Аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти

 

Изобретение относится к аппаратам для разделения водонефтяной эмульсии и мохчет быть использовано на установках подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатываюы их заводах. Целью изобретения является повышение эффективности обезвоживания и обессоливания нефти за счет разрушения струи э.мульсии на однородные мелкие капли, способствующие увеличению времени контактирования капель эмульсии с водой. Аппарат содержит корпус , коллектор, трубы 6 с отверстиями 9 и отбойные пластины 7, прикрепленные к трубам 6 ребром 8. Отверстия 9 в трубах 6 выполнены на их нижней полуокружности по обе стороны. Отбойные пластины расположены под нижней образуюш.ей труб 6 гор.изонтально. Расстояние между осями отверстий и вертикалью 20-50°. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН (ц 4 В 01 D !7/06

"О М ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

И A ВТОРСНОМ .I СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ! ЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4145056/23-26 (22) 11.11.86 (46) 23.04.88. Бюл. № 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения и Московский институт химического машиностроения (72) И. H. Тупицын, С. Ш. Гершуни, А. Л. Сурис, Г. Б. Голубовский, A. В. Грибанов и P. И. Мансуров (53) 66.066.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 613771, кл. В 01 D 17/06, 1978. (54) АППАРАТ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ

И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ (57) Изобретение относится к аппаратам для разделения водонефтяной эмульсии и

„„SU„„1389806 может быть использовано на установках подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах. Целью изобретения является повышение эффективности обезвоживания и обессоливания нефти за счет разрушения струи эмульсии на однородные мелкие капли, способствующие увеличению времени контактирования капель эмульсии с водой. Аппарат содержит корпус, коллектор, трубы 6 с отверстиями 9 и отбойные пластины 7, прикрепленные к трубам б ребром 8. Отверстия 9 в трубах 6 выполнены на их нижней полуокружности по one стороны. Отбойные пластины распо1ожены под нижней образующей труб 6 горизонтально. Расстояние между осями отверстий и вертикалью 20 — 50 . 2 ил.

1389806 где В—

H—

R— а

Л=/0,75 — 2,4/dp см;

Изобретение относится к аппаратам для разделения водонефтяной эмульсии и может применяться на установках подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах.

Цель изобретения — повышение эффективности работы аппарата.

На фиг. 1 показан предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1.

Аппарат содержит корпус 1, электроды 2, штуцер 3 для вывода нефти, штуцер 4 для вывода дренажной воды, коллектор 5 для ввода эмульсии с распределительными трубами 6 и плоские отбойные пластины 7, прикрепленные горизонтально к распределительным трубам 6 ребром 8. На трубах коллектора выполнены отверстия 9. Угол между осями отверстий и вертикалью составляет 20 — 50 . Ширина пластин определяется из условия

В=2(H+К)1ци+й +2A, ширина отбойной пластины, см; расстояние от нижней образующей трубы до отбойной пластины, см; радиус трубы коллектора, см; угол осей отверстий с вертикалью, градусы; экспериментально установленная конструктивная прибавка, определяемая из условия

du — диаметр отверстия, см;

d> — диаметр пятна контакта струи с отбойной пластиной, см.

Диаметр d» определяется с учетом расширения струи по следующей формуле:

d>=do (1+3,4. 0,08/(H+R) cosa,— R)) /cosa.

Аппарат работает следующим образом.

Водонефтяная эмульсия поступает в аппарат по коллектору 5 и вытекает из отверстий 9, расположенных на трубах 6, в слой воды, уровень которой поддерживается выше горизонтальной оси коллектора 5.

Струи эмульсии ударяются об отбойные пластины 7, теряют устойчивость и разрушаются на мелкие однородные капли, всплывающие к границе раздела фаз. Здесь образуется промежуточный слой, в котором капли воды, содержащиеся в нефти, сливаются с образованием более крупных капель, которые осаждаются вниз, а капли нефти всплывают вверх. Обезвоженная и обессоленная нефть выводится из аппарата через штуцер 3, а вода, содержащая соли, дренируется из аппарата через штуцер 4.

Наиболее мелкие капли воды укрупняются в электрическом поле, создаваемом в аппарате электродами 2.

Предложенный аппарат обеспечивает повышение эффективности процесса обезвоживания и обессоливания нефти за счет эффективности разрушения струи на однородные мелкие капли и более равномерного распределения нефти по поперечному сечению аппарата. Эффективное разрушение струи на капли достигается путем размещения отверстий на нижних полуокружностях труб под острым углом к вертикали и выполнения отбойной пластины такой ширины, что расстояние от края набегающей на нее под острым углом струи нефти до края этой пластины обеспечивает дробление струи и ее отражение от пластины без образования на поверхности пластины слоя нефти, поглощающего мелкие капли. Экспериментальные исследования выявили, что это достигается только в узком диапазоне изменения углов осей отверстий и ширины пластины. Более равномерное по сравнению с прототипом распределение нефти по поперечному сечению аппарата достигается тем, что набегающие под острым углом на пластину струи за счет отражения от пластины распадаются на капли, всплывающие в слое воды широким фронтом, к тому же отверстия в трубах расположены по о6е стороны оси коллектора, что еще больше повышает равномерность.

Выполнение отверстий на нижних полуокружностях и использование плоских отбойных пластин обеспечивает значительно лучший распад струй по сравнению с прототипом (а=О ). Например, выполнение отверстий под углом в 35 к вертикали обеспечивает уменьшение в сравнении с прототипом диаметра капель, образующихся при распаде струй, в 3,5 — 5 раз в зависимости от скорости истечения.

Оптимальные размеры конструктивных элементов в аппарате для обезвоживания и обессоливания нефти устанавливают лабораторными исследованиями по устойчивости и разрушению струи жидкости при взаимодействии с отбойными пластинами от различных параметров. Установлено, что при постоянных скорости истечения струи жидкости, расстоянии (Н) от нижней образующей трубы коллектора до пластины, радиусе (R) трубы коллектора, диаметре отверстия (do) и ширине (В) отбойной пластины наиболее оптимальным углом наклона истечения струи является угол в 20 — 50 . Опыт эксплуатации аппаратов по обезвоживанию нефти показал, что диаметр отверстия в трубах коллектора выбирают 1 — 3 см, диаметры труб коллектора используют от 10 до 20 см, при этом наиболее приемлемая скорость истечения — 1 — 2 м/с. Большое влияние на процесс разрушения струи оказывает ширина отбойной пластины (В), а именно расстояние от границы пятна контакта струи и отбойной пластиной до ее края (о).

1389806

8=2(H+ R)fда+2Л+4, где В—

Н—

Л—

Л= (0,75 — 2,4) do, do—

dp—

Фиг. 1

Составитель О. Калякина

Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 1599/6 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Установлено, что наиболее предпочтительная величина Л/do=0,75 — 2,4.

Пример расчета ширины отбойной пластины.

В аппарате для обезвоживания и обессоливания нефти, включающем корпус аппарата диаметром 340 мм, трубчатый коллектор, рудиус труб которого R=5,4 см, и отбойные пластины, размещенные под коллектором на расстоянии H=6 см. В трубах.коллектора выполнены отверстия диаметром до=2 см под углом 30 . Ширина отбойной пластины определяется по зависимости

В=2 (Н+R) фа+4+2Л, где dy=3 84 см; Л=1 5 см; В=20 см.

Величина Л/do взята минимальной (фиг. 4), Л/do 0,75.

Предлагаемый аппарат по сравнению с известным имеет следующие преимущества: улучшается распад струи эмульсии на капли; улучшается распределение водонефтяной эмульсии по поперечному сечению из-за увеличения ширины фронта всплывания, так как распад струи происходит не под трубой коллектора, а в области, лежащей справа и слева от трубы коллектора; упрощается изготовление аппарата; снижается металлоемкость.

Формула изобретения

Аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти, содержащий корпус, трубчатый

4 коллектор с отверстиями для ввода нефти и отбойные пластины, размещенные под коллектором, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы аппарата, отверстия в трубах коллектора выполнены на их нижних полуокружностях, причем угол между осями отверстий и вертикалью составляет 20 — 50, а отбойные пластины выполнены плоскими и расположены горизонтально под нижней образующей коллектора, а ширина их составляет ширина отбойной пластины, см; расстояние от нижней образующей трубы до пластины, см; наружный радиус трубы коллектора, см; угол между осями отверстий и вертикалью, град.; экспериментально установленная прибавка, определяемая из условия диаметр отверстия, см; диаметра пятна контакта струи с отбойной пластиной, см, определяемой по формуле

d =do f 1+3,4x0,08/ (H+R)cosa — R) L/cosn.