Электродегидратор


 


Владельцы патента RU 2523313:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к электродегидраторам и предназначено для обезвоживания и обессоливания нефти. Электродегидратор содержит электроды и снабжен распределительными устройствами, представляющими собой открытые снизу и перфорированные сверху распределительные короба, которые в рабочем состоянии имеют куполообразную форму и выполнены из гибкого диэлектрического материала, прикрепленного к раме. Техническим результатом является повышение производительности электродегидратора, расширение диапазона рабочих нагрузок, повышение эффективности обессоливания и обезвоживания, а также снижение стоимости распределительного устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для обезвоживания и обессоливания нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известны электродегидраторы, содержащие корпус, электроды, штуцера для вывода продуктов и ввода сырья, а также присоединенные к вводу сырья распределительные устройства, представляющие собой трубчатые коллекторы различных конструкций [Логинов В.И. Обезвоживание и обессоливание нефтей. - М.: Химия, 1979 г. - 216 с.].

В процессе обессоливания и обезвоживания нефти в подогретую нефть добавляют пресную воду и полученную эмульсию подают в нижнюю часть электродегидратора через распределительное устройство. За счет разности плотностей нефти и воды в электродегидраторе происходит отстаивание и разделение эмульсии. В нижней части образуется слой воды, в верхней части слой нефти, а между ними образуется промежуточный эмульсионный слой с относительно высоким содержанием воды. В верхней части в слое нефти расположены два электрода, на которые подается высокое переменное напряжение. Под действием переменного напряжения происходит сближение и слияние мелких капель воды в более крупные, что способствует их отстаиванию. Корпус электродегидратора заземлен или присоединен к нулевой фазе, поэтому переменное электрическое поле возникает не только между электродами, но и между электродами и корпусом, а также между электродами и слоем воды. Толщина промежуточного эмульсионного слоя влияет на производительность электродегидратора. При увеличении его толщины может происходить электрический пробой. С другой стороны, силы притяжения между каплями воды зависят от расстояния между ними, поэтому процесс слияние капель в пределах промежуточного эмульсионного слоя протекает достаточно интенсивно. На эффективность работы электродегидратора влияет качество распределения поступающей жидкости. При неравномерном распределении в нефтяном слое возникают вертикальные потоки, которые существенно влияют на эффективность отстаивания. Распределительные устройства в виде трубчатых коллекторов имеют ряд недостатков. Сложная и разветвленная система труб создает сложности при монтаже и последующем обслуживании. При истечении жидкости через отверстия в трубах, по длине труб коллектора происходит падение давления и возникает неравномерное истечение жидкости. Для более равномерного истечения создают больший перепад давления за счет уменьшения числа отверстий и их диаметра. Уменьшение числа отверстий снижает качество распределения жидкости, а уменьшение диаметра приводит к увеличению скорости истечения жидкости и повышает вероятность их засорения. Увеличение скорости жидкости турбулизует потоки в электродегидраторе и отрицательно влияет на процесс отстаивания. При высокой скорости истечения жидкости происходит дробление капель нефти, мелкие капли медленнее поднимаются и коагулируют, что увеличивает толщину промежуточного эмульсионного слоя типа «нефть в воде».

Известны электродегидраторы содержащие корпус, электроды, штуцера для вывода продуктов и ввода сырья, а также распределительные устройства, представляющие собой открытые снизу и перфорированные сверху распределительные короба, присоединенные к трубам подачи сырья и соединенные между собой распределительными трубами [Логинов В.И. Обезвоживание и обессоливание нефтей. - М.: Химия, 1979 г. - 216 с.].

Основным достоинством таких распределительных устройств является то, что перепад давления на отверстиях невелик и зависит от высоты слоя нефти в коробе, которая по длине короба является практически постоянной. Поэтому обеспечивается практически одинаковая и сравнительно низкая скорость истечения жидкости через отверстия. Конструкция имеет недостатки. Размеры коробов определяются требованиями монтажа через люк-лазы, поэтому требуется установить достаточно большое количество коробов и соединить их распределительными трубами. Короба должны быть достаточно прочными, что предполагает сравнительно высокую материалоемкость. Для обеспечения равномерности распределения жидкости по коробам распределительных труб должно быть достаточно много, они должны иметь достаточно большой диаметр и должна быть достаточно большой высота слоя нефти ниже распределительных труб. Распределительное устройство имеет низкий диапазон рабочих нагрузок. Диапазон рабочих нагрузок определяется соотношением между минимальной и максимальной высотой слоя нефти в коробе. При увеличении расхода и повышении плотности нефти увеличивается высота слоя нефти в коробах, и максимальная производительность ограничивается высотой короба. При снижении расхода и плотности нефти высота слоя нефти уменьшается, и минимальная производительность определяется работоспособностью распределительных труб. Отметим, что расход жидкости, протекающей через отверстия, пропорционален квадрату перепада давления, то есть, например, при увеличении расхода в два раза высота слоя нефти в коробах увеличивается в четыре раза. Таким образом, для обеспечения широкого диапазона рабочих нагрузок, короба должны иметь сравнительно большую высоту. Но высота коробов ограничивается размерами люк лазов, кроме того, увеличение высоты коробов уменьшает расстояние между границей раздела фаз и электродами, что может приводить к электрическому пробою. Отметим, что в нижней части коробов имеется граница раздела фаз между нефтью и водой и в коробах происходит частичное отстаивание воды. Сравнительно крупные капли воды отделяются, что приводит к уменьшению содержания воды в нефти, уменьшению высоты промежуточного эмульсионного слоя и увеличению максимальной производительности. Но площадь отстаивания в коробах невелика и этот эффект в литературе даже не упоминается.

Задачей изобретения является повышение производительности электродегидратора, расширение диапазона рабочих нагрузок, повышение эффективности обессоливания и обезвоживания, а также снижение стоимости распределительного устройства.

Технический результат достигается тем, что в известном электродегидраторе, содержащем корпус, электроды, штуцера для вывода продуктов и ввода сырья, распределительные устройства, представляющие собой открытые снизу и перфорированные сверху распределительные короба, присоединенные к трубам подачи сырья, согласно изобретению, короба в рабочем состоянии имеют куполообразную форму и выполнены из гибкого диэлектрического материала, прикрепленного к раме.

В электродегидраторе нефть, содержащая воду, через штуцера ввода сырья и подающие трубы поступает под распределительные короба, выполненные из перфорированного гибкого диэлектрического материала, прикрепленного к раме. За счет разности плотностей нефти и воды, заполняющей нижнюю часть электродегидратора, нефть приподнимает гибкий материал и придает коробу куполообразную форму. Нефть протекает через отверстия в материале, поднимается в воде, достигает границы раздела фаз и попадает в промежуточный эмульсионный слой. Под действием переменного электрического поля в слое нефти и промежуточном эмульсионном слое происходит слияние капель воды и их отстаивание. Обезвоженная и обессоленная нефть и отделившаяся вода выводятся через штуцера вывода продуктов. Размеры распределительных коробов не связаны с размером люк-лазов, так как они выполнены из гибкого материала, а рама может быть выполнена разборной. То есть короба могут занимать большую часть горизонтального сечения аппарата. Короба не имеют распределительных труб и сохраняют работоспособность при малых расходах нефти. При увеличении расхода нефть занимает большую часть купола и увеличивается количество отверстий, через которые протекает нефть. Поэтому, при увеличении расхода, высота слоя нефти возрастает сравнительно медленно и обеспечивается широкий диапазон рабочих нагрузок при небольшой высоте коробов. Кроме того, с увеличением расхода равномерность распределения повышается. При высоком расходе или высокой плотности нефти увеличивается площадь отстаивания под куполом коробов, что позволяет отделить сравнительно крупные капли воды и уменьшить толщину промежуточного эмульсионного слоя. Возможен также режим, при котором верхняя часть купола находится в промежуточном эмульсионном слое. Материл диэлектрический и в этом случае электрическое поле проникает под купол, и интенсивный процесс слияния капель происходит уже под куполом. То, что материл диэлектрический, исключает вероятность электрического пробоя между электродом и куполом короба. Таким образом, повышение производительности обеспечивается за счет уменьшения высоты распределительного устройства, что позволяет работать при большей высоте промежуточного эмульсионного слоя, а также за счет создания дополнительной площади отстаивания, что позволяет отделить часть воды до ее попадания в промежуточный эмульсионный слой. Малая высота слоя нефти под куполом позволяет увеличить диаметр и число отверстий, что обеспечивает снижение скорости истечения нефти и повышает равномерность ее распределения. Равномерное распределение нефти по сечению аппарата положительно влияет на эффективность обезвоживания и обессоливания. Толщина гибкого материала мала, что обеспечивает снижение материалоемкости и стоимости распределительного устройства. Уменьшение количества коробов и отсутствие распределительных труб также снижают стоимость устройства и затраты на его монтаж.

На фигуре изображен электродегидратор.

Электродегидратор имеет корпус 1, электроды 2, штуцера ввода и трубы 3 подачи сырья, штуцер 4 вывода нефти, штуцер 5 вывода воды, распределительные короба 6 куполообразной формы из перфорированного, гибкого, диэлектрического материала, например, из стеклоткани, прикрепленные к раме 7. Нефть, содержащая воду, через штуцера ввода сырья и трубы 3 подачи сырья поступает под распределительные короба 6, выполненные из перфорированного гибкого диэлектрического материала, прикрепленного к раме 7. За счет разности плотностей нефти и воды, нефть приподнимает гибкий материал и придает коробам 6 куполообразную форму. Нефть протекает через отверстия в материале, поднимается в воде, достигает границы раздела фаз и попадает в промежуточный эмульсионный слой. Под действием переменного электрического поля, создаваемого с помощью электродов 2, в слое нефти и промежуточном эмульсионном слое происходит слияние капель воды и их отстаивание. Обезвоженная и обессоленная нефть выводится через штуцер 4 вывода нефти, отделившаяся вода выводится через штуцер 5. Процесс отстаивания происходит также внутри коробов 6, где отстаиваются только капли воды сравнительно крупного размера.

Электродегидратор, содержащий корпус, электроды, штуцера для ввода сырья и вывода продуктов, трубы подачи сырья, распределительные устройства, представляющие собой открытые снизу и перфорированные сверху распределительные короба, отличающийся тем, что короба в рабочем состоянии имеют куполообразную форму и выполнены из гибкого диэлектрического материала, прикрепленного к раме.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки материалов посредством электромагнитной энергии. Описаны способ и устройство, содержащее множество электромагнитных резонансных структур, связанных с общим объемом для проведения процесса или реакции таким образом, что поддерживается резонанс каждой структуры, наряду с тем, что объем для проведения процесса или реакции является частью каждой резонансной структуры.

Настоящее изобретение относится к устройству для регенерации отработанного трансформаторного масла, характеризующемуся тем, что оно включает волновод, на торцах которого размещены упорные кольца и полый конус с отверстием в вершине с возможностью перемещения его между упорными кольцами стержнем, соединенным с основанием полого конуса через скользящее кольцо.

Изобретение относится к процессам подготовки нефти и может быть использовано для обезвоживания нефти в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к устройству для разделения водонефтяных эмульсий в электрическом поле и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области подготовки товарной нефти и может быть использовано на производствах нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности для создания аппаратов сверхвысокочастотной (СВЧ) обработки водонефтяных смесей.

Изобретение относится к разделению двух- или трехфазных потоков жидкостей и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к разделению жидкостей, а именно к разделению водных гелевых смесей, и может быть использовано в химической и пищевой промышленности. .

Изобретение относится к области подготовки воды для последующего применения ее для технических и питьевых нужд, а также для удаления полученных в ходе ее использования загрязнителей в процессе последующего сброса в открытые водоемы.
Изобретение относится к способу очистки воды и водно-маслянных эмульсий от примесей нефте- и маслопродуктов перед сбросом технологических водных сред в окружающую среду или их подачей на оборотное водоснабжение и может использоваться в нефтеперерабатывающей, химической и пищевой промышленности, на специализированных водоочистных комплексах.

Изобретение относится к устройствам для разделения продукции скважин на компоненты (газ, вода, нефть) и может использоваться в нефтегазовой промышленности. .

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение относится к электрообессоливающей установке, состоящей из дегазатора, рекуперационных теплообменников нагрева дегазированной нефти продуктами переработки нефти, сепаратора, электродегидраторов, оснащенных струйными насосами подачи циркулирующей дренажной воды и струйными насосами подачи балансовой дренажной воды. Установка включает три электродегидратора, сырую нефть дегазируют с получением дегазированной нефти, которую разделяют на две части, первую часть нагревают. Вторую часть с помощью струйного насоса смешивают с балансовой дренажной водой из первого электродегидратора и нагревают. Нагретые части дегазированной нефти смешивают и направляют в сепаратор, где отделяют соленую воду, а полученную частично обессоленную нефть с помощью струйных насосов смешивают с циркулирующей дренажной водой из первого электродегидратора и с балансовой дренажной водой из второго электродегидратора и направляют в первый электродегидратор, из которого выводят дренажную воду, разделяемую далее на циркулирующую и балансовую дренажную воду, а также выводят частично обессоленную нефть, которую направляют во второй электродегидратор после смешения с помощью струйных насосов с циркулирующей дренажной водой из второго электродегидратора и с балансовой дренажной водой из третьего электродегидратора. Из второго и третьего электродегидратора выводят дренажную воду, разделяемую далее на циркулирующую и балансовую дренажную воду. Из второго электодегидратора выводят частично обессоленную нефть, которую направляют в третий электродегидратор после смешения с помощью струйного насоса со смесью пресной воды и циркулирующей дренажной воды из третьего электродегидратора. Технический результат - снижение металлоемкости оборудования, сокращение потребления электроэнергии, уменьшение расхода пресной воды, удаление из нефти растворенного кислорода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способам подготовки нефти к переработке в условиях НПЗ и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа, включающего дегазацию сырой нефти, разделение ее на две части, нагрев первой части до температуры, близкой к температуре электрообессоливания и обезвоживания, за счет охлаждения легких продуктов (бензинов, керосинов) до температуры транспортировки. Вторую часть дегазированной нефти смешивают с дренажной водой первой ступени, нагревают остальными продуктами переработки нефти до температуры, обеспечивающей равенство температуры нагретой дегазированной нефти температуре электрообессоливания и обезвоживания после смешения первой и второй ее частей. Нагретую дегазированную нефть подвергают сепарации с получением обезвоженной нефти, которую затем подвергают многоступенчатому электрообессоливанию и обезвоживанию с получением подготовленной нефти и дренажной воды первой ступени. Технический результат - сокращение потребления электроэнергии и снижение металлоемкости оборудования, уменьшение расхода пресной воды и количества водных стоков, снижение скорости коррозии оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к смесителям-электрокоалесценторам и может использоваться для получения водонефтяных эмульсий на установках электрообессоливания нефти. Смеситель-электрокоалесцентор представляет собой вертикальный заземленный корпус, выполненный в виде трубы Вентури, соосно которому размещен электрод. В нижней части по оси корпуса размещена форсунка для подачи воды. Переменное электрическое поле внутри корпуса создается между центральным стержневым электродом и стенками смесительной камеры трубы Вентури. Противоэлектродом форсунки является конфузорная часть трубы Вентури. Напряжение к электроду и форсунке подведено через токоведущие тросики и проходной изолятор от повышающего трансформатора. Технический результат состоит в повышении эффективности коалесценции. 1 ил.

Группа изобретений относится к нефтедобыче и нефтепереработке. Изобретение касается способа обезвоживания углеводородного сырья, включающего высокочастотную магнитную обработку углеводородного сырья сигналом в формируемом им импульсном магнитном поле. Импульсное магнитное поле формируют вдоль вектора поступательного движения потока. Управление процессом обработки углеводородного сырья осуществляют путем изменения частоты и амплитуды импульсов в зависимости от степени обводненности углеводородного сырья. Изобретение также касается устройства для обезвоживания углеводородного сырья, содержащего индуктор, генератор импульсов и анализатор с чувствительным элементом для определения обводненности углеводородного сырья. Технический результат - повышение качества добываемого углеводородного сырья и эффективности его обезвоживания при минимальных энергетических, временных и аппаратных затратах. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к способу электрохимического разделения несмешивающихся жидкостей и дисперсных систем, включающему: a) электрокоагуляцию-переполяризацию с использованием Al-анода и Cu-катода с размещением катода в зоне с минимальным жидкостным протоком и прохождением основного жидкостного протока через анод, с последующей электродеполяризацией с использованием C-анода и Cu-катода с размещением катода в зоне с минимальным жидкостным протоком и прохождением основного жидкостного протока через анод, с размещением каждой электродной пары в отдельных корпусах с межкорпусным соединительным устройством, выполненных из электроизоляционных материалов, с последующим гидродинамическим или гидростатическим разделением на фракции, причем допускается замена материала электродных пар и их конструкции, с изменением соотношения площадей анод/катод; b) управление электрокоагуляцией-переполяризацией осуществляется посредством задаваемой на электродной паре разности потенциалов подаваемой на электродную пару от источника постоянного тока или источника тока, работающего в импульсном режиме, при которой основная часть мощности расходуется не на инициирование электролизных процессов сопровождающихся анодным растворением, а на переполяризацию поверхностных зарядов; c) управление электродеполяризацией осуществляется с начальным повышением разности потенциала на электродной паре с помощью источника постоянного тока или источника тока, работающего в импульсном режиме, до значений, характеризующихся началом электролизных процессов с последующим отключением от источника питания и подключением к электродной паре нагрузки, соответствующей накапливающемуся на электродной паре заряду, и все управление осуществляется в режиме жидкостного протока. Использование настоящего способа позволяет повысить эффективность разделения несмешивающихся жидкостей, золей, суспензий, уменьшить энергозатраты и снизить материалоемкость. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Изобретение касается способа обезвоживания нефтяных эмульсий за счет того, что ограниченный объем нефтяной эмульсии подают в оборотную емкость, при необходимости нагревают, циркулируют по замкнутому кругу через магнитный аппарат или статично выдерживают в нем и в том и другом случаях обрабатывают вращающимся магнитным полем; или циркулируют по замкнутому кругу и последовательно дезинтегрируют в дезинтеграторе и обрабатывают вращающимся магнитным полем в магнитном аппарате; или размещают и последовательно выдерживают в оборотной емкости, магнитном аппарате и разделительном отстойнике, при этом в оборотной емкости нефтяную эмульсию при необходимости нагревают, в магнитном аппарате обрабатывают вращающимся магнитным полем, в разделительном отстойнике получают обезвоженную нефть, причем перед размещением в магнитном аппарате нефтяную эмульсию предварительно дезинтегрируют путем круговой циркуляции через дезинтегратор, а время обработки при дезинтегрировании в магнитном аппарате и разделительном отстойнике устанавливают экспериментально по принципу достижения требуемого или наилучшего результата. Изобретение также касается устройства для обезвоживания нефтяных эмульсий. Технический результат - эффективное обезвоживание стойких нефтяных эмульсий. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей отрасли промышленности, связанной с переработкой нефти, в частности к способам сепарирования нефти, и может быть использовано на судовых сепараторах для очистки нефти. Способ сепарирования нефти включает предварительный нагрев сырой нефти, ее сепарирование, получение очищенной нефти и осадка. При этом сырую нефть предварительно подогревают в подогревателе до температуры 58-60°C. Затем нефть, проходя по залитым компаундом трубкам, опоясывающим обмотку статора сепаратора, дополнительно подогревается за счет тепловыделений в обмотках и магнитопроводах статора электродвигателя сепаратора. Далее в торцовой и цилиндрической частях барабана сепаратора, одновременно являющегося ротором электродвигателя сепаратора, нефть подогревается до температуры 65-70°C, необходимой для сепарирования. Кроме того, при этом нефть подвергается воздействию электромагнитного поля с аксиальной и цилиндрической частей статора электродвигателя сепаратора. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат и интенсификация процесса сепарирования нефти. 2 ил.
Наверх