Способ обезвоживания и обессоливания нефти

Авторы патента:

C10G33/02 - электрическими или магнитными средствами

C10G32/00 - Очистка углеводородных масел с помощью электрических или магнитных средств, облучения или с использованием микроорганизмов

B01D17/06 - разделение жидкостей электрическими способами

Владельцы патента RU 2694550:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к способу обезвоживания и обессоливания нефти и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Способ обезвоживания и обессоливания нефти, включающий подачу водонефтяной эмульсии в электродегидратор, обработку эмульсии электрическом полем в зоне расположения электродов электродегидратора, отличающийся тем, что предварительно обработке водонефтяной эмульсии электрическим полем производят ее облучение наносекундными электромагнитными импульсами, при этом мощность одного импульса составляет от 1 до менее 2 МВт. Технический результат - повышение производительности процесса обессоливания и обезвоживания нефти. 1 табл.

Изобретение относится к способу обезвоживания и обессоливания нефти и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ обезвоживания и обессоливания нефти на основе электрообработки водонефтяных эмульсий, при котором нефть пропускают через электрическое поле, преимущественно переменной промышленной частоты и высоко напряжения (Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев, М.И. Баязитов; Под ред. С.А. Ахметова. - СПб.: Недра, 2006. - С. 387).

Однако известный способ имеет низкую производительность, высокие затраты электроэнергии на обессоливание нефти.

Наиболее близким является способ обезвоживания и обессоливания нефти, включающий подачу в аппарат водонефтяной эмульсии при значениях температуры от величины, при которой происходит застывание нефти, при этом для укрупнения и слияния капель водонефтяной эмульсии используют изменяющийся во времени магнитный поток, который наводят путем подачи переменного напряжения от 110 до 3000 В на водонефтяную эмульсию переменным электрическим током в обмотке индуктора через корпус аппарата, выполненного из диэлектрического материала (патент РФ 2429277, Способ обезвоживания и обессоливания нефтей, C10G 33/02, БИ №36, 20.09.2011).

Однако реализация данного технического решения приводит к усложнению конструкции аппарата, к снижению уровня безопасности при эксплуатации аппарата, повышению расхода энергии на процесс обессоливания и обезвоживания нефти.

Технической задачей, на которое направлено предполагаемое изобретение, является повышение производительности процесса обессоливания и обезвоживания нефти.

Поставленная задача решается тем, что в способе обезвоживания и обессоливания нефти, включающем подачу водонефтяной эмульсии в электродегидратор, обработку эмульсии электрическом полем в зоне расположения электродов электродегидратора, согласно изобретению, предварительно обработке водонефтяной эмульсии электрическим полем производят ее облучение наносекундными электромагнитными импульсами, при этом мощность одного импульса составляет от 1 до менее 2 МВт.

Облучение эмульсии наносекундными электромагнитными импульсами является предварительной обработкой. На этой стадии происходит «технологическое ослабление» эмульсии, выражающееся в том, что происходит разрыв химически связей на границе компонентов эмульсии «нефть-вода» и снижение поверхностного натяжения на межфазной границе.

Способ осуществляется следующим образом.

Нефть в смеси с водой подают в электродегидратор по напорному трубопроводу через распределительный коллектор системы ввода и распределения сырья. При движении по напорному трубопроводу водонефтяная эмульсия подвергается воздействию наносекундными электромагнитными импульсами при помощи одного из технических решений (например, патент РФ 2654028, Электродегидратор, B01D 17/06, опубликовано 15.05.2018, Бюл. №14).

Характерной особенностью наносекундных электромагнитных импульсов является их однополярность, что приводит к отсутствию осциллирующих колебаний в излучаемом поле. Следствием этого выступает наличие пространственно-временного направленного действия силы за время одного импульса, создающего условия для воздействия на структуру и физико-химические свойства вещества. (Белкин B.C. Наносекундные электромагнитные импульсы и их применение / B.C. Белкин, В.А. Бухарин, В.К. Дубровин и др. / Под ред. В.В. Крымского. - Челябинск: Лурье, 2001. - 110 с.).

Воздействие наносекундных электромагнитных импульсов на нефть в смеси с водой вызывает разрыв химических связей и снижение величины поверхностного натяжения на межфазной границе системы «нефть-вода», что приводит к интенсификации процесса разделения ваз вода-нефть в непрерывном потоке эмульсии.

После облучения водонефтяная эмульсия по трубопроводу поступает в электродегидратор, где под действием электрического поля высокой напряженности происходит окончательная коалесценция капель воды и их отстой в отдельную фазу.

Мощность одного импульса от 1 до менее 2 МВт выбрана для обеспечения гарантированного разрыва химических связей в водно-нефтяной эмульсии. Энергия химических связей, как известно, может достигать величины 1,095 МВт (смотри, например, http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2153.html).

Правомочность выбора значений мощности одного импульса от 1 до менее 2 МВт подтверждается результатами экспериментальных исследований, проведенных в центральной заводской лаборатории АО «ННК «Хабаровский нефтеперерабатывающий завод», г. Хабаровск.

Сырая нефть, поступающая на участок обезвоживания и обессоливания установки первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ-2 подвергалась облучению наносекундными электромагнитными импульсами, а затем в лабораторных условиях определялись содержание воды и слей по ГОСТ 2477-2014 «Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды» и ГОСТ 33703-2015 «Нефть. Определение солей электрометрическим методом» соответственно. Во время испытаний значения мощности одного импульса варьировались от 1 до 4 МВт. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Причинно-следственную связь мощности одного импульса и заявленного технического результата можно выразить следующим образом. Водонефтяная эмульсия, согласно заявляемого изобретения, облучается наносекундными электромагнитными импульсами с указанной мощностью одного импульса предварительно подачи смеси в электродегидратор. На этой стадии происходит «технологическое ослабление» эмульсии, выражающееся в том, что происходит разрыв химически связей на границе компонентов эмульсии «нефть-вода» и снижение поверхностного натяжения на межфазной границе. Такие эффекты имеют место благодаря воздействию наносекундными электромагнитными импульсами именно с мощностью одного импульса от 1 до менее 2 МВт.

Такая «ослабленная» эмульсия поступает в электродегидратор, где имеет мест основная обработка электрическим током при прохождении зоны установки электродов. Так как эмульсия уже предварительно «технологически ослаблена», то при прочих равных условиях ее разделение произойдет в более короткий момент времени, то есть за счет снижения времени обработки эмульсии появляется возможность повышения производительности процесса обезвоживания и обессоливания нефти.

Таким образом, в отличие от аналогов заявляемый способ обеспечивает повышение производительности процесса обессоливания и обезвоживания нефти за счет применения дополнительной обработки нефтяной эмульсии наносекундными электромагнитными импульсами, что вызывает ускоренное разделение фаз нефть-вода в непрерывном потоке эмульсии.

Способ обезвоживания и обессоливания нефти, включающий подачу водонефтяной эмульсии в электродегидратор, обработку эмульсии электрическом полем в зоне расположения электродов электродегидратора, отличающийся тем, что предварительно обработке водонефтяной эмульсии электрическим полем производят ее облучение наносекундными электромагнитными импульсами, при этом мощность одного импульса составляет от 1 до менее 2 МВт.

Группа изобретений относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована при обезвоживании и обессоливании нефти. Аппарат содержит выносной смеситель (3) нефти с пресной промывочной водой и размещенные в общем корпусе (1) разделенные поперечной перегородкой (10) камеру водной промывки (2) нефти и отстойную камеру (11).

Способ переработки серосодержащего нефтешлама с высоким содержанием воды // 2626240

Изобретение относится к способу переработки серосодержащего нефтешлама с высоким содержанием воды, включающему предварительное смешение нефтешлама с углеводородным растворителем, активирование полученного продукта воздействием на последний электромагнитным излучением с частотой 40-55 МГц, мощностью 0,2-0,6 кВт, при продолжительности активации 1-8 ч и температуре 40-70°C, отделение от активированного продукта углеводородной, водной и твердой фаз, отгонку из углеводородной фазы углеводородного растворителя и проведение гидрокрекинга, полученного при отгонке углеводородного компонента в присутствии цеолитсодержащего катализатора при температуре 400-500°C, давлении водорода 50-100 атм, в течение 2,0-3,0 часов с получением целевого нефтепродукта.

Способ обработки жидких сред короткими электромагнитными импульсами низкой частоты // 2613504

Изобретение относится к обработке жидкостей электромагнитными импульсами и может быть использовано в теплоэнергетике, коммунальном хозяйстве, медицине, быту и на транспорте.

Способ разделения водонефтяной эмульсии с использованием наночастиц // 2606778

Изобретение относится к процессу подготовки нефти и подтоварной воды. Предложен способ разделения водонефтяной эмульсии путём введения в неё углеродных нанотрубок, содержащих металлы, выбранные из ряда: железо, кобальт, никель.

Способ обезвоживания нефтяных эмульсий и устройство для его осуществления // 2564256

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Изобретение касается способа обезвоживания нефтяных эмульсий за счет того, что ограниченный объем нефтяной эмульсии подают в оборотную емкость, при необходимости нагревают, циркулируют по замкнутому кругу через магнитный аппарат или статично выдерживают в нем и в том и другом случаях обрабатывают вращающимся магнитным полем; или циркулируют по замкнутому кругу и последовательно дезинтегрируют в дезинтеграторе и обрабатывают вращающимся магнитным полем в магнитном аппарате; или размещают и последовательно выдерживают в оборотной емкости, магнитном аппарате и разделительном отстойнике, при этом в оборотной емкости нефтяную эмульсию при необходимости нагревают, в магнитном аппарате обрабатывают вращающимся магнитным полем, в разделительном отстойнике получают обезвоженную нефть, причем перед размещением в магнитном аппарате нефтяную эмульсию предварительно дезинтегрируют путем круговой циркуляции через дезинтегратор, а время обработки при дезинтегрировании в магнитном аппарате и разделительном отстойнике устанавливают экспериментально по принципу достижения требуемого или наилучшего результата.

Устройство для обезвоживания нефтепродукта путем выпаривания водяных капелек // 2550822

Изобретение относится к обезвоживанию нефтепродукта. Изобретение касается устройства обезвоживания нефтепродукта, протекающего по магистральному трубопроводу, путем выпаривания из него водяных капелек.

Способ обезвоживания углеводородного сырья и устройство для его осуществления // 2539653

Группа изобретений относится к нефтедобыче и нефтепереработке. Изобретение касается способа обезвоживания углеводородного сырья, включающего высокочастотную магнитную обработку углеводородного сырья сигналом в формируемом им импульсном магнитном поле.

Способ обезвоживания водонефтяной эмульсии // 2536583

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.

Способ разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия // 2535793

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам обезвоживания нефти. Изобретение касается способа разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия, включающего процесс обработки эмульсии деэмульгатором, ультразвуком и процесс отстаивания, при этом предварительно определяется оптимальный уровень удельной акустической мощности ультразвука, позволяющий достичь минимальной доли воды в нефти, а отстаивание эмульсии осуществляют в процессе обработки ультразвуком.

Установка атмосферной вакуумной трубчатки для подготовки и первичной переработки нефти // 2535665

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к установке атмосферной вакуумной трубчатки для подготовки и первичной переработки нефти.

Способ каталитического фотоокисления серосодержащих органических веществ // 2680145

Изобретение относится к способу фотоокисления органических серосодержащих соединений в дизельной фракции нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Композиция для получения продукта, выбранного из спиртов, органических кислот, сахаров, углеводородов и их смесей // 2563357

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложена композиция для получения продукта, выбранного из группы, состоящей из спиртов, органических кислот, сахаров, углеводородов и их смесей.

Способ переработки отходов переработки нефти // 2532907

Изобретение относится к способу переработки отходов. Способ переработки отходов переработки нефти включает подачу отходов переработки нефти и пластмасс в котел и нагрев объединенных отходов переработки нефти и пластмасс, используя дальнее инфракрасное излучение, таким образом, чтобы выделить летучие углеводороды, где выделенные летучие углеводороды собирают для последующего использования.

Переработка биомассы // 2432400

Изобретение относится к области биотехнологии. .

Микробиологический способ увеличения содержания светлых и масляных фракций в нефти, в нефтепродуктах и другом углеводородном сырье с одновременной изомеризацией бензиновой фракции // 2405825

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности, к микробиологическому способу обработки нефти и нефтяного сырья. .

Способ очистки дизельного топлива и установка для его реализации // 2375411

Изобретение относится к способу очистки дизельного топлива, который включает дозированное перемешивание исходного топлива с водой, кавитационное воздействие на раствор и его разделение в отстойнике на дизельное топливо и осадок в воде отстоя, при этом перед дозированным перемешиванием с исходным топливом воду насыщают ионами железа до получения раствора желто-бурого цвета с pH>6, кавитационное воздействие на раствор осуществляют ультразвуком при барботировании в него СО2 с температурой 75-80°С и избыточным относительно раствора давлением >0,2 ати, после чего на раствор воздействуют фотонами света с энергией 60-70 ккал/моль, пропускают через магнитное поле и направляют в отстойник.

Способ ультразвукового обессеривания ископаемых топлив в присутствии диалкиловых эфиров // 2287551

Способ борьбы с микробиологическим поражением различных видов топлива // 2249610

Изобретение относится к способам борьбы с микробной инфекцией различных видов топлива. .

Способ биохимической обработки хвостов битумной пены // 2247080

Способ окислительного обессеривания ископаемых топлив с помощью ультразвука // 2235754

Изобретение относится к способу обессеривания нефти и топлив на основе нефти. .

Электродегидратор // 2676291

Изобретение относится к аппаратам для обезвоживания и обессоливания нефти и очистки нефтепродуктов. Электродегидратор для разделения эмульсии нефти включает корпус, систему ввода и распределения сырья, штуцер вывода нефти, штуцер вывода воды, два высоковольтных источника питания и электроды, расположенные в вертикальных плоскостях и поочередно соединенные с соответствующими источниками питания; согласно изобретению система ввода и распределения сырья состоит из распределительного коллектора цилиндрической формы, внутри которого соосно расположен диспергирующий элемент, который выполнен в виде пустотелого цилиндра с возможностью вращательного движения относительно продольной оси, при этом в стенке цилиндра выполнены сквозные отверстия.