Способ разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия

Авторы патента:

Губайдулин Фаат Равильевич (RU)

Судыкин Александр Николаевич (RU)

Сахабутдинов Рифхат Зиннурович (RU)

Шагеев Рамиль Хуззятович (RU)

C10G33/02 - электрическими или магнитными средствами

Владельцы патента RU 2535793:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

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. Технический результат - способ позволяет в 2-4 раза сократить время отстаивания и капитальные затраты на обезвоживание нефти. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам обезвоживания нефти.

Известно, что под влиянием звуковых колебаний между частицами, колеблющимися в акустическом поле, возникают силы притяжения и отталкивания. В водонефтяных эмульсиях такие силы притяжения между каплями воды способствуют их сближению, коалесценции и последующему осаждению в отдельную фазу. Приводится, что эмульсии глицерина с водой и гексана с парафином расслаиваются при обработке ультразвуком с частотой 1 МГц и интенсивностью 2 Вт/см² (Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике / под ред. B.C. Григорьева и Л.Д. Розенберга. - М.: Издательство иностранной литературы, 1957. - 727 с.).

Недостатками данного способа являются невысокая степень разделения веществ и необходимость длительного отстаивания эмульсии после ультразвукового воздействия.

Наиболее близкими по технической сущности являются способ и устройство для деэмульсификации эмульсии вода-нефть посредством воздействия ультразвука (см. пат. RU №2339679, МПК 7 C10G 33/00, опубл. 27.11.2008 г.), включающие этап формирования потока эмульсий вода-нефть через область воздействия ультразвука вдоль направления потока. При этом создают попутную ультразвуковую волну, направление распространения которой совпадает с направлением потока эмульсий, и противоточную ультразвуковую волну, направление распространения которой противоположно направлению потока эмульсий. На передней и задней сторонах устройства установлены ультразвуковые преобразователи. После деэмульсификации эмульсии вода-нефть осаждают под действием силы тяжести и разделяют или осаждают и разделяют в электрическом поле для обезвоживания.

Недостатком данного способа является необходимость длительного отстаивания водонефтяной эмульсии после ультразвукового воздействия для обезвоживания нефти.

Техническими задачами предлагаемого способа являются сокращение времени отстаивания и снижение капитальных затрат для обезвоживания нефти.

Технические задачи решаются способом разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия, включающим процесс обработки эмульсии деэмульгатором, ультразвуком и процесс отстаивания.

Новым является то, что предварительно определяется оптимальный уровень удельной акустической мощности ультразвука, позволяющий достичь минимальной доли воды в нефти, а отстаивание эмульсии осуществляют в процессе обработки ультразвуком.

Новым является также то, что дополнительно определяется высокий уровень удельной акустической мощности ультразвука, позволяющий за минимально возможное время достичь доли воды в нефти ниже порогового значения, при этом проводят последовательную обработку эмульсии ультразвуком с высоким и оптимальным уровнями удельной акустической мощности.

При высоком уровне удельной акустической мощности ультразвука происходит быстрое отделение основного количества воды, но при таком воздействии возрастает роль процессов диспергирования, что не позволяет добиться высокой глубины обезвоживания нефти. При оптимальном уровне удельной акустической мощности ультразвука максимально интенсифицируются процессы коалесценции капель воды и минимизируются процессы диспергирования, что позволяет достичь максимального эффекта по глубине обезвоживания нефти.

На фиг. 1 и 2 представлены графики, поясняющие способ разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия.

Для определения значений высокого и оптимального уровней удельной акустической мощности ультразвука заданный образец водонефтяной смеси, состоящей из воды и нефти или воды, нефти и деэмульгатора (Смирнов Ю.С. Применение деэмульгаторов для подготовки нефти на промыслах // Нефтепромысловое дело: - обзорная информация. - 1987. - вып. 20. - 44 с.), обрабатывают ультразвуком с фиксированной частотой колебаний при разных значениях удельной акустической мощности (от минимального до максимального значений) из имеющегося диапазона удельной акустической мощности, определяют остаточную долю воды в образце водонефтяной смеси после обработки ультразвуком при каждом значении удельной акустической мощности и фиксируют время обработки. За оптимальный уровень удельной акустической мощности ультразвука принимается значение удельной акустической мощности, при котором достигается минимальная доля воды в нефти после обработки ультразвуком. За высокий уровень удельной акустической мощности ультразвука принимается значение удельной акустической мощности, при котором за минимально возможное время достигается доля воды в нефти ниже порогового значения. Эмпирическим путем для каждой частоты ультразвука выбирается пороговое значение доли воды в нефти, которое обычно составляет от 2 до 16%.

Для каждой фиксированной частоты ультразвука и для каждой водонефтяной смеси опытным путем определяются свои значения оптимального и высокого уровней удельной акустической мощности ультразвука.

В таблице приведены значения высокого и оптимального уровней удельной акустической мощности ультразвука и времени обработки при частоте ультразвука от 20 до 1000 кГц, температуре нагрева 85°C, концентрации деэмульгатора (Интекс-720, Рекод-118 А2/3 и др.) 50 г/т на примере разрушения эмульсии сверхвязкой нефти Ашальчинского месторождения с применением ультразвукового воздействия. Исходная доля воды в эмульсии составляла 50%. В данном случае при обработке эмульсии ультразвуком с частотой от 20 до 1000 кГц пороговые значения доли воды в нефти составляют от 16 до 2% соответственно, что соответствует отделению основной части воды (от 81 до 98% соответственно) от нефти за минимально возможное время.

Пример 1 (фиг. 1)

Условия процесса обезвоживания сверхвязкой нефти Ашальчинского месторождения: температура нагрева - 85°C, концентрация деэмульгатора (Интекс-720, Рекод-118 А2/3 и др.) -50 г/т, частота ультразвука - 100 кГц.

При данных условиях оптимальному уровню удельной акустической мощности ультразвука соответствует значение 10 Вт/дм³, при котором достигается минимальная массовая доля воды в нефти 0,9% (время обработки 2 ч).

Обезвоживание нефти без обработки ультразвуком (линия 1) позволяет за 4 ч отстаивания эмульсии снизить массовую долю воды с 50 до 41%. Ультразвуковое воздействие на эмульсию в течение 5 мин с удельной акустической мощностью 10 Вт/дм³ с последующим отстаиванием (линия 2) снижает массовую долю воды в нефти до 0,9% за 4 ч. Отстаивание эмульсии в процессе обработки ультразвуком с удельной акустической мощностью 10 Вт/дм³ в течение 2 ч (линия 3) позволяет в 2 раза сократить время для обезвоживания нефти до массовой доли воды 0,9%. Сокращение времени для обезвоживания нефти в 2 раза позволяет уменьшить объем отстойного оборудования и в 2 раза снизить капитальные затраты.

Пример 2 (фиг. 2)

При данных условиях высокому уровню удельной акустической мощности ультразвука соответствует значение 200 Вт/дм³ (линия 4), при котором за время обработки 5 мин (минимально возможное время) достигается массовая доля воды в нефти 5% (выбранное пороговое значение доли воды в нефти при частоте 100 кГц), оптимальному уровню удельной акустической мощности ультразвука соответствует значение 10 Вт/дм³ (линия 5), при котором достигается минимальная массовая доля воды в нефти 0,9% (время обработки 2 ч).

Последовательная обработка эмульсии ультразвуком с высоким уровнем удельной акустической мощности 200 Вт/дм³ в течение 5 мин (линия 4′) и последующая обработка в течение 1 ч с оптимальным уровнем удельной акустической мощности 10 Вт/дм³ (линия 5′) позволяет примерно в 2 раза сократить время обработки эмульсии ультразвуком до 1 ч 5 мин для обезвоживания нефти до массовой доли воды 0,9%. В сравнении с раздельной обработкой ультразвуком и отстаиванием эмульсии (линия 2, фиг. 1) последовательная обработка эмульсии с высоким и оптимальным уровнями удельной акустической мощности позволяет примерно в 4 раза сократить время для обезвоживания нефти и, соответственно, примерно в 4 раза снизить капитальные затраты на отстойное оборудование.

Выбор способа разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия по примеру 1 или примеру 2 определяется экономической эффективностью данного способа по минимальным суммарным затратам на отстаивание и обработку ультразвуком различной мощности.

Предлагаемый способ разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия позволяет в 2-4 раза сократить время отстаивания и капитальные затраты на обезвоживание нефти.

1. Способ разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия, включающий процесс обработки эмульсии деэмульгатором, ультразвуком и процесс отстаивания, отличающийся тем, что предварительно определяется оптимальный уровень удельной акустической мощности ультразвука, позволяющий достичь минимальной доли воды в нефти, а отстаивание эмульсии осуществляют в процессе обработки ультразвуком.

2. Способ разрушения водонефтяной эмульсии с применением ультразвукового воздействия по п.1, отличающийся тем, что дополнительно определяется высокий уровень удельной акустической мощности ультразвука, позволяющий за минимально возможное время достичь доли воды в нефти ниже порогового значения, при этом проводят последовательную обработку эмульсии ультразвуком с высоким и оптимальным уровнями удельной акустической мощности.

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

Способ подготовки нефти к переработке // 2530030

Изобретение относится к способам подготовки нефти к переработке в условиях НПЗ и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа, включающего дегазацию сырой нефти, разделение ее на две части, нагрев первой части до температуры, близкой к температуре электрообессоливания и обезвоживания, за счет охлаждения легких продуктов (бензинов, керосинов) до температуры транспортировки.

Электрообессоливающая установка // 2525984

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение относится к электрообессоливающей установке, состоящей из дегазатора, рекуперационных теплообменников нагрева дегазированной нефти продуктами переработки нефти, сепаратора, электродегидраторов, оснащенных струйными насосами подачи циркулирующей дренажной воды и струйными насосами подачи балансовой дренажной воды.

Способ обезвоживания нефти // 2449004

Изобретение относится к области подготовки нефти к переработке. .

Свч-установка для обработки нефтеводяных эмульсий // 2439128

Изобретение относится к области нефтехимии. .

Способ разрушения водонефтяной эмульсии в емкости // 2415902

Изобретение относится к технике разрушения водонефтяных эмульсий и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности в процессах обезвоживания нефти и нефтепродуктов.

Способ термического обезвоживания нефтепродуктов и устройство для его осуществления // 2414501

Изобретение относится к энергосберегающим и экологически безопасным технологиям и устройствам нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при переработке и транспортировке нефтепродуктов.

Способ обезвоживания водонефтяных эмульсий воздействием электромагнитного поля // 2400523

Изобретение относится к обезвоживанию водонефтяных эмульсий и может быть использовано при промысловой подготовке нефти к переработке. .

Установка очистки нефти (варианты) // 2387695

Изобретение относится к установкам для промысловой очистки сернистых нефтей от сероводорода и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. .

Повышение качества нефти в результате комбинированной ультразвуковой и сверхвысокочастотной обработки // 2361901

Изобретение относится к области нефтепереработки и получения нефтяных фракций, и, в частности, касается способов реформинга для повышения качества нефти за счет преобразования высококипящих компонентов в нижекипящие продукты при помощи ультразвука.

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. Технический результат - эффективное удаление из нефти воды и твердых примесей в потоке при минимальных затратах энергии. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

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. Импульсное магнитное поле формируют вдоль вектора поступательного движения потока. Управление процессом обработки углеводородного сырья осуществляют путем изменения частоты и амплитуды импульсов в зависимости от степени обводненности углеводородного сырья. Изобретение также касается устройства для обезвоживания углеводородного сырья, содержащего индуктор, генератор импульсов и анализатор с чувствительным элементом для определения обводненности углеводородного сырья. Технический результат - повышение качества добываемого углеводородного сырья и эффективности его обезвоживания при минимальных энергетических, временных и аппаратных затратах. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

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. Устройство содержит источник энергии электромагнитного поля, соединенный выходом с элементом ввода энергии электромагнитного поля в контролируемую среду, в него введены подогреваемый отрезок трубопровода, снабженный первым и вторым радиопрозрачными диэлектрическими окнами, термопара, присоединенная к наружной поверхности подогреваемого отрезка трубопровода, и регистратор температуры, причем выход термопары подключен ко входу регистратора температуры. Технический результат - упрощение процесса обезвоживания нефтепродукта. 1 ил.

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. Изобретение также касается устройства для обезвоживания нефтяных эмульсий. Технический результат - эффективное обезвоживание стойких нефтяных эмульсий. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

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. В эмульсию также вводят поверхностно-активное вещество и осуществляют перемешивание. Далее производят воздействие магнитным полем. Техническим результатом является ускорение процесса подготовки нефти и снижение остаточной обводнённости подготавливаемой нефти. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

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 обработки жидких сред осуществляют электромагнитными импульсами в диапазоне частот от 5 до 50 Гц и длительностью импульса в диапазоне от 1 до 8 мс. Используют электромагнитную систему, наложенную на трубопровод из немагнитных материалов. Электромагнитная система содержит генератор импульсов и соединенный с ним электромагнитный индуктор. Электромагнитный индуктор выполняют в виде незамкнутого магнитопровода с расположенной на нем намагничивающей обмоткой так, чтобы ось трубопровода находилась между полюсами электромагнитного индуктора. Изобретение позволяет обеспечить экономичный и эффективный способ электромагнитной обработки, приводящий к изменению физических свойств жидких сред. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

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. Технический результат заключается в получении целевого нефтепродукта с низким содержанием серы. 3 пр.

Аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти // 2632017

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). Отстойная камера представляет собой электроосадительную камеру. Аппарат может дополнительно содержать камеру предварительного обезвоживания. На корпусе камеры предварительного обезвоживания может быть дополнительно установлена газоотделительная камера. В камере водной промывки нефти размещены вертикально или наклонно один или несколько инжекторных смесителей с размещенными в нижней части соплами (4) и соосными им смесительными патрубками (5). Обеспечивается повышение эффективности процесса обезвоживания и обессоливания нефти за счет увеличения времени смешения нефти с водой при высоком соотношении вода/нефть. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.