Аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти

 

Изобретение относится к аппарату для обезвоживания и обессоливания нефти и может применяться в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Цель изобретения состоит в повышении эффективности процесса разделения эмульсий и увеличении производительности аппарата. В аппарате установлены коллекторы для распределения эмульсии, состоящие из раздаточных труб и подсоединенных к ним с двух сторон трубчатых отводов, которые выполнены с продольным вырезом в нижней части и с перфорацией в верхней части, установлены с уклоном от 0,02 до 0,15 в сторону раздаточной трубы и соединены с ней через несоосно расположенные патрубки меньшего диаметра. Устройства распределения такой конструкции не подвержены засорению механическими примесями и отложениями солей, обеспечивают независимо от производительности равномерность распределения сырья по сечению аппарата, что приводит к эффективному использованию промежуточного слоя, к стабилизации его высоты и объема отстойной части аппарата. 2 з.п.ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В О! D 17 00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4222501/23-26 (22) 06.04.87 (46) 15.04.89. Бюл. № 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов (72) И. Н. Еремин, В. П. Выговский, P. И. Мансуров и С. Ш. Гершуни (53) 66.066.6 (088.8) (56). Авторское свидетельство СССР № 613771, кл. В 01 D 17/06, 1980. (54) АППАРАТ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ

И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ (57) Изобретение относится к аппарату для обезвоживания и обессоливания нефти и может применяться в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Цель изобретения состоит в повышении эффективности процесса разделения эмульсий и уве„„SU„„1472086 А1 личении производительности аппарата. В аппарате установлены коллекторы для распределения эмульсии, состоящие из раздаточных труб и подсоединенных к ним с двух сторон трубчатых отводов, которые выполнены с продольным вырезом в нижней части и с перфорацией в верхней части, установлены с уклоном от 0,02 до 0,15 в сторону раздаточной трубы и соединены с ней через несоосно расположенные патрубки меньшего диаметра. Устройства распределения такой конструкции не подвержены засорению механическими примесями и отложениями солей, обеспечивают независимо от производительности равномерность распределения сырья по сечению аппарата, что приводит к эффективному использованию промежуточного слоя, к стабилизации его высоты и объема отстойной части аппарата. 2 з. п. ф-лы, 9 ил.

1472086

Изобретение относится к устройствам для разделения эмульсий и может применяться для подготовки нефти в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленностях, а также для разделения эмульгированных жидкостей в других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса разделения эмульсии и повышение производительности аппа- рата.

На фиг. 1 изображен вертикальный цилиндрический аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение

Б — Б на фиг. 2; на фиг. 4 — вид В на фиг. 2; на фиг. 5 — аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти, горизонтальный вариант; на фиг. 6 — сечение à — Г на фиг. 5; на фиг. 7 и 8 — зависимость распределения эмульсии от угла наклона боковых трубчатых отводов; на фиг. 9 — боковой отвод, где Д вЂ” 3 — сечение патрубка, Š— Е сечение отвода (с вырезом), Ж вЂ” Ж вЂ” сечение отвода со сплошным участком.

Уклон сс может быть выражен величиной угла (в радианах).

Аппарат содержит цилиндрическую емкость 1, раздаточные трубы 2 для ввода эмульсии, которые через патрубки 3 соединены с наклонными боковыми трубчатыми отводами 4, имеющими выше оси отверстия 5, а снизу — продольный вырез 6 и небольшой сплошной участок 7, сборники воды 8 и нефти 9.

Трубчатые отводы 4 установлены с уклоном 0,02 — 0,15 в сторону раздаточной трубы. Патрубки 3 выполнены с диаметром, меньшим диаметра отводов, и размещены несоосно, совмещены с отводами по верхним образующим, а с раздаточной трубой— по нижним образующим. Сплошной участок 7 имеет длину, равную двум диаметрам отвода, и отстоит от патрубка на расстоянии, равном диаметру отвода.

Аппарат работает следующим образом.

Водонефтяная эмульсия поступает в емкость 1 через раздаточные трубы 2, патрубки 3 и отверстия 5 боковых отводов 4.

Боковые отводы 4 располагаются в горизонтальной плоскости ниже уровня раздела фаз нефть — вода с уклоном от 0,02 до 0,15.

Поскольку трубы 4 через продольный вырез 6 свободно сообщаются с водным слоем, то в них также устанавливается граница раздела фаз нефть †во и создаются условия для капельного истечения эмульсии из отверстий 5 отводов труб 4 (за счет разности плотностей разделяемых фаз) и осаждения механических примесей, которые проходят через вырез 6 вниз аппарата и удаляются из него вместе с водой через сборник 9.

Всплывая, капли эмульсии проходят границу раздела фаз и попадают в промежу5

2 точный эмульсионный слой. Он формируется на границе раздела фаз нефть †во за счет капель воды, зависающих в восходящем потоке. В промежуточном слое, выполняющем роль своеобразного динамического гидрофильного коалесцирующего фильт ра, происходит укрепление основной массы капель воды, находящейся в эмульсии.

Процесс коалесценции капель может быть интенсифицирован путем воздействия на эмульсию электрического поля, создаваемого электродами 10 (фиг. 5). Укрупнившись, капли воды осаждаются и переходят в водный слой. Вода из аппарата выводится через сборник 8, а обезвоженная нефть— через сборник 9.

В процессе эксперимента изменялся угол наклона и относительная длина отвода (1 / D — длина/диаметр).

Из фиг. 8 видно, что при расположении отводов с уклоном менее 0,02 (0,01,: поток жидкости распределяется неравномерно.

Основное количество жидкости вытекает из начальных участков отводов. При увеличении уклона (более 0,15 (0,20) видно, что поток смещается к концу трубы и там происходит преимущественное истечение из отверстий. Установленный диапазон изменения уклона (0,02 — 0,15) позволяет наиболее равномерно распределить поток в отводе и в аппарате. При этом скорости движения эмульсии в аппарате выравниваются, сокращаются застойные и прямоточные зоны, повышается качество обезвоживания нефти или производительность аппарата.

Прерывание продольного выреза сплошным участком длиною, равной двум диаметрам отвода, отстоящим от патрубка на расстоянии, равном диаметру отвода, необходимо для предотвращения выхода потока эмульсии за пределы отвода, что приведет к нарушению равномерности распределения потока по длине отвода. Известно, что струя затопленной жидкости при движении в другой жидкости расширяется, причем угол расширения равен 12 по отношению к оси потока. Расположение и длина сплошного участка взаимосвязаны с диаметром патрубка и углом расширения затопленной струи. Патрубок имеет диаметр, меньше диаметра отвода, и совмещен с ним по верхним образующим.

Ширина выреза в нижней части трубчатого отвода должна быть не менее 1/2 его радиуса и она снижает высоту отвода.

В этом случае нетрудно показать, что диаметр патрубка будет не более 0,8 диаметру отвода. Максимально возможная ширина выреза очевидно равна диаметру отвода. Тогда диаметр патрубка будет не более 0,4 диаметра отвода. Уменьшение диаметра патрубка менее 0,4 диаметра отвода нецелесообразно, так как в этом слу1472086 чае скорость движения потока может возрасти настолько, что вследствие неустойчивости струи будет происходить эмульгирование нефти в слое дренажной воды и приведет к уменьшению пропускной способности отвода.

Таким образом, при изменении диаметра патрубка от 0,4 до 0,8 диаметра отвода струя эмульсии расширяется при выходе из него под углом 12 и выходит за пределы отвода на расстоянии от одного до трех диаметров отвода. Сплошной участок, равный двум диаметрам отвода, выполняет роль своеобразного отражателя потока и предотвращает его выход за пределы отвода. Расположение и размер сплошного участка является оптимальным. Увеличение его длины приведет к росту металлоемкости распределителя и может затруднить выход механических примесей и отделившейся воды из отвода. Уменьшение длины приведет к выходу струи за пределы отвода.

Таким образом, технические преимущества предложенного аппарата в сравнении с прототипом заключаются в расширении области использования предложенного аппарата как для тяжелых, так и легких и средних по плотности нефтей, а также в надежной и гибкой работе аппарата, т. е. в обеспечении необходимого качества нефти при изменении исходных условий (производительности аппарата, свойств сырья и т. д.).

Формула изобретения

l. Аппарат для обезвоживания и обессоливания нефти, включающий цилиндрический корпус со штуцерами, внутри которого установлены коллекторы для распределе-, ния эмульсии, состояшие из раздаточных труб и подсоединенных к ним с двух сторон боковых трубчатых отводов, сборников нефти и воды, отличающийся тем, что, с

10 целью повышения эффективности процесса и повышения производительности аппарата, боковые трубчатые отводы выполнены с продольным вырезом и нижней части и с перфорацией в верхней части, установлены с уклоном 0,02 — 0,15 в сторону раздаточной трубы и снабжены патрубками, соединяющими раздаточную трубу с отводами, причем патрубки выполнены с диа метром, меньшим диаметра отводов, и размещены несоосно.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что патрубки совмещены с отводами по верхним образующим, а с раздаточной трубой — по нижним образующим.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что продольный вырез в нижней части отводов выполнен прерывистым со сплошным участком длиной, равной двум диаметрам отвода, отстоящим от пзтрубка на расстоянии, равном диаметру отвода.

1472086

1472086

1472086

Составитель О. Калякина

Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1410/7 Тираж 600 Подписное

ВНИ

НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101