УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ВЫСОКОУСТОЙЧИВЫХ ВОДОУГЛЕВОДОРОДНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

Полезная модель относится преимущественно к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для обезвоживания водо- углеводородных эмульсий.
В нефтепереработке и нефтехимии к эмульсиям такого типа можно отнести:
- эмульсия промежуточного слоя нефти (далее ПС), образующаяся в процессах подготовки сырой нефти, особенно нефтей добытых с помощью вторичных и третичных методов повышения нефтеотдачи пласта, с использованием поверхностно-активных веществ и других реагентов, повышающих устойчивость эмульсий. При этом возникает проблема разделения нефти от воды, поскольку традиционные методы обезвоживания (использование деэмульгатора, электрического поля, нагрева) также малоэффективны ввиду низкой разницы в плотностях между углеводородной и водной фазами эмульсий и присутствия в них большого количества стабилизаторов эмульсий (смол и асфальтенов), затрудняющих процесс обезвоживания. Утилизация ПС происходит посредством его добавления в товарную нефть. Однако при этом появляется другая проблема, заключающаяся как в снижении товарного качества нефти, так и в переработке данной нефти на нефтеперерабатывающих заводах.
- эмульсия природного битума (далее ПБ), образующаяся при закачке водяного пара в пласт в процессе добычи ПБ. Данный вид сырья также является очень устойчивым при воздействии на него известных методов обезвоживания ввиду низкой разницы в плотностях между углеводородной и водной фазами эмульсий и присутствия в них большого количества стабилизаторов эмульсий (смол и асфальтенов), затрудняющих процесс обезвоживания. Процессы обезвоживания подобных эмульсий требует серьезных изменений в технологическом оформлении процесса, применение дорогостоящих разбавителей, высокого расхода ПАВ, что резко снижает технико-экономические показатели. Обезвоженный ПБ является перспективным сырьем для получения неокисленных битумов.
Известны способ и устройство для выделения из нефти воды и примесей (см. [1] - Европейский патент ЕР 011533), где обезвоживание водо- углеводородных эмульсий происходит также за счет испарения, которое происходит посредством распыления разогретой жидкости либо в виде мелких капель, либо тонким слоем над поверхностью. Недостатком является то, что известное техническое решение не позволяет также отделить механические примеси от эмульсий.
Известен способ очистки отработанных масел от воды и низкокипящих фракций и устройство для его осуществления (см. [2] - Заявка на получение патента РФ 94037575) путем их испарения из подогреваемой тонкой пленки водомасляной эмульсии, отличающийся тем, что водомасляную эмульсию получают при соотношении масло-вода 1:0,05-10, а пленку турбулизируют на поверхности нагрева в вакууме. Недостатком [2] является усложнение технологии обезвоживания за счет применения дополнительного оборудования (вакуумного насоса), что сопровождается дополнительными эксплуатационными затратами. Также данное техническое решение не позволяет отделить механические примеси из эмульсий.
Наиболее близким аналогом заявляемого устройства по обезвоживанию высокоустойчивых водо- углеводородных эмульсий является устройство для обработки сырой нефти (см. [3] - Патент Канады СА 1257215), где испарение воды из эмульсии происходит посредством добавки растворителя в эмульсию и впрыскивания разогретой жидкости через форсунку над поверхностью жидкости при нагреве нефти. Недостатком этого решения заключается в необходимости применения растворителя, что приводит к повышению эксплуатационных затрат на испарение растворителя, что по энергетическим и материальным затратам существенно превышает объем затрат, необходимый при использовании заявленного технического решения.
Также применение распыла высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий с повышенным содержанием механических примесей не позволяет полноценно обезвоживать водо-углеводородное сырье.
Техническим результатом является эффективное удаление воды и механических примесей из высокоустойчивых эмульсий.
2
Технический результат достигается тем, что боковой обогреваемый патрубок, соединенный своим одним концом с фильтром с выходным сечением 0,5 мм, другой конец бокового патрубка соединен резьбой с патрубком с конусообразным концом, для загрузки эмульсии, в выходное отверстие которого вставлен штырь элемента диаметром меньшего на 1 мм,
2
Устройство для обезвоживания высокоустойчивых водо-углеводородных эмульсий представлено на фиг. 1. Данное устройство состоит из нескольких элементов: испаритель 1, в котором происходит процесс обезвоживания; патрубок 2 испарителя; элемент 3, по каналам которого движется жидкость; патрубок 4 с конусообразным концом, фильтрующий элемент 5. В предлагаемом устройстве в патрубок 4 вставляется элемент 3. Элемент 3 (фиг. 1) имеет по своему периметру каналы с сечениями 10 мм, по которым движется эмульсия, в конце элемента - штырь 6 диаметром 1 мм, который выставляется в отверстие патрубка 4 диаметром 2 мм. Движение жидкости по каналам элемента 3 показано на фиг. 2. За счет разности диаметров штыря 6 и выходного отверстия патрубка 4 создается зазор, через который жидкость подается в виде струи на фильтрующий элемент 5 перед емкостью испарителя 1. Патрубок 4 имеет метрическую внешнюю резьбу, за счет которой он вворачивается в обогреваемый патрубок 2 испарителя 1.
Работа по обезвоживанию высокоустойчивых эмульсий осуществляется следующим образом.
2
Высокоустойчивая эмульсия подается в испаритель 1 через боковой обогреваемый патрубок 2. В патрубке 2 имеется элемент 3, проходя по каналам которого, эмульсия впрыскивается через зазор между штырем 6 элемента 3 и патрубком 4 на фильтрующий элемент 5 с сечениями 0,5 мм. На данном фильтре откладываются мехпримеси, содержащиеся ранее в эмульсии, а эмульсия далее поступает в испаритель 1, где происходит испарение воды и низкокипящих фракций.
Устройство позволяет отделить воду (до 0,1-0,2% масс.) и механические примеси (до 0,2% масс.) из высокоустойчивых эмульсий, которые можно затем отправлять на дальнейшую переработку.