[RU]

Настоящее изобретение относится к устройству (1000) для извлечения жидких углеводородов (МНС). Устройство (1000) содержит средства для обеспечения технологической водной композиции (PWC), содержащей жидкий эмульгатор (NHS) и воду (PW), заборное устройство (10) для сбора жидкой исходной смеси (1), содержащей указанные углеводороды (МНС), систему (200) разделения, соединяемую с указанным заборным устройством (10), при этом указанная система (200) разделения обеспечивает обработку указанной жидкой исходной смеси (1) совместно с указанной технологической водной композицией (PWC) для извлечения, по меньшей мере, некоторого количества углеводородов (МНС) из указанной жидкой исходной смеси (1), в котором указанный жидкий эмульгатор (NHS) включает: (а) природное растительное масло, (b) эмульгатор и (с) предпочтительно также растворитель.

(57) Реферат / Формула:

Настоящее изобретение относится к устройству (1000) для извлечения жидких углеводородов (МНС). Устройство (1000) содержит средства для обеспечения технологической водной композиции (PWC), содержащей жидкий эмульгатор (NHS) и воду (PW), заборное устройство (10) для сбора жидкой исходной смеси (1), содержащей указанные углеводороды (МНС), систему (200) разделения, соединяемую с указанным заборным устройством (10), при этом указанная система (200) разделения обеспечивает обработку указанной жидкой исходной смеси (1) совместно с указанной технологической водной композицией (PWC) для извлечения, по меньшей мере, некоторого количества углеводородов (МНС) из указанной жидкой исходной смеси (1), в котором указанный жидкий эмульгатор (NHS) включает: (а) природное растительное масло, (b) эмульгатор и (с) предпочтительно также растворитель.

---

2420-521130ЕА/032 УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Настоящая заявка относится к устройству и способу для извлечения углеводородов. Кроме того, настоящее изобретение относится к использованию эмульгатора или концентрата эмульгатора для обработки нефтяных загрязнений.
Настоящая заявка испрашивает приоритет по европейской заявке на патент ЕР 12169851.8, которая была подана 29 мая 2012, которая носит название "Устройство и способ для извлечения углеводородов и их использование для обработки нефтяных загрязнений", и которая была подана на имя настоящего заявителя.
Настоящая заявка связана с ранее поданной, одновременно
рассматриваемой международной заявкой на патент
РСТ/ЕР2012/056860 (номер публикации WO 2012140248) с названием "Жидкие продукты и способ для эмульгирования нефти и их использование для обработки нефтяных загрязнений", которая была подана 13 апреля 2012 и которая испрашивает приоритет по европейской заявке на патент ЕР11162199.1.
Многие специалисты по научным исследованиям изучают обработку или устранение нефтяных загрязнений на поверхностях приборов и машин, которые обусловлены, например, промышленной переработкой или обработкой углеводородов. Однако нефтяные загрязнения воды, почвы, песка и скальных пород также представляют собой серьезную проблему. На рынке имеется огромное количество продуктов и технологий, которые можно, например, использовать для осуществления процесса удаления загрязнений.
Что касается рассматриваемых существующих продуктов, использовались различные способы. Однако, до сих пор большинство продуктов, которые являются эффективными и рентабельными, должны классифицироваться как токсичные вещества. Известны продукты, которые вызывают химическое окисление, а также продукты, которые в дополнение к окислению осуществляют осветление углеводородов. Это приводит к тому, что
загрязнение становиться менее заметным.
Более современные продукты основаны на белках или на очень эффективных поверхностно-активных веществах (тензидах). Имеются также добавки, которые увеличивают эффективность этих продуктов.
Все еще продолжаются некоторые исследования в отношении продуктов, которые вызывают естественную переработку или разложение углеводородов посредством биоразложения.
Тензидом, используемым в предшествующем уровне техники,
является например, PEG-18 диолеат касторового масла (например,
продаваемый SASOL OLEFINS & SURFACTANTS GmbH, ул. Поль Бауманн
1, 45764 Марль, Германия, под наименованием MARLOWET LVS),
который является неионогенным тензидом. Как правило, тензиды
состоятся из полярной "головы" и неполярной цепи. Использование
PEG-18 диолеата касторового масла дает преимущества благодаря
его хорошей промышленной доступности, разумной цене и в
особенности благодаря его относительно эффективно действующей
полярной "голове", которая способствует хорошему
мицеллообразованию. Полярность представляет собой физическое свойство или единицу, которая измеряется исходя из различия в электроотрицательности (называемого дельта-EN (AEN) ) . Сырые нефти, как правило, содержат смесь огромного количества различных углеводородных молекул. Вычисление полярности, таким образом, не представляется возможным.
Хорошее мицеллообразование имеет особое значение, поскольку внутри мицелл растворяются углеводородные цепи, присутствующие, например, в сырой нефти, в то время как сами по себе мицеллы распределены в водном растворе за счет полярных "голов" тензида. Другие известные в данной области неионогенные тензиды представляют собой, например, монододециловый эфир пентаэтиленгликоля, полирицинолеат полиглицерина, лаурил глюкозид.
В данной области также известно использование растительного масла для повышения мицеллообразования и растворения углеводородов. В частности, при использовании PEG
18 диолеата касторового масла в качестве тензида, использование касторового масла является предпочтительным. Так как в основе строения PEG-18 диолеата касторового масла лежит касторовое масло, известно, что оба они являются подходящими компонентами для получения устойчивой смеси, в частности, для растворения углеводородов с более короткими цепями до С12 •
В данной области также известно использование растворителя для разбавления мицелл и выполнения функции сотензида. Обычно в качестве растворителя используются спирты, в частности, этанол и изопропиловый спирт, но также известно использование, например, простого эфира гликоля.
Однако известные тензидные композиции согласно предшествующему уровню техники имеют некоторые недостатки. Главный недостаток представляет собой необходимость выбирать композицию исходя из определенного типа нефти, которую необходимо эмульгировать. Например, в зависимости от области происхождения, сырые нефти содержат определенную и индивидуальную композицию из различных типов углеводородов. Соответственно, тип нефтяного загрязнения, например, почвы, песка, оборудования, или нефтяного пятна в океане необходимо проанализировать на предмет подходящей тензидной композиции, при этом эффективный тензид или тензидную смесь для определенного нефтяного загрязнения необходимо специально разработать в ходе проведения ряда экспериментов. Этот процесс, однако, является трудоемким и, следовательно, занимает много времени и является дорогостоящим, при этом получающаяся тензидная композиция может обеспечить только очень ограниченную эффективность в отношении других нефтяных загрязнений. Кроме того, получение многочисленных индивидуальных тензидных композиций ставит проблему эффективного хранения. Таким образом, недостаток "универсальности", как правило, затрудняет обращение с тензидными композициями согласно предшествующему уровню техники.
Другой недостаток тензидных композиций согласно предшествующему уровню техники представляет собой трудное извлечение эмульсий тензида/нефти, однако имеются методики,
которые позволяют извлекать углеводороды.
В вышеуказанных областях много внимания уделяется так называемым "зеленым" технологиям.
В данном контексте заявитель разработал более современные и более эффективные жидкие эмульгирующие продукты с большей областью применения. Новые жидкие эмульгирующие продукты, как раскрыто в вышеуказанной международной патентной заявке, обеспечивают высокую экологическую совместимость, объединенную с эффективным и экономичным практическим применением.
Имеется потребность в устройстве, которое обеспечивает автоматическую или полуавтоматическую обработку загрязненной воды, почвы, песка, камней и других объектов или материалов. Соответствующее устройство должно обеспечивать эффективное и безопасное извлечение углеводородов. Устройство и способ должны быть разработаны таким образом, чтобы давать возможность возвращать или извлекать, по меньшей мере, некоторое количество жидких эмульгирующих продуктов.
Согласно изобретению обеспечиваются устройство и способ для извлечения углеводородов и для обработки широкого спектра загрязненных нефтью сред и объектов, таких как вода, почва, нефтяные пятна, пески, камни, скальные породы, оборудование, или области морской поверхности.
Соответствующее устройство и способ обеспечивают повышенное извлечение жидких углеводородов, предпочтительно в виде нефти.
Согласно изобретению обеспечивается устройство для извлечения жидких углеводородов. Это устройство включает средства для обеспечения технологической водной композиции в качестве рабочего раствора, который содержит жидкий эмульгирующий продукт и воду. Устройство также содержит заборное устройство для сбора жидкой (перерабатываемой) исходной смеси, содержащей углеводороды, которые необходимо извлечь. Жидкая исходная смесь также содержит воду, а в некоторых случаях также твердые включения. Устройство дополнительно содержит систему разделения, соединяемую с заборным устройством для обеспечения обработки жидкой исходной
смеси совместно с технологической водной композицией с целью извлечь, по меньшей мере, некоторое количество углеводородов из жидкой исходной смеси. Жидкий эмульгатор содержит
(а.) природное растительное масло и
(Ь.) эмульгатор.
Эмульгатор предпочтительно содержит неионогенный тензид и/или анионный тензид.
В первом варианте осуществления обеспечивается концентрат эмульгатора, который используется для получения жидкого эмульгатора. Концентрат эмульгатора предпочтительно содержит природное растительное масло, эмульгатор, который содержит неионогенный тензид и анионный тензид и, при необходимости, растворитель (например, спирт). Этот концентрат эмульгатора предпочтительно содержит 30-50% об. природного растительного масла (например, выбираемого из рапсового масла, кукурузного масла, подсолнечного масла); 10-25% об. спирта в качестве растворителя (например, октанола) и 27-55% об. эмульгатора, состоящего из 25-45% об. неионогенного тензида и 0,5-10% об. анионного тензида.
Во втором варианте осуществления обеспечивается другой
концентрат эмульгатора, который используется для получения
жидкого эмульгатора. Этот концентрат эмульгатора
предпочтительно содержит природное растительное масло и неионогенный тензид (например, вторичный алкилсульфат) служащий в качестве эмульгатора. Во втором варианте осуществления концентрат эмульгатора или жидкий эмульгатор может содержать спирт в качестве растворителя, который не оказывает воздействия на биологическую очистку нефтяных загрязнений (например, спирт с высокой кислотностью). Однако есть области применения, в которых не требуется никакого спирта.
Во всех вариантах осуществления изобретения жидкий эмульгатор используется, чтобы начать отделение жидких углеводородов от воды и других возможных включений.
Все варианты осуществления изобретения основаны на эффективном сочетании химических и физических механизмов. Жидкий эмульгатор, главным образом, используется для того,
чтобы начать или улучшить эмульгирование жидкой исходной смеси. Жидкий эмульгатор взаимодействует с жидкими углеводородами и делает возможным или облегчает образование фаз, которые можно разделить с помощью физических механизмов. Жидкий эмульгатор образует с жидкими углеводородами дисперсную фазу в водной фазе жидкой исходной смеси.
Жидкий эмульгатор может даже обеспечивать разрушение углеводородов с длинной цепью с образованием более коротких, равномерно распределенных углеводородов.
Предпочтительно концентрат эмульгатора разбавляют в воде при степени разбавления, соответствующей 1 части концентрата и от 70 до 130 частям воды. Соответствующий раствор или смесь в данном документе именуются как технологическая водная композиция.
Согласно изобретению технологическая водная композиция применяется в отношении жидких углеводородов (например, в виде нефти) внутри устройства.
Концентрат эмульгатора и технологическая водная композиция, содержащая концентрат эмульгатора в разбавленном виде, основаны на новом сочетании определенных, дискретных компонентов, которые обеспечиваются в определенных, особенно эффективных диапазонах концентрации. Когда эмульгирующая композиция обеспечена в виде концентрата, ее можно легко хранить, а также облегчено обращение с целью транспортировки, так как концентрат имеет высокую температуру вспышки. Кроме того концентрат эмульгатора при разбавлении водой с получением определенной технологической водной композиции, обеспечивает удивительно высокую производительность при очистке нефтяных загрязнений с использованием устройства, включая:
- более быстрое и лучшее растворение жидких углеводородов (например, нефтяных загрязнений),
повышенное извлечение жидких углеводородов (или извлечение нефти из нефтяного загрязнения),
- больший спектр углеводородов, которые можно растворить, просто выбирая подходящую степень разбавления при получении технологическую водную композицию и
-
пониженная токсичность для разлагающих нефть микроорганизмов, благодаря чему повышается качество обработанных нефтяных загрязнений для последующей биологической очистки.
концентрат эмульгатора и технологическая водная композиция на его основе имеют превосходные свойства для использования в устройстве для извлечения углеводородов, поскольку ни концентрат эмульгатора, ни технологическая водная композиция не являются огнеопасными, токсичными, или химически агрессивными.
Еще одно преимущество разработанных эмульгатора и технологических водных композиций заключается в том, что соответствующая эмульсия нефть-эмульгатор имеет очень низкую плотность, что заставляет эмульсию с жидкими углеводородами плавать на или около водной поверхности. Такое свойство является выгодным, поскольку эмульсия является легкодоступной, и таким образом ее можно легче обработать или отделить автоматическим или полуавтоматическим способом в устройстве.
Упомянутые в данном документе тензиды также называются поверхностно-активными веществами. Слово "тензид" в данном документе можно заменить словосочетанием "поверхностно-активное вещество".
В третьем аспекте конкретное применение определенных составов на основе определенных концентратов эмульгаторов согласно настоящему изобретение также приписывается к особым преимуществам указанного концентрата эмульгатора. Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что конкретные составы концентрата эмульгатора приводят к улучшенным свойствам эмульсии жидких углеводородов, а также механическим процессам для обработки жидкой исходной смеси.
Заданные объемные проценты для отдельных компонентов концентрата эмульгатора согласно настоящему изобретению, по сути, имеют отношение к суммарному объему концентрата эмульгатора, равному 10 0%.
Концентраты эмульгаторов и технологические водные композиции особенно хорошо подходят для применения в отношении
широкого ряда нефтяных загрязнений. Кроме того, поскольку концентрат имеет температуру вспышки более 80 °С и срок годности, составляющий, по меньшей мере, 2 года после производства концентрата эмульгатора, также упрощаются транспортировка и хранение. Концентрат эмульгатора не является токсичным, он является биологически разлагаемым, и он имеет относительную плотность в диапазоне от 0,8 до 1.
При использовании в отношении объекта (например, песка) или среды (например, воды), которая загрязнена жидкими углеводородами (например, в виде нефти) в устройстве согласно изобретению, концентрат эмульгатора разбавляют водой для получения технологической водной композиции. Предпочтительные технологические водные композиции содержат жидкий эмульгатор, полученный за счет разбавления при степени разбавления, соответствующей 1 части концентрата и от 70 до 130 частям воды.
Преимущества технологической водной композиции согласно настоящему изобретение включают быстрое растворение загрязняющих жидких углеводородов (например, нефти) в эмульсионном растворе. Кроме того, упрощено извлечение нефти, поскольку после растворения нефти с получением насыщенной эмульсии, нефть скапливается на поверхности жидкой композиции.
Технологическая водная композиция, полученная путем
соответствующих разбавлений концентрта эмульгатора
(технической) водой, может кроме того содержать дополнительные добавки. Такие добавки являются известными в данной области и поэтому их можно не упоминать детально в этом месте. Если упомянуть только для примера, такие добавки включают красители (например, флуоресцентное вещество), УФ-стабилизаторы, идентификационные маркеры, чтобы однозначно установить изготовителя концентрата эмульгатора, и т.д.
В предпочтительном варианте осуществления устройство содержит, по меньшей мере, два узла, которые позволяют пошагово отделять жидкие углеводороды от воды и, при наличии, от твердых включений. Соответствующая установка в данном документе также именуется каскадной установкой.
В предпочтительном варианте осуществления устройство
содержит
средства для рециркуляции технологической водной композиции и/или
- средства для рециркуляции жидкого эмульгатора и/или
средства для предварительного нагрева технологической водной композиции и/или
- средства для извлечения теплоты из углеводородов.
В предпочтительном варианте осуществления устройство представляет собой комплекс или установку, по меньшей мере, с одним узлом извлечения жидкой исходной смеси из хранилища нефтяного шлама или из другого источника и, по меньшей мере, одним узлом обработки этого сырьевого материала путем разделения жидких углеводородов и воды. Устройство позволяет осуществлять операции в автоматическом или полуавтоматическом режиме с возможностью обрабатывать сырьевой материал в количестве нескольких кубических метров в час.
Устройство содержит, по меньшей мере, один узел (в предпочтительном варианте осуществления до десяти узлов) для осуществления работ в полевых условиях в зонах хранения нефтяного шлама, или в зонах нефтяных разливов.
Кроме того, устройство может использовать промышленные источники электричества и пара (если имеются на месте).
Устройство содержит, по меньшей мере, систему извлечения сырьевого материала (состоящую из или содержащую устройство потребления) и один или несколько из следующих узлов/систем:
- Система получения пульпы
- Система крупномасштабной очистки
- Система разделения пульпы на жидкую и твердую фазы
- Система разделения жидкой фазы
- Система удаления твердой фазы
- Система для получения технологической водной композиции
- Система для циркуляции технологической водной композиции
PWC
Система автоматического управления с необязательной возможностью дистанционного управления с пульта оператора, а также на месте выполнения работ (комната оператора).
Система нагрева в виде части системы циркуляции технологической водной композиции (горячую воду можно брать из отдельного водяного котла, теплообменника, или из централизованной системы получения пара, относящейся к предприятию, в качестве теплоносителя, проходящего через пароводяной теплообменник)
- Система хранения углеводородов.
Настоящее изобретение также включает способ извлечения жидких углеводородов, в частности, загрязнений, состоящих, например, из сырых нефтей. Способ согласно настоящему изобретение включает стадии
обеспечения жидкого эмульгатора согласно одному из описанных выше вариантов осуществления,
- получения технологической водной композиции, содержащей одну часть эмульгатора с 70-130 частями воды,
использования технологической водной композиции в отношении жидкой исходной смеси или обводненной исходной смеси, которая содержит жидкие углеводороды (например, в виде нефти), чтобы начать образование эмульсии посредством химического взаимодействия эмульгатора с жидкими углеводородами,
- осуществление физического (механического) процесса для того, чтобы экстрагировать, по меньшей мере, некоторое количество жидких углеводородов из указанной эмульсии, указанный физический (механический) процесс передает, по меньшей мере, часть технологической водной композиции,
повторное использование технологической водной композиции, переданной физическим (механическим) процессом.
Концентрат эмульгатора и технологическая водная композиция, которые вместе служат в качестве рабочего раствора, особенно подходят для обработки нефти в почвах или нефтяных пятен на океанических поверхностях, а также других скоплений нефти.
Жидкая исходная смесь, которая представляет собой жидкость, которую следует очистить или обработать, в предпочтительных вариантах осуществления обеспечивается либо в естественном, или искусственном водоеме или бассейне, либо она
обеспечивается или содержится в емкости или резервуаре.
Важным для сбора жидкой исходной смеси является увеличение площади поверхности (увеличение поверхности контакта) посредством турбулизации и/или перемешивания и/или создание потока или течения. Это повышает эффективность жидкого эмульгатора и отделения жидких углеводородов от воды и других возможных включений. Все варианты осуществления изобретения основаны на таком эффективном сочетании физических механизмов и химических взаимодействий/реакций.
Краткое описание чертежей
Дальнейшие характеристики и преимущества изобретения будут далее подробно описаны посредством описания и ссылок на чертежи. На чертежах показаны упрощенные гидрокинематические схемы.
На Фиг. 1 показана схема первого варианта осуществления
схема
осуществления изобретения;
На Фиг. 3 показана схема части третьего варианта
осуществления изобретения;
На Фиг. 4 показана осуществления изобретения;
На Фиг. 5 показана осуществления изобретения;
схема части другого варианта
схема части другого варианта
На Фиг.
показана схема части другого варианта
осуществления изобретения;
На Фиг. 7 показана осуществления изобретения;
схема части другого варианта
На Фиг.
показана схема части другого варианта
осуществления изобретения;
На Фиг. 9 показана схема части другого варианта осуществления изобретения;
На Фиг. 10 показана схема части другого варианта осуществления изобретения;
На Фиг. 11 показана схема части другого варианта осуществления изобретения;
На Фиг. 12 показана схема части другого варианта осуществления изобретения;
Нужно отметить, что фигуры не начерчены в масштабе, и что некоторые детали чертились без соблюдения масштаба для наглядности.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
В данном документе использованы определенные термины, формулировка которых не должна восприниматься, как ограниченная конкретным выбранным термином, но как относящаяся к общему понятию в основе конкретного термина. Некоторые используемые сокращения перечислены и пояснены в приложенном списке ссылочных позиций. Некоторым более важным терминам и выражениям в дальнейшем даны определения.
Хранилище 3 нефтяного шлама (OSSF) является специально оборудованным местом для хранения нефтяного шлама. Приемник шлама, резервуар, хранилище, место хранения отходов, склад для шлама и другие средства являются подходящими для использования в качестве хранилища 3 нефтяного шлама. Как правило, жидкая исходная смесь 1, которая содержит жидкие углеводороды (как правило, смесь жидких углеводородов: МНС) и воду, помещается в хранилище 3 нефтяного шлама. Примеры хранилищ 3 нефтяного шлама показаны на Фиг. 1 и 2.
Как правило, жидкая исходная смесь 1 содержит один или несколько из следующих компонентов или элементов:
предельные углеводороды (например, углеводородное
сырье);
- асфальтены;
- инертные песок и грязь;
- камни, скальные породы, морские раковины;
- минеральные отложения;
- (морская) вода.
Жидкая исходная смесь 1 содержит нефтесодержащую вязкую массу с полутвердыми или твердыми материалами. Жидкая исходная смесь 1 может иметь соотношение твердых фракций и жидких углеводородов и воды приблизительно 60-15-25%, соответственно.
Устройство 1000 позволяет обрабатывать жидкую исходную
смесь 1, имеющую вязкость до 100000 сСт (сантиСтокс).
Жидкую исходную смесь 1 можно хранить в хранилище 3 нефтяного шлама, как было отмечено выше. Жидкую исходную смесь 1 можно также непосредственно брать, собирать или всасывать из загрязненных озера, водоема или района океана. Если жидкую исходную смесь 1 берут непосредственно из озера, водоема или из района океана, соотношение твердых фракций, жидких углеводородов и воды может, например, приблизительно составлять 5-15-80%, соответственно.
Если в жидкой исходной смеси 1 присутствует слишком много воды, соответствующую жидкую исходную смесь 1 можно поместить в хранилище нефтяного шлама 3, где она отстаивается. Если опускать заборное устройство 10 в правильные области такого хранилища 3 нефтяного шлама, можно извлечь жидкую исходную смесь 1, которая содержит больше жидких углеводородов и меньше воды.
Все варианты осуществления изобретения включают заборное устройство 10. Заборное устройство 10 предназначено и используется для собора жидкой исходной смеси 1, содержащей жидкие углеводороды МНС. Как наглядно показано на Фиг. 1 и 2, заборное устройство 10 может содержать шланг или трубопровод 11, по которому передается или направляется сырьевой материал 1 из источника (например, хранилища 3 нефтяного шлама или озера, водоема или район океана) в систему 200 разделения из устройства 1000.
В контексте настоящего изобретения
- жидкий нефтяной шлам представляет собой нефтяной шлам с низким содержанием твердой фазы, не более 20% (объема) и
- твердый нефтяной шлам представляет собой нефтяной шлам, содержащий твердую фазу в количестве от 20% (объема) до 60% (объема).
Техническая вода (PW) представляет собой воду, отличающуюся от питьевой, минеральной и промышленной воды, подходящую для использования в народном хозяйстве.
Жидкий эмульгатор (NHS) является жидким продуктом, предназначенным для того, чтобы начать и/или ускорить процессы
отделения смеси жидких углеводородов МНС от (морской) воды и от вероятно присутствующих твердых включений (SI).
Технологическая водная композиция (PWC) представляет собой композицию из технической воды и жидкого эмульгатора NHS в определенной концентрации. Технологическая водная композиция PWC предпочтительно (предварительно) нагревается, чтобы улучшить физический (механический) процесс извлечения углеводородов.
Пульпа (PI, Р2, РЗ, Р4, pLF) является разбавленной композицией из сырьевого материала с водой или с технологической водной композицией. В зависимости от фактического варианта осуществления изобретения в устройстве 1000 обеспечиваются и обрабатываются пульпы различных типов или "сортов". Чем больше узлов или систем содержит устройство 1000, тем чище становится пульпа в направлении вышерасположенного процесса.
Уплотненный осадок содержит твердую фазу (минерализованные компоненты или твердые включения сырьевого материала 1 после отделения основного объема смеси жидких углеводородов и воды). Уплотненный осадок извлекают из пульп PI, Р2, РЗ, Р4, pLF.
Процесс гомогенизации обеспечивает уравновешенное распределение твердой фазы SF в жидкой фазе пульпы PI, Р2, РЗ, Р4, pLF.
В контексте настоящего изобретения химический механизм является химическим взаимодействием, таким как взаимодействия ион - диполь, диполь - диполь, диполь - индуцированный диполь, индуцированный диполь - индуцированный диполь. Химическое взаимодействие не является химической реакцией в классическом понимании. Образование эмульсии - это явление, в основе которого лежат химические взаимодействия. Сила Ван-дер-Ваальса, например, приводит к химическим взаимодействиям.
В контексте настоящего изобретения один или несколько из следующих физических (механических) механизмов, используются в устройстве 1000, чтобы повысить эффективность извлечения:
- увеличение площади поверхности (увеличение поверхности
контакта) и/или
гомогенизация (например, осуществляемая посредством системы 8 0 гидроструйной обработки) и/или
турбулизация (например, путем перемешивания в перемешивающем устройстве 70) и/или
- отстаивание (например, в емкости 50 для предварительного разделения) и/или
- циклонные поля (например, в гидроциклоне 93.1) и/или
- центрифугирование и/или
- нагревание.
Устройство 1000 во всех вариантах осуществления является закрытой технологической линией для извлечения жидких углеводородов, предпочтительно в форме нефтяного шлама, поступающего из хранилища, такого как хранилище 3 нефтяного шлама, или из озера, водоема или района океана.
В предпочтительном варианте осуществления устройство 1000 в дополнение к системе извлечения сырьевого материала (состоящей из или содержащей заборное устройство 10) содержит один или несколько из следующих узлов/систем:
- Система получения пульпы
- Система крупномасштабной очистки
- Система 90 разделения пульпы на жидкую и твердую фазы
- Система 110 разделения жидкой фазы
- Система 12 0 удаления твердой фазы
Система 160 для получения технологической водной композиции
Система 130 для циркуляции технологической водной композиции PWC
Система автоматического управления (ACS) с необязательной возможностью дистанционного управления с пульта оператора, а также на месте выполнения работ (комната оператора).
- Система нагрева (горячую воду можно брать из отдельного водяного котла, теплообменника, или из централизованной системы получения пара, относящейся к предприятию, в качестве теплоносителя, проходящего через пароводяной теплообменник),
-
- Система 150 хранения углеводородов Эти узлы/системы предназначены для
предварительной обработки и получения пульпы (с этой целью можно использовать емкость 50 для предварительного разделения, как проиллюстрировано на Фиг. 3),
предварительного отделения больших инородных твердых включений ID (с этой целью можно использовать барабан 60, как проиллюстрировано на Фиг. 4,)
- последующего разделения полученной пульпы Р2 на жидкую и твердую фазы LF, SF (с этой целью можно использовать перемешивающее устройство 70, как проиллюстрировано на Фиг. 5, и/или систему 8 0 гидроструйной обработки, как проиллюстрировано на Фиг. 6, и/или систему, предназначенную для разделения пульпы на жидкую и твердую фазы LF, SF, как проиллюстрировано на Фиг. 7) ,
глубокого разделения жидкой фазы LF на смесь жидких углеводородов и воду,
- удаления продуктов разделения из устройства 1000. Система извлечения сырьевого материала:
Задачей системы извлечения сырьевого материала является сбор жидкой исходной смеси 1 и ее подача в последующий узел/систему (например, систему получения пульпы). Система извлечения сырьевого материала содержит, по меньшей мере, заборное устройство 10 со шлангом или трубопроводом 11, чтобы передавать или направлять жидкую исходную смесь 1 из источника (например, хранилища 3 нефтяного шлама, или озера, водоема или района океана) в последующий узел/систему.
В предпочтительном варианте осуществления система извлечения сырьевого материала содержит средства для размывания нефтяного шлама или твердых включений SI водой, как проиллюстрировано на Фиг. 1 и 2. На обеих фигурах показаны варианты осуществления, в которых подаваемая под давлением вода для размывания WoW используется, чтобы повысить эффективность сбора жидкой исходной смеси 1. Соответствующие средства могут включать насос (например, насос NU10 в сочетании с мотором М2), а также шланг или трубопровод 14 для получения водного потока
через выпускной конец или насадку 15 шланга или трубопровода 14. Эти средства помогают создавать поток или течение, которое облегчает сбор жидкой исходной смеси 1 заборным устройством 10. Если, как описано, используется вода для размывания WoW, то жидкая исходная смесь 1, как правило, содержит больше воды, чем в случаях, когда вода для размывания WoW не используется. Соответствующая смесь, таким образом, в данном документе именуется обводненной исходной смесью 2.
В предпочтительном варианте осуществления устройство 1000 содержит систему нагрева для нагревания воды для размывания WoW. Заборное устройство 10 при выпускании предварительно нагретой воды для размывания WoW, позволяет извлекать жидкие исходные смеси 1 любого состава. Вода для размывания WoW может быть предварительно нагрета максимум до 95°С.
Вода для размывания WoW предпочтительно используется, если нужно извлекать твердые компоненты или элементы нефтяного шлама, или высоковязкие нефти. Если жидкая исходная смесь 1 содержит главным образом жидкие углеводороды, обладающие низкой вязкостью МНС, вода для размывания WoW может не требоваться.
В предпочтительном варианте осуществления устройство 1000 содержит систему извлечения сырьевого материала, включающую следующие компоненты: понтон, плавсредство или судно 4 (см. Фиг. 2), плавающее на жидкой исходной смеси 1, погруженное устройство 10 для забора шлама с (бустерным) насосом NU11 и при необходимости мешалкой 13. Мешалка 13 и/или насос NU11 могут приводиться в действие/работать от оборудования на борту. В связи с этим понтон, плавсредство или судно 4 можно оборудовать одним или двумя (гидравлическими) компрессорами 11, 12. Первый компрессор 11 приводит в действие насос NU11, а второй компрессор 12 приводит в действие мешалку 13 с помощью соответствующих линий нагнетания.
Мешалка 13 и/или насос NU11 могут также приводиться в действие/запускаться из какого-либо другого места (например, с использованием электромоторов).
В предпочтительном варианте осуществления устройство 1000
содержит купол или коробку 16, которая, по меньшей мере, частично закрыта. Купол или коробку 16 используют для обеспечения регулируемых условий окружающей среды вблизи того места, где жидкая исходная смесь 1 или обводненная исходная смесь 2 собирается с помощью заборного устройства 10. Купол или коробка 16 является необязательной. Система получения пульпы:
Основной задачей системы получения пульпы является прием и обработка собранной с помощью заборного устройства смеси. Система получения пульпы является частью системы 2 00 разделения.
Система 2 00 разделения проиллюстрирована в фигурах штрихпунктирными рамками.
В системе получения пульпы получают предварительно размытую исходную смесь (в данном документе именуется первой пульпой Р1) из жидкой исходной смеси 1 или из обводненной исходной смеси 2. Пульпа Р1 может иметь содержание осадка до 45-60%. Система получения пульпы предпочтительно во всех вариантах осуществления содержит емкость 50 для (предварительного) разделения, как проиллюстрировано на Фиг. 3. Емкость 50 для предварительного разделения соединяется с заборным устройством 10 посредством шланга или трубопровода 11. Емкость 50 для предварительного разделения предназначена для обеспечения выделения первой пульпы Р1 либо из жидкой исходной смеси 1, либо из обводненной исходной смеси 2. Емкость 50 для предварительного разделения имеет выпуск 51 для подачи первой пульпы Р1. Она, как правило, также содержит водный выпуск 53 для выпуска воды. Вода, поступающая в этот водный выпуск 53, может использоваться в качестве воды для размывания WoW. В таком случае соответствующее выпуск 53 подсоединено к шлангу или трубопроводу 14, как обозначено на Фиг. 3.
Если вода, поступающая в водовыпуск 53, не востребована, ее можно вернуть в хранилище 3 нефтяного шлама, или в озеро, водоем, реку или океан.
В предпочтительном варианте осуществления емкость Е4 присоединена к емкости 50 для предварительного разделения. В
емкости Е4 вода для размывания WoW предварительно отделяется от пульпы Р1.
В предпочтительном варианте осуществления для подачи воды для размывания используется насос NU10, как проиллюстрировано на Фиг. 1.
В предпочтительном варианте осуществления шламовый насос NUSh2 используется для подачи первой пульпы Р1 из емкости Е4 в следующий узел/систему. Шламовый насос NUSh2 может работать от мотора МЗ. Первую пульпу Р1 передают из емкости Е4 с помощью насоса NUSh2 предпочтительно через линию 54 подачи пульпы в барабан 60 и/или перемешивающее устройство 7 0 и/или систему 8 0 гидроструйной обработки, относящиеся к системе крупномасштабной очистки.
В предпочтительном варианте осуществления для поддержания баланса циркулирующей воды, в емкость Е4 из системы 130 для циркуляции технологической водной композиции PWC подается (при необходимости) технологическая водная композиция PWC, предпочтительно нагретая до 95°С.
Система крупномасштабной очистки:
Задачей системы крупномасштабной очистки является очистка пульпы Р1 (если первая пульпа Р1 подается из емкости 50 для предварительного разделения в систему крупномасштабной очистки), или жидкой исходной смеси 1 (если жидкая исходная смесь 1 подается прямо в систему крупномасштабной очистки), или обводненной исходной смеси 2 (если обводненная исходная смесь 2 подается прямо в систему крупномасштабной очистки), от твердых частиц (именуемых твердыми включениями SI), имеющих размер, например, более 2 мм.
В предпочтительном варианте осуществления система крупномасштабной очистки содержит барабан 60, как проиллюстрировано на Фиг. 4. Предпочтительно, во всех вариантах осуществления в качестве барабана 60 используется барабанная просеивающая машина. Барабан 60 позволяет смешивать первую пульпу Р1, или жидкую исходную смесь 1, или обводненную исходную смесь 2 с технологической водной композицией PWC
(предпочтительно, технологическая водная композиция PWC предварительно нагревается до 95°С). Первая пульпа Р1, жидкая исходная смесь 1, или обводненная исходная смесь 2 подается через впуск 62 в барабан 60. Впуск 62 может иметь насадку, или множество насадок 63 для выпуска первой пульпы Р1, жидкой исходной смеси 1, или обводненной исходной смеси 2 в барабан 60. Барабан 60 принимает технологическую водную композицию PWC через впуск 64. Впуск 64 может иметь насадку, или множество насадок 65 для выпуска технологической водной композиции PWC. Барабану 60 можно придать вращение с помощью мотора М4, как проиллюстрировано на Фиг. 4.
В предпочтительном варианте осуществления барабан 60 дополнительно содержит бункер 61 установленный таким образом, чтобы твердые включения SI можно было выгружать из барабана 60 в бункер 61. Как проиллюстрировано на Фиг. 4, барабан 60 может содержать гравитационный спуск 6 6 для выгрузки твердых включений SI.
Барабан 60 прежде всего предназначен для осуществления процесса просеивания, чтобы отделить твердые включения SI.
Барабан 60 предпочтительно предназначен для отделения твердых включений SI, имеющих размер более 2 мм, от пульпы, при этом пульпу предпочтительно нагревают путем ее смешивания с предварительно нагретой PWC, или с помощью отдельной системы нагрева. Барабан 60 может быть оборудован необязательным устройством для измельчения кусковых включений.
В предпочтительном варианте осуществления система крупномасштабной очистки содержит перемешивающее устройство 7 0 вместо барабана 60 или в дополнение к барабану 60. Особенности подходящего перемешивающего устройства 7 0 представлены на Фиг. 5. Предпочтительно, в качестве перемешивающего устройства 70 используется перемешивающее устройство с нагревом. Перемешивающее устройство 7 0 предназначено для обеспечения разбавления жидкой исходной смеси 1, или обводненной исходной смеси 2, или пульпы Р1 или Р2, поступающей из последующего узла или системы 50, 60. Перемешивающее устройство 70 обеспечивает гомогенизацию, и оно имеет выпуск 71 для выпуска разбавленной
пульпы РЗ. Использование перемешивающего устройства 70, которое может нагреть пульпу, является выгодным. Функция нагрева является необязательной. В перемешивающем устройстве 7 0 имеется мешалка 72. Мешалка 72 предпочтительно работает от мотора М5. В предпочтительном варианте осуществления в качестве мешалки 72 используется турбинная мешалка открытого типа.
Во всех вариантах осуществления, которые включают перемешивающее устройство 70, перемешивающее устройство 7 0 создает гомогенизированную суспензию (в данном документе именуемую разбавленной пульпой РЗ) . Перемешивающее устройство 7 0 способствует интенсивному отделению жидких углеводородов (нефтепродуктов ОР) от твердых включений SI путем увеличения поверхности контакта твердой фазы SF с жидким эмульгатором NHS, содержащимся в (предварительно нагретой) технологической водной композиции PWC.
В предпочтительном варианте осуществления система крупномасштабной очистки содержит перемешивающее устройство 70, имеющее соединение для передачи текучих сред с барабаном 60. После размывания пульпы на барабане 60, полученная пульпа Р2 передается для нагрева и создания гомогенизированной смеси (разбавленной пульпы РЗ) в перемешивающем устройстве 70.
В предпочтительном варианте осуществления система 8 0 гидроструйной обработки соединена с перемешивающим устройством 7 0 и/или барабаном 60 для интенсивного перемешивания пульпы Р2 и/или РЗ. Аналогичным образом, система 8 0 гидроструйной обработки может также быть соединена с емкостью для разделения 50, чтобы обрабатывать первую пульпу Р1.
В предпочтительном варианте осуществления система крупномасштабной очистки содержит систему 8 0 гидроструйной обработки вместо перемешивающего устройства 7 0 и вместо барабана 60, или в дополнение к барабану 60 и перемешивающему устройству 70. Система 8 0 гидроструйной обработки может быть соединена с заборным устройством 10, чтобы обрабатывать жидкую исходную смесь 1, или в нее можно подавать обводненную исходную смесь 2. Аналогичным образом, в систему 80 гидроструйной обработки можно подавать пульпу PI, Р2, РЗ. Система 80
гидроструйной обработки обеспечивает смешение компонентов или элементов жидкой исходной смеси 1, или обводненной исходной смеси 2, или пульпы PI, Р2, РЗ. Она имеет выпуск 81 для выпуска перемешанной (гомогенизированной) пульпы Р4.
При перемешивании в системе 8 0 гидроструйной обработки, часть (предварительно нагретой) циркулирующей технологической водной композиции PWC передается в качестве рабочей жидкости во впускную часть 82 для PWC насадки 83 системы 80 гидроструйной обработки.
Лучшие результаты достигаются, если за барабаном 60 следует вышерасположенное перемешивающее устройство 70, за которым в свою очередь следует вышерасположенная система 8 0 гидроструйной обработки. Барабан 60, перемешивающее устройство 7 0 и система 8 0 гидроструйной обработки расположены в виде каскада. Смешанная пульпа Р4 через выпуск 81 (предпочтительно нагретая до температуры от 60°С до 80°С) передается к впуску насоса NU1, как обозначено на Фиг. 6. Насос NU1 может быть соединен с мотором М12.
В предпочтительном варианте осуществления насос NU1 подает смешанную пульпу Р4 через шланг или соединительный трубопровод во впуск 91 последующего первого гидроциклона 93.1, как проиллюстрировано на Фиг. 7, или к параллельной компоновке из двух гидроциклонов 93.1, 93.2, как проиллюстрировано на Фиг. 8. Давление питания и напор насоса NU1 регулируются (поддерживая давление во впусках 91 гидроциклона(ов) 93.1, 93.2, 93.3) за счет изменения частоты вращения электромотора М12 насоса NU1.
Во всех вариантах осуществления изобретения насосы могут работать от присоединенных электромоторов. Аналогичным образом, во всех вариантах осуществления насосы могут работать от гидравлического давления.
Во всех вариантах осуществления система крупномасштабной очистки обеспечивает разбавление пульпы, а также она гомогенизирует пульпу.
Система разделения пульпы на жидкую и твердую фазы 90:
Основной задачей этой системы 90 является выделение
твердых включений SI в виде частиц из пульпы PI, Р2, РЗ, Р4. Система 90 предназначена для разделения пульпы PI, Р2, РЗ, Р4 на жидкую и твердую фазы в виде очищенной жидкой фазы pLF и твердых продуктов разделения SD. Система 90 содержит, по меньшей мере, один гидроциклон 93.1, который предназначен для выделения твердых частиц из пульпы PI, Р2, РЗ, Р4, принимаемой через впуск 91. Гидроциклон/ы 93.1 имеет выпуск 92 (называемое сливным отверстием или каналом) для выпуска очищенной жидкой фазы pLF, как проиллюстрировано на Фиг. 7 или 8.
Гидроциклон/ы 93.1 предназначен для создания поля центробежных сил для обработки пульпы PI, Р2, РЗ, Р4, чтобы отделить твердые продукты разделения SD.
Предпочтительно, гидроциклон/ы 93.1 имеют канал 94 (называемый Песковым отверстием) для выпуска твердых продуктов разделения SD, как проиллюстрировано на Фиг. 7 или 8.
В предпочтительном варианте осуществления используются два или три цилиндроконических гидроциклона 93.1, 93.2, 93.3. Эксплуатация параллельно двух гидроциклонов 93.1, 93.2 является выгодной.
Уплотненные продукты разделения можно удалять через песковые отверстия или каналы 94 гидроциклонов 93.1, 93.2, 93.3. Жидкую фазу (слив гидроциклонов 93.1, 93.2, 93.3) удаляют через сливные отверстия 92 и предпочтительно смешивают с водой, подаваемой водным насосом NU3 из бункера 121 (см. Фиг. 10) . Очищенную жидкую фазу pLF можно передавать в систему разделения жидкой фазы 110, в то время как уплотненный продукт (твердые продукты разделения SD) передают в необязательную емкость или бункер необязательной системы 120 удаления твердой фазы.
Уплотненный продукт (твердые продукты разделения SD) можно передать из необязательной емкости или бункера на заключительную очистку насосом NU50 непосредственно или опосредованно через впуск 95 в третий гидроциклон 93.3. Осветленную жидкость передают из третьего гидроциклона 93.3 в систему разделения жидкой фазы 110, а сгущенную жидкость предпочтительно передают из третьего гидроциклона 93.3 в систему 120 удаления твердой фазы.
Система 110 разделения жидкой фазы:
Основной задачей системы разделения жидкой фазы 110 является разделение (технической) воды PW и жидких углеводородов (нефтепродуктов ОР), как проиллюстрировано на Фиг. 9. Система 110 разделения жидкой фазы может предназначаться для подачи воды PW, которая была очищена от нефтепродуктов ОР, в другую систему (например, в систему 160 получения технологической водной композиции). Система 110 разделения жидкой фазы может содержать средства для передачи извлеченных нефтепродуктов ОР в необязательную систему 150 хранения углеводородов.
В предпочтительном варианте осуществления система 110 разделения жидкой фазы содержит гравитационно-динамический сепаратор 114 с выпуском 112, через которое подаются жидкие углеводороды МНС (нефтепродукты ОР) , и выпуском 113, через которое подается вода PW. Гравитационно-динамический сепаратор 114 имеет впуск 111, через которое в него подается пульпа Р1, Р2, РЗ, Р4, или в предпочтительных вариантах осуществления очищенная жидкая фаза pLF, полученная из одного или нескольких гидроциклонов 93.1, 93.2, 93.3.
В предпочтительном варианте осуществления система 110 разделения жидкой фазы содержит насос NU13, связанный с мотором М7, для удаления отстоя SE из гравитационно-динамического сепаратора 114, как проиллюстрировано на Фиг. 9.
В предпочтительном варианте осуществления отстой SE загружают в бункер-отстойник 121 (см. Фиг. 10).
В предпочтительном варианте осуществления, в области выпуска 113 гравитационно-динамического сепаратора 114, получают следующие параметры водного потока: содержание жидкого углеводорода в технической воде PW составляет менее 0,5%; содержание твердых включений SI в технической воде PW составляет менее 0,5%. В потоке жидких углеводородов (жидких МНС) в трубопроводе, шланге, или соединительном трубопроводе 117, содержание воды составляет менее 1%. Содержание твердых веществ составляет менее 0,5%.
В предпочтительном варианте осуществления система 110
разделения жидкой фазы содержит насос NU4, связанный с мотором М8, для транспортировки очищенной воды. Техническая вода PW, очищенная от жидких углеводородов, возвращается в цикл с помощью насоса NU4, который перекачивает техническую воду PW в систему 160 для получения технологической водной композиции PWC. Система 160 может содержать емкость 2 0 (соответствует емкости Е1 на Фиг. 11) . Предпочтительно техническую воду PW передают в один или несколько гидроциклонов (не показаны), относящихся к системе 160, для получения технологической водной композиции PWC. Эти необязательные гидроциклоны (не показаны) обеспечивают дополнительную очистку от твердых веществ. Если никакой/ие гидроциклон/ы не используется/ются, очищенная техническая вода PW, в том виде, в котором она подается из гравитационно-динамического сепаратора 114, может подаваться прямо в емкость Е2, как проиллюстрировано на Фиг. 11.
Во всех вариантах осуществления изобретения
технологическую водную композицию PWC можно нагреть либо с помощью теплообменника (не показан), либо с помощью системы нагрева (не показана).
Во всех вариантах осуществления изобретения нехватка технической воды PW в емкости Е2 может быть восполнена либо из системы водоснабжения, либо из цистерны. Воду можно также взять из океана (в этом случае требуется опреснение воды).
Система 120 удаления твердой фазы:
Задачей системы 12 0 удаления твердой фазы является перегрузка и удаление уплотненного осадка. Система 12 0 удаления твердой фазы предпочтительно содержит бункер 121 для приема и отстаивания уплотненного осадка с впуском или приемом 122, как проиллюстрировано на Фиг. 10. Бункер 121 для приема и отстаивания уплотненного осадка принимает пульпу PI, Р2, РЗ, Р4, кусковые или твердые включения SI, или отстой SE для одного или нескольких других узлов или систем.
Система 12 0 удаления твердой фазы предпочтительно дополнительно содержит элеватор для извлечения уплотненного осадка 123 и бункер-дозатор 124, способный загружать уплотненный осадок в транспортное средство 125 (например,
дорожное транспортное средство) . Система 12 0 удаления твердой фазы может содержать насос NU3 для передачи осветленной воды PW1 из бункера-отстойника 121 в узел 110 разделения жидкой фазы, как проиллюстрировано на Фиг. 9 посредством штриховой линии 115. Штриховая линия 115 схематично представляет трубопровод, шланг или впуск. Элеватор 123 предназначен для извлечения (влажного) уплотненного осадка (твердые включения SI или отстой SE) из бункера-отстойника 121. В предпочтительном варианте осуществления уплотненный осадок (твердые включения SI или отстой SE) имеет содержание нефти до 5% и содержание воды до 30%.
Система 130 для циркуляции технологической водной композиции PWC:
Основной задачей системы 130 (не показана) для циркуляции технологической водной композиции PWC является поддержание циркуляции технологической водной композиции PWC и, при необходимости, нагревание и циркуляция теплоносителя (например, горячей воды).
Соответствующая система 130 обеспечивает подачу жидкого
эмульгатора NHS или жидкого концентрата эмульгатора NHSc.
Предпочтительно в ней используется дозировочный насос NU7 (см.
Фиг. 9), связанный с мотором М9, чтобы подавать жидкий
эмульгатор NHS или жидкий концентрат эмульгатора NHSc в систему
110 разделения жидкой фазы, как обозначено на Фиг. 9. Жидкий
эмульгатор NHS или жидкий концентрат эмульгатора NHSc либо
закачивают в трубопровод или шланг в области впуска 111 системы
110 разделения жидкой фазы, либо жидкий эмульгатор NHS или
жидкий концентрат эмульгатора NHSc закачивают прямо в
гравитационно-динамический сепаратор 114 системы 110 разделения
жидкой фазы. Дозировочным насосом NU7 управляют
(предпочтительно с помощью автоматической системы управления ACS) таким образом, чтобы обеспечивать получение заданного оптимального соотношения жидкого эмульгатора NHS или жидкого концентрата эмульгатора NHSc и пульпы PI, Р2, РЗ, Р4, или очищенной жидкой фазы pLF. Автоматическая система управления ACS осуществляет управление соединенным с насосом NU7 мотором
М9, как схематически проиллюстрировано штриховой стрелкой 116.
Все другие насосы также управляются автоматической системой управления ACS. Соответствующие управляющие соединения не показаны.
В предпочтительном варианте осуществления используется другой дозировочный насос NU6, связанный с мотором Ml 0, чтобы подавать запасы технологической водной композиции PWC в барабан 60 (см. Фиг. 4), и/или в перемешивающее устройство 70 (см. Фиг. 5), и/или в систему 80 гидроструйной обработки (см. Фиг. 6), относящиеся к системе крупномасштабной очистки.
В предпочтительном варианте осуществления система 130 для циркуляции технологической водной композиции PWC включает один или несколько из следующих дополнительных компонентов: насос рециркуляции; насос для слива извлеченной воды; измерительные приборы для определения технологического и избыточного расхода воды; теплообменник; система нагрева для (предварительного) нагрева технологической водной композиции PWC; замкнутая линия подачи PWC.
Система 160 для получения технологической водной композиции PWC:
Основной задачей системы 160 для получения технологической водной композиции PWC является получение технологической водной композиции PWC на основе технической воды PW и жидкого эмульгатора NHS или жидкого концентрата эмульгатора NHSc. Эта система 160 предпочтительно также обеспечивает очистку технической воды PW, извлекаемой из системы 110 разделения жидкой фазы, предназначенной для использования в технологическом процессе согласно настоящему изобретению.
В предпочтительном варианте осуществления система 160 для
получения технологической водной композиции PWC содержит один
или несколько из следующих (дополнительных) компонентов:
емкость Е1 для хранения жидкого эмульгатора NHS или жидкого
концентрата эмульгатора NHSc, как схематически
проиллюстрировано на Фиг. 11; емкость Е2 для хранения технической воды PW, как схематически проиллюстрировано на Фиг. 11; емкость (не показана) для хранения избыточной (извлеченной)
воды; один или два гидроциклона (уже упомянуты, но не показаны) для заключительной очистки технической воды PW. Система 150 хранения углеводородов:
Основной задачей системы 150 хранения углеводородов является прием и распределение жидких углеводородов МНС, извлекаемых согласно способу обработки нефтяного шлама согласно изобретению. Эта система 150 включает один или несколько из следующих (дополнительных) компонентов: измерительный блок для жидких углеводородов (не показан); емкость ЕЗ для сбора и хранения жидких углеводородов МНС, полученных из системы разделения жидкой фазы 110 (емкость ЕЗ предпочтительно имеет трубопровод, шланг или соединительный трубопровод 117 для подачи жидких углеводородов МНС из гравитационно-динамического сепаратора 114 в емкость ЕЗ); насос NU5, связанный с мотором МП, чтобы иметь возможность забирать жидкие углеводороды (нефтепродукты ОР) из емкости ЕЗ.
Чтобы понизить вероятность образования устойчивых эмульсий из-за турбулентности технологических потоков внутри систем и/или шлангов или трубопроводов устройства 1000, устройство 1000 предпочтительно включает шнековые насосные агрегаты. Соответствующий шнековый насосный агрегат может работать от связанного с ним мотора (см., например, шнековый насосный агрегат NU11 на Фиг. 1, который работает от первого мотора Ml), или он может работать от компрессора 11 (см., например, шнековый насосный агрегат NU11 на Фиг. 2, который работает от компрессора 11).
В процессе обработки нефтяного шлама в устройстве 1000 используется автоматизированная система для получения и распределения высокоэффективного жидкого эмульгатора NHS или жидкого концентрата эмульгатора NHSc, чтобы достичь максимального результата при разделении шлама на компоненты -уплотненный осадок, смесь углеводородов и воду.
Технология согласно настоящему изобретению позволяет обрабатывать нефтяной шлам с неограниченным содержанием углеводородов в жидкой фазе, и с содержанием твердой фазы до 80%. Обработка нефтяного шлама согласно настоящему изобретению
осуществляется при температуре окружающей среды не менее плюс 5°С.
Технологический способ обработка нефтяного шлама согласно изобретению является полностью или частично автоматизированным и требует минимального участия операторов в рабочем процессе. Из комнаты оператора и/или с помощью ACS можно осуществлять проверку и управление способом обработки.
Для проверки качества выделенных продуктов, полученных после разделения нефтяного шлама, и концентрации реагентов (NHS и/или NHSc) используемых в устройстве 1000, можно взять образцы для дальнейшего изучения в экспресс-лаборатории. Такую лабораторию можно включить в устройство 1000. Необязательная комната оператора, по меньшей мере, оборудована управляющим компьютером (рабочая станция оператора).
Все электрооборудование, установленное в устройстве 1000, может содержать необходимые пусковые и выключающие устройства, а также системы аварийной сигнализации в соответствии с требованиями электробезопасности.
Оборудование и узлы, работающие под избыточным давлением, снабжены всеми необходимыми компонентами защиты и управления. Показатели основных параметров сложной операции и аварийные сигналы могут отображаться на мониторе рабочей станция оператора.
Необязательная автоматическая система управления (ACS) и необязательные дополнительные перепускные элементы обеспечивают повышенные возможности управления потоками во всех узлах/системах устройства 1000.
Во всех вариантах осуществления изобретения устройство 1000 может содержать перепускные трубопроводы, измерительные приборы, устройства для регулирования потока, запорно-регулировочную арматуру и дополнительные насосы. Эти компоненты (не показаны) известны специалисту в данной области и могут использоваться по мере необходимости.
жидкая исходная смесь
Обводненная исходная смесь
хранилище нефтяного шлама (0SSF)
понтон, плавсредство или судно
заборное устройство
компрессор
компрессор
мешалка
трубопровод или шланг
выпускной конец или насадка
купол или коробка
емкость для предварительного разделения
выпуск
Водный выпуск
линия подачи пульпы
барабан
бункер
впуск
насадка или множество насадок
впуск
насадка или множество насадок
гравитационный спуск
перемешивающее устройство
выпуск
мешалка
система гидроструйной обработки
выпуск
впускная часть для PWC
насадка
Система разделения пульпы на жидкую и твердую фазы
впуск
выпуск
Первый гидроциклон
93, 1
второй гидроциклон
93, 2
третий гидроциклон
93, 3
канал
впуск
выпуск
система разделения жидкой фазы
впуск
111
Выпуск
112
Выпуск
113
гравитационно-динамический сепаратор
114
трубопровод, шланг или впуск
115
Управляющее соединение
116
трубопровод, шланг или соединительный трубопровод
117
система удаления твердой фазы
120
бункер для приема и отстаивания уплотненного осадка
121
впуск или прием
122
элеватор для извлечения уплотненного осадка
123
бункер-дозатор
124
транспортное средство
125
система для циркуляции технологической водной композиции
130
система для хранения углеводородов
140
система хранения углеводородов
150
Система получения технологической водной композиции
160
система разделения
200
Устройство/Установка
1000
автоматическая система управления
ACS
емкость
El/20
емкость
емкость
емкость
Жидкая фаза
мотор
мотор
мотор
мотор
мотор
мотор
мотор
мотор
мотор
мотор
М10
мотор
мотор
М12
углеводороды
МНС
жидкий эмульгатор
NHS
жидкий концентрат эмульгатора
NHSc
насос
NU1
пятый насос
NU4
шестой насос
NU5
дозировочный насос
NU6
дозировочный насос
NU7
Первый насос
NU10
Второй насос/бустерный насос
NU11
третий насос
NU13
четвертый насос
NU50
шламовый насос
NUSh2
Нефтепродукты
хранилище нефтяного шлама
OSSF
первая пульпа
вторая пульпа
разбавленная пульпа
Перемешанная пульпа
очищенная жидкая фаза
pLF
Техническая вода
осветленная вода
PW1
технологическая водная композиция/рабочий раствор
PWC
твердые продукты разделения
отстой
твердая фаза
твердые включения
вода для размывания
WoW
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство (1000) для извлечения жидких углеводородов (МНС), включающее
средства (130, 160) для обеспечения технологической водной композиции (PWC), содержащей жидкий эмульгатор (NHS) и воду (PW),
- заборное устройство (10) для сбора жидкой исходной смеси (1) содержащей указанные углеводороды (МНС),
система (200) разделения, соединяемая с указанным заборным устройством (10), при этом указанная система (200) разделения обеспечивает обработку указанной жидкой исходной смеси (1) совместно с указанной технологической водной композицией (PWC) для извлечения, по меньшей мере, некоторого количества углеводородов (МНС) из указанной жидкой исходной смеси (1),
в котором указанный жидкий эмульгатор (NHS) включает (а.) природное растительное масло, (Ь.) эмульгатор и
(с.) предпочтительно также растворитель.
2. Устройство (1000) по п. 1, в котором указанный жидкий эмульгатор (NHS) обеспечивается указанным устройством (1000)
- путем разбавления жидкого концентрата эмульгатора (NHSc) водой (PW), при этом указанный жидкий эмульгатор (NHS) предпочтительно имеет степень разбавления, соответствующую 1 части указанного жидкого концентрата эмульгатора (NHSc) и от 70 до 130 частям воды, или
- путем разбавления указанного жидкого эмульгатора (NHS) водой, при этом указанная технологическая водная композиция (PWC) предпочтительно состоит из воды и жидкого эмульгатора (NHS) в соотношении от 10:1 до 500:1.
3. Устройство (1000) по п. 1 или 2, в котором указанное заборное устройство (10) содержит
мешалку (13) способствующую более эффективному сбору указанной жидкой исходной смеси (1), и/или
трубопровод или шланг (14) для выпуска воды для размывания (WoW), способствующей более эффективному сбору
обводненной исходной смеси (2), которая содержит указанную жидкую исходную смесь (1), а также в некоторых случаях твердые включения (SI).
4. Устройство (1000) по п. 1 или 2, в котором указанное заборное устройство (10) является частью емкости или резервуара, содержащего указанную жидкую исходную смесь (1), или в котором указанное заборное устройство (10) предназначено для того, чтобы вставляться в емкость или резервуар, содержащий указанную жидкую исходную смесь (1).
5. Устройство (1000) по п. 1, 2 или 4, в котором указанная система (200) разделения содержит емкость (50) для разделения, соединяемую с указанным заборным устройством (10), при этом указанная емкость (50) для разделения предназначается для обеспечения выделения первой пульпы (Р1) из указанной жидкой исходной смеси (1) или из обводненной исходной смеси (2), при этом указанная емкость для разделения (50) имеет выпуск (51) для подачи указанной первой пульпы (Р1).
6. Устройство (1000) по п. 1, 2 или 4, в котором указанная система разделения (200) содержит барабан (60), соединяемый либо с емкостью (50) для разделения, чтобы принимать первую пульпу (Р1) из указанной емкости (50) для разделения, либо соединяемый с указанным заборным устройством (10), чтобы принимать указанную жидкую исходную смесь (1), или обводненную исходную смесь (2), при этом указанный барабан (60) предназначен для обеспечения отделения твердых включений (SI) от указанной первой пульпы (Р1), или от указанной жидкой исходной смеси (1), или от указанной обводненной исходной смеси (2), чтобы выпускать вторую пульпу (Р2), очищенную от указанных твердых включений (SI), и в котором указанный барабан (60) предпочтительно является барабанной просеивающей машиной.
7. Устройство (1000) по п. 6, в котором указанный барабан
(60) позволяет смешивать указанную первую пульпу (Р1), или
указанную жидкую исходную смесь (1) или указанную обводненную
исходную смесь (2) с указанной технологической водной
композицией (PWC).
8. Устройство (1000) по п. 6 или 7, дополнительно
содержащее бункер (61), установленный таким образом, чтобы имелась возможность выгружать указанные твердые включения (SI) из указанного барабана (60) в указанный бункер (61).
9. Устройство (1000) по п. 1, 2 или 4, в котором указанная
система (200) разделения содержит перемешивающее устройство
(70), предпочтительно перемешивающее устройство с нагревом, обеспечивающее либо разбавление указанной жидкой исходной смеси
(1) или обводненной исходной смеси (2), либо обеспечивающее разбавление пульпы (PI, Р2), при этом указанное перемешивающее устройство (70) имеет выпуск (71) для выпуска разбавленной пульпы (РЗ).
10. Устройство (1000) по п. 1, 2 или 4, в котором указанная система (200) разделения включает либо систему (80) гидроструйной обработки, соединяемую с указанным заборным устройством (10) для обработки указанной жидкой исходной смеси (1) или обводненной исходной смеси (2), либо систему (80) гидроструйной обработки, в которую подают пульпу (PI, Р2, РЗ) поступающую из последующей системы (50, 60, 70), указанная система (80) гидроструйной обработки обеспечивает смешивание компонентов или элементов указанной жидкой исходной смеси (1), или обводненной исходной смеси (2), или пульпы (PI, Р2, РЗ), при этом указанная система (80) гидроструйной обработки имеет выпуск (81) для выпуска смешанной пульпы (Р4).
11. Устройство (1000) по п. 1, 2 или 4, в котором указанная система (200) разделения содержит систему (90), которая предназначена для разделения пульпы (PI, Р2, РЗ, Р4) на жидкую и твердую фазы в виде очищенной пульпы (pLF) и твердых продуктов разделения (SD).
12. Устройство (1000) по п. 11, в котором указанный система (90) содержит, по меньшей мере, один гидроциклон (93.1), который предназначается для выделения твердых включений (SI), или твердых продуктов разделения (SD) из указанной пульпы (PI, Р2, РЗ, Р4), принимаемой через впуск (91), при этом указанный гидроциклон (93.1) имеет выпуски (92) для выпуска указанной очищенной пульпы (pLF).
13. Устройство (1000) по п. 12, в котором указанный, по
меньшей мере, один гидроциклон (93.1) имеет канал (94) для выпуска указанных твердых включений (SI) или твердых продуктов разделения (SD).
14. Устройство (1000) по п. 1, 2, 4 или 11, дополнительно содержащее систему разделения жидкой фазы (110), при этом указанная система разделения жидкой фазы (110) имеет впуск
(111) для приема пульпы (PI, Р2, РЗ, Р4, pLF) из последующей системы (50, 60, 70, 80, 90) и предназначается для обеспечения извлечения воды (PW) и жидких углеводородов (МНС) из указанной пульпы (PI, Р2, РЗ, Р4, pLF), полученной через указанный впуск
(111) .
15. Устройство (1000) по п. 14, в котором указанная система разделения жидкой фазы (110) содержит гравитационно-динамический сепаратор (114) с выпуском (117), через которое подаются жидкие углеводороды (МНС), выпуском (112), через которое подаются отстой (SE), и выпуском (113), через которое подается указанная вода (PW).
16. Устройство (1000) по п. 14, дополнительно содержащее систему (120) удаления твердой фазы.
17. Устройство (1000) по одному из пп. 1-16, в котором указанное устройство (1000) содержит систему для циркуляции технологической водной композиции (130), которая либо является частью указанных средств (130, 160) для обеспечения технологической водной композиции (PWC), либо которая соединяется с указанными средствами (130, 160) для обеспечения технологической водной композиции (PWC).
18. Устройство (1000) по одному из пп. 1-17, в котором указанное устройство (1000) содержит систему для хранения углеводородов (140) .
19. Применение устройства по одному из пп. 1-18 для отделения жидких углеводородов (МНС) от воды, почвы, песка, скальных пород, или от других объектов или материалов.
20. Способ извлечения жидких углеводородов (МНС) из жидкой исходной смеси (1), содержащей указанные углеводороды (МНС), содержащий этапы:
- Обеспечения жидкого эмульгатора (NHS),
обеспечения технологической водной композиции (PWC), содержащей некоторое количество указанного жидкого эмульгатора (NHS) и воду (PW),
сбора указанной жидкой исходной смеси (1) с помощью заборного устройства (10),
- обработки указанной жидкой исходной смеси (1) совместно с указанной технологической водной композицией (PWC) для извлечения, по меньшей мере, некоторого количества углеводородов (МНС) из указанной жидкой исходной смеси (1),
в котором указанный жидкий эмульгатор (NHS) включает (а.) природное растительное масло, (Ь.) эмульгатор и
(с.) предпочтительно также растворитель.
21. Способ по п. 20, содержащий стадию:
- заполнения указанной жидкой исходной смесью (1) емкости или резервуара, из которого указанную жидкую исходную смесь (1) можно собирать указанным заборным устройством (10).
22. Способ по п. 20, содержащий стадию:
- забора или сбора указанной жидкой исходной смеси (1) из озера, водоема или из района океана посредством указанного заборного устройства (10).
По доверенности
ФИГ.1
ФИГ.1
2/7
3/7
ФИГ.5
2/7
3/7
ФИГ.5
5/7
5/7
ФИГ.10
ФИГ.10
7/7
7/7
ФИГ.12
ФИГ.12