Патент на изобретение №2169168

(54) СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЛОВУШЕЧНОЙ ЭМУЛЬСИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к подготовке нефти к переработке путем разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии с повышенным содержанием сульфидов. Способ включает холодный отстой эмульсии с отделением отстоявшейся воды, введение в эмульсию деэмульгатора в количестве 20-50 мас.% от требуемого (расчетного) количества, ее нагревание, подачу нагретой эмульсии в поток соленой воды при объемном соотношении 1 : (2 – 9) с одновременным диспергированием и дозированным введением оставшейся части деэмульгатора и последующий отстой. В качестве деэмульгатора используют спиртовой раствор смеси блок-сополимера оксидов этилена и пропилена с алкоксиалкилфосфатами либо с алкилбензолсульфонатами при массовом отношении 1 : (0,5 – 1,0) соответственно. В качестве спиртового растворителя используют смесь метанола и спиртов фракции C₄-C₈ при их объемном отношении 1 : 1. В результате повышается эффективность разрушения эмульсии за счет высокой степени удаления механических примесей и остаточного содержания воды менее 1%. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области нефтеподготовки, в частности к технологии разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, преимущественно сульфидсодержащей, и может быть использовано на нефтяных промыслах при нефтеподготовке и нефтеперерабатывающих заводах.

При разрушении водонефтяных эмульсий на установках промысловой подготовки нефти образуется значительное количество трудно разрушаемого промежуточного слоя, который поступает в амбары-накопители. В состав промслоя кроме нефти и воды входят механические примеси, представляющие собой продукты суффозии пластов (карбонаты, глина, песок, барит и др.), коррозии нефтепромыслового оборудования (окислы и сульфиды железа), а также осадки смешения разноминерализованных пластовых вод.

Известен способ разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, содержащей 1,5% мехпримесей, согласно которому производят нагрев эмульсии до 50-60^o

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности является способ разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, содержащей 54-55% воды; 2,5-3,5% мехпримесей и 5,0-5,5% промслоя, заключающийся в ее холодном отстое в течение 24 часов с отделением отстоявшейся воды, нагревании, диспергировании эмульсии до получения глобул воды размером 15-20 мкм путем подачи эмульсии из отстойника насосом через диспергатор при давлении 10 атм в поток нагретой до 70-90^oС соленой воды с содержанием 250 г/т нефти при соотношении эмульсия: вода 1:1, при этом в качестве соленой воды используют воду, выделенную на стадии предварительного сброса в процессе подготовки нефти (см. Патент СССР N 1833405, кл. С 10 G 33/00 от 1992 г.)
В соответствии с нашими экспериментальными данными указанный известный способ малоэффективен при разрушении ловушечных эмульсий с более высоким содержанием мехпримесей, включающих преимущественно сульфид железа, из-за их неполного отделения и невысокой степени разделения такой эмульсии на нефть и воду.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии с повышенным содержанием сульфидов за счет увеличения степени удаления из нее мехпримесей и повышения степени разделения ее на нефть и воду до остаточного содержания мехпримесей и воды менее 1%.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, включающем холодный отстой эмульсии с отделением отстоявшейся воды, ее нагревание, подачу нагретой эмульсии в поток соленой воды с одновременным диспергированием и последующий отстой, новым является то, что перед нагреванием в эмульсию вводят деэмульгатор в количестве 20-50 мас.% от требуемого (расчетного) количества, а оставшуюся часть деэмульгатора вводят в эмульсию дозированно при подаче нагретой эмульсии в поток нагретой соленой воды, при этом в качестве деэмульгатора используют спиртовой раствор смеси деэмульгаторов: блоксополимера оксидов этилена и пропилена с алкоксиалкилфосфатами либо алкилбензолсульфонатами, при их массовом соотношении 1:0,5 – 1,0 соответственно.

Кроме того, подачу эмульсии в поток соленой воды осуществляют при объемном соотношении эмульсия: вода как 1:2 – 9.

В качестве спиртового растворителя смеси вышеуказанных деэмульгаторов используют смесь метанола и спиртов фракции ₄-C₈ при их объемном соотношении 1:1.

По нашему мнению, достижение поставленной цели обеспечивается прохождением ряда сопряженных физико-химических процессов.

В отстойном аппарате из нагретой эмульсии, содержащей уже часть общего количества деэмульгатора, выделяются наиболее крупные частицы мехпримесей и часть водной фазы. Затем при диспергировании эмульсии в поток нагретой соленой воды резко возрастает ее межфазная поверхность, что открывает бронированные сульфидом железа водные глобулы для доступа спиртовой формы деэмульгаторов с обращением (инверсией) фаз.

При этом деэмульгаторы с кислыми свойствами (алкоксиалкилфосфаты или алкилбензолсульфонаты) обеспечивают нарушение целостности бронирующих водных глобул, где облегчается их прочная связь с сульфидом железа и его перевод в отделяющуюся водную фазу.

Кроме того, раствор деэмульгаторов в высших спиртах имеет повышенное сродство к нефтяной среде эмульсии и за счет этого обеспечивает разрушение водных глобул преимущество за счет десорбции с них органических составляющих стабилизатора (асфальтены, смолы, парафин). Таким образом, разрушение эмульсии происходит как со стороны нефтяной среды, так и водной фазы. Данные процессы особенно активизируются при диспергировании эмульсии и вплоть до обращения ее фаз.

Для реализации заявляемого способа в промысловых условиях осуществляют следующие технологические операции в нижеуказанной последовательности:
производят закачку сульфидсодержащей ловушечной эмульсии из амбара в отстойный аппарат;
осуществляют ее холодный отстой в течение 24 часов;
сливают отстоявшуюся воду;
дозируют в эмульсию 20-50 мас.% требуемого (расчетного) количества деэмульгатора, при этом в качестве расчетного количества принимают величину 200-300 г 100%-ной формы деэмульгаторов в расчете на 1 тонну нефти, содержащейся в исходной ловушечной эмульсии, при этом в качестве деэмульгатора используют спиртовой раствор смеси деэмульгаторов: блок-сополимера оксидов этилена и пропилена с алкоксиалкилфосфатами либо алкилбензолсульфонатами;
проводят нагрев эмульсии путем ее циркуляции насосом через нагревательные элементы, например ПТ-16, до +70-80^oC;
производят подачу насосом нагретой эмульсии в диспергатор, установленный в трубе, подающей нагретую до 40-50^oC соленую воду, с одновременным дозированием остального количества деэмульгатора на прием насоса, качающего эмульсию, при соблюдении объемного соотношения эмульсия: соленая вода как 1: 2 – 9, при этом в качестве соленой воды используют подтоварную воду, отделяемую на установках промысловой подготовки нефти при разделении эмульсий;
производят отстой инверсированной эмульсии в отстойном аппарате до остаточного водосодержания менее 1%.

В качестве деэмульгаторов используют:
блок-сополимеры оксидов этилена и пропилена (неионный деэмульгатор):
– Реапон 4B по ТУ 2226-005-10488057-94 производства 000 “Среднетоннажная химия” г. Нижнекамск;
– СТХ-1 по ТУ 2226-01-34751835-97 того же производителя;
– другие аналогичные.

– алкоксиалкилфосфаты либо алкилбензолсульфонаты (кислотные деэмульгаторы):
– Фосфол-12 по ТУ 38.507-63-0194-91 производства ООО <Селена> г. Щебекино (Белгородская обл.);
– Кемеликс Т-101 (додецилбензолсульфонат) производства фирмы “ICI”, Великобритания
– и другие аналогичные.

В качестве спиртовых растворителей для смеси вышеуказанных деэмульгаторов используют:
метанол по ГОСТ 2222-78;
бутанол по ГОСТ 5208-81;
изобутанол по ГОСТ 9536-79;
пентанол по ТУ 6-09-34-67-79;
изопентанол по ГОСТ 5830-70 или ОСТ 18-298-76;
этилгексанол по ГОСТ 26624-85 и др.

или продукты, содержащие их в своем составе, например:
эфирная фракция производства бутиловых спиртов, 2-этилгексанола и 2-этилгексановой кислоты по ТУ 38-05767858-94;
кубовые остатки производства бутиловых спиртов по ТУ 38.102.167-85 и др.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. В отстойник ОГД-200 емкостью 200 м³ закачали из амбара-накопителя 120 м³ сульфидсодержащей ловушечной эмульсии следующего состава, мас. %:
Вода – 61
Мехпримеси – 4,7
Концентрированный промслой – 17
При этом промслой содержал, мас.%:
Органическая часть – 72,2
Мехпримеси – 27,8,
в том числе в составе мехпримесей находилось 87,1 мас.% сульфида железа или 4,09 мас.% на исходную эмульсию.

В этом отстойнике эмульсию выдерживали 24 часа, после чего отстоявшуюся воду слили в амбар-накопитель. Затем в эмульсию ввели 14,4 кг 10%-ного спиртового раствора деэмульгатора в смеси метанол: изобутанол – 1:1 следующего состава: реапон 4B – 0,9 кг, фосфол-12 – 0,48 кг. Это количество составляло 20 мас.% от требуемого (расчетного) количества деэмульгатора. Далее эмульсию нагревали до 70-80^oC путем циркуляции насосом через блок нагрева ПТ-16. В дальнейшем нагретую эмульсию насосом подавали через диспергатор, установленный в водопадающей трубе при давлении 10-12 атм в поток (240 м³) соленой воды, нагретой до 40-50^oC, с одновременной дозировкой указанного выше раствора деэмульгатора на прием этого насоса в количестве 57,6 кг (это составляло 80 мас.% от расчетного количества). При этом в качестве соленой воды использовали подтоварную воду с УППН. Затем инверсированную эмульсию с соленой водой возвращали в отстойник ОГД-200, а отделяющуюся воду периодически дренировали. После окончания процесса и 24 часов отстоя такой эмульсии было подготовлено 36 м³ нефти следующего состава, мас.%:
Вода – 0,9
Мехпримеси – 0,03
Данная нефть была откачана на установку подготовки нефти на ступень термохимического обессоливания.

Пример 2. В отстойный аппарат ОГД-200 емкостью 200 м³ закачали из амбара-накопителя 80 м³ сульфидсодержащей ловушечной эмульсии следующего состава, мас.%:
Вода – 20
Мехпримеси – 7,6
Концентрированный промслой – – 35
При этом промслой содержал, мас.%:
Органическая часть – 78,8
Мехпримеси – 21,5,
в том числе в составе мехпримесей находилось 74,4% сульфида железа или 5,65% на исходную эмульсию.

Данную эмульсию подвергли холодному отстою в течение 24 часов с последующим дренированием воды. Затем в эмульсию ввели 78 кг 10%-ного раствора деэмульгатора в смеси метанол – эфирная фракция 1:1 следующего состава: СТХ-1 3,9 кг и Т-101 3,9 кг, и повторили операции, описанные в примере 1, с тем отличием, что на прием насоса, качающего эмульсию в диспергатор, подали 78 кг указанного выше раствора деэмульгатора и при этом прокачали 720 м³ нагретой соленой воды, также взятой с УППН.

После окончания процесса и 24 часов отстоя такой эмульсии было подготовлено 52 м³ нефти следующего состава, мас.%:
Вода – 0,8
Мехпримеси – 0,28
Таким образом при реализации предлагаемого способа обеспечивается практически полное разрушение ловушечной сульфидсодержащей эмульсии с отделением из нее подавляющего количества мехпримесей.

Для получения сравнительных результатов были проведены испытания известного по прототипу способа при разрушении ловушечной эмульсии с повышенным содержанием сульфида железа в мехпримесях (из примера 2), при этом полученная нефть имела следующий состав, мас. %:
Вода – 1,8
Мехпримеси – 1,1
Таким образом, заявляемый способ по сравнению с известным является более эффективным и обеспечивает более высокую степень разрушения эмульсии, содержащей повышенное количество сульфидов железа, на нефть и воду, а также обеспечивает более высокую степень удаления мехпримесей из этой эмульсии.

Формула изобретения

1. Способ разрушения водонефтяной ловушечной эмульсии, включающий холодный отстой эмульсии с отделением отстоявшейся воды, ее нагревание, подачу нагретой эмульсии в поток соленой воды с одновременным диспергированием и последующий отстой, отличающийся тем, что перед нагреванием в эмульсию вводят деэмульгатор в количестве 20-50 мас.% от требуемого (расчетного) количества, а оставшуюся часть деэмульгатора вводят в эмульсию дозированно при подаче нагретой эмульсии в поток нагретой соленой воды, при этом в качестве деэмульгатора используют спиртовый раствор смеси деэмульгаторов: блок-сополимера оксидов этилена и пропилена с алкоксиалкилфосфатами либо с алкилбензолсульфонатами при их массовом соотношении в смеси как 1:0,5-1,0 соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу эмульсии в поток соленой воды осуществляют при объемном соотношении эмульсия:вода как 1:2-9.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве спиртового растворителя смеси вышеуказанных деэмульгаторов используют смесь метанола и спиртов фракции С₄-С₈ при их объемном соотношении 1:1.