следующим образом: эмульсия из сырьевой емкости 1 насосом закачки сырья 2 перекачивается в испаритель 3, снабженный перемешивающим устройством 4, где в условиях механического воздействия осуществляется ее нагрев и испарение водной фазы.

Для дополнительной стабилизации процесса испарения водной фазы из водо-углеводородной эмульсии и предотвращения накопления перегретой водной фазы в кубе испарителя процесс обезвоживания водо-углеводородной эмульсии проводят при перекачке жидкости из нижней части испарителя в его верхнюю часть.

Указанное выше способствует безопасному и стабильному выпариванию водной фазы из водо-углеводородной эмульсии, исключает возможность спонтанного (взрывообразного) вскипания эмульсии.

Для увеличения пропускной способности устройства по водо-углеводородной эмульсии, сообщения дополнительного тепла потоку водо-углеводородной эмульсии и поддержания постоянной температуры обезвоживания трубопровод перекачки кубовой жидкости дополнительно снабжают насосом 8 и средством нагрева 9 (теплообменные устройства различных конструктивных исполнений, ТЭН и т.д.).

Температура нагрева сырья в испарителе составляет 100-170°С, при этом температура в аппарате, обеспечивающем дополнительный нагрев, будет минимум на 10-15°С выше температуры в испарителе.

При этом в случае необходимости удаления из сырья механических примесей трубопровод оснащают средством очистки 10 (фильтры различных конструктивных исполнений, декантеры, центрифуги и т.д.), которое оснащено байпасами для обеспечения беспрепятственного доступа, например, к сменным фильтрам, центрифуге и т.д.

Из верхней части испарителя пары «вода + легкокипящие углеводородные фракции» направляются в конденсатор-холодильник 5, где они конденсируется и стекают в отстойник 6, в котором далее разделяются на углеводородную фракцию (верхний слой) и воду (нижний слой).

Для контроля и регулирования параметров процесса и обеспечения заданных требований пожаро- и взрывобезопасности установку дополнительно оснащают необходимыми приборами КИПиА ( не показаны).

При достижении заданных контролируемых параметров, предъявляемых к товарным продуктам, кубовый обезвоженный продукт откачивается с нижней части испарителя в емкость для сбора обезвоженного продукта 7, конструктивные элементы, обеспечивающие возможность перекачки обезвоженных продуктов, на чертеже не представлены в целях исключения загромождения описания.

Применение вышеуказанных признаков заявленного технического решения позволило повысить эффективность и надежность процесса обезвоживания, значительно упростить способ и обеспечило простоту конструктивного обеспечения заявленного технического решения, указанные в заявленном техническом решении обеспечены в основном за счет того, что реализована возможность интенсификации испарения водной фазы из водо-углеводородной эмульсии.

Устройство для реализации заявленного способа получения обезвоженного углеводородного сырья - смеси нефтесодержащих отходов, продуктов разложения и очистки смазочно-охлаждающих жидкостей, амбарных шламов, жидких продуктов пиролиза и тяжелой пиролизной смолы, промежуточного слоя нефти, природного битума и т.д., - состоит из следующих элементов:

- сырьевой емкости 1,

- насоса закачки сырья 2,

- испарителя 3,

- устройства для стабилизации процесса испарения 4 (перемешивающие устройства различных конструктивных исполнений),

- конденсатора-холодильника 5,

- отстойника 6,

- емкости для сбора обезвоженного продукта 7,

- насоса откачки кубовой жидкости 8,

- средства нагрева 9.

- средства очистки 10

Из исследованного уровня техники заявителем не выявлены сведения об известности заявленной совокупностью признаков способа и устройства, обеспечивающих реализацию заявленных технических результатов, указанное является доказательством соответствия заявленного технического решения критерию «новизна», предъявляемого к изобретениям, при этом следует отметить факт того, что заявленная совокупность признаков способа и устройства известна по отдельности, однако, не известна в представленной совокупности с обеспечением возможности достижения заявленных технических результатов.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, так как заявленное техническое решение не следует явным образом из уровня техники и не является очевидным для специалиста в анализируемой области техники.

При этом следует отметить, что по мнению заявителя, заявленное техническое решение не является очевидным для специалиста в указанной области техники, т.к. обеспечивает разрешение существующего в данной области техники противоречия, которое предполагает необходимость создания специализированных технологий и специального комплекса оборудования для реализации поставленных целей - по переработке обезвоженного углеводородного сырья - весьма широкого спектра отходов с различным качественным и качественными составами, представляющих собой составы смесей от нефтесодержащих отходов, продуктов разложения и очистки смазочно-охлаждающих жидкостей, амбарных шламов, жидких продуктов пиролиза и тяжелой пиролизной смолы, промежуточного слоя нефти, до смесей природного битума с различным примесями и т.д.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, т.к. заявленное техническое решение апробировано на пилотной установке, с получением заявленных целей. Заявленное техническое решение может быть реализовано в промышленности посредством использования известных способов, устройств с применением стандартного оборудования.

1. Способ обезвоживания высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий природного и техногенного происхождения, реализуемый за счет нагрева, турбулизации и испарения водной фазы из объема кипящей жидкости, при этом образовавшиеся пары из верхней части испарителя направляются в конденсатор-холодильник, где пары конденсируется, поступают в отстойник, в котором выполняется разделение конденсата на углеводородную фракцию и воду соответственно, а обезвоженный продукт из нижней части испарителя в случае его соответствия нормативным требованиям перекачивают в емкость для сбора обезвоженного продукта, отличающийся тем, что обезвоживание водо-углеводородной эмульсии проводят в условиях непрерывной перекачки кубовой жидкости из нижней части испарителя в его верхнюю часть с обеспечением дополнительного нагрева и очистки кубовой жидкости от механических примесей.

2. Устройство для реализации способа обезвоживания высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий по п. 1, состоящее из сырьевой емкости, насоса закачки сырья, испарителя, оснащенного средством для перемешивания кипящей жидкости, конденсатора-холодильника, отстойника, емкости для сбора обезвоженного продукта, отличающееся тем, что испаритель оснащен трубопроводом, снабженным насосом, средством нагрева и средством очистки от механических примесей, предназначенным для перекачки жидкости из нижней части испарителя в верхнюю соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу извлечения и переработки загрязненных углеводородов. Способ включает контактирование одного или нескольких загрязненных углеводородов с потоком газообразного водорода в сепараторе очистки сырья с образованием первого потока жидкости, отгонку первого потока жидкости с образованием потока остатка и отделение потока остатка в пленкообразующем испарителе для получения извлеченного дистиллята.

Изобретение относится к процессу утилизации попутного нефтяного газа в газогидратной форме с одновременной сепарацией нефти и воды и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и в энергетике.

Изобретение относится к способам подготовки нефти к транспортировке. .

Изобретение относится к области нефтепереработки. .
Изобретение может быть использовано в нефтяной промышленности для обезвоживания нефти. Способ разделения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия включает обработку эмульсии ультразвуком, при этом предварительно определяют оптимальные частоты ультразвукового воздействия в зависимости от размера капель воды в эмульсии, позволяющие достичь минимальной доли воды в нефти.
Изобретение относится к энергосберегающим и экологически безопасным технологиям нефтеперерабатывающей промышленности и теплоэнергетики и может быть использовано при тепловой обработке водосодержащих нефтяных отходов с содержанием водной фракции не менее 60% низкопотенциальными теплоносителями с температурой 100-250°C с целью последующей утилизации нефтешламов путем сжигания в топках энергетических установок.

Изобретение относится к способу подготовки нефти и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Изобретение касается способа подготовки нефти, включающего предварительную сепарацию, блок обезвоживания и обессоливания и концевую сепарацию, в котором в качестве концевого сепаратора используют колонну с насадкой и рибойлер.

Изобретение относится к способу обработки потока жидких углеводородов, содержащего воду, в котором поток жидких углеводородов вводится в первый сепаратор, отделяющий по меньшей мере свободную воду из указанного потока жидких углеводородов.

Изобретение относится к области обработки нефтепродуктов. Изобретение касается способа обезвоживания водонефтяной эмульсии с использованием сверхвысокочастотной (СВЧ) энергии, подающейся через волновод, выполненный в виде металлической трубы, и системы коалесценторов, в волноводы подают помимо СВЧ энергии в диапазоне от 100 МГц до 3000 МГц и с плотностью потока мощности от 50 до 200 Вт/см2, ультразвуковую (УЗ) энергию, интенсивностью от 1 до 10 Вт/см2 и с частотой от 300 кГц до 2000 кГц, а в коалесценторах используют УЗ энергию, интенсивностью от 0,8 до 1,2 Вт/см2 и частотой от 18 до 40 кГц.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при подготовке нефти на нефтепромысле. Способ обработки нефтяной эмульсии промежуточных слоев емкостного оборудования подготовки нефти и воды включает помещение нефтяной эмульсии в подземную накопительную емкость, дозирование в подземную накопительную емкость растворителя нефти в соотношении от 1:100 до 1:1 к объему нефтяной эмульсии, перекачивание насосом через узел учета в наземную емкость, на участке от насоса до наземной емкости в поток перекачиваемой жидкости с помощью дозаторной установки подачу деэмульгатора в дозировке 50-5000 г/тонну, нагревание смеси нефтяной эмульсии, растворителя и деэмульгатора в теплообменнике, прохождение нагретой смеси осложненной нефтяной эмульсии, растворителя и деэмульгатора в наземной емкости через теплообменник в виде змеевика, отражатель потока жидкости с расслоением на нефть с растворителем и воду, отделение механических примесей, раздельный отбор нефти с растворителем, воды и механических примесей, подачу нефти с растворителем в зависимости от допустимого уровня содержания воды в поток сырой нефти для дальнейшей подготовки по традиционной схеме на установке подготовки нефти либо на повторную подготовку в подземную емкость.

Изобретение относится к области переработки и утилизации нефтешламов, представляющих собой старые нефтезагрязненные грунты с высоким содержанием смол, асфальтенов и парабенов.

Изобретение относится к переработке устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к процессу утилизации попутного нефтяного газа в газогидратной форме с одновременной сепарацией нефти и воды и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и в энергетике.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к установкам подготовки тяжелых нефтей на нефтепромыслах. .
Наверх