Аппарат для разрушения водонефтяной эмульсии

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 865325 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.01.80 (21) 2863176/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5!) М. Кл.

В 01 D 17/06

С 10 G 33/02

Гееударстеенный комитет (53) УДК 66.066..5 (088.8) Опубликовано 23.09.81. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 28.09.81 по делан изобретений и еткрнтий ч

Е. А. Никифоров, А. А. Юнусов, М. М. Бильданов, Г. М и Ахм адиев, В. Н. Швецов и С. Ш. Гершуни

f, й

Казанский ордена Трудового Красного Знамени гос дарственный. педагогический институт, Производственное ордена Лен на объединение

«Татнефть» н Всесоюзный научно-нсслеаоаательскн Ооектно- конструкторский институт нефтяного машиностроения

«ВНИИнефтемаш» (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) АППАРАТ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ

ЭМУЛЬСИИ

Изобретение относится к устройствам для обработки нефти, нефтепродуктов и др. органических жидкостей в электрическом поле и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен аппарат для электродеэмульсации нефтяных эмульсий, включающий корпус с патрубками ввода и вывода жидкости и коаксиально расположенные вертикальные электроды (1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является аппарат для разрушения водонефтяной эмульсии, включающий корпус с патрубками ввода и вывода эмульсии и коаксиальные вертикальные электроды, наружный из которых выполнен в виде колец с прокладками из диэлектрика (2).

Одним из основных недостатков таких аппаратов является замыкание электродов, неизбежное при обработке сравнительно высокообводненных нефтяных эмульсий в промысловых условиях, приводящее к аварийным ситуациям и нарушениям технологического режима. В местах случайных неоднородностей электрического поля образуются цепочки из капель эмульгированной воды, одна из которых, опережая в своем развитии остальные, достигает критической стадии и замыкает электроды. В результате резко уменьшается напряжение, приложенное к эмульсии, и коалесценция прекращается. Процессы образования цепочек и коалесценции в подобных аппаратах неуправляемы, в результате чего не достигается однородное воздействие электрического поля на эмульсию. Кроме того, эти аппараты имеют недостатки технологического характера, связанные с нерациональным совмещением процессов электрокоалесценции и отстоя эмульсии в одном аппарате и нижним вводом эмульсии, что существенно ограничивает их производительность вследствие того, что направления движения потока эмульсии и осаждения капель воды противоположны.

Цель изобретения — повышение надежности и интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в аппарате, включающем корпус с патрубками ввода и вывода эмульсии и коаксиальные вертикальные электроды, наружный из которых выполнен в виде колец с прокладками из диэлектрика, внутренний электрод выполнен в виде обратного усеченного ко865325 нуса, а наружный электрод заземлен через конденсаторы.

При этом отношение внутреннего диаметра наружного электрода к меньшему диаметру внутреннего электрода больше 10.

На чертеже изображен аппарат для разрушения водонефтяной эмульсии, разрез.

В вертикальном цилиндрическом корпусе 1 установлены кольцевые электроды 2, изолированные друг от друга и от корпуса 1 диэлектрическими кольцевыми прокладками 3, одновременно выполняющими и роль герметизирующих прокладок. Кольцевые электроды 2 соединены с заземленным корпусом 1 через конденсаторы 4.

Центральный электрод 5 выполнен в виде усеченного конуса и соединен с системой 6 ввода высокого напряжения. Патрубок 7 служит для ввода разрушаемой эмульсии, патрубок 8 — для вывода обработанной эмульсии.

Предлагаемый аппарат работает следующим образом.

Нефтяная эмульсия поступает в аппарат через патрубок 7 и подвергается действию электрического поля высокой напряженности с частотой 50 Гц в пространстве между центральным 5 и внешними кольцевыми 2 электродами. Обработанная эмульсия с каплями дисперсной водной фазы, укрупненными в электрическом поле до размеров, достаточных для быстрого отстоя (150 — 200 мкм), выводится через патрубок 8 и направляется в отстойную аппаратуру для полного разделения фаз.

Наличие конденсаторов, включенных последовательно с каждым из внешних кольцевых электродов, полностью исключает возможность короткого замыкания высоковольтного трансформатора.

Благодаря тому, что внешний электрод выполнен в виде изолированных друг от друга и корпуса колец, электрическое поле высокой напряженности концентрируется в сравнительно малых областях, в каждой из которых процессы коалесценции глобулэмульгированной воды проходят в равных условиях и независимо друг от друга, в результате чего достигается равномерное и эффективное воздействие электрического поля на эмульсию. Это условие не реализуется в известных электродегдраторах, в которых возникновение проводящей цепочки из капель воды на каком-либо участке электродов приводит к резкому уменьшению напряжения на всей их плошади.

Выбор формы центрального электрода продиктован тем, что оптимальная величина напряженности электрического поля, необходимая для эффективного разрушения эмульсии, связана с ее дисперсностью. При этом чем выше дисперсность эмульсии (т.е. чем меньше средний радиус капель дисперсной фазы), тем больше необходимая величина напряженности поля.

1О

15 го

25 зо

4О

5О

В верхнюю часть аппарата поступает необработанная эмульсия с каплями малых размеров, соответственно и средняя напряженность поля в этой части выше. По мере движения эмульсии вниз средняя напряженность электрического поля уменьшается, одновременно происходит и укрупнение капель воды, Кроме того, вследствие увеличения площади сечения уменьшается скорость движения эмульсии, что важно для предотвращения гидродинамического диспергирования укрупнившихся капель.

Благодаря выбранному соотношению диаметров внешнего и нижней части центрального электродов в нижней части аппарата создается резко неоднородное поле, которое необходимо для доукрупнения нескоалесцировавших в верхней части аппарата капель за счет диэлектрофореза.

Положительный эффект от применения резко неоднородного поля проявляется как в улучшении вольтамперных характеристик, так и в повышении эффективности процесса коалесценции глобул воды. Исключение возможности коротких замыканий и обработка эмульсии в малых областях позволяет эффективно управлять процессом электродеэмульсации за счет выбора оптимального электрического и технологического режимов.

Таким образом, использование предлагаемого аппарата для обезвоживания и обессоливания нефти на нефтяных промыслах в принципе устраняет возможность коротких замыканий источнику питания, обеспечивает равномерное воздействие электрического поля на эмульсию, а также позволяет интенсифицировать процесс коалесценции за счет эффективного управления им.

В результате повышается надежность и эффективность процесса разрушения нефтяных эмульсий в электрическом поле.

Формула изобретения

1. Аппарат для разрушения водонефтяной эмульсии, включающий корпус с патрубками ввода и вывода эмульсии и коаксиальные вертикальные электроды, наружный из которых выполнен в виде колец с прокладками из диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и интенсификации процесса, внутренний электрод выполнен в виде обратного усеченного конуса, а наружный электрод заземлен через конденсаторы

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что отношение внутреннего диаметра наружного электрода к меньшему диаметру внутреннего электрода больше 10.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технический реферативный сборник. 1978, №9,с.3 — 4.

2. Патент США № 3575841, кл. 204—

299, 1971 (прототип) .

865325

С оста вител ь О. К ал яки на

Редактор С. Родикова Техред А Бойкас Корректор Г. Назарова

Заказ 7917/10 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4