Спосіб вилучення води з рідкого вуглеводневого матеріалу і пристрій для його здійснення

1 Спосіб вилучення води з рідкого вуглеводневого матеріалу з густиною меншою ніж у води, що включає змішування цього матеріалу з водорозчинним деемульгатором, розшарування одержаної суміші на зневоднений вуглеводневий матеріал і водний розчин деемульгатора і наступний роздільний злив розшарованих компонентів суміші, який відрізняється тим, що вуглеводневий матеріал подають безперервно знизу вверх через шар деемульгатора, злив розшарованих компонентів здійснюють безперервно, при цьому деемульгатор з поглинутою водою подають на регенерацію, після чого зневоднений деемульгатор використовують знову в цьому технологічному процесі 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як деемульгатор використовують активний поглинач води з густиною, не меншою ніж у води, наприклад ГЛІКОЛЬ 3 Пристрій для вилучення води з рідкого вуглеводневого матеріалу з густиною меншою ніж у води, що містить ВІДСТІЙНИК з вхідними трубопроводами у нижній частині для подачі в нього вуглеводневого матеріалу з домішкою води і деемульгатора і з верхнім та нижнім патрубками для зливу зневодненого вуглеводневого матеріалу і водного розчину деемульгатора ВІДПОВІДНО, ЯКИЙ відрізняється тим, що пристрій додатково містить регенератор деемульгатора, ВІДСТІЙНИК виконаний у вигляді двох сполучених між собою внизу каналом ємностей, перша з яких має патрубок для зливу зневодненого вуглеводневого матеріалу і розташовану вертикально перегородку, що ділить нижню частину цієї ємності на два ВІДСІКИ, ОДИН З ЯКИХ має спо лучення з вхідними трубопроводами, а інший - з каналом, що сполучається з другою ємністю, яка має патрубок для зливу водного розчину деемульгатора, розташований по висоті вище від верхнього краю перегородки 4 Пристрій за п 3, який відрізняється тим, що між ВІДСТІЙНИКОМ і регенератором розташований накопичувач розчину деемульгатора з автоматичним клапаном ю о ю Винахід відноситься до техніки очищення від водних домішок рідких вуглеводневих матеріалів, наприклад рідкого пального, з густиною, меншою ніж у води і може використовуватись в нафтодобувній, нафтопереробній та ХІМІЧНІЙ галузях промисловості ВІДОМІ способи та обладнання для зневоднення нафтопродуктів шляхом їх відстоювання, центрифугування, хімічної обробки або електрообробки [1] Недоліками цих способів є складність технологічного оформлення, а також використання дорогих деемульгаторів Відомий спосіб та апаратурне забезпечення процесу зневоднення нафти шляхом контакту и з газом - пдратоутворювачем, коли нафту разом з водою та цим газом пропускають через теплообмінник, потім доводять температуру суміші до не обхідної для утворення гідрату і направляють и в розділювальну ємність, де відбувається осадження води в вигляді гідрату, а деемульговану нафту подають із цієї ємності в установки для розгазування і подальшої обробки [2] В порівнянні з вищезгаданим [1] цей спосіб не потребує використання дорогих деемульгаторів, але замість них тут необхідний газ-пдратоутворювач Тому складність технологічного оформлення, необхідність застосування великої КІЛЬКОСТІ обладнання і висока вартість зневоднення нафти за рахунок значних витрат енергії залишаються Відомий спосіб розділення нафти і води, в якому їх суміш після сепарації, обробки реагентом-деемульгатором розшаровують відстоюванням в резервуарі на протязі 5-10 хвилин з наступним утворенням двох потоків частково зневодненої емуль 45059 см і забрудненої «незв'язаної» води [3] Потім ці цій технології застосовують переважно блоксопопотоки взаємно контактують при зустрічному гравілімери окисів етилену і пропілену таційному русі нафти і води Недоліками даного Недоліками цього способу і пристрою являспособу є необхідність після розшарування нафти ються великі витрати дорогих деемульгаторів, ниі води проводити додаткову очистку води, забрудзька продуктивність і недостатній ступінь зневодненої емульгованою нафтою, а також не повна нення внаслідок затягування водного розчину деочистка стічної води від емульсії емульгатора в нафту при и зливанні Відомий спосіб вилучення нафтопродукту із Задачею, на вирішення якої спрямовані винаводної емульсії та пристрій для його здійснення, ходи, являється розробка простої, ефективної і при якому цю емульсію нагрівають до 70-80°С, пеекономічної технології якісної очистки від води рідремішують багаторядною лопатевою мішалкою на ких вуглеводневих матеріалів, густина яких менша протязі 0,5-1 години з коловою швидкістю 0,3НІЖ ВОДИ 3,4м/с, потім відстоюють у відстійнику [4] При відЗаявлені спосіб зневоднення рідких вуглеводстоюванні на протязі 3-х годин утворюється шар невих матеріалів і пристрій для його здійснення, нафтопродукту, шар води і проміжний шар, який створені для вирішення поставленої задачі, дозвоповертають на початок процесу Недоліками даноляють досягнути технічного результату, який поляго способу є велика тривалість відстою і великі гає у підвищенні продуктивності за рахунок забезенерговитрати печення безперервного циклу технологічного процесу, підвищенні якості очистки шляхом покращенВІДОМІ способи і пристрої для зневоднення наня роздільної здатності пристрою і здешевленні фтопродуктів на основі відстоювання їх у відстійпроцесу очистки за рахунок більш економного виниках [5,6] Вода, яка має більшу густину, ніж нафкористання деемульгатора та, осідає, утворюючи нижній водний шар і проміжний водоемульсійний шар, після чого воду із нижСуть запропонованого способу полягає втому, нього шару зливають При цьому нафговодна сущо у відомому способі вилучення води з рідкого міш періодично поступає в кілька паралельно правуглеводневого матеріалу, що має густину меншу, цюючих ВІДСТІЙНИКІВ, а обчислювальний пристрій ніж вода, шляхом змішування цього матеріалу з керує автоматичним завантаженням ВІДСТІЙНИКІВ водорозчинним деемульгатором, розшарування сумішшю і ВІДПОВІДНО вивантаженням із них нафти одержаної суміші на зневоднений вуглеводневий та зливом води в залежності від показань датчиків матеріал і водний розчин деемульгатора і наступвитратомірів нафти, вологомірів та рівнемірів, приного роздільного зливу розшарованих компонентів чому в кожному відстійнику здійснюється розшарусуміші, згідно винаходу, що заявляється, вуглеводвання суміші незалежно від протікання її розшаруневий матеріал подають безперервно знизу вверх вання в інших відстійниках Недоліками цих техночерез шар деемульгатора, злив розшарованих логій є складність системи автоматичного керуванкомпонентів здійснюють безперервно, при цьому ня та апаратурного їх оформлення, необхідність деемульгатор з поглинутою водою направляють використання ВІДСТІЙНИКІВ великих розмірів та нена регенерацію, після чого зневоднений деемульминучі втрати нафти при зливі води із ВІДСТІЙНИКІВ, гатор використовують знову в цьому технологічноОСКІЛЬКИ при зливі води затягується в воронку, яка му процесі Як деемульгатор використовують актиутворюється, проміжний шар і відбувається перевний поглинач води з густиною, не меншою, ніж гумішування нафти з водою в нижній частині ВІДСТІЙстина води, наприклад, гліколь НИКІВ Найбільш близьким по технічній суті до виВказаний технічний результат досягається танаходу, що заявляється, є спосіб вилучення води з кож заявленим пристроєм для вилучення води з нафти, реалізований з допомогою пристрою, взярідкого вуглеводневого матеріалу Суть його полятого за прототип [7] Цей пристрій включає ВІДСТІЙгає в тому, що у відомому пристрої для зневодненНИК, в який через трубопровід з клапаном подаєтьня вуглеводневого матеріалу, який містить ВІДСТІЙся промислова емульсія, що являє собою суміш НИК з вхідними трубопроводами в нижній частині нафти і води, для її розшарування на нафту і воду для подачі в нього вуглеводневого матеріалу з доВ цей же трубопровід дозовано подається водомішкою води і деемульгатора і з верхнім та нижнім розчинний деемульгатор, який змішується з емупатрубками для зливу зневодненого вуглеводнельсією ВІДСТІЙНИК має вигляд широкої посудини вого матеріалу і водного розчину деемульгатора для забезпечення якнайбільшої площі проміжного ВІДПОВІДНО, згідно запропонованому технічному рішару між нафтою і водним розчином деемульгатошенню, пристрій додатково містить регенератор ра, що сприяє більш ефективному поглинанню водеемульгатора, ВІДСТІЙНИК виконаний у вигляді ди з емульсії У верхній частині ВІДСТІЙНИК має патдвох сполучених між собою внизу каналом ємносрубок для зливу зневодненої нафти, а в нижній тей, перша з яких має патрубок для зливу зневодпатрубок для зливу водного розчину деемульгатоненого вуглеводневого матеріалу і розташовану ра вертикально перегородку, що ділить нижню частиСпосіб, що складає основу технологм-прототипу зневоднення нафти з допомогою вищезгаданого пристрою, полягає в тому, що промислову емульсію змішують з водорозчинним деемульгатором при подачі компонентів суміші у ВІДСТІЙНИК, де одержану суміш розшаровують шляхом відстоювання на зневоднену нафту і водний розчин деемульгатора, післячого окремо зливають спочатку нафту, а потім розчин деемульгатора Як деемульгатори у ну цієї ємності на два ВІДСІКИ, ОДИН З ЯКИХ має спо лучення з вхідними трубопроводами, а інший - з каналом, що сполучається з другою ємністю, яка має патрубок для зливу водного розчину деемульгатора, розташований по висоті вище від верхнього краю перегородки, крім того, між ВІДСТІЙНИКОМ І регенератором розташований накопичувач розчину деемульгатора з автоматичним клапаном Запропоновану очистку вуглеводневого мате 45059 ни використовуваного деемульгатора Одночасно ріалу від води можна здійснювати лише з допомоздійснюється поглинання води деемульгатором із гою заявленого пристрою, тобто винаходи зв'язані вуглеводневого матеріалу і руйнування водноемуміж собою єдиним винахідницьким задумом льсійних утворень Висоту шару, деемульгатора Рішень, що характеризуються сукупністю вибирають за умови забезпечення повного поглиознак заявлених винаходів, в доступних джерелах нання води Поглинута вода розподіляється по інформації не знайдено і порівняльний аналіз завсій масі деемульгатора і тому водний розчин депропонованих способу і пристрою з прототипами емульгатора 10 переходить поступово в другу ємдозволяє зробити висновок проте, що вони відрізність 2 Оскільки висота перегородки 11 менша, няються від відомих технології очистки і конструкніж висота шару деемульгатора, вуглеводневий ції наявністю нових суттєвих ознак, тобто про їхню матеріал не попадає в канал 3, який з'єднує другий ВІДПОВІДНІСТЬ критерію «новизна» ВІДСІК 13 першої ємності 1 з другою ємністю 2 ЧеПри вивченні інших технічних рішень в даній рез збільшення об'єму деемульгатора на величину галузі народного господарства не виявлено впливу об'єму поглинутої ним води рівень його шару підсукупності відрізняючих ознак заявлених винаходів вищується і додатковий об'єм автоматично зливана підвищення продуктивності і якості очистки за ється через патрубок 9 в накопичувальну ємність рахунок покращення роздільної здатності при14 Зневоднений вуглеводневий матеріал 8 накострою і безперервності технологічного процесу Це пичується вище шару деемульгатора, досягає висвідчить про творчий характер рішень, тобто про їх пускного патрубка 7 і автоматично зливається чеВІДПОВІДНІСТЬ критерію «винахідницький рівень» рез нього із першої ємності 1 Паралельно і незаНа кресленні схематично зображена конструклежно від цього після накопичення заданої порції ція заявленого пристрою водного розчину деемульгатора в накопичувальній Цей пристрій включає в себе ВІДСТІЙНИК у виємності 14 спрацьовує датчик 16 і відкриває клагляді першої і другої ємностей 1 і 2, сполучених пан 15, який випускає цю порцію на регенерацію між собою внизу каналом З В нижній частині перПісля регенерації зневоднений деемульгатор зношої ємності 1 розміщені ВХІДНІ трубопровід 4 для ву подається через трубопровід 5 в першу ємність подачі у ВІДСТІЙНИК вуглеводневого матеріалу з до1 Таким чином, вилучення води із рідкого вуглевомішкою води і трубопровід 5 для подачі деемульдневого матеріалу здійснюється автоматично при гатора Для вибору оптимального співвідношення безперервній його подачі в першу ємність 1 для вуглеводневого матеріалу і деемульгатора слурозшарування шляхом його пропускання через жать клапани 6, якими споряджені ВХІДНІ трубопрошар деемульгатора знизу вверх води Це співвідношення залежить від ступеню забрудненості вуглеводню водою Перша ємність 1 Як деемульгатор використовується активний відстійника у своїй верхній частині має патрубок 7 поглинач води, який має густину не нижче густини для зливу зневодненого вуглеводневого матеріалу води, наприклад гліколь (діетиленгліколь і т д ) 8 На нижчому по висоті рівні відносно патрубка 7 Регенерація деемульгатора може здійснюватись, ємність 2 має зливний патрубок 9 для відведення наприклад, шляхом випарювання води із його воднасиченого водою деемульгатора 10 Ємність 1 міного розчину стить в собі розташовану вертикально перегородЗамкнутий цикл використання деемульгатора ку 11, що ділить нижню частину ємності на два ВІДзабезпечує збереження високої його концентрації СІКИ 12 І 13, один з яких (12) має сполучення з вхідв першій і в другій ємностях, что виключає утвоними трубопроводами 4 і 5, а інший (13) - з канарення проміжного шару в першій ємності на межі лом 3 Верхній край перегородки 11 знаходиться фаз і дозволяє одержувати повне вилучення (пона нижчому рівні по висоті відносно зливного патглинання) води з рідкого вуглеводневого матеріарубка9 Пристрій може мати розташований між лу При цьому об'єм деемульгатора, що викорисВІДСТІЙНИКОМ і регенератором деемульгатора (на товується, залишається практично постійним і покресленні не показаний) накопичувач 14 відпратреба його в кілька разів менша, ніж у відомому цьованого деемульгатора, який порційно, з допоспособі (прототипі) могою автоматичного клапана 15 подає цей деЗапропонований спосіб і пристрій для його емульгатор в регенератор, після чого зневоднений здійснення перевірені експериментально В порівдеемульгатор подають у вхідний трубопровід 5 нянні з прототипом він дозволяє зменшити в кілька разів (в 5 разів і більше) використання дорогих деПромислова придатність цих технічних рішень емульгаторів, підвищити продуктивність процесу підтверджена виготовленням дослідного зразка вилучення води із рідкого вуглеводневого матеріапристрою, який пройшов випробування з позитивлу і, дякуючи цьому, суттєво знизити експлуатаційними результатами при зневодненні бензину ні витрати на здійснення цього процесу Технологічний процес вилучення води з рідких вуглеводневих матеріалів з допомогою запропоноКрім того, спрощується технологія і її апаратуваного пристрою здійснюється таким чином При рне оформлення при зневодненні нафтопродуктів відкриванні клапана 6, розміщеного на вхідному (наприклад, бензину), дякуючи чому це технічне рітрубопроводі 4 рідкий вуглеводневий матеріал, нашення може реалізовуватись на АЗС Також воно приклад бензин, що містить домішку води, під наможе використовуватись при промисловій обробці пором подають в ємність 1 відстійника, у яку налинафти і в ХІМІЧНІЙ промисловості для зневоднення то гліколь, виконуючий функцію деемульгатора, інших рідких вуглеводневих матеріалів тобто поглинача води В ємності 1 бензин набуває направленого турбулентного руху знизу вверх у Джерела використаної інформації шарі гліколю, оскільки густина рідкого вуглеводне1 Тронов В П Разрушение эмульсий при дового матеріалу (наприклад, бензину) менше густибыче нефти - М Недра, 1974 7 45059 2 А с CPCP№ 571503, кл С 10 G 33/00, Бюл 5 А с СРСР №33, 1977 Бюл №17,1989 3 А с СРСР №528102, кл С 10 G 33/00, Бюл 6 А с СРСР №34, 1976 Бюл №16, 1990 4 А с СРСР №1814303, кл С 10 G 33/06, 7 Тронов В П Бюл № 21, 1995 ти за рубежом - М з 8 №1477735, кл С 10 G 33/00, №1560547, кл С 10 G 33/08, Промысловая подготовка нефНедра, 1983 - прототип з ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90