Аппарат для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом поле

 

Изобретение относится к аппаратам для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом поле и позволяет повысить эффективность процесса коалесценции и надежность работы аппарата. Аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коаксиально расположенный в нем высокопотенциальный электрод в виде пруткового пучка, выполненного многоярусным , причем ярусы соединены поперечными перегородками, диаметр которых уменьшается в направлении к выходному штуцеру. Диаметр прутков электрода в каждом ярусе возрастает, а количество пучков уменьшается в направлении к выходному штуцеру. Поперечные перегородки электрода выполнены ступенчатой формы. Ближайший к выходному штуцеру ярус электрода предпочтительно вьтолнен в виде заглушенного отрезка трубы. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 SU (1I>

А1 (5D 4 B 01 9 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3904384/23-26 (22) 27.05.85 (46) 23.01.87. Бюл . Ф 3 (71) Ново-Уфимский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции нефтеперерабатывающий завод (72) С.Ш.Гершуни, А.Ф.Махов, P.М.Усманов, Т.Ш.Идрисова и В.Д.Сахаров (53) 66.066.5 (088.8) (56) Патент США У 3597346, кл. 204-302, 1971. (54) АППАРАТ ДЛЯ КОАЛЕСЦЕНЦИИ ВОДО-

НЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ

ПОЛЕ (57) Изобретение относится к аппаратам для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом поле и позволяет повысить эффективность процесса коалесценции и надежность работы аппарата. Аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коаксиально расположенный в нем высокопотенциальный электрод в виде пруткового пучка, выполненного многоярусным, причем ярусы соединены поперечными перегородками, диаметр которых уменьшается в направлении к выходному штуцеру. Диаметр прутков электрода в каждом ярусе возрастает, а количество пучков уменьшается в направлении к выходному штуцеру. Поперечные перегородки электрода выполнены ступенчатой формы. Ближайший к выходному штуцеру ярус электрода предпочтительно выполнен в виде заглушенного отрезка трубы.

4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1284S80

Изобретение относится к устройствам для обработки водонефтяной эмульсии в электрическом поле и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса коалесценции и надежности работы аппарата.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый аппарат для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом поле, продольный разрез, на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.1, на фиг.4 — сечение В-В на фиг.1, на фиг.5 — узел I на. фиг.1 на фиг.6узел II на фиг. I (вариант выполнения).

Аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным 3 штуцерами. По оси аппарата размещен высокопотенциальный электрод 4, выполненный из .размещенных в несколько ярусов пучков прутков, соединенных поперечными перегородками 5. Электрод с помощью токоведущего тросика 6 соединен через проходной изолятор 7 с высоковольтным трансформатором 8. Электрод установлен на опорные изоляторы 9, отцентрирован ребрами 10 из диэлектрика.

Ближайший к выходному штуцеру 3 ярус электрода выполнен в виде отрезка трубы 11 с заглушкой 12.

Наиболее целесообразно такое выполнение электрода, когда ярусы последнего выполнены из прутков, диаметр которых возрастает в направлении к выходному штуцеру, причем ярусы электрода выполнены с количеством прутков, уменьшающимся в направлении к выходному штуцеру. Поперечйые перегородки выполнены ступенчатой формы. Ближайший к выходному штуцеру ярус электрода выполнен в виде заглушенного отрезка трубы.

Аппарат работает следующим образом.

Исходную эмульсию подают в аппарат через штуцер 2. В объеме между электродом 4 и корпусом 1 под действием электрического поля происходит коалесценция капель воды. Обработан% ную эмульсию выводят из аппарата через штуцер 3 и направляют в отстойник для отделения воды (не показан), Предлагаемая .конструкция электрода обеспечивает создание в аппарате электрического поля, напряженность которого наиболее высока на начальном участке обработки эмульсии, а затем ступенчато снижается за счет уменьшения диаметра ярусов электрода и увеличения расстояния между электродом и корпусом (средняя напряженность поля определяется как частное от деления напряжения на электроде на расстояние между электродом и корпусом)

На начальном участке обработки эмульсии в электрическом поле с наибольшей напряженностью поля коалесцируют наиболее мелкие капли, на следующем участке — укрупнившиеся в результате коалесценции на начальном участке и существующие в эмульсии более крупные капли и т.д. Таким образом, по ходу потока размер капель воды в эмульсии при данной конструкции возрастает и укрупнившиеся капли воды затем можно легко отделить от нефти в отстойнике.

Еще более эффективным становится процесс коалесценции капель воды благодаря возрастанию диаметра прутков электрода и уменьшению их коли=. чества в каждом ярусе в направлении к выходному штуцеру.

5

f0

Напряженность электрического по-. ля у поверхности прутков электрода зависит от отношения радиусов кривизны прутка и корпуса и возрастает с уменьшением диаметра прутка, Под действием градиентных сил электрического поля, а также существующих в потоке турбулентных пульсаций капли воды попадают в область сильного поля вблизи поверхности прутков. На начальном участке (вблизи входного штуцера), где в эмульсии содержится много мелких нескоалесцировавших капель, процесс коалесценции вблизи прутков интенсифицируется. Однако при попадании в область сильного поля крупной капли она под действием электрических сил дробится. Следовательно, увеличение диаметра прутков электрода по ходу потока исключает возможность существования черезмерно сильного электрического поля в областях, куда попадают укрупнившиеся капли, В еще боль,шей мере способствует этому выполнение верхней части электрода в виде

12 отрезка трубы. Вследствие большого радиуса кривизны этой трубы электрическое поле на заключительном этапе обработки эмульсии является практически однородным, что обеспечивает эффективное завершение процесса укрупнения капель.

Поперечные перегородки в предлагаемом аппарате выполняют две функ- ции: элементов жесткости для закрепления прутков электрода (это обеспечивается ступенчатой формой их выполнения) и гидродинамических перегородок, исключающих прохождение эмульсии внутри объема электрода без электрообработки.

Изобретение обеспечивает также повышение надежности работы аппарата вследствие уменьшения вероятности пробоя из-за равномерного распределения воды по сечению аппарата и снижения напряженности поля в зоне существования укрупнившихся капель, где наиболее вероятно образование токопроводящих цепочек из капель воды.

Формула и з обретения

1. Аппарат для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом

84580 поле, включающий заземленный цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коаксиально расположенный в нем высокопотенциальный электрод в виде пруткового пучка, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса коалесценции и надежности работы аппарата, электрод выполнен

10 многоярусным и снабжен размещенными между ярусами поперечными перегородками, диаметр которых уменьшается в направлении к выходному штуцеру.

15 2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что диаметр прутков возрастает от яруса к ярусу в направлении к выходному штуцеру.

3. Аппарат по п.1, о т л и ч а20 ю шийся тем, что количество прутков в ярусах уменьшается в направлении к выходному штуцеру.

4. Аппарат по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что поперечные перегородки выполнены ступенчатой формы.

5. Аппарат по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что он снабжен заглушенным отрезком трубы, прикреп30 .ленным к поперечной перегородке у выходного штуцера.

1284580

8-В

Составитель О.Калякина

Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко

Редактор О.Бугир

Заказ 7596/6

Тирам 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

"Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óçroðîä, ул.Проектная,4