Электрокоалесцирующий аппарат для водонефтяной эмульсии
Изобретение относится к устройствам для обработки водонефтяной эмульсии в электрическом поле. Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет увеличения скорости коалесценции капель . Электрокоалесцирующий аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коаксиально расположенный в нем цилиндрический электрод, снабженный размещенными вдоль него на расстоянии от него стержнями диаметром, меньшим диаметра электрода. Стержни электрода закреплены в поперечных перегородках, диаметр которых уменьшается, а шаг между ними возрастает в направлении к выходному штуцеру. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Itii l (21) 4790922/26 (22) 20,11.89 (46).07.03.92. Бюл. М 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по переработке нефти (72) С.Ш. Гершуни, B.Ñ. Генкин, Ф.М, Хуторянский, Ю.П. Малышков, С.А. Мералиев, Т.И, Бекесов и Э.Ф, Каминский (53) 66.066.5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР N 1388081, кл. В 01 О 17/06, 1987. (54) ЭЛЕКТРОКОАЛЕСЦИРУЮЩИЙ АППАРАТ ДЛЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ (57) Изобретение относится к устройствам для обработки водонефтяной эмульсии в Изобретение относится к устройствам для обработки водонефтяной эмульсии в электрическом поле и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности для интенсификации процессов обессоливания и обезвоживания нефти и различных нефте продуктов, Цель изобретения — повышение эффек тиности процесса за счет увеличения скорости коалесценции капель воды. Эта цель достигается тем, что электрокоалесцирующий аппарат для водонефтяной эмульсии, содержащий заземленный цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коаксиально расположенный в нем цилиндрический электрод, вдоль которого на расстоянии размещены стержни диаметром, меньшим диаметра электрода, снабжен поперечными перегородками, диаметр перегородок уменьшается к выходному штуцеру, а шаг между. Ы, 1717167 А1 электрическом поле. Цель изобретения — повышение эффективности процесса за счет увеличения скорости коалесценции капель, Электрокоалесцирующий аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коаксиально расположенный в нем цилиндрический электрод, снабженный размещенными вдоль него на расстоянии от него стержнями диаметром, меньшим диаметра электрода. Стержни электрода закреплены в поперечных перегородках, диаметр которых уменьшается, а шаг между ними возрастает в направлении к выходному штуцеру. 3 ил. ними увеличивается к выходному штуцеру, при этом стержни закреплены в поперечных перегородках. Скорость процесса коалесценции капель воды в нефтяной эмульсии, находящейся в электрическом поле, зависит от расстояния между этими каплями. При коалесценции капли сливаются друг с другом, количество их уменьшается, расстояние между каплями увеличивается, и поэтому скорость процесса коалесценции капель воды в эмульсии резко снижается по ходу движения потока эмульсии в аппарате, При прохождении эмульсии против каждой из перегородок в устройстве происходит диспергирование наиболее крупных капель. Количество капель увеличивается. Расстояние между ними сокращается и скорость процесса коалесценции после прохождения эмульсией зазора между перегородкой и корпусом возрастает. 8 результате увеличивается эффективность раба гы устройства, 1717167 30 На фиг. 1 изображен предлагаемый электрокоалесцирующий аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг; 3 — график изменения скорости процесса коалесценции капель воды по ходу эмульсии вдоль электрода. Аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным 3 штуцерами. По оси аппарата размещен цилиндрический электрод 4. Вдоль него на расстоянии размещены стержни 5, диаметр которых меньше диаметра электрода. Стержни 5 закреплены в поперечных перегородках 6, которыми снабжен электрод 4. Диаметр перегородок 6 уменьшается, а шаг между ними возрастает в направлении к выходному штуцеру, Электрод 4 через проходной изолятор 7 соединен с высоковольтным трансформатором 8. Нижний торец электрода 4 и закреплен на опорном изоляторе 9, установленном на решетке 10. Аппарат работает следующим образом. Водонефтяную эмульсию подают через штуцер 2. Проходя через зазор между находящимся под напряжением электродом и заземленным корпусом, эмульсия обрабатывается в электрическом поле и выводится из аппарата через штуцер 3. Конструкция обеспечивает оптимальные условия для осуществления процесса коалесценции капель воды в водонефтяной эмульсии, В электрическом поле происходит коалесценция капель воды, содержащихся в эмульсии, со слиянием капель, увеличением их размера и уменьшением количества. Эффективность этого процесса зависит от напряженности электрического поля, количества капель в единице объема эмульсии и их размеров. Напряженность поля зависит не только от напряжения на электроде. но и от радиуса кривизны элементов электрода и расстояния между этими элементами и корпусом. В аппарате напряженность поля сильно изменяется в радиальном направлении: в объеме между электродами 4 и стержнями 5 она очень низкая; в большей части этого объема электрическое поле практически отсутствует (электроды и стержни находятся под одинаковым потенциалом); вблизи поверхности стержней 5 вследствие малого радиуса кривизны этих стержней напряженность поля наиболее высокая; с удалением от поверхности прутков напряженность поля снижается. Электрическое поле наиболее высокой напряженности существует между краями перегородок 6 и корпусом. При движении эмульсии в аппарате в результате коалесценции капель быстро падает скорость процесса коалесценции в результате уменьшения количества капелЬ и возрастания расстояния между ними, Абсолютное значение этой скорости в разных точках по сечению аппарата сильно различается в зависимости от напряженности электрического поля. В тех зонах, где скорость процесса наиболее высокая, часть капель укрупняется до размеров, близких к равновесному, т.е. максимально возможному при данных условиях. При оценке работы аппарата следует иметь в виду, что в аппарат прдают полидисперсную эмульсию, содержащую мелкодисперсную высокоминерализованную пластовую воду с размером частиц от нескольких микрометров до нескольких десятков микрометров, и крупнодисперсную промывочную воду. Крупные капли коалесцируют быстрее мелких. Поэтому . по ходу эмульсии в аппарате еще быстрее, чем средняя скорость коалесценции снижается скорость коалесценции капель пластовой воды с каплями промывочной. В кольцевом зазоре напротив перегородок скорость эмульсии и напряженность электрического поля наиболее высокие. Здесь идет как процесс коалесценции самых мелких капель, которые не коалесцируют в более слабом поле, так и процесс диспергирования наиболее крупных капель, размер которых больше критического, могущего существовать в поле данной напряженности и при данной скорости потока, В результате этого диспергирования 3а перегородкой количество капель воды в эмульсии больше, чем до перегородки, и скорость процесса возрастает (фиг, 3) Уменьшение диаметра перегородок 6 электрода в направлении к выходному штуцеру обеспечивает сохранение все более крупных капель воды в эмульсии и получение на выходе из аппарата достаточно однородной эмульсии с крупными каплями воды, легко отделяемыми в отстойном аппарате. Увеличение шага между перегородками в направлении к выходному штуцеру обеспечивает большую глубину процесса коалесценции при заданнойдлине аппарата, поскольку скорость процесса падает от перегородки к перегородке и для получения требуемой глубины необходимо большее время, В случае постоянного шага между перегородками не успевают скоалесцировать более мелкие капли воды. Таким образом, уст ройство обеспечивает наиболее высокую среднюю скорость процесса и оптимальные условия осуществ1717167 СкО остб коалесцеиции Фиг.3 Составитель О. Калякин Техред М;Моргентал Корректор О, Кравцова Редактор И. Касарда Заказ 830 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-36, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбина "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ления процесса коалесценции капель воды в водонефтяной эмульсии, Формула изобретения Электрокоалесцирующий аппарат для водонефтяной эмульсии, содержащий:за- 5 земленный.цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коаксиально расположенный в нем цилиндрическйй электрод, вдоль которого на расстоянии размещены стержни диаметром, меньшим диаметра электрода, отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности процесса, аппарат, снабжен поперечными перегородками, диаметр перегородок уменьшается к выходному штуцеру, а шаг между ними увеличивается к выходному штуцеру, при этом стержни закреплены. в поперечных перегородках, J
