Способ удаления воды и примесей из сырой нефти, содержащей их

Номер патента: 4424

Опубликовано: 29.04.2004

Авторы: Кресняк Стив, Шо Фред

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, включающий следующие стадии:

a) подача сырой нефти, содержащей воду, в водоудалитель для обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, в водоудалителе, имеющем вход и выход, при температурах, достаточных для испарения воды с поверхности испарения;

b) введение сырой нефти в указанную обезвоженную сырую нефть;

c) испарение, по меньшей мере, части воды в сырой нефти и

d) рециркулирование, по меньшей мере, части обезвоженной сырой нефти для приведения в контакт по меньшей мере с одним водоудалителем и сырой нефти для поддержания, по существу, однородной температуры поверхности испарения.

2. Способ по п.1, где указанная температура представляет собой температуру взрывного испарения воды.

3. Способ по п.1, включающий предварительное кондиционирование сырой нефти для удаления твердых частиц и минералов.

4. Способ по п.1, включающий предварительное кондиционирование с помощью разделительных средств для отделения указанных твердых продуктов и минералов от сырой нефти.

5. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию сбора газообразных компонентов от указанного выпаривания и конденсацию указанных компонентов.

6. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию регулирования содержания тепла в указанной обезвоженной рециркулированной сырой нефти с помощью средств нагрева.

7. Способ по п.1, где сырая нефть указанной обезвоженной сырой нефти имеет индекс API в пределах между 7 и 20ш API.

8. Способ по п.1, где указанная обезвоженная сырая нефть имеет базовое содержание седиментированной воды, меньшее чем 0,5 об.% воды.

9. Способ по п.1, где сырая нефть содержит воду в количестве, большем чем 5 об.%.

10. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию сбора и конденсирования выпаренной воды.

11. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию сбора и конденсирования жидкой фракции легких углеводородов.

12. Способ по п.10, дополнительно включающий стадию очистки указанной конденсированной воды.

13. Способ по п.10, дополнительно включающий стадию рециркулирования жидкой фракции легких углеводородов в сырую нефть.

14. Способ по п.11, дополнительно включающий стадию разбавления сырой нефти жидкостью, содержащей конденсированную фракцию легких углеводородов.

15. Способ обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, включающий следующие стадии:

a) поддержание температуры на входе и выходе, достаточной для испарения воды с поверхности испарения;

b) приведение в контакт сырой и обезвоженной сырой нефти для взрывного выпаривания воды из сырой нефти, тем самым удаляется вода из сырой нефти; и

d) селективный нагрев поверхности обезвоженной сырой нефти для возмещения потерь тепловой энергии при взрывном выпаривании воды из сырой нефти.

16. Способ по п.15, где указанный нагрев обеспечивают с помощью по меньшей мере одного рециркулирования обезвоженной сырой нефти в указанную обезвоженную сырую нефть и рециркулирования обезвоженной сырой нефти с приведением в контакт с сырой нефтью.

17. Способ по п.15, где перед стадией b) сырую нефть предварительно кондиционируют.

18. Способ по п.17, где предварительное кондиционирование включает удаление твердых частиц и минералов из сырой нефти.

19. Способ обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, включающий следующие стадии:

a) подача сырой нефти, содержащей воду, в водоудалитель для обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, в водоудалителе, имеющем вход и выход, при температурах, достаточных для испарения воды с поверхности испарения;

b) предварительная промывка сырой нефти, содержащей воду, для удаления щелочных металлов и щелочно-земельных металлов;

c) разделение щелочных металлов и щелочно-земельных металлов и нефти на предварительной стадии разделения;

d) прохождение промытой нефти через водоудалитель для взрывного выпаривания воды из промытой нефти для ее обезвоживания;

e) селективное предварительное нагревание сырой нефти, предназначенной для обработки в водоудалителе с помощью обработанной обезвоженной сырой нефти из водоудалителя для возмещения потерь тепловой энергии при взрывном выпаривании воды; и

f) поддержание однородной температуры поверхности.

20. Способ по п.17, дополнительно включающий стадию сбора газообразных паров, выходящих из указанного водоудалителя.

21. Способ по п.17, дополнительно включающий стадию сбора жидких фракций легких углеводородов, образующихся во время обезвоживания.

22. Способ по п.17, где отделенные минералы собирают в концентрированном солевом растворе.

 

Текст

Смотреть все

1 Область изобретения Настоящее изобретение направлено на улучшение способа обезвоживания сырой нефти и устройство для этого, а более конкретно настоящее изобретение относится к способу обезвоживания сырой нефти, который может преодолеть проблемы, связанные с нестабильностью, встречающейся в используемых в настоящее время способах и устройствах для обработки потоков тяжелой нефти с высоким содержанием воды, предусматривает улучшенные способы для подачи тепловой энергии и добычи и удаления суспендированных и растворенных соединений из входного потока. Предпосылки изобретения Во многих регионах мира тяжелая нефть,углеводородный материал, имеющий гораздо более высокую вязкость или более низкую плотность в градусах API - Американского Нефтяного Института (меньшую, чем 20 API,как правило, от 7 до 12 АРI), - чем обычная сырая нефть, экономически выгодно добывается для коммерческой продажи. Во время процесса добычи и перед транспортировкой на нефтеперерабатывающие заводы для повышения качества тяжелая нефть подвергается предварительной обработке для обезвоживания и удаления взвешенных твердых частиц, чтобы было достигнуто, как правило, базовое содержание осадка и воды (BSW) , меньшее чем 0,5 об.%, и содержание хлоридов, меньше чем 30 частей на миллион (вес). Содержание воды в обработанной тяжелой нефти, как правило, должно составлять 0,3 об.% или менее. Обычные методы переработки сырой нефти были, как показано, неэффективными по отношению к тяжелой нефти до появления в переизданном патенте США 33999, Clare et al, выдан 21 июля 1992 года, и в Канадском патенте 1302937,Clare et al., выдан 9 июня 1992 года. Эти патенты описывают простое устройство, которое может быть размещено вдали от мест добычи нефти для обезвоживания тяжелой нефти с низким риском пенообразования и нестабильной работы, при этом непрерывно производя обезвоженную нефть,которая превосходит по качеству требуемые параметры. Эти водоотделители, как обнаружено,являются ограниченными при применении с содержанием воды во входном потоке нефти, меньшим чем 5%, и чувствительны к пенообразованию и нестабильности процесса при больших потоках воды на входе. Несмотря на то, что работа нескольких из этих водоотделителей, осуществляющих технологию упомянутых патентов 33999 и 1302937, известна, обнаружены области для усовершенствований, необходимых для преодоления ограничений по содержанию воды во входном потоке нефти и по нестабильной работе, вызываемых перебоями в работе при предварительной обработке. Кроме того, обнаружились дополнительные проблемы с используемыми ранее устрой 004424 2 ствами, в которых хотя и получали обезвоженную тяжелую нефть, в обработанной нефти попрежнему содержались высокие концентрации взвешенных твердых частиц, таких как глина и двуокись кремния, и растворенных соединений,таких как хлориды. Эти нежелательные соединения продолжают создавать множество проблем в системах трубопроводов для транспортировки нефти и в нефтеперерабатывающем оборудовании до такой степени, которая существенно понижает коммерческую привлекательность тяжелой нефти. Соответственно, одной из целей настоящего изобретения является достижение успехов в преодолении ограничений, встречающихся в используемом ранее оборудовании. Краткое описание изобретения Одной из целей настоящего изобретения является создание для обезвоженной сырой нефти рециркулированного потока в обход водоудалителя с целью смешения со входным потоком для уменьшения отношения остаточной воды и нефти в смеси, соприкасающейся с поверхностью нефти в водоотделителе, тем самым делая возможным более высокое содержание воды в сырой нефти, при этом поддерживая стабильность операций по обезвоживанию. Еще одной целью одного из воплощений настоящего изобретения является создание способа для обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, включающего следующие стадии:a) обеспечение источника сырой нефти,содержащей воду;b) обеспечение водоудалителя для обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, водоудалитель имеет вход и выход и поверхность испарения обезвоженной сырой нефти при температурах, достаточных для испарения воды,соприкасающейся с этой поверхностью;c) введение сырой обезвоженной нефти в источник сырой нефти;e) рециркулирование по меньшей мере части обезвоженной сырой нефти для приведения в контакт по меньшей мере с одним устройством из группы из водоудалителя или источника сырой нефти для поддержания по существу однородной температуры поверхности испарения. Удобно, когда по меньшей мере часть рециркулированного потока обезвоженной сырой нефти вблизи водоудалителя вводится в водоудалитель и распределяется ниже поверхности горячей сырой нефти в водоудалителе, соответствующая температура поддерживается равной температуре испарения воды или выше ее, и на поверхности нефти или ниже ее, и во всей содержащейся нефти, тем самым обеспечивая средства для уменьшения риска перебоев в процессе и нестабильности из-за пенообразования. Следующей целью настоящего изобретения является создание рециркулированного потока обезвоженной сырой нефти в обход водо 3 удалителя для смешивания с входным потоком,чтобы сделать возможным подачу дополнительной тепловой энергии (внешней или энергии отработанного тепла) или извлечение тепловой энергии из водоудалителя для получения энергетически эффективного и сбалансированного процесса. Еще одной целью настоящего изобретения является создание способа обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, включающего следующие стадии:a) обеспечение источника сырой нефти,содержащей воду;b) обеспечение водоудалителя для обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, водоудалитель имеет вход и выход и поверхность испарения обезвоженной сырой нефти при температурах, достаточных для испарения воды,соприкасающейся с этой поверхностью;c) приведение в контакт источника и обезвоженной сырой нефти для взрывного выпаривания воды из источника, тем самым удаляется вода из источника; иd) селективный нагрев поверхности обезвоженной сырой нефти для возмещения потерь тепловой энергии при взрывном выпаривании воды из источника. Поверхность обезвоженной сырой нефти может селективно нагреваться путем повторного введения обезвоженной сырой нефти, вспомогательной подачи тепла и тому подобное. Важным аспектом является то, что тепло, используемое для испарения, возмещается таким образом, чтобы поддерживалась однородная или по существу однородная температура поверхности. Это является одним из важных параметров работы, который должен поддерживаться. Дальнейшей целью настоящего изобретения является создание средств для удаления суспендированных твердых частиц, аккумулированных в содержащейся обезвоженной сырой нефти, вводимой с помощью источника нефти или получаемой в процессе обезвоживания. Твердые частицы, взвешенные в рециркулированном потоке обезвоженной сырой нефти,могут удаляться с помощью средств разделения,работающих на непрерывной или загрузочной основе, чтобы предотвратить образование осадка, закупорку и другие осложнения. Еще одной целью настоящего изобретения является промывка водой исходного источника сырой нефти в сочетании с обработкой в водоудалителе для удаления растворимых растворенных твердых частиц примесей, введенных в сырую нефть в источнике, и создание вторичной воды с низкой проводимостью и чистой обезвоженной сырой нефти. До появления настоящего изобретения используемые ранее способы по отношению к обезвоживанию тяжелой нефти имели ограничения,связанные со стабильностью работы и риском пенообразования, максимальным содержанием 4 воды или содержанием эмульсии во входном потоке и тяжелой нефти и уровнем соединений хлоридов, глины и двуокиси кремния в коммерческой обезвоженной сырой нефти. Еще одной целью одного из воплощений настоящего изобретения является создание способа обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, включающего следующие стадии:a) обеспечение источника сырой нефти,содержащей воду;b) обеспечение водоудалителя для обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, водоудалитель имеет вход и выход, а также поверхность испарения обезвоженной сырой нефти при температурах, достаточных для испарения воды, соприкасающейся с этой поверхностью;c) предварительная промывка источника сырой нефти, содержащей воду, для удаления щелочных металлов и щелочно-земельных металлов;d) разделение щелочных металлов и щелочно-земельных металлов и нефти на предварительной стадии разделения;e) прохождение промытой нефти через водоудалитель для взрывного выпаривания воды из промытой нефти для ее обезвоживания;f) селективное предварительное нагревание сырой нефти, предназначенной для обработки в водоудалителе, с помощью обработанной обезвоженной сырой нефти из водоудалителя для возмещения потерь тепловой энергии при взрывном выпаривании воды; иg) поддержание однородной температуры поверхности. Улучшения разрабатываются для устранения ограничений, налагаемых максимальным содержанием воды во входном потоке из источника сырой нефти и для получения очень чистой и обезвоженной тяжелой нефти - продукта,относительно свободного от воды, твердых частиц и хлоридов. Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям способа и к устройству, используемому для обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, включающему корпус, средства для пропускания и распределения жидкой сырой нефти в кожухе и на основной поверхности обезвоженной сырой нефти, средства для управления уровнем сырой нефти и средства для подвода тепловой энергии, необходимой для поддержания жидкой нефти при температуре, равной температуре дистилляции или выше ее, для испарения воды и легких фракций углеводородов. Легкие фракции углеводородов и вода, выходящие из корпуса, конденсируются с помощью любых соответствующих средств, известных в данной области, и собираются и разделяются на воду и фракции легких углеводородов в жидкой фазе. Любые неконденсируемые пары выпускаются из устройства для использования с помощью любых безопасных средств. Обезвоженная сырая нефть, удовлетворяющая требо 5 ваниям относительно BSW для трубопроводов, откачивается из водоудалителя для транспорта в устройства для переработки и дальнейшего обогащения. Как правило, водоудалитель, известный в данной области техники, работает достаточно хорошо для получения обезвоженной сырой нефти, однако, существуют несколько проблем: 1. Водоудалитель имеет ограничения по максимальному содержанию воды во входном потоке сырой нефти (wc), по отношениям воды к нефти, меньшим чем 10%, а более конкретноwc, меньшим чем 5%, для уменьшения риска нестабильной работы при тенденциях к пенообразованию. Это обуславливает необходимость в обычных средствах обработки, устанавливаемых перед водоудалителем, для уменьшения содержания воды в исходной сырой нефти перед введением в водоудалитель от 50-20% wc до менее чем 5% wc. 2. Обезвоженная сырая нефть, выходящая из водоудалителя, имеет высокое содержание хлоридов, что вызывает металлургические и коррозионные проблемы со следующими далее устройствами для переработки и транспортировочными трубопроводами. 3. Обнаружено, что при взрывном выпаривании воды и при эффективном устранении всех эмульсий, твердых частиц, таких как соединения глины и двуокиси кремния, концентрированных в фазе обезвоженной нефти, имеется тенденция к образованию осадка, закупориванию и/или возникает повреждение тепловых элементов. 4. Кроме того, обнаружено, что водоудалитель является чувствительным к нестабильной работе и к тенденциям к пенообразованию, вызывая скачки температуры обезвоживания и производство нефти, содержащей воду. Настоящее изобретение стремится решить эти проблемы путем создания методологии и устройства для того, чтобы превзойти производительность водоудалителя, используемого ранее в данной области. В одном из воплощений настоящего изобретения по меньшей мере часть обезвоженной сырой нефти, выходящей из водоудалителя,рециркулируется и смешивается с входным потоком сырой нефти перед введением в корпус водоудалителя. Путем увеличения рециркулированного потока может поддерживаться соответствующая требованиям и стабильная композиция с заданным содержанием воды на входе в корпус для управления тенденцией к пенообразованию и к возникновению осложнений при работе. При более высоких значениях рециркулированного потока исходные максимальные уровни содержания воды могут быть увеличены до стабильных уровней, превышающих 10% wc,и поддерживается непрерывная стабильная работа. Это устраняет необходимость в обычной обработке перед водоудалителем и может уст 004424 6 ранить перебои в процессе, происходящем в водоудалителе, если используется устройство для предварительной обработки и происходит отказ в этом устройстве. Дополнительное воплощение настоящего изобретения требует, чтобы по меньшей мере часть рециркулированной обезвоженной сырой нефти была рециркулирована и распределена непосредственно под поверхностью испарения обезвоженной сырой нефти. Этот способ обеспечивает поддержание температуры поверхности обезвоженной нефти в водоудалителе, равной температуре, достаточной для взрывного выпаривания воды или превосходящей ее. Каплям воды из входного потока не позволяют проникать через поверхность сырой нефти, тем самым предотвращаются охлаждение под поверхностью, и разрушение поверхности путем пенообразования, и нестабильная работа водоудалителя. Преимущественно средства для транспорта внешнего тепла могут быть дополнительно добавлены в цепь рецикла для регулирования точной температуры входного потока в корпус водоудалителя. Это усовершенствование способа будет регулировать точный уровень предварительно обезвоженного при кипячении водяного пара во входном потоке нефти для управления уровнем остаточной воды, соприкасающейся с горячей поверхностью обезвоженной нефти. Эта стадия должна использоваться для предотвращения переохлаждения бани и устранения эффектов пенообразования, вызываемых избыточным разрушением поверхности испарения. Внешние средства для теплообмена также могут быть использованы для охлаждения входного потока. Они могут быть использованы,если входной поток исходной сырой нефти уже содержит достаточную или избыточную тепловую энергию, требуемую для взрывного выпаривания или дистилляции паров воды. Охлаждение входного потока может регулировать операцию взрывного выпаривания и предотвратить осложнения в процессе. В качестве дополнительной детали разделительное устройство твердые частицы/жидкость, примеры которого включают фильтр,гидроциклон, центробежные сепараторы, сепараторы по плотности, центрифугу или их любое сочетание и тому подобное, могут быть использованы в цепи рециркулированного потока непрерывно или в загрузочном режиме для удаления взвешенных твердых частиц из горячей обезвоженной нефти. Кроме того, цепь промывки чистой водой может быть добавлена к входному потоку в водоудалитель для понижения содержания нежелательных растворенных соединений, таких как хлориды, в обезвоженной сырой нефти. Весь поток загрязненной воды, или его часть обрабатывается с помощью соответствующего способа обработки для создания потока чистой воды и высококонцентрированного рассола, суспензии 7 или твердого продукта. Обезвоженная чистая вода рециркулируется обратно для предварительной обработки исходной сырой нефти. Как правило, вода или любой водный раствор, содержащий соединения для улучшения экстракции хлорида, является наиболее желательным, в другом случае может быть рассмотрена любая регенерируемая жидкость с соответствующей агрессивной растворяющей способностью в отношении хлоридов. Предпочтительно, чтобы в дополнение к обезвоженной нефти, имеющей содержание BSW, меньшее чем 0,5% wс по объему, воплощения настоящего изобретения, применяемые в сочетании или по отдельности, могли бы производить обезвоженную чистую сырую нефть, по существу свободную от твердых частиц, содержащую менее чем 30 миллионных частей (вес) хлоридов, при непрерывной и стабильной работе, при низком риске пенообразования и перебоев в процессе. Нефть, получаемая с помощью настоящего способа, является легко продаваемой и наиболее желательной, особенно в случае тяжелых сырых нефтей с плотностью в пределах от 7 до 20 АРI. После описания таким образом настоящего изобретения в дальнейшем ссылки будут делаться на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительные воплощения. Краткое описание чертежей Фиг. 1 представляет собой обобщенную блок-схему, которая иллюстрирует рециркулирование обезвоженной нефти во входной поток водоудалителя и в водоудалитель; фиг. 2 представляет собой дополнительную обобщенную блок-схему, представляющую внешний теплообмен на рецикле для регулирования температуры входного потока, или поверхности водоудалителя, или обоих вместе; фиг. 3 представляет собой дополнительную обобщенную блок-схему, представляющую сепаратор твердые частицы/жидкость для удаления взвешенных твердых частиц; и фиг. 4 представляет собой обобщенную блок-схему, иллюстрирующую добавление воды для промывки с целью удаления растворенных соединений, таких как хлориды. Одинаковые цифры, используемые для обозначения на чертежах, обозначают подобные элементы. Подробное описание предпочтительных воплощений Обращаясь к фиг. 1, тяжелая нефть с плотностью между 7 и 20 API, обозначенная номером 10, как правило, содержит смесь сырой нефти, воды, эмульсии нефть/вода, растворенных соединений, таких как хлориды, и твердых частиц, таких как глина, металлы и диоксиды кремния. Сырую нефть, как правило, принимают в гравитационный сепаратор, нагреваемое или не нагреваемое устройство для обработки 12, при давлении от атмосферного давления до 8 100 фунтов/кв.дюйм (6,2 кг/кв.см). Нагреваемые очистительные аппараты, как правило, работают при температуре от 170 до 285F (от 77 до 141 С). В очистительных аппаратах твердые частицы и объем жесткой воды отделяются и удаляются из исходной сырой нефти в точке 14. Максимальные содержания воды, от менее чем 10% до, более типично, 5 об.%, могут быть достигнуты во входном потоке исходной сырой нефти 18, выходящем из первичного очистительного аппарата через клапанный узел 20. Поток воды 22, как правило, содержит растворенные соединения, такие как хлорид натрия (от 5000 до 50000 миллионных частей (вес и двуокись кремния, и суспендированные соединения, такие как глина и песок. Исходная сырая нефть с максимальным содержанием воды примерно 5% в форме эмульсии, не содержащая свободной воды, вводится в водоудалитель 24, где сырая нефть и эмульсии равномерно распределяются по горячей поверхности обезвоженной сырой нефти (не показано), работающий при температуре, равной температуре испарения воды или выше. Вода выпаривается взрывным образом из нефти или удаляется путем дистилляции, при этом вода и низкокипящие углеводородные компоненты из нефти уходят через колонну 26 и проходят через трубопровод 28. Если это желательно, вода и низкокипящие компоненты могут быть направлены в конденсатор 30, а впоследствии в сепаратор пар-жидкость 32. Обезвоженная сырая нефть с более высокой точкой кипения выводится из водоудалителя 24 через трубопровод 34. В сепараторе 32 вода и фракция легких углеводородов разделяются по разности удельного веса. Вода выводится через трубопровод 36 и насос 38. Фракция легких углеводородов транспортируется от сепаратора 32 с помощью насоса 40 через трубопровод 42 и может быть удалена для сброса на трубопроводе 44 или по меньшей мере частично рециркулирована и смешана на входе с сырой нефтью 10 через трубопровод 46 для разбавления поступающей сырой нефти и,тем самым, облегчения ее дальнейшей переработки. Неконденсирующиеся, то есть легкие углеводороды, инертные газы (азот, двуокись углерода, сероводород), удаляются с помощью вентилятора из сепаратора 32 и сбрасываются или извлекаются с помощью любых пригодных для использования безопасных средств. Как показано на фиг. 1, обезвоженная нефть может быть рециркулирована в точке 48 и рециркулироваться как поток 50 для смешивания с входным потоком 18 перед тем, как она распределяется на поверхности горячей нефти в водоудалителе 24. В порядке поддержания температуры горячей поверхности нефти по меньшей мере часть рециркулированного потока 50 может быть рециркулирована непосредственно в водо 9 удалитель 24 и распределена на поверхности горячей обезвоженной сырой нефти или непосредственно под ней. Было обнаружено, что путем рециркулирования обезвоженной сырой нефти во входной поток 18 и отдельно или в сочетании с рециркулированием обезвоженной сырой нефти к поверхности горячей бани путем использования потока 52 (штриховые линии) могут быть получены следующие важные преимущества: а) Содержание воды в исходной сырой нефти в потоке 18 может быть увеличено более чем на 10% и даже более чем на 20 об.%. Это увеличение означает, что потребность в обычной обработке, обозначенная как 12, может быть устранена без риска получения нестабильности процесса или пенообразования в водоудалителе.b) Если используется обычная первичная обработка 12, рециркупированный поток может быть использован для избавления водоудалителя от осложнений, связанных с нестабильностью или особенностями работы, если предварительная обработка становится нестабильной. Это означает, что коммерческие параметры обезвоженной сырой нефти не подвергаются риску и повторный цикл для нестандартной коммерческой нефти из хранилищ коммерческой нефти и трубопроводов исключается. Отношение рециркулирования в точке 50 во входной поток может изменяться в зависимости от реальной температуры, и скорости рециркулированного потока 52, и степени кондиционирования входного потока, и понижения максимального содержания воды, требуемого на входе водоудалителя. Подобным же образом,отношение рециркулированного потока 52 к рециркулированному потоку 50 будет изменяться для каждого применения в порядке установления баланса между кондиционированием входного потока водоудалителя и температурой поверхности в водоудалителе. В зависимости от относительной величины рециркулированного потока нефти 50 в обезвоженную коммерческую нефть 34, могут быть использованы общие насосы или отдельные насосы, как известно специалистам в данной области. Рециркулирование 52 также может обеспечиваться отдельными средствами для перекачки. Обращаясь к фиг. 2, здесь представлено улучшение изменения рециркулирования на фиг. 1, где средства теплообмена 54 добавляются в цепь рециркулирования для кондиционирования температуры для потоков 56 и 52. Потоки 56 и 52 могут нагреваться или охлаждаться до одной и той же температуры или, независимо,до разных температур в порядке установления теплового баланса входного потока и поверхности бани горячей сырой нефти. Любая форма соответствующего источника тепла, такая как трубчатые печи с прямым нагревом, трубчатые печи с косвенным нагревом, теплообменники 10 или устройства для удаления тепла или охлаждения, может быть выбрана. Дополнительное соображение относительно температуры в потоках 56 и 52 заключается в том, приходит ли входной поток от нагреваемых средств первичной обработки при температуре от 170 до 285F(от 77 до 141 С) или от резервуара для хранения исходной сырой нефти при температуре от 60 до 100F (от 16 до 38 С). Фиг. 3 иллюстрирует дополнительное усовершенствование для включения средств разделения твердые частицы/жидкость 62, используемых для удаления суспендированных твердых частиц, таких как глина, песок и осажденные соли, из обезвоженной сырой нефти. Сепаратор твердые частицы/жидкость 62 может быть выбран из любого соответствующего пригодного для использования устройства, известного специалистам в данной области, такого как сепараторы, использующие силу тяжести, осветлители, фильтры, сита, циклоны и центрифуги. Величина рециркулированного потока от точки 50 выбирается таким образом, чтобы соответствовать рабочему диапазону разделительного устройства твердые частицы/жидкость 62, и конкретно подбирается так, чтобы соответствовать скорости обезвоживания твердых частиц в точке 64, большей или равной содержанию твердых частиц, поступающих в водоудалитель 24 в точке 18 и производимых в процессе обезвоживания. Удаление твердых частиц может производиться на непрерывной или загрузочной основе и, прежде всего, предоставляет возможность для наступления удаления твердых частиц из водоудалителя 24 с целью предотвращения образования осадка и закупоривания. Образование осадков из твердых продуктов на нагревательных элементах, содержащихся внутри устройства 24 или снаружи устройства 24, является вредным для работоспособности элементов и может стать проблемой при обеспечении безопасности работы. Возвращаясь к фиг. 4, здесь представлена следующая вариация изобретения, представляющая добавление средств для промывки водой в водоудалителе для удаления растворенных твердых частиц. Исходная сырая нефть может содержать высокие концентрации натрия,кальция, магния, хлоридов, серы, карбонатов,диоксида кремния и тому подобное. Все эти соединения, особенно хлориды, в настоящее время являются нежелательными в обезвоженной нефти как коммерческом продукте и могут оказать существенное коммерческое влияние на цену сырой нефти или даже ограничить продажи. Как правило, нефтеперерабатывающие заводы в настоящее время требуют содержания хлоридов в коммерческой сырой нефти меньше чем 30 миллионных долей (вес). Используя улучшение, представленное на фиг. 4, чистая вода 66 инжектируется и тща 11 тельно перемешивается с исходной сырой нефтью 10 в точке 68. Входная смесь 10 проходит через сепаратор для первичной обработки в точке 12. Объем воды, загрязненной солевым раствором, отделяется от нефти и выпускается через трубопровод 22 в узел обработки воды 70. Промытая сырая нефть выпускается в точке 18 и становится входным потоком в водоудалитель. Входной поток может кондиционироваться либо в устройстве для первичной обработки 12, либо путем использования рециркулированных потоков 50 и 52 для обеспечения стабильной работы водоудалителя 24. Промытая сырая нефть в точке 18 содержит значительно пониженные уровни растворенных соединений, удовлетворяя или превосходя установленные требования для коммерческой нефти. Схема обработки воды, выбранная для каждого применения, должна обеспечивать, чтобы нежелательные соединения в потоке 22 были по существу удалены с целью удовлетворения требованиям процесса относительно удаления в точке 18. Типичные способы обработки воды представляют собой микрофильтрацию, обратный осмос, дистилляцию, флоккуляцию, осветление и коагуляцию. Обработанная вода 72 поступает в уравнительный сосуд для обработанной воды 74 и транспортируется с помощью насоса 76 для повторной инжекции в точке 68 с использованием трубопровода 66. В качестве необязательной возможности полученная при конденсации пара вода из сепаратора 32 может транспортироваться непосредственно с помощью насоса 78 либо в уравнительный резервуар для обработанной воды 74 с помощью трубопровода 80, либо к узлу обработки воды 70 с помощью трубопровода 82,если обработка воды является желательной. Весь поток получаемой воды может выходить из сепаратора 32 в потоке 84 или из узла обработки воды 70 посредством потока 88. Дополнительная свежая вода может вводиться в резервуар для хранения обработанной воды 74 в точке 90, если наблюдается дефицит водного баланса. С помощью следующих улучшений, независимо или в сочетании, способы процесса, как описано по настоящему изобретению, приводят к получению обезвоженной чистой сырой нефти, удовлетворяющей или превосходящей новые коммерческие требования для коммерческой торговли. Хотя воплощения настоящего изобретения описаны выше, оно не ограничивается ими, и для специалистов в данной области будет очевидно, что многочисленные модификации образуют часть настоящего изобретения настолько,насколько они не отклоняются от духа, природы и рамок описания и формулы настоящего изобретения. 12 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обезвоживания сырой нефти, содержащей воду, включающий следующие стадии:a) подача сырой нефти, содержащей воду, в водоудалитель для обезвоживания сырой нефти,содержащей воду, в водоудалителе, имеющем вход и выход, при температурах, достаточных для испарения воды с поверхности испарения;b) введение сырой нефти в указанную обезвоженную сырую нефть;d) рециркулирование, по меньшей мере,части обезвоженной сырой нефти для приведения в контакт по меньшей мере с одним водоудалителем и сырой нефти для поддержания, по существу, однородной температуры поверхности испарения. 2. Способ по п.1, где указанная температура представляет собой температуру взрывного испарения воды. 3. Способ по п.1, включающий предварительное кондиционирование сырой нефти для удаления твердых частиц и минералов. 4. Способ по п.1, включающий предварительное кондиционирование с помощью разделительных средств для отделения указанных твердых продуктов и минералов от сырой нефти. 5. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию сбора газообразных компонентов от указанного выпаривания и конденсацию указанных компонентов. 6. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию регулирования содержания тепла в указанной обезвоженной рециркулированной сырой нефти с помощью средств нагрева. 7. Способ по п.1, где сырая нефть указанной обезвоженной сырой нефти имеет индексAPI в пределах между 7 и 20 API. 8. Способ по п.1, где указанная обезвоженная сырая нефть имеет базовое содержание седиментированной воды, меньшее чем 0,5 об.% воды. 9. Способ по п.1, где сырая нефть содержит воду в количестве, большем чем 5 об.%. 10. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию сбора и конденсирования выпаренной воды. 11. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию сбора и конденсирования жидкой фракции легких углеводородов. 12. Способ по п.10, дополнительно включающий стадию очистки указанной конденсированной воды. 13. Способ по п.10, дополнительно включающий стадию рециркулирования жидкой фракции легких углеводородов в сырую нефть. 14. Способ по п.11, дополнительно включающий стадию разбавления сырой нефти жидкостью, содержащей конденсированную фракцию легких углеводородов. 15. Способ обезвоживания сырой нефти,содержащей воду, включающий следующие стадии:a) поддержание температуры на входе и выходе, достаточной для испарения воды с поверхности испарения;b) приведение в контакт сырой и обезвоженной сырой нефти для взрывного выпаривания воды из сырой нефти, тем самым удаляется вода из сырой нефти; иd) селективный нагрев поверхности обезвоженной сырой нефти для возмещения потерь тепловой энергии при взрывном выпаривании воды из сырой нефти. 16. Способ по п.15, где указанный нагрев обеспечивают с помощью по меньшей мере одного рециркулирования обезвоженной сырой нефти в указанную обезвоженную сырую нефть и рециркулирования обезвоженной сырой нефти с приведением в контакт с сырой нефтью. 17. Способ по п.15, где перед стадией b) сырую нефть предварительно кондиционируют. 18. Способ по п.17, где предварительное кондиционирование включает удаление твердых частиц и минералов из сырой нефти. 19. Способ обезвоживания сырой нефти,содержащей воду, включающий следующие стадии: 14 а) подача сырой нефти, содержащей воду, в водоудалитель для обезвоживания сырой нефти,содержащей воду, в водоудалителе, имеющем вход и выход, при температурах, достаточных для испарения воды с поверхности испарения;b) предварительная промывка сырой нефти, содержащей воду, для удаления щелочных металлов и щелочно-земельных металлов;c) разделение щелочных металлов и щелочно-земельных металлов и нефти на предварительной стадии разделения;d) прохождение промытой нефти через водоудалитель для взрывного выпаривания воды из промытой нефти для ее обезвоживания;e) селективное предварительное нагревание сырой нефти, предназначенной для обработки в водоудалителе с помощью обработанной обезвоженной сырой нефти из водоудалителя для возмещения потерь тепловой энергии при взрывном выпаривании воды; иf) поддержание однородной температуры поверхности. 20. Способ по п.17, дополнительно включающий стадию сбора газообразных паров, выходящих из указанного водоудалителя. 21. Способ по п.17, дополнительно включающий стадию сбора жидких фракций легких углеводородов, образующихся во время обезвоживания. 22. Способ по п.17, где отделенные минералы собирают в концентрированном солевом растворе.

МПК / Метки

МПК: C10G 33/00, C10G 31/08

Метки: содержащей, нефти, примесей, сырой, удаления, воды, способ

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-4424-sposob-udaleniya-vody-i-primesejj-iz-syrojj-nefti-soderzhashhejj-ih.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ удаления воды и примесей из сырой нефти, содержащей их</a>

Похожие патенты