Способ деэмульсации нефтяной эмульсии

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:К МУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Сеей Савамкнй

Сбцийлйстичвсний

Республик . (61) Дополнительное к авт. свид-ву " (22) Заявлено 18. 01. 79 (21) 2716017/23-04 с присоединением заявки Но (23) Приоритет

Опубликовано 23.1180, 6»бюллетень 43 (51)M. Кл 3

С 10 G 33/04

Государственный комнтет

СССР пе делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 665.622. .43.065.6(088.8) Дата опубликования описания 27. 11. 80

А, 3. Митрофанов, И. И. Гиниятуллин, Б. A. Маликов и В П Хитров ! (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промт»»ленности ." » » j Б

° г (54)СПОСОБ ДЕЭИУЛЬСАЦИИ НЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ

Изобретение относится к области первичной обработки нефти и может быть использовано на промыслах для

»* разрушения естественных эмульсий с целью очистки нефти от воды и растворенных в ней солей, а также в других отраслях промьваленности, где существует необходимость обезвоживания высокообводненных эмульсий как пря- ® мого, так и обратного типа естественного и искусственного происхождения.

В нефтяной про»аааленности для деэмульсации нефти, удаления из нее воды, применяют различные модификации, так называемого "внутритрубного" способа, основанного на введении в эмульсию поверхностно-активного вевещества - деэмугатора и разрушении ее при движении в потоке трубопрово- 2() да с последующим отстаиванием нефти от воды Я .

Несмотря иа высокую экономичность этот спбсоб имеет серьезные недостатки. Требуется значительное (6-10 и 25 .более ч)время отстоя нефти и, следовательно большой объем отстойной аппаратуры. Кроме того, во многих случаях необходимо нагревать эмульсию пе« ред отстоем и не всегда возможно по- Зр лучить высокую степень обезвоживания нефти.

Известен также способ деэмульсации нефти при ее первичной подготов - ке путем введения в обрабатываемую нефтяную эмульсию поверхностнб"активного вещества(ПАВ) и обращения фаэ эмульсии в турбулентном потоКе с последующим отделением воды из обращенной эмульсии.При обводненностн эмуль-, сии ниже критической„т.е.недостаточной для обращения фаз, в нее добавляют воду, преимущественно аналогичного с эмульсионной состава — пластовую.Процесс проводят в специальном сосуде..

Турбулентность потока, необходимую для обеспечения массообмена между глобулами воды и поверхностно-активным веществом (и вводимой водой),конечным результатом которого и является обращение фаз эмульсии, создают мешалкой j2) .

Способ деэмульсации нефти, хотя и свободен от недостатков внутритрубного способа, однако его осуществление требует применения сложных и дорогостоящих аппаратов, оборудованных высокоскоростными (более 1000 об/мин) мешалками или снабженных циркуляци/

781210

"онными насосами, что существенно снижает экономичность способа вследствие необходимости затрат на их строительство и эксплуатацию. Это является ос- новной причйной того, что способ легко осуществимый в лабораторных условиях, до сих пор не нашел применения в промыаленности.

Цель изобретения — упрощение технологии процесса за счет сокращениями капитальных и эксплуатационных зат,.рат для осуществления обращения Фаз эмульсии без снижения эффективности процесса.—

Поставленная цель достигается тем, что способ деэмульсации нефтяной эмульсии включает введение в эмульсию поверхностно-активного вещества, добавление воды в случае обводненности эмульсии ниже критической, обращеиие фаз эмульсии путем однократного или многократного дросселирования

Потока эмульсии.

Предпочтительно дросселирование потока эмульсии проводить.при перепаде давления 2-20 атм.

Обращение фаз эмульсии путем дросселирования потока позволяет упрос тйть ойерацйю обращения Фаз, исключить стадию принудительного турбулентного перемешивания эмульсии для воэможности ее обращения,тем самым повышается экономичность способа.

Предлагаемый способ (no сравнению с известным), отличается тем, что здесь массообмен участвующих в процессе обр; ения фаз эмульсии веществ (глобулы и капли воды, поверхностноактивное вещество) осуществляется без подвода энергии (механической) извне; только за счет кинетической энергии самого потока жидкости при

его дросселировании. При этом высвобождение ее происходит за весьма короткое время (десятые - сотые доли секунды)- за время прохождения жидкости через дросселирующее устройство, т.е. практически мгновенно.

Вследствие этого также быстро-мгновенно проходит обращение фаз эмульсии.,В известном способе для создания необходимого для обращения фаз уровня турбулентности потока затрачивается механическая энергия, подводимая извне. Затраты ее зависят от мощности источника энергии (как правило, электрической),объема обрабатываемой эмульсии, ее обводненности, физико-химических свойств, расхода

* ПАВ, температуры "й йругйх ЩУйЧИй"и имеют сравнительно невысокую удельиую величину. Поэтому проведение oneрации обращения Фаз эмульсии осуществляется за довольно длительный (с точки зрения технологии)промежуток времени (от нескольких десятков секунд до нескольких десятков минут"и более). При йредложеййом пров ьденйи операции обращения Фаз йутем- дросселирования потока эмульсии расход энергии в единицу времени, т.е.удельный расход, на 2-3 порядка выше, чем в известном. Это и обеспечивает значительное (практически такого же порядка)ускорение массообмен:- н обращение фаз эмульсии.

Так как в предлагаемом способе физическая картина процесса обраще. ния Фаз практически ничем не отлича; ется от таковой в известном способе, то в, равных условиях (расход tIAB, температура и др.)эффективность его не будет ниже, а в ряде случаев, за счет большего удельного расхода энергии будет достигаться более высокая « степень обезвоживания нефти.

Операция обращения фаэ эмульсии может осуществляться как путем однократного, так и многократного дросселирования потока, т.е. в одну или

29 несколько ступеней. Критерием опре" деления количества ступеней дросселирования являются физико-химические свойства эмульсии, и прежде всего ее стойкость, а также внешние условия: з« давление в потоке, температура и др.

Их количество принимается также н в зависимости от требований к глубине обезвоживания нефти и качеству дренажной воды, Во всех случаях количество ступеней определяется опытным путем. Многоступенчатое дросселирование целесообразно применять при высоких значениях давления потока эмульсии.

Аналогичным образом, а также опыт ным путем определяется величина перепада давления на каждой ступени.

Нижний его предел (2 атм.)лимитируется степенью превращения эмульсии из одного типа в другой и последую4Q щей глубиной деэмульсации нефти.Как показывают результаты экспериментов при меньшей величине перепада эмульсия практически не обращается, при этом стойкость ее значительно уве4« личивается sa счет передиспергирова-, ния глобул воды. Верхний предел (20 атм.) определяет экономическую целесообраэйость применения способа, так как при его превышении, известный способ становится сопоставим с предлагаемым. Теоретически же верхний предел имеет значительно большее значение {100 и более атм.).

Для осуществления способа используют существующие устройства, как ре-.

«» гулируемые, например задвижки, вентили., так и нерегулируемые, например диафрагмы, деэмульсация нефти предлагаемым способом происходит по следующей теЩ хнологической схеме.

В нефтяную эмульсию, содержащую

60-ЗОВ воды (равной или выше критической для обращения фаз),транспортируемую ho трубопроводу, при заданном давлении, вводят поверхностно781210

60.

80 20-0 95

100 7

93 32.0

10

20 20-0

100 4

19 20-15-0 98

100 100 0

19 20-15-0

95, 21

100 4

100 2

20-15-0

55

9 20-15-7-0 98

21

18 20-15-7-0 99

25

5 20-16-10-0 100 100 0

100 5

100 0

100 2

5 20-16-10-0 97

5 21-18-12-8-0 100

4 21-18-12-7-0 99

0

15.

Ф

Иэ таблицы видно, что обезвожива- -" лючение составляют второй н пятый нне нефти в указанных условиях про- опыты, которые проведены при расходе ходит вполне удовлетворительно. Иск- 6 жидкости, превьааающем оптимальный и активное вещество в количестве 10 0 г/т;при меньшей обводненностн нефти добавляют воду (пластовую,дре. нажную после отстоя нефти)в количестве д".. критического содержания.Затем эмульсию пропускают через дросселирующее устройство (одно или многоступенчатое), перепад давления на каждой ступени которого поддерживают в пределах 2-20 атм. Здесь эмульсия обращается, после чего ее напра вляют для расслоения на нефть и воду в отстойный аппарат. Процесс об ращения фаэ проводят при 10-304С, при необходимости производят подогрев эмульсии. Отстой обращенной эмульсии ведут прн 10-ЗООС в течение

0,5-1 ч.В результате осуществления способа получают нефть с содержанием воды 0-2% и воду, содержащую не более 100 мг/л солей. Операцию обращения фаэ целесообразно проводить как можно ближе к групповой, участковому сборному пункту, т.е. ближе к началу нефтяного коллектора, чтобы снизить потери напора в трубопроводе.

Проводят обезвоживание нефти в промысловых условиях.на специально сконструированной пилотной установке, конструкция ее позволяет производить одно, двух, трех н четырехступеичатое дросселирование потока эмульсии,поступающей с центробежного перекачивающего насоса s количестве 10-50 л/ч и регулировать перепад. давления от .0 до 21 атм.(давление на выходе,насоса).Деэмульгатор подают на прием центробежного насоса, недостающее для обращения фаз количество воды вводят перед первой ступенью дросселирования плуижерным насосом. Обра« ботанная эмульсия из установки посту- © пает в отстойную колонку. Отпор проб осуществляют с каждой ступени через пробоотборные крапинки. фиксирование типа эмульсии производят по электро» проводности с помощью прйбора А80-5М, 35 стальные игольчатые электроды устанавливают в потоке после последней ступени.

Обезвоживанию: подвергают нефть плотностью 0,850-0,860 г/см, обвадзф,иенность ее в пределах 45-70%. В ка честве деэмулъгатора применяют дисольван 4411 в количестве 10-20 г/т

Эмульсии. Температура жидкости 152ФС.

Контроль процесса ведут по отстою проб эмульсии и определению остаточной воды в нефти. .Результаты обезвоживания приведены в таблице.

781210

Составитель Т. Раевская

Редактор Н. Кончицкая Техред И.Асталош Корректор.М. Демчик

8,Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, содержание воды ниже крнтического,в этих условиях не происходит обращение фаз эмульсий.

Формула изобретения, 1. Способ деэмульсации нефтяной эмульсии, включающий введение в -эмульеию поверхностно-активного вещества, добавление воды в случае обводненности эмульсии ниже критиче;ской, обращение фаэ эмульсии и.последующее расслоение обращенной эмульсии, отличающийся тем,что, с целью упрощения технологии процесса, обращение фаз Осуществляют путем однократного или многократного дросселирования потока эмульсии.

2. Способ no n.1, о т л н ч а юшийся тем, что дросселнрованне потока эмульсии ведут прн перепаде, давления 2-20 атм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тронов В, П. Промысловая подготовка нефти.. N., "Недра", 1973, с. 27.1.

2. Трофимов В. Н., Валяев Б. Г.

Разработка метода ускоренного отделения основной массы воды от нефти при низких температурах на промыслах.

Отчет по теме з 15, фонды института

"Гипровостокнефть", Куйбыаев, 1963 t5 (прототип).