Способы и системы для извлечения воды - RU2015133455A
Код документа: RU2015133455A
Формула
1. Способ, включающий:
(a) первое обеспечение контакта по меньшей мере части потока сбросной воды, содержащего одно или несколько гидрофильных растворенных веществ, с экстрагирующим средством, содержащим двунаправленный растворитель, с образованием бедного водой первого водного раствора и обогащенной водой первой органической фазы;
(b) второе обеспечение контакта указанной первой органической фазы с концентрированным водным раствором с образованием второй органической фазы и второго водного раствора;
(c) отделение воды из указанного второго водного раствора с образованием концентрированного водного раствора и отделенной воды;
(d) повторное использование указанного концентрированного водного раствора для указанного второго обеспечения контакта и
(e) повторное использование двунаправленного растворителя из указанной второй органической фазы для указанного первого обеспечения контакта;
отличающийся тем, что парциальное давление паров воды при 50°С для указанного потока сбросной воды, указанного бедного водой первого водного раствора, указанного концентрированного водного раствора и указанного второго водного раствора составляет P1, Р2, Р3 и Р4, соответственно; и где указанный двунаправленный растворитель выбирают таким образом, чтобы Р1>Р2; Р1>Р3 и Р4>Р3.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный поток сбросной воды содержит одно или несколько связанных с сырой нефтью гидрофобных растворенных веществ; при этом способ включает отделение по меньшей мере части указанного одного или нескольких связанных с сырой нефтью гидрофобных растворенных веществ по меньшей мере из части указанной второй органической фазы.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное отделение воды предусматривает нагревание указанного второго водного раствора и посредством указанного нагревания отделяют газообразное или твердое соединение, при этом способ включает обеспечение контакта указанного отделенного газообразного или твердого соединения с третьим водным раствором с образованием указанного концентрированного водного раствора.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанное газообразное или твердое соединение включает в себя по меньшей мере один член из группы, состоящей из NH3, СО, CO2, CaCl2, Ca(NO2)3, KBr, KCl, KНСО3, K2SO4, MgCl2, MgSO4, NaCl, NaHCO3, Na2SO4, NH4Cl, (NH4)2CO3, (NH4)HCO3, H2NCOONH4 и (NH4)2SO4.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное отделение воды предусматривает обеспечение контакта указанного второго водного раствора с обратноосмотической мембраной с образованием отделенной воды и ретентата.
6. Способ по п. 6, отличающийся тем, что указанный второй водный раствор содержит по меньшей мере часть указанного двунаправленного растворителя, а указанный ретентат содержит четвертую органическую фазу.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанная отделенная вода содержит по меньшей мере 60% воды по меньшей мере в части указанного потока сбросной воды.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что Р2>Р3, Р1>Р4 или и то, и другое.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный двунаправленный растворитель обладает большим сродством к одновалентным ионам по сравнению с двухвалентными ионами; где указанный поток сбросной воды содержит по меньшей мере один многовалентный ион и по меньшей мере один одновалентный ион при отношении R1 многовалентного иона к одновалентному где указанный первый водный раствор содержит по меньшей мере один многовалентный ион и по меньшей мере один одновалентный ион при отношении R2 многовалентного иона к одновалентному, и где R2 приблизительно равно R1.
10. Способ по п. 1, включающий обеспечение контакта по меньшей мере доли по меньшей мере одной из указанной первой органической фазы и указанной второй органической фазы с гидрофобным растворителем, характеризующимся отношением С:O по меньшей мере в 2 раза большим отношения С:О в указанном двунаправленном растворителе.
11. Способ по п. 2, отличающийся тем, что указанные одно или несколько связанных с сырой нефтью гидрофобных растворенных веществ включают в себя по меньшей мере один член из группы, состоящей из нафтеновой кислоты, других органических кислот, содержащих по меньшей мере 5 атомов углерода, 1,4-диоксана, ацетона, бромоформа, дибензо(а,h)антрацена, пиридина, фенолов и масла.
12. Способ по п. 2, отличающийся тем, что указанная вторая органическая фаза содержит по меньшей мере 85% указанных одного или нескольких связанных с сырой нефтью гидрофобных растворенных веществ в указанном потоке сбросной воды.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный бедный водой первый водный раствор содержит по меньшей мере 80% указанных одного или нескольких гидрофильных растворенных веществ в указанном потоке сбросной воды.
14. Способ по п. 1, включающий повторное использование по меньшей мере 50% воды из указанного потока сбросной воды для производственного процесса, при котором получают указанный поток сбросной воды.
15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный поток сбросной воды получают посредством производственного процесса, выбранного из группы, состоящей из индуцированного гидравлического разрыва пласта ("фрекинга"), добычи сырой нефти из нефтеносного песка, гравитационного дренирования при закачке пара (SAGD), переработки в нефтеперерабатывающей промышленности, повышения нефтеотдачи (EOR), производства растительного масла, извлечения сырой нефти и переработки сырой нефти.
16. Способ по п. 1, включающий обеспечение контакта сырой нефти с указанной отделенной водой с получением указанного потока сбросной воды.
17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный двунаправленный растворитель содержит один или несколько членов из группы, состоящей из спиртов, кетонов, сложных эфиров, фенолов и органических кислот с 3-6 атомами углерода.
18. Способ по п. 2, отличающийся тем, что двунаправленный растворитель выбирают таким образом, чтобы отношение указанных одного или нескольких гидрофильных растворенных веществ к указанным одному или нескольким связанным с сырой нефтью гидрофобным растворенным веществам было по меньшей мере в десять раз выше в указанном бедном водой первом водном растворе, чем в указанном потоке сбросной воды.
19. Способ по п. 2, отличающийся тем, что концентрация по меньшей мере одного из указанных одного или нескольких связанных с сырой нефтью гидрофобных растворенных веществ в указанном экстрагирующем средстве по меньшей мере в три раза выше концентрации указанного по меньшей мере одного из указанных одного или нескольких связанных с сырой нефтью гидрофобных растворенных веществ в указанном потоке сбросной воды непосредственно перед указанным первым обеспечением контакта.
20. Система, содержащая
(a) источник сбросной воды, производящий поток сбросной воды, содержащий одно или несколько гидрофильных растворенных веществ;
(b) источник экстрагирующего средства, содержащий экстрагирующее средство, включающее двунаправленный растворитель;
(c) блок первой экстракции, гидравлически соединенный с указанным источником экстрагирующего средства и выполненный с возможностью обеспечения контакта указанного экстрагирующего средства по меньшей мере с частью указанного потока сбросной воды с образованием бедного водой первого водного раствора и обогащенной водой первой органической фазы;
(d) блок второй экстракции, выполненный с возможностью приема указанной первой органической фазы и обеспечения контакта указанной первой органической фазы с концентрированным водным раствором для получения второй органической фазы и второго водного раствора;
(e) блок отделения, выполненный с возможностью отделения воды и растворенного вещества из указанного второго водного раствора;
(f) насос, выполненный с возможностью распределения по меньшей мере части указанного растворенного вещества в указанный блок второй экстракции воды в качестве повторно используемого водного раствора; и
(g) насос для растворителя, направляющий по меньшей мере часть указанной второй органической фазы в указанный блок первой экстракции воды.
