Способ извлечения нефти из нефтеносных песков

 

Применение: нефтедобывающая промышленность . Сущность изобретения: нефтеносный песок смешивают с органическим растворителем в диапазоне пропорций от 1:1 до 1:2. В полученную смесь добавляют воду в количестве 10-25% от массы твердого в смеси. Перемешивают полученную смесь до агрегирования песка в конгломераты и выделяют конгломераты гравитационными методами. В воде, подаваемой в процесс, предварительно растворяют неорганические соли. Неорганическую соль растворяют в воде до концентрации насыщенного раствора. В качестве органического растворителя применяют предварительно выделенную из песка нефть. Песковую фазу после смешения с растворителем и водой измельчают до крупности 0,2- 0,3 мм. 4 з.п.ф-лы. 3 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 03 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4821990/03 (22) 03,05.90 (46) 07.06.92. Бюл. М 21 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.И, Самойлов, В.С. Белецкий и H.H.

Казимирова (53) 622.7.061.4(088.8) (56) Патент США й. 4133742, кл. В 03 B 3/02, опублик.1980.

Бескровный И.С., Мицкевич А.А. Перспективы использования природных битумов в энергетической промышленности. — M.:

ВИЭМС, 1977, с.34. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ ИЗ

НЕФТЕНОСНЫХ ClECKOB (57) Применение: нефтедобывающая промышленность. Сущность изобретения: нефИзобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для извлечения нефти из песков.

Известен способ извлечения нефти из нефтеносных песков, согласно которому нефтеносный песок помещают в водную среду; добавляют водный адсорбент, например сажу, уголь и т.n., полученную смесь перемешивают до получения агрегатов нефти и введенного твердого адсорбента, классифицируют полученный продукт по крупности, удаляя агрегаты. Затем выделяют нефть из агрегатов, отделяя адсорбент, который вновь направляют в процесс. Иэ продукта, оставшегося после отделения агрегатов, выделяют твердую фазу(например, песок). Воды берут в количестве 100-200% и более по массе к нефтеносному песку, а

„„5U,, 1738360 А1 теносный песок смешивают с органическим растворителем в диапазоне пропорций от

1:1 до 1:2. В полученную смесь добавляют воду в количестве 10-25 от массы твердого в смеси. Перемешивают полученную смесь до агрегирования песка в конгломераты и выделяют конгломераты гравитационными методами. В воде, подаваемой в процесс, предварительно растворяют неорганические соли. Неорганическую соль растворяют в воде до концентрации насыщенного раствора. В качестве органического растворителя применяют предварительно выделенную из песка нефть.

Песковую фазу после смешения с растворителем и водой измельчают до крупности 0,20,3 мм. 4 з.п.ф-лы, 3 табл. адсорбента в количестве 70 — 80% к нефти (по массе).

Недостатком известного способа явля- ется низкая эффективность процесса выделения нефти, потребность в значительных расходах твердого адсорбента и воды на единицу массы получаемой нефти. Потребность в больших расходах адсорбента связана с необходимостью получения достаточно прочных, жестких агрегатов с тем, чтобы в процессе их отделения от остальной массы снизить вероятность разрушения и потерь нефтесодержащеro продукта с песком, Кроме того, недостатком описанного процесса является наличие в процессе агломерирования твердых компонентов двух видов с резко различающимися свойствами, один из которых (адсорбент нефти) подвергается агломерации. Другой

1738360 компонент (песок) отрицательно сказывается на процессе агломерации, так как ухудшает условия окатывания агломератов, приводит к образованию агрегатов, различающихся по крупности, мелкие классы которых теряются при классификации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ. извлечения нефти иэ нефтеносных песков, включающий смешивание песков с водой, реагентами и органическим

10 растворителем. По этому способу нефтеносный песок после выемки открытым способом обрабатывается сначала горячей водой с паром, каустической содой, затем органическим растворителем и подвергается центрифугированию для отделения жидких фаз (воды и нефтесодержащего растворителя) от песка, затем проводится отделение от воды растворителя с нефтью, после чего смесь разделяют на нефть и растворитель.

Недостатки известного способа — низкая эффективность процесса. низкая степень извлечения нефти из песка, что связано с неблагоприятными условиями контакта растворителя с нефтью, заключен25 ной между частицами песка и покрытой пленкой воды, а также с большим количеством операций разделения до получения готовой продукции, К недостаткам способа можно отнести. невысокую эффективность

30 ций от 1:1 до 1:2, затем в полученную смесь добавляют воду в количестве 10-25 от массы твердого в смеси, после чего перемешивают полученную смесь до агрегатирова55 ния песка в конгломераты и выделяют конгломераты гравитационными методами.

В воде, подаваемой в процесс, предварительно растворяют неорганические соли.

Неорганическую соль растворяют s воде до концентрации насыщенного раствора. В каоперации отделения твердых компонентов (особенно наиболее мелких частиц) от смеси жидких фаз, что снижает качество получаемой продукции (нефти}. Кроме того, имеют место высокие потери нефти и растворите- 35 ля, находящихся в воде в виде эмульсии (улавливание эмульгираванного продукта требует достаточно большого времени для коалесценции или применения специаль-. ных воздействий), 40

Цель изобретения — повышение эффективности процесса извлечения нефти иэ нефтеносных песков и степени извлечения нефти.

Поставленная цель достигается тем, что 45 в известном способе, включающем смеше. ние нефтеносных песков с водой, реагентами и органическим растворителем, сначала смешивают нефтеносный песок с органическим растворителем в диапазоне пропор- 50 честве органического растворителя применяют предварительно выделенную из песка нефть. Песковую фазу после смешения с растворителем и водой измельчают до крупности 0,2-0,3 мм.

Добавление в водную фазу неорганических солей, особенно до концентрации насыщенного раствора, повышает агломерационную способность воды как связующего вещества гидрофил ьных ингредиентов смеси и обеспечивает более полное отделение твердой фазы от нефти.

Применение. нефти, выделенной из песка, в качестве органического растворителя упрощает процесс, так как устраняет необходимость в дополнительном реагенте-растворителе и его регенерации.

Предварительное измельчение песка до крупности 0,2-0,3 мм обеспечивает получение прочных конгломератов песка, отделяемых на первой стадии процесса. Без такой обработки получаемые конгломераты имеют малую прочность и крупность (до 1 мм), что затрудняет их выделение из смеси.

Пример. Предлагаемый способ испытывался в лабораторных условиях. Содержание нефти в нефтеносном песке составляло 30 от веса песка. Навеску обрабатываемого материала весом 1 кг смешивали с предварительно выделенной из песка нефтью в поопорции 1:1,5, для чего было взято 1,5 кг нефти. Смешение осуществляли в импеллеоной мешалке при скорости ротора 8 с . В полученную .смесь добавляли насыщенный водный. раствор хлористого кальция в количестве 15% от нефтеносного песка, т.е. 0,15 кг, Полученную смесь помещали в шаровую мельницу и подвергали в течение 10 мин измельчению песковой фазы до крупности менее 0,25 мм, Затем смесь перемешивали в течение 3 мин, что обеспечивало агломерирование песка в конгломераты (скорость ротора импеллерной мешалки 12 с ). Последние после отстаивания (2 мин) оседали слоем на дне емкости (рабочей камеры мешалки), Верхний .слой, представляющий собой смесь первоначально поданной s процесс и выделенной из песка нефти, декантировали. Содержание нефти в выделенном в отходы песке, определенное по методу эфирорастворимых, составило 0,43 ..Таким образом, потери нефти с песком составили 1,0% от первоначального количества ее в песке. Извлечение нефти в процессе обработки по предлагаемому способу составило 99,0 .

Опыт повторялся при количестве растворителя (нефти), подаваемого в процесс, равном 0,7; 1; 2; 2,3 части от массы

1738360

Та бл и ца 1

1,5

0,7

2,3

97,3

99,0

99,3

99,3

89,4 нефтесодержащего песка. Полученные данные приведены в табл.1.

Как видно из полученных данных, при0 менее 1 наблюдается резкое уменьшенйе степени извлечения нефти, которое уже 5 при Qp = 0,7 приближается к результатам, полученным в прототипе. При увеличении доли растворителя выше 2 (Qp = 2) степень извлечения нефти стабилизируется на уровне 99о (99,37). Следовательно, наиболее 10 целесообразное соотношение массы исходного нефтеносного песка и растворителя находится в диапазоне от 1:1 до 1:2.

Результаты реализации этого способа при Qp = 1,5 и варьирования параметров Qe 15 приведены в табл.2.

Как следует из данных табл.2. наиболее рациональной является подача водного раствора в количестве 10-25% от массы, При меньших количествах раствора процесс от- 20 мывки нефти от твердой фазы идет неэффективно, что обуславливает низкую степень извлечения нефти (д < 90%). При увеличении количества водного раствора (более 25ф) агрегаты песок — вода в нефти 25 имеют рыхлую структуру. Прочность их резко уменьшается, что вызывает взаимоэасорение компонентов. Параметр у снижается до уровня порядка 90 .

Результаты реализации способа при 30

Qp = 1,5; Qa = 15 и варьировании параметра крупности песка приведены в табл.3, Данные табл.3 свидетельствуют о целесообразности измельчения песковой фазы до крупности 0,2-0,3 мм. При крупности пе- 35 сковой фазы менее 0,1 мм резко увеличива. ется внешняя поверхность твердого материала, что затрудняет отделение от него нефти; Параметр думеньшается до.уровня 89,7, что близко к результату, 40

Количество растворителя Qp, доли от массы не тесо е жа его песка

Степень извлечения нефти из исхо ного мате иала достигаемому по способу-прототипу. Увеличение крупности материала выше 0,3 мм снижает эффективность процесса агрегатирования песок-вода, что обуславливает ухудшение разделения компонентов и уменьшение до уровня 88,9 .

Предлагаемый способ позволяет повысить степень извлечения нефти на 11 — 14%.

Формула изобретения

1,Способ извлечения нефти иэ нефтеносных песков, включающий смешивание песков с водой, реагентами и органическим растворителем и выделение нефти, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса и степени извлечения нефти, сначала смешивают нефтеносный песок с органическим растворителем в диапазоне пропорций от 1:1 до 1:2, затем в полученную смесь добавляют воду в количестве 10-25 от массы твердого в смеси, после чего перемешивают полученную смесь до агрегирования песка в конгломераты и выделяют конгломераты гравитационнымии методами.

2 Способ по п.1; отличающийся тем, что в воде, подаваемой в процесс, предварительно растворяют неорганические соли.

З.Способ по rin.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что неорганическую соль растворяют в воде до концентрации насыщенного раствора.

4.Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют предварительно выделенную из песка нефть, 5.Способ по.п.1, отличающийся тем, что песковую фазу после смешения с растворителем и водой измельчают до крупности 0,2-0,3 мм.

1738360

Таблица 2

Количество водного раствора Ов, $ отмассы не тесо е жа его песка

20

30

88,4 97,7

99,0 99,1

91,6 ю

98,7

Таблица 3

Редактор А.Мотыль

Заказ 19Я Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Степень извлечения нефти из исходного мате иала

Составитель А.Самойлов

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни