способ разделения воды и нефти или нефтепродукта

Формула изобретения

1. Способ разделения воды и нефти или нефтепродукта, включающий гравитационный отстой смеси в емкости и отвод разделенных продуктов, отличающийся тем, что в смесь добавляют раствор соли или сухую соль в количестве, необходимом для создания градиента плотностей воды и нефти или нефтепродукта не менее 20 кг/м³, затем перемешивают и отстаивают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что необходимое количество соли определяют по формуле:

Р_с=Р_в·С_з/С_кр ,

где Р_с - вес добавляемого крепкого раствора соли или сухая соль, кг;

Р_в - вес подслойной воды, кг;

С_кр - концентрация крепкого раствора соли или сухая соль, %;

С_з - заданная концентрация раствора соли в подслойной воде, %.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соли используют хлористый натрий.

4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что в качестве хлористого натрия используют нейтральный раствор хлористого натрия - отход производства с блока подготовки воды для котлов ТЭЦ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гравитационным способам разделения воды и нефти или нефтепродукта, в частности обводненного топочного мазута.

Известны способы разделения воды и нефти или нефтепродуктов путем отстоя в нефтеловушках различного типа: горизонтальных, радиальных, с параллельными пластинами (Справочник нефтепереработчика. Ленинград, изд. «Химия», 1986 г., стр.574-576).

Общим недостатком этих способов является недостаточно эффективное разделение, зависящее от разности (градиента) плотностей воды и нефти или нефтепродукта.

Известен способ разделения несмешивающихся жидкостей с различным удельным весом, согласно которому разделение ведут путем гравитационного отстоя смеси в емкости с последующим отводом разделенных фаз (продуктов) за пределы емкости (Пат. РФ № 2048644, опубл. 20.11.95, БИ № 32, МПК E02B 15/04).

Недостатком известного способа также является то обстоятельство, что при приближении плотности легкой фазы (нефти) к плотности тяжелой фазы (воды), т.е. при уменьшении градиента плотностей между компонентами смеси, эффективность процесса разделения снижается.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности отстоя путем увеличения градиента плотностей разделяемых продуктов.

Указанная задача решается тем, что в способе разделения воды и нефти или нефтепродукта, включающем гравитационный отстой смеси в емкости и отвод разделенных продуктов, согласно изобретению в смесь добавляют раствор соли или сухую соль в количестве, необходимом для создания градиента плотностей воды и нефти или нефтепродукта не менее 20 кг/м³, затем перемешивают и отстаивают.

Необходимое количество соли рассчитывают по формуле

,

где Р_с - вес добавляемого крепкого раствора соли или сухая соль, кг;

Р_в - вес подслойной воды, содержащейся в емкости обводненной нефти или нефтепродукта, кг;

С_кр - концентрация крепкого раствора соли или сухая соль, %;

С _з - заданная концентрация раствора соли в подслойной воде, %.

Целесообразно в качестве соли использовать хлористый натрий. В качестве хлористого натрия может быть использован нейтральный раствор хлористого натрия - отхода производства с блока подготовки воды для котлов ТЭЦ.

Целесообразно крепкий раствор соли готовить в отдельной емкости с использованием слива отстоявшейся воды от предыдущего цикла процесса разделения.

Восстановление первоначальной концентрации раствора соли возможно путем испарения (упаривания) излишков воды от слитой отстоявшейся воды или нейтрального раствора хлористого натрия (отхода производства) с блока подготовки воды для котлов ТЭЦ.

Способ разделения воды и нефти или нефтепродукта гравитационным методом осуществляют следующим образом. После приема обводненного нефтепродукта, например топочного мазута, в емкость-сепаратор отбирают пробу продукта для анализа и контрольного опыта по отделению воды от топочного мазута с определением величины показателей процесса разделения, в частности количества воды (Р_в), содержащейся в пробе; требуемой концентрации раствора соли для добавления в обводненный топочный мазут (С _з), в частности, для поваренной соли не менее 3% (3 г на 100 г раствора); с учетом концентрации имеющегося запаса раствора соли - разбавителя (С_кр) определяют по вышеприведенной формуле расчетное количество этого раствора (Р_с).

С учетом полученных результатов анализа и контрольного опыта проводят соответствующие мероприятия в масштабе полученной партии топочного мазута, т.е. в приемную емкость-сепаратор, имеющую нижнее днище конического типа, закачивают расчетное количество раствора соли, смесь в емкости перемешивают, например, путем ее циркуляции и проводят отстой обводненного топочного мазута. В процессе отстоя через штуцер (пробоотборник) в нижнем коническом днище емкости периодически проводят отбор подслойной воды для определения концентрации (плотности) раствора соли и содержания нефтепродукта. По результатам анализа, при необходимости коррекции показателей, проводят закачку второй порции крепкого раствора соли, ее перемешивание и продолжают процесс отстоя обводненного текущего мазута до получения требуемых показателей по качеству отстоявшейся воды, в частности допустимого содержания нефтепродуктов ( 300 мг/л). Для повышения эффективности процесса отстоя повышают концентрацию (плотность) раствора соли в подслойнной воде, а также регулируют температуру, которая не должна превышать температуру вспышки нефтепродукта (80-100°C). По окончании процесса отстоя обводненного топочного мазута проводят последовательно слив через патрубок с нижнего конического днища сначала подслойной воды в промежуточную емкость (бак), а затем нефтепродукта - топочного мазута в емкость готового продукта. Последний по мере необходимости направляют к потребителю.

Ниже приведен конкретный пример реализации предлагаемого способа.

Пример

Получили партию обводненного нефтепродукта - топочного мазута в количестве 50 т. Определили содержание воды в смеси, которое составило 10%. Определили плотность топочного мазута, она составила 1000 кг/м³. Отобранная проба обводненного топочного мазута отстаивается очень медленно, более 72 часов.

Для повышения эффективности отстоя необходимо повысить плотность подслойной воды за счет прибавления крепкого раствора соли до величины не менее 1020 кг/м³ (1020-1000=20), что, например, для хлористого натрия соответствует 3%-ному раствору (Справочник химика, т.3, М.-Л.: Химия, 1964 г., стр.541).

Контрольный опыт отстоя пробы обводненного топочного мазута за счет повышения концентрации (плотности) поваренной соли в подслойной воде до 3% (1020 кг/см³) путем добавления в нее 26%-ного (1197 кг/м³) крепкого раствора соли, сопровождается образованием в верхней части делительной воронки слоя (пятна) нефтепродукта в течение 60 минут, с четкой границей раздела фаз: нефтепродукт - вода. Полученные положительные результаты анализа и контрольного опыта позволяют перейти на расчеты показателей процесса отстоя в масштабе поступившей партии (50 т) обводненного нефтепродукта -топочного мазута.

Определяем необходимое количество крепкого раствора поваренной соли, которое необходимо добавить в обводненный топочный мазут, для получения 3%-ного раствора соли в подслойной воде по вышеприведенной формуле:

Р_кр=5000·3/26-575 кг,

где Р_кр - вес крепкого раствора соли в кг или (575/1197=0,480 м³ или 480 литров)в л;

Р_в =5000 кг - вес подслойной воды, содержащейся в обводненном топочном мазуте (50000·10/100=5000 кг);

С_з =3%-ная заданная концентрация раствора соли в подслойной воде;

С_кр=26%-ная концентрация крепкого раствора (разбавителя) соли, имеющегося в емкости на данный момент.

После отстоя в течение 24 часов определили содержание нефтепродукта в подслойной воде, которое составило 270 мг/л.

Таким образом, увеличение градиента плотностей между водой и нефтепродуктом - топочным мазутом за счет добавления крепкого раствора соли позволяет повысить эффективность процесса отстоя несмешивающихся жидкостей.