Способ обезвоживания и обессоливания нефти
СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ в электрическом поле с постепенным понижением напряженности поля, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса электродеэмульсации нефти и повьшения глубины ее обезвоживания и обессоливания, нефтяную эмульсию обрабатывают в режиме, при котором отношение начальной напряженности электрического поля к напряженности в кажцой последующей стадии процесса обратно пропорционально корню квадратному из отношения соответствующих радиусов капель. с.% а 0.75 0,5 0,25 СП х to iNd
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3527375/23-26 (22) 27. 12. 82 (46) 30.05.85. Бюл. !! 20 (72) В.Н.Швецов, А.А.Юнусов, Г.И.Ахмадиев, Ю.Л.Дементьев и И.И.Кабиров (71) Казанский ордена Трудового
Красного Знамени государственный педагогический институт (53) 66.066.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 678743, кл. В 01 D 17/06, 1979.
Патент США Р 4308127, кл. В 01 9 17/06, 1981.
„,SU 1158 12 А
4(s)) B 01 D 17/06; С 10 G 33/02 (54) (57) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ в электрическом поле с постепенным пониаением напряженнос" ти поля, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса электродеэмульсации нефти и повышения глубины ее обезвоживания и обессоливания, нефтяную эмульсию обрабатывают в режиме, при котором отношение начапьной напряженности электрического поля к напряженности в каждой последуюшей стадии процесса обратно пропорционально корню квадратному из отношения соответствуюших радиусов капель.
11582!2 (2) Изобретение относится к способам обезвоживания и обессоливания нефти в электрическом поле и мажет быть использовано в нефтедобывающей и в нефтеперерабатывающей промышленности. 5
Цель изобретения — интенсификация процесса электродеэмульсации нефти и повышение глубины ее обезвоживания и абессоливания.
Результатом коалесценции капель является их укрупнение, При последующей обработке нефтяной эмульсии с уже укрупненными водяными каплями в том же электрическом режиме, т.е. при той же большой напряженности элек— трического поля, может наступить oGратный процесс — процесс электрического диспергиравания капель или же, что более вероятно, процесс контактно-разъединительной зарядки капель 2О (КРЗ) .
Суть процесса КРЗ заключается в там, что при контакте может произойти перераспределение зарядов на проводящих каплях, что повлечет за собой 25 появление сил электростатического отталкив ания, стремящихся разрушить образовавшуюся перемычку, в результате чего коалесценция капель может не произойти. Практически это выражалось в там, что качество деэмульсации нефти, обрабатываемой при постоянной напряженности поля, переставало зависеть от времени обработки, или же при увеличении напряженности поля в процессе обработки качество электродеэмульсации с некоторого значения напряженности также переставало улучшаться. Значение напряженности электрического поля, при которой в процессе электрообработки происходит
КРЗ капель и их диспергирование удовпетворяют условию о
Е„, ), 0,24- (1) о о
D 4
Дисп > Я fr ) о где Ыр- коэффициент поверхностного натяжения; SO
6 — диэлектрическая проницаемость;
r — радиус капли.
Из формул (11 и (2)видно, что значение оптимальной напряженности элек- g5 трического поля, соответствующее эффективной электрообработке нефти, будет удовлетворять условию о
О 24, (3)
Увеличение радиуса капель в про-. цессе обработки приводит к уменьшению значения выражения, стоящего в правой части неравенства (3), в результате чего при сохранении постоянным значения напряженности поля указанное неравенство перестанет соблюдаться, и процесс обработки может перейти в режим КР или диспергирования капель, описываемые вшражениями (1) и (2).
На фиг. 1 приведена схема результатов первого опыта; на фиг. 2 — то же, второго опыта; на фиг ° 3 — результаты двух комплексных экспериментов.
Были проведены исследования с целью определения оптимальных соотношений между напряженностью электрического поля (НЭП), скорости движения эмульсии и времени ее обработки для однократной электрообработки эмульсии и выяснения путей дальнейzего укрупнения капель дисперсной фазы да размеров, определяемых современными требованиями к процессу отстоя в промысловых установках.
Исследования проводились на лабораторной установке, представляющей фтаропла.стовый цилиндр, в котором между горизонтальными сетчатыми элек. тродами помещались перфорированные фторопластавые втулки. Их число, а также диаметр и длину каналов перфорации изменяли, исходя из задач эксперимента, с целью изменения определенных технологических параметров процесса, Объектом исследования являлись эмульсии, приготовленные искусственно путем перемешивания нефти со слабо концентрированными водными растворами солей. Размер диспергированных водяных капель не превышал 10 м.
В первой серии опытов изучали влияние НЭП на эффект повторной электрообработки эмульсии с учетам ее укрупнения. Для этого всю эмульсию подвергали однократной обработке при НЭП, равной 5 кВ/см (С, =1,17), а затем повторно обрабатывали при НЭП большей и меньшей начальной. Из фиг.1 следует, что повторная обработка при той же НЭП, а также и электрообработка при большей НЭП, лишь очень незнательно улучшает степень деэмульса1158212 ции за счет некоторой дообработки мелких капель, нескоалесцировавших в первый раз. Повторная же обработка при НЭП меньше начального дает положительные результаты. Так, при НЭП э равной 3 кВ/см качество деэмульсации улучшилось почти в два раза.
Результаты второго опыта подтверждают эффективность предложенного способа злектроразрушения водонефтяных 10 эмульсий, Исследования проводились на 57.-ной водонефтяной эмульсии (С„ „,„ =3,57 1 в неоднородном ЭП коаксиальных электродов. В первом случае эмульсию обрабатывали в режиме 15 со снижающимся значением НЭП, т ° е. она двигалась иэ области высокой в область низкой НЭП, во втором случаев обратном направлении. Как видно иЭ представленного графика, наблюда- 20 ется значительное улучшение качества деэмульсации нефти при использовании
@предложенного режима.
При сравнении результатов двукратной и однократной электрообработки 25 эмульсии при одинаковых значениях
НЭП можно сделать вывод, что предварительное укрупнение капель привело к тому, что малые значения НЭП(2,55 кВ/см) при повторной обработке ока-З
ЗО вали эффективное воздействие на эмуль сию. Дообработка же при больших значениях НЭП (7-9 кВ/см) привела к диспергированию, так как результаты двукратной деэмульсации при этом хуже, чем однократной.
Учитывая полученные результаты, а также условие оптимальной электрообработки нефти (3 ), связывающее напряженность электрического поля с радиусом капелек дисперсной фазы, не" целесообразно проводить процесс электрораэрушения нефтяных эмульсий в режиме, в котором отношение начальной напряженности электрического поля к напряженности поля в каждой последующей стадии процесса обратно про порционально корню квадратному иэ от. ношения начального радиуса капель к радиусу капель в каждой последующей стадии обработки.
На основании полученных результатов и для их проверки были поставлены два комплексных эксперимента по исследованию качества деэмульсации нефти при одно-, двух" и трехкратном воздействии на нее электрическим полем. Исследования проводили при следующих технологических параметрах:
Т = 20 С ю Сисх = 6 ° 7 о
Тотс =40 С1 Тотс
Как видно иэ приведенных результатов первого эксперимента (кривая 1) двух- и трехкратная электрообработки эмульсии без изменения технологических параметров процесса не приносят большего успеха в улучшении качества деэмульсации нефти. Средний эффект двух- и трехкратной электрообработок составляет к = I 36.
Во втором эксперименте в каждой последующей электрообработке изменялись технологические параметры процесса: соответственно уменьшалась
H3II, скорость течения эмульсии (с
V„ =15,7 до Ч = 3,9 см/с) и увелиiчивалось время ее обработки (с t
=0 06 до t 0 26 с) в полях понижен ной напряженности. Результаты эксперимента (кривая 2) полностью подтверждают целесообразность принятого решения. Качество обезвоживания эмульсии при двухкратной электрообработке возросло в среднем в 1,85 раза, а при трехкратной в 3,4 раза.
I 1582 I 2
1 саХ
0,4
Сост авит ель Л. Ледке в а
Редактор B. Ковтун Техред Т.Маточка Корректор Е. Сирохман
Закав 3430/8 Тираж 659 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035) Москва, Ж"35) Раушская на .) д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная) 4
