СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ БИТУМИНОЗНЫХ НЕФТЕЙ
METHOD TO DEHYDRATE BITUMINOUS OILS

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам обезвоживания битуминозных высоковязких нефтей на нефтепромыслах.
3
К битуминозным нефтям согласно ГОСТ 51858-2002 относятся нефти с плотностью более 895 кг/м при 20°С /1/.
Битуминозные нефти добываются с использованием пара, в скважину нагнетается пар, поэтому из скважины сырая битуминозная нефть поступает с высоким содержанием эмульсионной воды до 60% масс. Высокое содержание смол, асфальтенов (природные эмульгаторы) способствует образованию эмульсии «вода в нефти» (дисперсионная среда-нефть, дисперсная фаза-вода).
Первичную подготовку нефти на нефтепромыслах обычно осуществляют термохимическим обезвоживанием в присутствии деэмульгатора или электрохимическим обезвоживанием /2, 3/.
Для обезвоживания битуминозных высоковязких нефтей термохимическое обезвоживание не эффективно, а электрохимические методы не могут использоваться из-за высокого содержания воды. При использовании электрохимического метода высокое содержание воды приводит к замыканию электродов, обычно при электрохимическом обезвоживании содержание воды не превышает 10% /2/.
Плотности воды и битуминозных нефтей близки по своему значению, что затрудняет отстой нефти в гравитационном поле. Для снижения плотности битуминозных нефтей и улучшения отстоя в гравитационном поле используются углеводородные разбавители.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и выбранный авторами в качестве прототипа является « Способ обессоливания и обезвоживания тяжелой вязкой нефти и ловушечного нефтепродукта» /4/, по которому для разбавления тяжелой вязкой нефти используют легкую нефть либо бензин.
3
3
3
3
Использование для разбавления обводненных битуминозных нефтей легких нефтей (плотность 830-850 кг/м, ГОСТ 51858-2002) или бензинов (плотность 700-800 кг/м) не достаточно эффективно, плотность битуминозной нефти снижается с 945-970 кг/м до 886-919 кг/м, эмульсия разбивается только на 50-60%, остаточное содержание воды 24-30%.
Кроме того, способом /4/ предусмотрено использование электрообессоливающих установок, высокое содержание эмульсионной воды в обводненных битуминозных нефтях исключает использование электрообессоливающих установок по причине замыкания электродов.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является проведение обезвоживания битуминозных высоковязких нефтей с содержанием эмульсионной воды до 60% на нефтепромыслах и доведением по содержанию воды, хлористых солей и механических примесей до нормы по ГОСТ Р 51858-2002. Нефть.
Поставленный технический результат достигается смешением жидких бутанов (углеводородный разбавитель) с обводненной битуминозной высоковязкой нефтью в условиях:
объемная кратность жидкие бутаны
(углеводородный разбавитель):обводненная нефть
(0,5-1):1,
температура, °С
15-20
давление, кг/см<sup>2</sup>
5-7
Предлагаемое изобретение рассматривается на примере переработки битуминозной нефти месторождения Коми АССР, Ярегской нефти.
Физико-химические свойства Ярегской нефти /2/:
Плотность, 20°С, кг/м<sup>3</sup>
945
Вязкость, 40°С, мм<sup>2</sup>/с
86,3
Температура застывания, °С
минус 10
Температура вспышки в закрытом тигле, °С
108
Содержание парафинов, % масс
1,4
Содержание смол сернокислотных, %
больше 50
Коксуемость, %
8,44
Содержание серы, %
1,11
Выход фракций, %:
до 200°С
0,4
до 350°С
18,8
3
3
3
При смешение обводненной битуминозной высоковязкой Ярегской нефти с жидкими бутанами (углеводородный разбавитель) плотность нефти снижается с 945-970 кг/м до 800-850 кг/м (исходная плотность жидких бутанов составляет 488-500 кг/м).
3
Эксперимент проводили на проточной пилотной установке на образцах Ярегской нефти плотностью 945-970 кг/м и содержанием воды 55-60% масс. Температура и объемная кратность жидкие бутаны (углеводородный разбавитель):обводненная нефть подобраны таким образом, что происходит разрушение эмульсии, разделение нефти от воды, но еще не наблюдается осаждение асфальтенов. В результате качество обезвоженной нефти соответствует ГОСТ Р 51858-2002 на нефть для поставки транспортным организациям, предприятиям (таблица).
Таблица
Показатели качества обезвоженной Ярегской нефти и требования по ГОСТ 51858-2002
Норма для нефти группы ГОСТР 51858-2002
Показатели качества
Наименование показателя
1
2
3
обезвоженной Ярегской нефти
1 Массовая доля воды, %, не более
0,5
0,5
1,0
До 0,5
2 Массовая концентрация хлористых солей, мг/дм<sup>3</sup>, не более
100
300
900
До 30
3 Массовая доля механических примесей, %, не более
0,05
До 0,05
Принципиальная схема пилотной установки обезвоживания битуминозной нефти с использованием жидких бутанов в качестве углеводородного разбавителя представлена на рисунке. Обводненную битуминозную нефть при необходимости подогревают в подогревателе нефти 1, после чего смешивают с жидкими бутанами. Смесь нефти и жидких бутанов насосом 2 подают в отстойник 3, где проводят отделение основного количества воды. Далее смесь направляют на фильтр-коалесцер 4 для разделения систем жидкость-жидкость, после чего обезвоженную нефть направляют в колонну 5 для отпарки бутанов. В колонне 5 отделяют обезвоженную битуминозную нефть от жидких бутанов, которые вновь подают в процесс обезвоживания. В рефлюксной емкости 7 дополнительно отделяют воду, сконденсированную после охлаждения в аппарате воздушного охлаждения (АВО) 6.
При превышении содержания хлористых солей в обезвоженной нефти в смесь нефти и жидких бутанов перед фильтром-коалесцером 4 подают промывную воду в количестве 2-5% на смесь нефти и жидких бутанов. Обезвоженную нефть откачивают насосом 8.
Литература
1. ГОСТ Р 51858-2002, Нефть, Общие технические условия.
2. Справочник нефтепереработчика. Под редакцией Г.А. Ластовкина, Е.Д. Радченко и М.Г. Рудина. - Л.: Химия, 1986. - 648 с.
3. Промысловая подготовка нефти. В.П. Тронов, Фэн (Наука) Академии наук Татарстана. 2000 г.
4. Кузора И.Е. и др. Способ обессоливания и обезвоживания тяжелой вязкой нефти и ловушечного нефтепродукта. Заявка на изобретение 2002124409/04, 12.09.2002. Дата публикации заявки 20.03.2004. Патент RU 2230771.