Способ деэмульсации нефтяной эмульсии

(22) Заявлено 18. 01,79 (21) 2716017/23-04с присоединением заявки йо -(51)М. Кл.3 С 10 С 33/04 Государственный коинтет СССР пе дмаи 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. А. Маликови В. П. Хитров(71) Заявитель Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(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 промьаапенности, где существует необходимость обезвоживания высокообводненных эмульсий как пря-мого, так и обратного типа естественного и искусственного происхождения. В нефтяной протаааленности 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- з да с последующим отстаиванием нефтиот воды ИНесмотря иа высокую экономичность этот сп 6 соб имеет серьезные недостатки. Требуется значительное (6-10 и 25 .более ч)время отстоя нефти и, следовательно большой объем отстойной а 1 тпаратуры. Кроме того, во многих случаях необходимо нагревать эмульсию пе ред отстоем и не всегда возможно по- Зр ж 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 критическойт.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 2)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/"онными насосами, что существенно снижает экономичность способа вследствие необходимости затрат на их строительство и эксплуатацию. Это является основной причйной того, чтоспособ легФко осуществимый в лабораторных условиях, до сих пор не нашел применения в промьааленности.Цель изобретения - упрощение технологии процесса за счет сокращения( 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 водй в случае обводненности эмульсии ниже критической, обращение фаз эмульсии путем однократногоилимногократного дросселирования йотока эмульсии.Предпочтительно дросселированиепотока 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 (по сравнениюсизвестным), отличается тем, что здесь массообмен участвующих в процессе обр щения Фаз эмульсии веществ (глобулы и капли воды, поверхвоствоактиввое 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, расходаПАВ, температуры "й йругйх ЩМЧИй"иимеют сравнительно невысокую удельную величину. Поэтому проведение операции обращения Фаз эмульсии осуществляется за довольно длительный (с точки зрения технологии)промежуток времени (от нескольких десятков се" кунддо"нескольких десятков минут"иболее). При йрбдложейвом провьдевйи операции обращения Фаз йутем-дрбсселирования потока эмульсии расходэнергии в единицу времени, т.е.уде"льный расход, на 2-3 порядка выше,чем в известном. Это в обеспечиваетзначительное (практическн такого жепорядка)ускорение массообмен:- , обращение Фаз эмульсии.Так как в предлагаемом способефизическая картина процесса обращения Фаз практически ничем не отлича;ется от таковой в известном способе,то в, равных условиях (расход ПАВ,температура и др.)эффективность егоне будет ниже, а в ряде случаев, засчет большего удельного расхода энергии будет достигаться более высокаястепень обезвоживания нефти.Операция обращения фаз эмульсииможет осуществляться как путем однократного, так и многократного дросселирования потока, т.е. в одну или20 несколько ступеней. Критерием опре"деления количества ступеней дросселирования являются Физико-химическиесвойства эмульсии, и прежде всего еестойкость, а также внешние условия:давление в потоке, температура и др.Их количество принимается также н взависимости от требований к глубинеобезвоживания нефти и качеству дренажной води, Во всех случаях количество ступеней определяется опытнымпутем. Многоступенчатое дросселирование целесообразно применять привысоких значениях давления потокаэмульсии.Аналогичным образом, а также опытным путем определяется величина перепада давления на каждой ступени.Нижний его предел (2 атм.)лимитируется степенью превращения эмульсиииз одного типа в другой и последую 40 щей глубиной деэмульсации нефти.Какпоказывают результаты экспериментовпри меньшей величине перепада эмульсия практически ве обращается, приэтом стойкость ее значительно уве 4 личивается за счет передиспергирова-,ния глобул воды, Верхний предел(20 атм.) определяет экономическуюцелесообраэйость применения способа,так как при его превышении, известный способ становится сопоставим спредлагаемым. Теоретически же верхний предел имеет значительно большеезначение (100 и более атм.),Для осуществления способа используют существующие устройства, как ре гулируемые, например задвижки, вентили., так и нерегулируемые, напримердиафрагмы,деэмульсаций нефти предлагаемымспособом происходит по следующей теЩф хнологической схеме,В нефтяную эмульсию, содержащую60-80 воды (равной или выше критической для обращения фаз),транспортируемую Ыо трубопроводу, при задан ном давлении, вводят поверхностно7812100 7 95 100 8293 98 100 200 2 0 9 10 0 20-15-0 20-15-0 0 5 0 20-15-7-0 20-15-7-0 а 21 9 25 , . 18 15 5 0 6 00 10 0 16-105 5 20-16-10-0 97 1 5 00 100 21-18-12-8 5 5 0 99 10 1-18 Фтаблицы видно, что обезвожива- " лючение составляют вфти в указанных условиях про- опыты, которые проведвполне удовлетворительно. Иск жидкости, превьааающе рой н плтый иы при расходоптимальный и нне н ходит активное вещество в количестве 10- 50 г/т;при меньшей обводненностн нефти добавляют воду (пластовую,дре. нажную после отстоя нефти)в количестве д"., критического содержания,Затем эмульсию пропускают через дрос-, селирующее 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 обращения Фаэ проводят при 10-300 С, 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 четырехступенчатое дросселирование потока эмульсии,поступающей с центробежного перекачивающего насоса в количестве 10-50 л/чн регулировать перепад. давления от,0 до 21 атм,(давление на выходе,насоса).Деэмульгатор подают на приемцентробежного насоса, недостающеедля обращения фаз количество водывводят передпервой ступенъв дросселирования плуижерным насосом, Обработанная эмульсия из установки посту- .пает в отстойнув колонку. Отпор пробосуществляют с каждой ступени черезпробоотборные краники. фиксированиетипа эмульсии производят по электропроводности с помощьв прйбора А 90-5 И, 35 стальные игольчатые электроды устанавливают в потоке после последнейступени.Обезвоживанию: подвергают нефтьплотностью 0,850-0,860 г/смф, обвадрр,иенность ее в пределах 45-70. В качестве деэмулъгатора применяют дисольван 4411 в количестве 10-20 г/тЭмульсии. Температура жидкости 1520 оС.Контроль процесса ведут по отстоюпроб эмульсии и определению остаточно 8 воды в нефти.Результаты обезвоживанияприведеныв таблице.781210 Составитель Т. РаевскаяРедактор Н. Кончицкая Техред И.Асталош Корректор.и. Демчики 1 8 ,Тираж 545ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауыская наб., д, 4/5 Заказ Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,содержание воды ниже крнтического,вэтих условиях не происходит обращениефаз эмульсий.Формула изобретения,1. Способ деэмульсации нефтянойэмульсии, включающий введение в-Эзеульеию поверхностно-активного вещества, добавление воды в случаеобводненности эмульсии ниже критиче;ской, обращение фаэ эмульсии и,последующее расслоение обращенной эмульсии, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью упрощения технологии процесса, обращение фаз Осуществляют путемоднократногоили многократного дросселирования потока эмульсии. 2, Способ по п.1, о т л н ч а ющ и й с я тем, что дросселнрованне потока эмульсии ведут прн перепаде ,давления 2-20 атм. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Тронов В, П. Промысловая подготовка нефти. И., "Недрами, 1973,с, 271.2, Трофимов В. Н., Валяев Б. Г,ф Разработка метода ускоренного отделения основной массы воды от нефтипри низких температурах на промыслах.Отчет по теме 9 15, фонды института