NO312506B1 - Fremgangsmåte og vannrenseanlegg for ekstraksjon av fett eller oljelöselige komponenter fra vann i en brönnström - Google Patents

Fremgangsmåte og vannrenseanlegg for ekstraksjon av fett eller oljelöselige komponenter fra vann i en brönnström Download PDF

Info

Publication number
NO312506B1
NO312506B1 NO20000617A NO20000617A NO312506B1 NO 312506 B1 NO312506 B1 NO 312506B1 NO 20000617 A NO20000617 A NO 20000617A NO 20000617 A NO20000617 A NO 20000617A NO 312506 B1 NO312506 B1 NO 312506B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
water
oil
liquid
separator
extraction liquid
Prior art date
Application number
NO20000617A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20000617L (no
NO20000617D0 (no
NO312506B2 (no
Inventor
Eivind Aarebrot
Trygve Haaland
Original Assignee
Norske Stats Oljeselskap
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=19910702&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO312506(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Norske Stats Oljeselskap filed Critical Norske Stats Oljeselskap
Priority to NO20000617A priority Critical patent/NO312506B2/no
Publication of NO20000617D0 publication Critical patent/NO20000617D0/no
Priority to DE60116070T priority patent/DE60116070D1/de
Priority to BRPI0108171-3A priority patent/BR0108171B1/pt
Priority to MXPA02007544A priority patent/MXPA02007544A/es
Priority to PCT/NO2001/000041 priority patent/WO2001058813A1/en
Priority to AU2001232497A priority patent/AU2001232497A1/en
Priority to DK01904662T priority patent/DK1268349T3/da
Priority to EP01904662A priority patent/EP1268349B1/en
Priority to AT01904662T priority patent/ATE313515T1/de
Priority to US10/203,095 priority patent/US6875358B2/en
Publication of NO20000617L publication Critical patent/NO20000617L/no
Publication of NO312506B1 publication Critical patent/NO312506B1/no
Publication of NO312506B2 publication Critical patent/NO312506B2/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/26Treatment of water, waste water, or sewage by extraction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/38Treatment of water, waste water, or sewage by centrifugal separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/32Hydrocarbons, e.g. oil

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Edible Oils And Fats (AREA)

Description

Oppfinnelsen omhandler fremgangsmåte og vannrenseanlegg for ekstraksjon av fett- eller oljeløslige komponenter fra vann i en brønnstrøm. Forbedringen medfører at noen av de mest miljøfarlig oppløste komponentene også kan separeres. Dette kan man oppnå ved mindre endringer av eksisterende renseutstyr, ved å bruke en kondensatstrøm fra produksjons-anlegget som ekstraksjonsmiddel.
Det er behov for renseprosesser som fjerner oppløste aromater fra produsert varm. Utslipp til vann bar fått større oppmerksomhet, og nye miljøkrav som innføres kan medføre at man må reinjisere produsert vann, dersom rensemetodene ikke forbedres. For eldre felter med økende vannproduksjon kan dette medføre tidligere nedleggelse. En enkelt plattform pa Statfjordfeltet produserer i dag 32 000 m<3>/d produsert vann.
Hydrosykloner anvendes i dag for vannrensing ved produksjonsanlegg for olje og gass. Denne teknologien møter dagens rensekrav for fri olje i varm pa 4 0 ppm, ofte med god margin. Det oppstår ikke vesentlige skadevirkninger pa miljø ved så lave utslippskonsentrasjoner.
Hydrosykloner fjerner ikke oppløste hydrokarboner fra vannet. Produsert varm inneholder også oppløste komponenter, deriblant aromater som benzen, toluen og xylen (BTX), naftalen, phenantren (NPD), og polyaromatiske hydrokarboner (PAH). Slike stoffer brytes langsomt ned, og akkumuleres i næringskjeden. Noen kjemikalier som anvendes i oljeproduksjonen, kan ha lignende egenskaper.
I internasjonal patentsøknad PCT/NO97/00060 beskrives et system for fjerning av vannløselige hydrokarboner i en vannstrøm. Denne prosessen baserer seg på injeksjon og finfordeling av naturgass inn i vannstrømmen ved trykk- og temperatur-forhold som tillater gassen å opptre som et løsemiddel for hydrokarbonene som er oppløst i vannet. De fordelte gass-boblene sveller når de opptar de vannløselige hydrokarbonene og oppnår en lavere tetthet enn vannet, hvilket gjør dem lette å fjerne, for eksempel ved bruk av hydrosykloner. Denne metoden vil imidlertid ikke være tilstrekkelig effektiv i praksis.
NO 305.346 beskriver i hovedsak bruk av "flytende naturgass" for forbedring av separasjon av dispergert olje i hydrosyklonbaserte systemer. En hovedsak i NO 305.346 er at man tilskriver økning av tetthetsforskjell mellom olje- og vannfasen en vesentlig effekt. NO 3 05.346 gjør også krav på at oppløste komponenter fjernes med prosessen, men mangler en beskrivelse av hvordan det kan gjennomføres. NO 305.346 omhandler kun enhetsoperasjoner for fjerning av dispergert olje fra vann, og er som sådan helt forskjellig fra foreliggende oppfinnelse ved at: Beskrivelsen av separasjonen er fokusert på dråper av dispergert olje, hvor det vektlegges at redusert tetthet
og økt størrelse på oljedråpene øker separasjonsgraden. At bruk av "flytende naturgass" i krav 1 i NO 305.346
har en funksjon fremfor andre flytende hydrokarboner, er
i beskrivelsen knyttet til at tettheten er lav. Ekstrahering av aromater fra vannfasen er primært nevnt i beskrivelsen som en tilleggseffekt. Verken patentkrav eller beskrivelse i NO 305.346 dekker de nødvendige forhold som må til, så som kontaktareal, oppholdstid eller konsentrasjonen av aromatene.
De forholdene som beskrives i NO 305.346 som nødvendige for å få økt separasjon av dispergert olje er verken tilstrekkelige eller nødvendige for å få til separasjon av løste komponenter. Det generelle forhold at flytende hydrokarboner kan brukes til ekstraksjon av flytende forbindelser i vann må anses som kjent, selv om hydrokarbonfasen er "flytende naturgass" .
Bruken av "flytende naturgass" medfører en negativ effekt på et eksisterende hydrosyklonsysterner, ref. anførselen på side 4, første avsnitt, 2. strekpunkt i NO 3 05.346 om at "Hydrosyklonene opereres ved trykk og temperatur slik at gassen er i væskeform ved syklonens overf lom" . Det er velkjent innen bransjen at kjøling og trykkendring krever utstyr som kan medføre en kraftig forverring av renseprosessene for produsert vann. Det er derfor en lite ønskelig løsning å endre trykk og temperatur på fluidene som skal separeres.
Som konklusjon kan det sammenfattes at de to prosessene representert ved foreliggende oppfinnelse og ovennevnte NO 305.346, har helt forskjellige formål.
Den foreliggende oppfinnelsen angår for det første en fremgangsmåte for ekstraksjon av fett- eller oljeløselige komponenter, for eksempel PAH, NPD og/eller BTX, fra produsert vann som er separert fra et olje- og/eller gass-anlegg, omfattende injisering av en ekstraksjonevæske bestående av hydrokarboner fra olje- og/eller gass-anlegget inn i vannstrømmen, der ekstraksjonsvæsken skilles fra vannstrømmen igjen i en separator. Dessuten omfatter oppfinnelsen et vannrensingsanlegg for olje/gass-anlegg for rensing av oljeløslige komponenter, for eksempel PAH, NPD og/eller BTX, fra vann i en brønnstrøm, som omfatter en injeksjonsanordning for injeksjon av en ekstraksjonsvæske i vannet oppstrøms av en separator for fri olje i vann, hvilken ekstraksjonsvæske består av hydrokarboner som skilles ut av anleggets olj e/gass-behandlingsprosess. Oppfinnelsen er kjennetegnet slik som angitt i de selvstendige kravene.
Oppfinnelsen omfatter ifølge en foretrukket utførelse å benytte en ekst raks jonsvæske som består av kondensat som utvinnes fra produksjonsanleggets olje/gassprosess. Produksjon av et ekstraksjonsmedium til egnet sammensetning, trykk og temperatur, vil ellers representere en vesentlig kostnad, eller være en direkte begrensning. I et produksjonsanlegg for olje og gass, skilles det ut kondensat-fraksjoner som vil kunne være velegnet for ekstraksjon av oppløste aromater i vann. Det er demonstrert i laboratorie-forsøk at ekstraksjon av oppløste aromater vil skje.
De modifikasjoner som kreves for å oppnå økt renseeffekt ifølge oppfinnelsen er av begrenset omfang. Det er gjerne mulig å benytte eksisterende varmbehandlingsutstyr med små modifikasjoner. Utforming av modifikasjonene er av vesentlig betydning for å oppnå ønsket renseeffekt. Dette vil bli beskrevet i mer detalj nedenfor: Utforming og virkemåte av selve ekstraksjonsprosessen Vesentlige endringer i forhold til et vannrensesystem
for fri olje i varm
Valg og behandling av kondensatfraksjon
Teori for ekstraksjonsprosessen
Det er innarbeidet beregninger for et eksisterende oljefelt, som viser at det kan oppnås en bestemt renseeffekt. Det er også utført laboratorieforsøk og tester som viser at den beskrevne ekstraksjon fungerer i praksis.
På eksisterende produksjonsanlegg for olje og gass finnes det ofte væskefraksjoner i tilstrekkelig kvantum som skilles ut ordinært i behandlingsprosessen. Disse væskefraksjonene er samtidig spesielt egnet som ekstraksjonsmedium ved fjerning av oppløste aromatiske forbindelser i produsert vann. For å kunne anvende en fraksjon, vil det være behov for å justere sammensetning, trykk og/eller temperatur, slik at det ikke dannes fri gass ved blanding med varmt produsert vann.
Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet nedenfor med henvisning til de vedlagte figurene, som illustrerer oppfinnelsen ved bruk av eksempler. Figur l illustrerer skjematisk selve ekstraksjonsprosessen. Figur 2 illustrerer skjematisk én separator for produksjons av ekstraksjonsmediet.
Selve ekstraksjonsprosessen er vist på figur 1. Figuren er laget på basis av et eksisterende produksjonsanlegg for olje og assosiert gass på norsk sokkel. Her skilles oljeholdig vann 2 fra olje 3 og gass 4 i en brønnstrøm 1 i innløps-separatoren, CD01. Det skilles også ut vann fra andre trinns separator, CD2, som kan behandles i en egen hydrosyklonenhet. Vanlig oljemengde i vann fra en slik separator er 300-2000 ppm. Denne oljen skilles ut ved hjelp av hydrosykloner, til rundt 20-40 ppm, som vist på figuren.
I figur 1 føres væskefraksjonen 3 fra den første separatoren 1 videre til en andre separator der den første væskefraksjonen igjen separeres i en andre væske- og gassfraksjon 7,8. Her vil væskefraksjonen 7 bestå av tyngre hydrokarboner som for eksempel kan føres inn i et prosessanlegg, mens de lettere hydrokarbonene i gassfraksjonen 8 føres, gjennom en kjøler 9, til en ny separator CD7.
Det produserte vannet 2 som slipper ut fra separatoren CD01 vil i dag slippe gjennom alle oppløste stoffer i vannet, deriblant naftener, polyaromater, benzene, toluene og xylene (BTX). Ekstraksjon av disse komponentene oppnås ved den ekstraksjonsprosess som er antydet innenfor den stiplede linjen.
Man tar ut en væskef raks jon 10 fra en væskeut skiller, CD7, som vist i figur 1, og den nødvendige mengden føres tilbake til vannstrømmen. Valg av en egnet væskef raks jon 10 er viktig, som beskrevet nedenfor. Komponenter som inngår i det forbedrede vannbehandlingssystemet ifølge oppfinnelsen er vist innenfor den stiplede linjen, mens de øvrige delene l-CD7 kan inngå i et eksisterende prosessanlegg. Trykk for væskef raks j onen må i praksis være høyere enn for den vannstrøm som skal behandles. Det kreves et ekstra overtrykk på 5 bar eller mer for å dispergere kondensat i vannstrømmen. Væskefraksjonen 10 fra den tredje separatoren CD7 i figur 1 føres derfor gjennom en pumpe 11.
Ved regulering av separatorene CD01, CD2 og CD7 kan man oppnå et kondensat 10,14 omfattende en relativt lav fraksjon av de vannløselige som skal fjernes fra vannfraksjonen 2. Dette kondensatet 10,14 kan dermed blandes med vannfraksjonen 2 for masseoverføring av disse komponentene fra vannstrømmen til kondensatet, som deretter separeres fra vannstrømmen igjen, slik at det gjenværende vannet 19 har et redusert innhold av de vannløselige hydrokarbonene.
Vannstrømmen 2 er normalt varmere enn kondensatet 14, og man kan ikke tillate at kondensatet fordamper etter blanding. I dette tilfellet varmes kondensatet i en varmeveksler 12 til den temperatur som er nødvendig for å unngå fordampning ved innblanding i vannstrømmen. Overskudd av gass separeres i en fjerde separator CD10, hvoretter man blander væskefraksjonen inn i vannfasen 2, i rørsystemet 15 oppstrøms av den vannrensende hydrosyklonen 16.
Ekstraksjon av oppløste komponenter fra vannfasen 2, vil i hovedsak skje i rørsystemet, som vil ha vesentlig større oppholdstid for væske enn selve hydrosyklonen. Den vannrensende hydrosyklonens 16 primære funksjon vil derfor være å skille frie hydrokarboner 17 fra vannfasen 2.
Trykk for kondensatet 14 kan tilpasses det trykk hydrosyklonen 16 opererer ved, med en ventil eller en pumpe avhengig av det trykk man tar ut væskef raks j onen ved. Temperatur av væskefraksjonen bør justeres med en varmeveksler, dersom det ellers kan dannes fri gass ved blanding med produsert vann. Overskudd av gass vil da måtte skilles fra i en egen separator. Begge disse tilpasningene kan utføres ved hjelp av ovennevnte pumpe 11, separator CD10 og varmeveksler 12. Dersom det ikke dannes gass når kondensatet 10,14 blandes med vannfasen, er del ikke nødvendig å installere varmeveksler og separator.
I utførelsen vist i figur 1 er CD01 en trefaseseparator som skiller ut olje, vann og gass som separate faser. Som en alternativ væskeutskiller viser figuren også bruk av en gass-skrubber CD 8 som også skiller ut en væske f raks jon som kan vurderes bruk som ekstraksjonsmedium.
Blanding av ekstraksjonsmediet 14 med vannfasen 2 er av sentral betydning, for at systemet skal fungere effektivt. Det kreves en rekke justeringer for å få ekstraksjonsprosessen til å fungere optimalt: 1 Blanding bør fortrinnsvis skje i rørsystemet oppstrøms av hydrosyklonen 16 for å oppnå økt kontakttid mellom fasene. En oppholdstid oppstrøms av hydrosyklonen på 1-2 sekunder er ønskelig, men ikke alltid nødvendig.
Fortrinnsvis er dog tiden større en 0,3 sekunder.
2. Eks tr aks jonsmediet/kondensatet 14 bør finfordeles i vannfasen. Dette kan skje på i og for seg kjent måte ved bruk av injeksjonsdyser, med et operas jons trykk som
nødvendig for å foreta finfordeling.
3. Det er viktig at ekstraksjonsfluidet 14 fordeles over en vesentlig del av strømningstverrsnittet. Dette vil kunne oppnås ved utforming av dyseopp1egget. En statisk mikser kan installeres nedstrøms av injeksjonspunktet for å
fordele kondensatdråpene i hele vannfasen.
Funksjon av hydrosyklonen vil kunne påvirkes ved innblanding av en væskef raks jon. Følgende
vurdering/justeringer av hydrosyklonen er nødvendig:
4. Hydrokarbon rejekt 18 må dimensjoneres for tilsats av kondensatet 14. Dette bør normalt skje i samsvar med
leverandørens dimensjonering av hydrosyklonen 16.
5. Væskef raks j onen vil kunne begynne å separeres fra vannfasen oppstrøms av hydrosyklonen. Spesielt på horisontalt monterte sykloner kan det oppstå skjevfordeling av væskef raks j onen inn på hydrosyklonene, avhengig av utforming. Man vil her måtte vurdere flere løsninger: Hydrosyklonene kan monteres vertikalt,
og/eller man kan drenere bort overskudd 17 av kondensat.
6. Alternativ utforming av innløpet til hydrosyklonenhet, eksempelvis ved å installere en statisk mikser rett
oppstrøms av hydrosyklonen bør vurderes.
7. Dersom man bar tendenser til stabile emulsjoner i oljeholdig vann, kan innblanding/finfordeling av en væskefraksjon øke innholdet av frie hydrokarboner som
passerer gjennom en hydrosyklon.
8. Dersom man ikke har stabile emulsjoner, vil en hydrosyklon kunne fungere bedre. Dette er et usikkert område, fordi man ikke nødvendigvis påvirker den mengde fine dråper som uansett ville ha passert gjennom hydrosyklonen.
Oppfinnelsen egner seg best oppstrøms av separasjonsutstyr for oljeholdig vann som opererer ved et trykk nær operasjonstrykk for oppstrøms trefaseseparator. Ved å tilpasse egenskapene til væskefraksjonen til operasjonstrykk for aktuelt separasjonsutstyr, vil man også forvente tilsvarende ekstraksjon også i andre typer vannbehandlings-system, eksempelvis fIotasjon.
En filtercoalescer vil i noen tilfeller kunne anvendes som separator ved høyt trykk, som et alternativ til en hydrosyklon, for eksempel hvis man har problemer med stabile emulsjoner.
Oppfinnelsen vil også egne seg for andre prosesser, hvor man ekstraherer ut aromater ved hjelp av hydrokarboner. Dette gjelder eksempelvis motstrøms og medstrøms væske/væske ekstraksjonsprosesser.
Hydrokarbon rejekt og overskytende kondensat kan tilbakeføres til prosessanlegget, for eksempel i forkant av den andre eller tredje separatoren CD2,CD7, for å renses for de vannløselige hydrokarbonene og tilbakeføres systemet.
Prosessen vil kunne egne seg for å ekstrahere fettløselige kjemikalier fra produsert vann. Dette skyldes at fettløselige kjemikalier også vil løses og ekstraheres i en kondensatfraksjon. Noen av de bioakkumulerbare forbindelser karakteriseres ved at de er fettløselige, og her er den beskrevne ekstraksjonsprosess velegnet.
Valg av og behandling av kondensatfraksjon
Valg av væskefraksjon er av vesentlig betydning for at ekstraksjonsprosessen skal fungere. Kondensatf raks joner fra et produksjonsanlegg er ofte velegnet, fordi de inneholder lite PAH og NPD og moderate mengder BTX Utskilling skjer normalt for kompresjons- og tørkeutstyr med vannkjøling ved 30-40°C, og trykk 5-45 bar. Kondensat som, skilles ut ved høyere trykk har en tendens til å fordampe igjen ved kontakt med varmt produsert vann. Det er noen karakteristika som må tilfredsstilles for en egnet væskefraksjon: 1. Konsentrasjonen av de ekstraherte komponenter (PAH, NPD, BTX) må være vesentlig lavere i væske fraksjonen, enn i hydrokarbon-væskefase som opprinnelig var i kontakt med
produsert vann.
2. Væskef raks j onen må kunne eksistere i væskeform ved separasjonstrykk i hydrosyklonen. 3. Det må være tilstrekkelig kvantum av væskefraksjonen tilgjengelig.
Mer spesifikt bør konsatet 10,14 som injiseres i vannstrømmen ha en molvekt på 50-100 og et boble-punkt st rykk ved hydrokarbon/vannblandingens temperatur som er lavere enn operas jons trykk i separatoren, og hvor innhold av de oljeløselige komponenter er lavere enn 50% av likevektskonsentrasjonen med komponentene i vannfasen.
BTX er vesentlig mer flyktige komponenter enn PAH. En væskef raks jon skilt ut i et gassprosesseringsanlegg kan inneholde nok BTX til at man ikke får skilt ut et vesentlig ekstra kvantum ved kontakt med produsert vann.
I figur 2 er den fjerde separatoren CD10 vist som en i og for seg kjent rektifikator, som gir mulighet å ta ut en væskef raks jon med et meget lavt BTX og PAH-innhold. Væskefraksjonen fades inn på et trinn, som kan inneholde trinn eller pakning. Lette komponenter vil strippes av over topp av kolonnen, fortrinnsvis metan og etan. De lette komponentene kjøles og separeres i henholdsvis en kondensator 2 0 og en separator 21, der væskef raks j onen fra separatoren 21 føres tilbake til kolonnen. Bunnproduktet i kolonnen vil inneholde mindre flyktige komponentene som kan tappes ut ved bunn-utløpet 22, mens man på et passende trinn i kolonnen, vil finne en egnet konsentrasjon av lettere komponenter som føres videre til pumpen 11.
I enkelte produksjonsanlegg finnes det tilgjengelig en stripper eller en f raksjonator, og en velegnet væskef raks jon kan da gjerne trekkes ut direkte fra prosessutstyret.
Det finnes en rekke typer enhetsoperasjoner som er egnet til å fjerne PAH og/eller BTX fra en kondensatfraksjon, som stripping, fraksjonering, rektifikasjon, adsorpsjon og absorpsjon.
Det finnes gjerne flere enn en enkelt væskefraksjon i et produksjonsanlegg, og man kan da lage en best egnet væskefraksjon ved å blande fraksjonene for justering av trykk, temperatur og sammensetning. Hensikten med blanding kan være at man oppnår ett eller flere av kriteriene 1-3 uten ytterligere prosessering.
Teori
Vann fra produksjonsanlegg for olje og gass holder gjerne en temperatur på 50 - 100 gr. C. Lette væskef raks joner bestående av hydrokarboner vil ved så høy temperatur gi god masseoverføring med vannfasen. Det er i hovedsak viskositet og diffusivitet som påvirker masseoverføringen.
Lav viskositet og høy diffusivitet forkorter nødvendig
kontakttid mellom væskefåsene. Med tilstrekkelig kontaktareal mellom væskef åsene, blir kontakttiden det er behov for svært kort. Forsøk som er utført, viser at det er mulig å oppnå god separasjon av oppløste komponenter i et vanlig hydrosyklonanlegg.
Diffusiviteten kan økes radikalt, dersom man opererer nær det kritiske punkt for hydrokarbonfasen. Man har ikke holdepunkter for at superkritiske betingelser er nødvendig for å få til denne type ekstraksjonsprosess. Superkritiske betingelser av hydrokarbonf asen gir senkede krav til kontaktareal og kontakttid mellom fasene.
Den viktigste kritiske faktor er utgangskonsentrasjon av de ekstraherte komponenter (BTX, NPD, PAH og/eller kjemikalier) i den væskefraksjon som benyttes som, ekstraksjonsmedium. I figur 1 er det vist en trefaseseparator CD01 som skiller ut olje, vann og gass som separate faser.
Tabell I viser konsentrasjon av xylen og et tyngre aromat i henholdsvis oljefase fra trefaseseparator CD01, i en væskefraksjon fra en gass-skrubber, CD8, og i en væskefraksjon som er tatt ut av en væskeutskiller CD7 i rekompresjonssystemet. Kondensat fra to andre skrubbere CD5, CD6 (ikke vist) i anlegget er også tatt med for sammenligning.
Dersom væsken skal kunne benyttes som ekstråksjonsmedium må aromatkonsentrasjonen være vesentlig lavere enn i den oljefasen som produsert vann er skilt ut fra. Vi ser at CD7 bar gjennomgående lavest konsentrasjon for samtlige aromat-grupper. CD8 har nesten like gode konsentrasjoner, men gir avgassing. Det betyr at dette kondensatet må varmes opp og gass avskilles for injeksjon. Dette er fullt mulig, men gir en dyrere løsning.
Tabellen viser maksimal rensegrad dersom det oppnås likevekt. Det er oppnådd rensegrader på 80-90% i laboratorium for PAH. Vesentlig mindre rensegrad oppnås for BTX fordi utgangsnivået av BTX i kondensatfasen er for høyt. Dersom man benytter kondensat fra CD6, vil rensegraden for BTX synke til 35.5%.
I det konkrete tilfellet ser vi altså at kondensat fra CD7 og CD8 er de som best tilfredsstiller utvalgskriteriene. Kondensat fra CD5 og CD6 er ikke egnet, fordi separasjon av BTX er for lav. Mengde kondensat fra CD5 er også for liten til å utføre tilfredsstillende separasjon.
Beregningene er ikke på noen måte optimale. Man kan i praksis gå vesentlig ned i kondensatmengde uten at resultatet forringes vesentlig. Den reelle separasjonsgrad vil ligge under de beregnede verdier, fordi man ikke oppnår full likevekt. For å oppnå separasjon nær likevekt, bør de kriterier som er utarbeidet følges. Dårlig dispergering og/eller for-deling av kondensat gir lengre oppholdstid for å oppnå likevekt.
Dersom man ytterligere ønsker å forbedre separasjonsgraden av BTX, må det utføres fraksjonering eller rektifikasjon av kondensatstrømmen.
Forskningsresultater viser at produsert vann inneholder store mengder små dråper av olje/kondensat. En vesentlig del dispergerte hydrokarboner kan ha en karakteristisk dråpe-størrelse på 10 mikron og lavere. Hydrosykloner som anvendes på hydrosyklon-anlegg, skulle ifølge leverandørens data ikke fjerne så små dråper. Det settes gjerne en grense på ca. 20 mikron for virkeområde.
For å forklare den gode separasjonen av olje fra vann i hydrosykloner, må man anta at en vesentlig andel av mindre dråper også fjernes i de hydro sykl onene som, anvendes. Dette regner man med skyldes en fIotasjonseffekt: Oppløst gass frigjøres ved trykkreduksjon gjennom hydrosyklonen. Normalt er den mengde gass som er oppløst i selve vannet tilstrekkelig, men det kan tenkes at tilsetning av noe gass ytterligere kan øke fIotasjonseffekten. Denne løsningen kan selvsagt kombineres med løsningen ifølge denne oppfinnelsen.
På denne bakgrunn regner man ikke med at tilsats av en lettere hydrokarbonfraksjon normalt vil ha en vesentlig effekt på vannrensingen ved reelle hydrosyklonanlegg. Man vil ikke nødvendigvis bryte emulsjoner med tilsats av en lettere fraksjon. Den miljømessige gevinst av å redusere fri olje i vann under dagens nivå som enkelte steder allerede er så bra som 15 ppm, er også usikker.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for ekstraksjon av fett- eller oljeløselige komponenter, for eksempel PAH, NPD og/eller BTX, fra produsert vann som er separert fra et olje- og/eller gass-anlegg, omfattende injisering av en ekstraksjonsvæske (14) bestående av hydrokarboner fra olje- og/eller gass-anlegget inn i vannstrømmen, der ekstraksjonsvæsken skilles fra vannstrømmen icfjen i en separator (16) , karakterisert ved at ekstraksjonsvæsken har en lavere molfraksjon av de oljeløselige komponentene enn oljefase som vannfasen ble separert fra, at ekstraksjonsvæskens damptrykk og temperatur tilpasses separatorens arbeidsområde for trykk og temperatur, at ekstraksjonvæsken injiseres og finfordeles i hele vannfasen oppstrøms av separatoren (16), og at vann/hydrokarbonblandingen gis en forutbestemt oppholdstid for derved å tillate masseoverføring av de oljeløselige komponentene fra vannet til ekstraksjonsvæsken før ekstraksjonsvæsken skilles fra vannet i separatoren (16), fortrinnsvis en hydrosyklon.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at væsken finfordeles ved hjelp av injeksjon gjennom en dyse, og/eller fordeles i hele væskevolumet ved hjelp av en statisk mikser (15) for å maksimere kontaktflate mellom vannet og væsken og derved masseoverføring av oppløste komponenter i vannet til ekstraks j onsvæsken.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nødvendig oppholdstid for vann/hydrokarbonblandingen med gjeldende strømningshastighet oppnås i rørsystemet mellom injeksjonspunktet og separatoren ved å plassere injeksjonspunktet tilstrekkelig langt oppstrøms fra separatoren.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at oppholdstiden fra væsken blir injisert til separasjon av hydrokarbon/vannblandingen foretas er større enn 0,3 s.
5. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at vannet er separert fra en brønnstrøm (1) i et produksjonsanlegg for olje og/eller gass, og at ekstraksjonsvæsken består av kondensat som utvinnes fra produksjonsanleggets olje/gassprosess på i og for seg en kjent måte.
6. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at ekstraksjonsvæsken har en molvekt på 50-100, har et boble-punkt st rykk ved hydrokarbon/vannblandingens temperatur som er lavere enn operas jonstrykk i separatoren, og hvor innhold av de oljeløselige komponenter er lavere enn 50% av likevektskonsentrasjonen med komponentene i vannfasen.
7. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at en andel av ekstraksjonsvæsken resirkuleres for å oppnå større grad av likevekt og utnyttelse av ekstraksjonsvæsken og/eller at ekstraksjonsvæsken regenereres.
8. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at en filtercoalescer anvendes som separator egnet for trykk over atmosfærisk operasjon.
9. Vannrenseanlegg for olj e/gass-anlegg for rensing av oljeløselige komponenter, for eksempel PAH, NPD og/eller BTX, fra vann i en brønnstrøm (1), som omfatter en injeksjonsanordning (15) for injeksjon av en ekstraksjonsvæske (14) i vannet oppstrøms av en separator (16) for fri olje i vann, hvilken ekstraks jonsvæske består av hydrokarboner som skilles ut av anleggets olje/gass-behandlingsprosess, karakterisert ved at ekstraksjonsvæsken har en lavere molfraksjon av de oljeløselige komponentene enn likevektskonsentrasjonen mot vannet, og at injiseringsanordningens (15) posisjon er innrettet til å gi ekstråksjonsvæsken en valgt oppholdstid i blandingen før vannet og ekstraksjonsvæsken skilles i separatoren (16), fortrinnsvis en hydrosyklon.
10. Anlegg ifølge krav 9, karakterisert ved at det omfatter en injeksjonsanordning (15), f.eks. en dyse eller en statisk mikser for finfordeling av væsken i vannet ved injeksjon for å maksimere kontaktflate mellom vannet og væsken og derved masseoverføring av oppløste komponenter i vannet til ekstraksj onsvæsken.
11. Anlegg ifølge krav 10, karakterisert ved at injeksjonsanordningen (15) er plassert i vannstrømmen en valgt avstand oppstrøms fra separatoren (16) for å oppnå nødvendig oppholdstid for vann/hydrokarbonblandingen med gjeldende strømningshastighet.
12. Anlegg ifølge krav 11, karakterisert ved at avstanden er valgt slik at oppholdstiden tiden fra væsken blir injisert til separasjon av hydrokarbon/vannblandingen foretas er større enn 0,3 s.
13. Anlegg ifølge krav 9, karakterisert ved at vannet er separert fra en brønnstrøm (1) i et produksjonsanlegg for olje og/eller gass, og at ekstraks jonsvæsken (14) består av kondensat som utvinnes fra produksjonsanleggets olje/gassprosess på i og for seg en kjent måte.
14. Anlegg ifølge krav 9, karakterisert ved at ekstraksjonsvæsken har en molvekt på 50-100, har et boble-punktstrykk ved hydrokarbon/vannblandingens temperatur som er lavere enn operas jonstrykk i separatoren, og hvor innhold av de oljeløselige komponenter er lavere enn 50% av likevektskonsentrasjonen med komponentene i vannfasen.
15. Anlegg ifølge krav 9, karakterisert* ved at en andel av eks tråks jonsvæsken resirkuleres for å oppnå større grad av likevekt og utnyttelse av ekstraksjonsvæsken og/eller at ekstråksjonsvæsken regenereres.
16. Anlegg ifølge krav 9, karakterisert ved at det omfatter en filtercoalescer anvendt som separator for trykk over atmosfærisk operasjon.
NO20000617A 2000-02-08 2000-02-08 Fremgangsmate og vannrenseanlegg for ekstraksjon av fett eller oljeloselige komponenter fra vann i en bronnstrom NO312506B2 (no)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20000617A NO312506B2 (no) 2000-02-08 2000-02-08 Fremgangsmate og vannrenseanlegg for ekstraksjon av fett eller oljeloselige komponenter fra vann i en bronnstrom
US10/203,095 US6875358B2 (en) 2000-02-08 2001-02-06 Water cleaning process
AT01904662T ATE313515T1 (de) 2000-02-08 2001-02-06 Verbessertes wasserreinigungsverfahren
AU2001232497A AU2001232497A1 (en) 2000-02-08 2001-02-06 Improved water cleaning process
BRPI0108171-3A BR0108171B1 (pt) 2000-02-08 2001-02-06 mÉtodo para extraÇço de componentes soléveis em gordura ou àleo, por exemplo, pah, npd, e/ou btx, de Água produzida que É separada de uma planta de àleo e/ou gÁs, e, sistema para limpeza de Água em uma planta de àleo/gÁs, para remoÇço de componentes soléveis em àleo, tais como pah, npd e/ou btx, da Água extraÍda em um fluxo de poÇo.
MXPA02007544A MXPA02007544A (es) 2000-02-08 2001-02-06 Proceso mejorado para la limpieza de agua.
PCT/NO2001/000041 WO2001058813A1 (en) 2000-02-08 2001-02-06 Improved water cleaning process
DE60116070T DE60116070D1 (de) 2000-02-08 2001-02-06 Verbessertes wasserreinigungsverfahren
DK01904662T DK1268349T3 (da) 2000-02-08 2001-02-06 Forbedret fremgangsmåde til rensning af vand
EP01904662A EP1268349B1 (en) 2000-02-08 2001-02-06 Improved water cleaning process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20000617A NO312506B2 (no) 2000-02-08 2000-02-08 Fremgangsmate og vannrenseanlegg for ekstraksjon av fett eller oljeloselige komponenter fra vann i en bronnstrom

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO20000617D0 NO20000617D0 (no) 2000-02-08
NO20000617L NO20000617L (no) 2001-08-09
NO312506B1 true NO312506B1 (no) 2002-05-21
NO312506B2 NO312506B2 (no) 2002-05-21

Family

ID=19910702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20000617A NO312506B2 (no) 2000-02-08 2000-02-08 Fremgangsmate og vannrenseanlegg for ekstraksjon av fett eller oljeloselige komponenter fra vann i en bronnstrom

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6875358B2 (no)
EP (1) EP1268349B1 (no)
AT (1) ATE313515T1 (no)
AU (1) AU2001232497A1 (no)
BR (1) BR0108171B1 (no)
DE (1) DE60116070D1 (no)
DK (1) DK1268349T3 (no)
MX (1) MXPA02007544A (no)
NO (1) NO312506B2 (no)
WO (1) WO2001058813A1 (no)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7008516B2 (en) * 2001-09-28 2006-03-07 Yoshinobu Kozuka Method and apparatus for desalinating and concentrating sea water, desalinated deep water and concentrated deep water
CA2471048C (en) * 2002-09-19 2006-04-25 Suncor Energy Inc. Bituminous froth hydrocarbon cyclone
US7736501B2 (en) * 2002-09-19 2010-06-15 Suncor Energy Inc. System and process for concentrating hydrocarbons in a bitumen feed
US7906023B2 (en) * 2005-01-25 2011-03-15 Pss Acquisitionco Llc Wastewater treatment method and apparatus
EP2067749A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-10 Total Petrochemicals France Process for purification of an aqueous phase containing polyaromatics
AU2010274399A1 (en) * 2009-07-22 2012-02-09 Issei Co., Ltd. Method for treatment of liquid waste of coating agent
CN102575181B (zh) * 2009-09-16 2016-02-10 格雷特波因特能源公司 集成氢化甲烷化联合循环方法
CA2689021C (en) 2009-12-23 2015-03-03 Thomas Charles Hann Apparatus and method for regulating flow through a pumpbox
EP2619297A1 (en) * 2010-09-21 2013-07-31 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for separation of a mixture containing a microbial oil and a microbial substance
GB2501261A (en) * 2012-04-17 2013-10-23 Statoil Canada Ltd A method of cleaning water to remove hydrocarbon
WO2013156535A1 (en) * 2012-04-17 2013-10-24 Statoil Canada Limited Method of cleaning water to remove hydrocarbon therefrom

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2109157A (en) * 1936-02-04 1938-02-22 Shell Dev Solvent extraction process
US4340076A (en) * 1979-02-27 1982-07-20 General Technology Applications, Inc. Dissolving polymers in compatible liquids and uses thereof
US4221659A (en) * 1979-03-28 1980-09-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for reducing dichlorobutene contamination in aqueous plant wastes
JPS58131104A (ja) 1982-02-01 1983-08-04 Nippon Steel Chem Co Ltd 蒸留装置のリボイラ−の洗浄方法
US4401570A (en) * 1982-05-26 1983-08-30 Shell Oil Company Removal of organic contaminants from waste water
KR960015105B1 (ko) * 1987-06-10 1996-10-28 노엘 캐롤 유체 혼합물에서 유분 성분과 물 성분을 분리하기 위한 액체 분리기 및 그 액체 분리 방법
US4874528A (en) * 1988-07-18 1989-10-17 General Technology Applications, Inc. Method for treating dispersions of oleophilic liquids and water
US5302294A (en) * 1991-05-02 1994-04-12 Conoco Specialty Products, Inc. Separation system employing degassing separators and hydroglyclones
RU2022609C1 (ru) 1991-09-18 1994-11-15 Пятибратов Юрий Петрович Способ разделения водомасляной эмульсии
US5236590A (en) * 1991-11-21 1993-08-17 Chevron Research And Technology Company Process for removing dissolved organics from aqueous compositions
US5364532A (en) 1992-09-03 1994-11-15 Petrolite Corporation Method of removing water soluble organics from oil process water
US5853592A (en) * 1992-09-03 1998-12-29 Baker Hughes Incorporated Method of removing water soluble organics from oil process water with an organic acid and a mineral acid having a plurality of pKa's
NO305346B1 (no) 1995-08-31 1999-05-18 Tour As C FremgangsmÕte ved rensing av hydrokarboner
FR2738574B1 (fr) * 1995-09-12 1997-11-21 Total Raffinage Distribution Procede et dispositif d'extraction des composes aromatiques contenus dans une charge d'hydrocarbures
AU738108B2 (en) 1997-02-28 2001-09-06 Cagniard De La Tour As Process for simultaneous extraction of dispersed and dissolved hydrocarbon contaminants from water

Also Published As

Publication number Publication date
NO20000617L (no) 2001-08-09
US20030127387A1 (en) 2003-07-10
DE60116070D1 (de) 2006-01-26
EP1268349B1 (en) 2005-12-21
AU2001232497A1 (en) 2001-08-20
BR0108171A (pt) 2003-01-21
NO20000617D0 (no) 2000-02-08
EP1268349A1 (en) 2003-01-02
NO312506B2 (no) 2002-05-21
ATE313515T1 (de) 2006-01-15
MXPA02007544A (es) 2002-12-13
DK1268349T3 (da) 2006-05-01
WO2001058813A1 (en) 2001-08-16
BR0108171B1 (pt) 2010-02-09
US6875358B2 (en) 2005-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11193071B2 (en) Simultaneous crude oil dehydration, desalting, sweetening, and stabilization
US10513663B2 (en) Gas oil separation plant systems and methods for rag layer treatment
AU2006310156A1 (en) A method of separating a mixture, and a plant for separating a mixture comprising water, oil and gas
US8258363B2 (en) Separation of aromatics with pervaporation membrane
NO312506B1 (no) Fremgangsmåte og vannrenseanlegg for ekstraksjon av fett eller oljelöselige komponenter fra vann i en brönnström
US10287513B2 (en) Method and apparatus for recovering synthetic oils from composite oil streams
WO2012065243A1 (en) Process and apparatus for removal of oxygen from seawater
OA12251A (en) A method and a system for separating a mixture.
US9969944B2 (en) Dissolved oil removal from quench water of gas cracker ethylene plants
CA2864044A1 (en) Recovery method and system for delivering extracted btx from gas streams
US11952542B2 (en) Simultaneous crude oil dehydration, desalting, sweetening, and stabilization with compression
CN108463277B (zh) 具有用于在浮式生产存储和卸载设施的处理系中使原油脱水的静电内构件的原油储罐
Soliman et al. Innovative Integrated and Compact Gas Oil Separation Plant for Upstream Surface Facilities
DK172389B1 (da) Fremgangsmåde til genvinding af carbonhydrider fra en blanding af luft og carbonhydriddampe samt anlæg til udøvelse af fremgangsmåden
CA2845176C (en) Method and apparatus for recovering synthetic oils from composite oil streams
WO2008054289A1 (en) A method and device for separation of a liquid fluid by centrifugal separation and evaporation
Abd El Gadir et al. Comparative Study of Crude Oil Dehydration Equipments
GB2559057A (en) System for processing interface emulsion, water and solids

Legal Events

Date Code Title Description
CB Opposition filed (par. 26,5 patents act)

Opponent name: C TOUR AS, C/O RF-PROCOM AS, POSTBOKS 2503 ULLANDS

Effective date: 20030207

CREP Change of representative

Representative=s name: ZACCO NORWAY AS, POSTBOKS 2003 VIKA, 0125 OSLO, NO

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: STATOIL ASA, NO

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: STATOIL PETROLEUM AS, NO

MM1K Lapsed by not paying the annual fees