[RU]

Способ удаления кислоторазлагаемых примесей из технологической жидкости, в котором кислоту смешивают с технологической жидкостью и вводят смесь кислоты и технологической жидкости в дегазирующий агрегат, в результате чего газ, образующийся при взаимодействии кислот и разлагаемых примесей, высвобождается, а технологическую жидкость, не содержащую кислоторазлагаемых примесей, отводят из дегазирующего агрегата.

(57) Реферат / Формула:

Способ удаления кислоторазлагаемых примесей из технологической жидкости, в котором кислоту смешивают с технологической жидкостью и вводят смесь кислоты и технологической жидкости в дегазирующий агрегат, в результате чего газ, образующийся при взаимодействии кислот и разлагаемых примесей, высвобождается, а технологическую жидкость, не содержащую кислоторазлагаемых примесей, отводят из дегазирующего агрегата.

---

2420-518449ЕА/042 СПОСОБ УДАЛЕНИЯ СОЛЕЙ ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
В данной заявке испрашивается приоритет для заявки США № 61/600854, поданной 20 февраля 2012 года, раскрытие которой включено настоящим ссылкой для всех целей.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к регенерации технологических жидкостей, используемых в некоторых применениях. Более конкретно, настоящее изобретение относится к удалению некоторых кислоторазлагаемых солей перед регенерацией технологической жидкости для повторного применения.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В патентах США 5152887, 5158208, 5389208, 5441605, 5993608 и 6508916 описаны способы регенерирации для выделения технологических жидкостей, например, такие как выделение технологической жидкости из смеси, включающей в себя воду, технологическую жидкость, температура кипения которой превышает температуру кипения воды, необязательно, по меньшей мере, один дополнительный компонент, более летучий, чем технологическая жидкость и вода, и, по меньшей мере, один компонент, менее летучий, и который можно растворить или суспендировать в технологической жидкости.
В способах, описанных в упомянутых выше патентах, присутствие нерастворенных солей (примесей) осложняют процесс и приводят к необходимости отделения солей в данном способе. С конкретной привязкой к патенту США 5993608 и патенту США 6508916, оба из которых включены в настоящее описание ссылкой для всех целей, описан способ, в котором менее летучие компоненты, например, соли, которые находятся либо в растворенном, либо в суспендированном состоянии, можно удалить из технологических жидкостей в условиях, предотвращающих какое-либо существенное разложение данной технологической жидкости. Однако все-таки было бы желательно, если бы, по меньшей мере, некоторые соли можно было удалить перед самим процессом регенерации технологической жидкости. Карбонатные и
гидрокарбонатные соли, растворенные в технологических жидкостях, могут образовывать отложения в процессе повторного применения, приводя к нежелательным последствиям. Безусловно, было бы желательно, если бы эти соли, или другие кислоторазлагаемые соли, можно было удалить перед введением отработанной технологической жидкости в систему регенерации.
В одном из конкретных аспектов способов, описанных в упомянутых выше патентах, для предотвращения образования газовых гидратов и/или удаления кислотных газов в процессе добычи нефти и природного газа, в частности, на морских буровых платформах, можно использовать некоторые технологические жидкости, такие как спирты, гликоли, алканоламины и другие подобные вещества.
Образование гидратов критически важно при добыче нефти и
природного газа для предотвращения закупорки системы
трубопроводов, клапанов и другого оборудования клатратами.
Ингибиторы гидратообразования могут включать в себя, но не
ограничены, термодинамическими ингибиторами гидратообразования,
такими как спирты (например, метанол) и гликолями (например,
моноэтиленгликоль), кинетическими ингибиторами
гидратообразования (например, поливинилкапролактамом,
полимерами, сополимерами или их смесями), и антиагломерирующими ингибиторами гидратообразования (например, ацетатом Ы-бутил-N-
(3-(кокамино)-3-оксопропил)бутан-1-аминия), которые вводятся непосредственно, или вблизи системы трубопроводов, и выводятся с пластовой водой, водяным конденсатом и углеводородными фазами, добываемыми из представляющего интерес резервуара
(резервуаров). В подобном способе моноэтиленгликоль, например, может загрязняться, но без ограничения, водяным конденсатом, пластовой водой, солями, содержащимися в пластовой воде, ингибиторами коррозии, содержащимися в контуре циркуляции для обеспечения бесперебойно подаваемого потока, продуктов коррозии, содержащихся в контуре циркуляции для обеспечения бесперебойно подаваемого потока, таких как прокатная окалина и сульфид железа. Некоторые примеси/соли приводят к неспособности некоторых ингибиторов гидратообразования препятствовать
гидратообразованию при обратном закачивании, что вызывает необходимости удалять данные примеси перед закачиванием. В описаниях патента США 5993608 и патента США 6508916 предоставлены способы и оборудование для удаления подобных примесей из подобной отработанной технологической жидкости.
В том случае, когда в пластовой воде содержатся карбонатные и/или гидрокарбонатные соли, и вновь с конкретной привязкой к нефте- и газодобыче и, в особенности, к предотвращению образования газовых гидратов, содержание карбонатных и/или гидрокарбонатных солей может составлять от относительно низкой концентрации в отработанной технологической жидкости до концентрации свыше пределов насыщения, что приводит к возможности образования кристаллических (выпавших) солей. В ходе процесса, описанного в упомянутых выше патентах, эти соли непрерывно концентрируются за пределами уровня насыщения, приводя к образованию кристаллических (выпавших) солей. Однако если эти выпавшие соли находятся в отработанной технологической жидкости до какого-либо процесса выделения, представляет ли он собой регенерацию, при которой селективно удаляют воду, регенерацию, при которой удаляют соли, или их сочетание, присутствие данных выпавших твердых веществ может привести к повышенному засорению оборудования и более сложному отделению ценной технологической жидкости от данных солей.
Еще одна сложность заключается в том, что кислоторастворимые соли могут привести к неконтролируемому повышению рН в технологической жидкости с течением времени. Проведенные эксперименты показали, что при повышенной температуре гидрокарбонаты могут диссоциировать с образованием карбоната и двуокиси углерода. По мере увеличения содержания карбоната в технологической жидкости, возрастает и рН. Это может быть благоприятно в течение некоторого периода времени, но при отсутствии контроля могут достигаться чрезмерно высокие значения рН, около 12, и для ингибиторов на основе гликоля это может привести к нежелательному гелеобразованию. При удалении гидрокарбонатов/карбонатов можно вернуть контроль над уровнем рН и поддерживать его в процессе селективного добавления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ Соответственно, и согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предоставлен способ предварительной обработки технологической жидкости, которую предстоит очистить, удалив из нее кислоторазлагаемые соли и, таким образом, предотвратив отложение кристаллических или нерастворенных видов подобных солей в данном процессе регенерации. В качестве одного из примеров, если в отработанном технологическом растворе содержится карбонат и/или гидрокарбонат, его можно обработать кислотой, такой как, без ограничения, хлористоводородная кислота, чтобы разложить карбонат на СОг, воду и хлорид натрия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ Фиг. 1 представляет собой схематическую блок-схему одного из способов удаления кислоторазлагаемых солей из технологической жидкости, предназначенной для дальнейшей регенерации.
Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение, подобное Фиг.1, но представляющее другой аспект настоящего изобретения.
Фиг.3 представляет собой схематическое изображение, подобное Фиг.1 и 2, но представляющее еще один аспект настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Использованный в настоящем описании термин
кислоторазлагаемые соли относится к карбонатам и/или гидрокарбонатам щелочных и щелочноземельных металлов, таким как карбонат натрия, гидрокарбонат натрия, карбонат калия, гидрокарбонат калия, карбонат магния и так далее. Однако нужно понимать, что способ настоящего изобретения применим к любым кислоторазлагаемым солям, вне зависимости от того, представляют ли собой карбонат или гидрокарбонат щелочного и щелочноземельного металла, присутствие которых может оказать неблагоприятное влияние на последующий процесс регенерации технологической жидкости.
Несмотря на то, что изобретение будет описано с конкретной привязкой к технологической жидкости, применяемой для
предотвращения образования газовых гидратов при эксплуатации нефтяных и газовых скважин, нужно понимать, что этим оно не ограничивается. На самом деле, данный способ можно применять в любой схеме для регенерации отработанной технологической жидкости, для того, чтобы ее можно было использовать повторно, в случае, когда в данной отработанной технологической жидкости содержатся кислоторазлагаемые соли.
Понятно, что можно применять различные кислоты, при условии, что данная кислота не взаимодействует с кислоторазлагаемой солью с образованием других нерастворимых или малорастворимых солей, которые вновь будут накапливаться в процессе регенерации технологической жидкости. Неограничивающие примеры кислот включают в себя хлористоводородную кислоту, некоторые органические кислоты и так далее.
Таким образом, как показано на Фиг.1, технологическую жидкость вводят по трубопроводу 9 в теплообменник 10, в котором ее нагревают до необходимой температуры, в зависимости от природы технологической жидкости, а затем направляют в дегазирующий агрегат 12, функционирующий при пониженном давлении, которое фактически приводит к тому, что захваченные кислотные газы, такие как СОг и H2S, а также летучие углеводороды и другие летучие газы, удаляются из данной жидкости по трубопроводу 14. При необходимости, для облегчения отдувки захваченных газов, а также летучих углеводородов из агрегата 12, в дегазирующий агрегат 12 по трубопроводу 11 можно ввести продувочный газ, например, азот, топливный газ, или любой газ, который не вступает в неблагоприятное взаимодействие с каким-либо компонентом технологической жидкости. Как правило, при использовании продувочного газа, его вводят со скоростью от около 8 до 12 кг/ч.
Условие состоит в том, что содержимое трубопровода 14 должно поддерживаться в отсутствие кислорода. В том случае, когда перепад давления между теплообменником 10 и концом трубопровода 14 достаточен для того, чтобы в надлежащей мере сместить необходимый уровень в агрегате 12, добавление продувочного газа не требуется. После этого дегазированную
жидкость, выходящую из дегазирующего агрегата 12, смешивают с кислотой при помощи трубопровода 16, данную смесь пропускают через поточный смеситель 18 или другое смесительное устройство, и вводят в дегазирующий агрегат 20, в котором газообразные продукты разложения, например, СОг, ил разложившихся солей, выводятся по трубопроводу 22. Удалению СОг из агрегата 20 можно способствовать, добавляя один из упомянутых ранее продувочных газов по трубопроводу 21 до максимального количества 10 кг/ч в нижнюю часть дегазирующего агрегата 20. В том случае, когда перепад давления между смесителем 18 и концом трубопровода 22 достаточен для того, чтобы в надлежащей мере удалить весь СОг из технологической жидкости, выходящей по трубопроводу 22, добавление продувочного газа не требуется. После этого технологическую жидкость из дегазирующего агрегата 12, не содержащую карбоната и/или гидрокарбоната, пропускают далее по трубопроводу 24 для проведения процесса регенерации технологических жидкостей. Как и в случае дегазирующего агрегата 12, дегазирующий агрегат 2 0 предпочтительно будет эксплуатироваться при пониженном давлении, чтобы облегчить удаление газообразного СОг из данной жидкости. Газы, такие как СОг, выходящие либо из дегазирующего агрегата 12, либо из дегазирующего агрегата 20, можно собирать рядом способов, которые хорошо известны специалистам в данной области. Например, СОг можно направить в факельный коллектор низкого давления, устройство для вдувания С02, в атмосферу для выброса, дополнительной компрессии, секвестрации и так далее.
Далее, как показано на Фиг.2, на ней представлен вариант способа, представленного на Фиг.1. В способе, показанном на Фиг.2, технологическую жидкость пропускают через теплообменник 10 для нагревания, по трубопроводу 16 прибавляют кислоту, и пропускают смесь через поточный смеситель 18 в дегазирующий агрегат 20, из которого СОг отводят по трубопроводу 22, при этом данный дегазирующий агрегат предпочтительно находится при пониженном давлении, технологическую жидкость, не содержащую карбонатов/гидрокарбонатов, отводят для дальнейшей обработки по трубопроводу 24. Как можно видеть, способ, представленный на
Фиг.2, отличается от способа, представленного на Фиг.1 в том, что стадию нагревания и стадию добавления кислоты можно объединить до вхождения потока в любой из дегазирующих агрегатов. Мерам для удаления СОг из агрегата 2 0 может способствовать добавление по трубопроводу 21 одного или двух упомянутых ранее продувочных газов, до максимального количества 10 кг/ч. В том случае, когда перепад давления между смесителем 18 и концом трубопровода 22 достаточен для того, чтобы в надлежащей мере удалить весь СОг из технологической жидкости, выходящей по трубопроводу 24, добавление продувочного газа не требуется.
В еще одном варианте данного способа, представленном на
Фиг.З, стадию нагревания можно опустить. В данном случае,
кислоту добавляют к отработанной технологической жидкости по
трубопроводу 16, смесь проходит через смеситель 18 и в
дегазирующий агрегат 20, предпочтительно функционирующий при
пониженном давлении, например, в вакууме, при этом СОг удаляют
из данного дегазирующего агрегата по трубопроводу 22,
технологическую жидкость, не содержащую
карбоната/гидрокарбоната, отводят для дальнейшей обработки по трубопроводу 24. В случае необходимости для условий процесса, в данной схеме можно применить продувочный газ по трубопроводу 21, как описано ранее.
Следует принять во внимание, как отмечалось выше, что для удаления карбонатов и/или гидрокарбонатов из технологической жидкости можно использовать кислоту любого типа. И вновь, применяемая кислота не должна вступать во взаимодействие с карбонатом/гидрокарбонатом с образованием нерастворимых в воде или малорастворимых солей или других твердых веществ, которые просто затруднят удаление других твердых веществ в последующем процессе. Следует также принять во внимание, что рассматриваются и другие кислоторазлагаемые соли, отличающиеся от карбонатов и/или гидрокарбонатов, при условии, что разложение кислотой не приводит к образованию слаборастворимых солей, которые могли бы снова привести к проблеме отложения осадка в последующем технологическом процессе.
Способ удаления солей согласно настоящему изобретению в особенности применим в сочетании со способами, которые описаны в упомянутых выше патентах для регенерации отработанной технологической жидкости. Таким образом, технологическая жидкость может представлять собой любую жидкость, используемую в конкретном способе, такую, которая загрязняется, или, по меньшей мере, содержит после использования компоненты, которые обычно не присутствуют в данной технологической жидкости. Соответственно, технологическая жидкость может представлять собой технологическую жидкость из среды для промывки газа, используемую для удаления нежелательных примесей из газовых потоков, селективный растворитель для выделения желательных компонентов из газов или потоков жидкости, среду, используемую для обработки твердых веществ для селективного удаления компонентов твердых веществ, и так далее. Кроме того, как отмечалось выше, технологическая жидкость может представлять собой технологическую жидкость, используемую при добыче природного газа, где технологическая жидкость используется для предотвращения образования газовых гидратов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ удаления кислоторазлагаемых примесей из
технологической жидкости, при этом указанный способ включает в
себя:
введение кислоты в поток указанной технологической жидкости, содержащей кислоторазлагаемые примеси, с получением смеси кислота/технологическая жидкость, при этом указанная кислота представляет собой кислоту, не вступающую в неблагоприятное взаимодействие с указанной технологической жидкостью;
введение указанной смеси в дегазирующий агрегат, в котором удаляют газы разложения, полученные в результате взаимодействия указанных кислот и указанных кислоторазлагаемых примесей, и
отведение указанных газов разложения из указанного дегазирующего агрегата, и
отведение технологической жидкости, практически не содержащей указанных кислоторазлагаемых примесей, из указанного дегазирующего агрегата.
2. Способ по п.1, в котором указанную смесь пропускают через поточный смеситель перед введением в указанный дегазирующий агрегат.
3. Способ по п.1, в котором в указанный дегазирующий агрегат вводят продувочный газ для отдувки газов разложения из указанного дегазирующего агрегата.
4. Способ по п.1, в котором указанный дегазирующий агрегат функционирует в вакууме.
5. Способ по п.1, в котором указанную технологическую жидкость нагревают перед смешиванием с указанной кислотой.
6. Способ по п.1, в котором указанную технологическую жидкость пропускают через зону дегазации для удаления захваченных газов из указанной технологической жидкости перед смешиванием с указанной кислотой.
7. Способ по п. б, в котором указанная зона дегазации функционирует в вакууме.
8. Способ по п. б, в котором продувочный газ вводят в указанную зону дегазации для облегчения удаления захваченных
2.
газов из указанной зоны дегазации.
9. Способ предварительной обработки технологических жидкостей, содержащих кислоторазлагаемые примеси, при этом указанный способ включает в себя:
введение технологической жидкости, содержащей
кислоторазлагаемые примеси, в зону дегазации, функционирующую в условиях вакуума, для удаления захваченных газов из указанной технологической жидкости;
выведение технологической жидкости из указанной зоны дегазации;
смешивание указанной технологической жидкости с кислотой,
введение указанной смеси кислоты и указанной технологической жидкости в дегазирующий агрегат для удаления газов разложения, образующихся в результате взаимодействия указанной кислоты и указанных кислоторазлагаемых примесей.
По доверенности
Зона дегазации
Смеситель
Дегазирующий агрегат
•16
Фиг. 1
Дегазирующий агрегат
"Ж"
*21
,24
20 ф
-22
-18
,24
^ Смеситель
Фиг. 3
Дегазирующий агрегат
-ж-
•21