ЭЛЕКТРОДЕГИДРАТОР ДЛЯ ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ Российский патент 2020 года по МПК B01D17/06 C10G33/02 

Изобретение относится к оборудованию для обезвоживания и обессоливания нефти и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Известен электродегидратор, содержащий горизонтальную емкость с расположенными в ней системой чередующихся потенциальных и заземленных электродов, разветвленной коллекторной системой ввода и вывода нефти, подтоварной воды, межфазного слоя, размыва и вывода осадка, высоковольтный источник питания с устройством ввода высокого напряжения и выносные измерительные приборы (патент РФ на полезную модель №187612).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электродегидратор, содержащий горизонтальную емкость с расположенными в ней электродной системой, разветвленной коллекторной системой ввода и вывода нефти, подтоварной воды, межфазного слоя, размыва и вывода осадка, устройство ввода высокого напряжения с установленным в штуцере проходным изолятором стационарного или гибкого типа и выносные уровнемеры. (Статья «Новые технические решения по усовершенствованию электродегидраторов для обезвоживания и обессоливания нефти. Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса», 5/2012, С.48-54).

Недостатком известных электродегидраторов является то, что при применении их для обессоливания нефти количество подаваемой промывочной воды ограничено явлением цепочкообразования и последующих коротких замыканий электродов. Обычно это количество промывочной воды не должно превышать 5% в нефти и при высоком содержании солей в нефти, поступающей в электродегидратор для электрообессоливания, является недостаточным, чтобы «промыть» водонефтяную эмульсию и достичь на выходе требуемого остаточного содержания солей в нефти. Увеличение количества воды более 5% труднодостижимо, т.к. приводит к цепочкообразованию капель воды, коротким замыканиям и отключениям высоковольтных трансформаторов электродегидратора. Более того, теорией и практикой показано, что двукратная дискретная промывка нефти промывочной водой, даже при меньшем суммарном количестве промывочной воды, дает гораздо больший эффект при обессоливании нефти, чем однократное.

В результате для более глубокого обессоливания нефти устанавливают еще один электродегидратор второй ступени обессоливания, перед которой опять подают промывочную воду.

Задачей изобретения является создание конструкции электродегидратора, обеспечивающего осуществление дополнительной подачи пресной промывочной воды и еще одной стадии электрообессоливания нефти в одном аппарате и как следствие повышение глубины обессоливания нефти и надежности работы аппарата.

Техническим результатом является повышение эффективности, а также упрощение и удешевление процесса обессоливания и обезвоживания нефти.

Поставленная задача достигается тем, что в электродегидраторе, для обессоливания нефти, содержащем горизонтальную емкость с расположенными в ней электродной системой, разветвленной коллекторной системой ввода и вывода нефти, подтоварной воды, межфазного слоя, размыва и вывода осадка, высоковольтный источник питания с устройством ввода высокого напряжения и выносные измерительные приборы, согласно изобретению, внутреннее пространство горизонтальной емкости разделено на две части двумя вертикальными перегородками с образованием межперегородочного пространства, при этом первая перегородка выполнена на высоту не менее 4/5 диаметра емкости, обеспечивающей проток нефти, а вторая на всю высоту емкости и в ее нижней части выполнено отверстие, к которому подсоединен коллектор ввода нефти, в межперегородочном пространстве установлена труба с форсунками для подачи промывочной воды, снабженная пластинами для турбулизации потока и перемешивания нефти с водой, при этом каждая часть электродегидратора содержит электродную систему, коллекторную систему и высоковольтный источник питания с устройством ввода высокого напряжения.

Электродегидратор в средней его части разделяют двумя перегородками на две половины. Первая перегородка выполнена на высоту не менее 4/5 емкости и приваривается внутри электродегидратора. Указанная высота перегородки обеспечивает проток нефти из первой половины аппарата в межперегородочное пространство. Вторая перегородка также приваривается внутри емкости электродегидратора и выполнена на всю высоту емкости. В нижней части второй перегородки делается отверстие, к которому подсоединяется коллектор ввода нефти во вторую половину электродегидратора. Снизу электродегидратора между двумя перегородками к корпусу приваривается патрубок и через него в межперегородочное пространство вводится труба с форсунками из нержавеющей стали для повторной подачи промывочной воды в поток нефти, перетекающей из первой во вторую половину аппарата. Кроме отверстий, на корпус трубы с форсунками для подачи промывочной воды привариваются пластины, например, спиральные, для турбулизации проходящего потока нефти с целью улучшения его перемешивания с промывочной водой.

Каждая половина электродегидратора снабжена независимой электродной системой. При этом для подачи высокого напряжения на электроды во второй половине электродегидратора устанавливается дополнительный высоковольтный источник питания (ВИП) с узлом ввода высокого напряжения. Установка второго источника питания повышает надежность работы электродегидратора, так как при выходе из строя или отключении одного из ВИП подача напряжения не будет прекращаться и эффективность работы электродегидратора снизится незначительно по сравнению с ситуацией с наличием одного ВИП.

Выход соленой воды осуществляется раздельно из двух коллекторов, установленных в нижней части электродегидратора в первой и во второй его половинах.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1.

Электродегидратор содержит горизонтальную емкость 1 с расположенными в ней электродными системами 2 и разветвленной коллекторной системой, включающей входные коллекторы 3 и 4, коллектор выхода нефти 5, коллектор выхода воды 6. Электродегидратор в средней его части разделен двумя перегородками 12 и 13 на две половины. Первая перегородка 12 выполнена на высоту не менее 4/5 диаметра емкости, а вторая перегородка 13 выполнена на всю высоту емкости, с отверстием в нижней части, к которому подсоединен коллектор ввода нефти 4. В межперегородочном пространстве установлена труба 8 с форсунками для подачи промывочной воды, снабженная пластинами 9 (например, спиральными) для турбулизации потока и перемешивания нефти с водой. Труба 8 соединена с патрубком 7 ввода промывочной воды. Электродегидратор также содержит высоковольтные источники питания 10, устройства ввода высокого напряжения 11 с проходными изоляторами и выносные измерительные приборы.

Электродегидратор работает следующим образом.

Перед электродегидратором в водонефтяную эмульсию подается пресная промывочная вода в мелкодисперсном состоянии. Далее водонефтяная эмульсия поступает через коллектор 3 ввода нефти в нижнюю часть первой половины емкости 1 электродегидратора, где начинает ламинарно подниматься в сторону первой электродной системы 2. В межэлектродном пространстве капли воды начинают укрупняться и оседают на дно первой половины аппарата. Отстоявшаяся вода выводится из аппарата через коллектор вывода сточной воды 6 первой половины электродегидратора. Далее обезвоженная нефть, прошедшая первую стадию обессоливания, через пространство между верхней частью емкости 1 электродегидратора и первой перегородкой 12 попадает в межперегородочное пространство и опускается вниз емкости. В этот поток нефти через патрубок 7 ввода промывочной воды и через трубу 8 дополнительно интенсивно подается пресная промывочная вода для вторичной отмывки. Затем водонефтяная эмульсия через отверстие в нижней части второй перегородки 13 и далее через коллектор ввода нефти 4 второй половины электродегидратора поступает в нижнюю часть второй половины аппарата, где ламинарно поднимается в сторону электродной системы 2 второй половины электродегидратора. В межэлектродном пространстве капли воды начинают укрупняться и оседают на дне аппарата. Обезвоженная и обессоленная нефть через верхний коллектор 5 вывода нефти поступает на выход из аппарата. Отстоявшаяся вода выводится через коллектор вывода воды 6 из аппарата.

Возможно повторное использование этой воды в качестве промывочной, для чего она вновь подается на вход в первую половину электродегидратора для осуществления первой стадии электрообессоливания.

Подача высокого напряжения на электроды в обеих половинах электродегидратора осуществляется через высоковольтные источники питания 10 и устройства ввода высокого напряжения 11.

Выносные измерительные приборы, установленные на электродегидраторе, позволяют контролировать и управлять взаимосвязанными технологическими и электрическими параметрами, такими как уровень выносной подушки, наличию газовой шапки, величине тока и напряжения и др.

Заявляемая конструкция электродегидратора обеспечивает высокую степень обезвоживания и обессоливания нефти и повышает надежность работы аппарата, а также позволяет сократить расход пресной промывочной воды до минимума.

Поэтому повышение эффективности и надежности электродегидраторов - это путь к решению актуальной проблемы обеспечения экологической безопасности промысловых установок подготовки нефти и электрообессоливающих установок НПЗ.

Кроме того, заявляемая конструкция электродегидратора обеспечивает интенсификацию, упрощение и удешевление процесса за счет возможности осуществления обессоливания и обезвоживания нефти в два этапа в одной ёмкости.

Изобретение относится к электродегидраторам (ЭГ) для обезвоживания и обессоливания нефти и нефтепродуктов. Внутреннее пространство горизонтальной емкости 1 разделено на две половины двумя вертикальными перегородками 12 и 13 с образованием межперегородочного пространства. Первая перегородка 12 выполнена на высоту не менее 4/5 диаметра емкости, обеспечивающей проток нефти. Вторая перегородка 13 выполнена на всю высоту емкости и в ее нижней части выполнено отверстие, к которому подсоединен коллектор ввода нефти 4. В межперегородочном пространстве установлена труба 8 с форсунками для подачи промывочной воды, снабженная пластинами 9 для турбулизации потока и перемешивания нефти с водой. Труба 8 соединена с патрубком 7 ввода промывочной воды. Каждая часть электродегидратора содержит электродную систему, коллекторную систему и высоковольтный источник питания 10 с устройством ввода высокого напряжения 11. Технический результат: повышение эффективности, упрощение процесса обессоливания и обезвоживания нефти, сокращение расхода пресной промывочной воды. 1 ил.

Электродегидратор для обессоливания нефти, содержащий горизонтальную емкость с расположенными в ней электродной системой, разветвленной коллекторной системой ввода и вывода нефти, подтоварной воды, межфазного слоя, размыва и вывода осадка, высоковольтный источник питания с устройством ввода высокого напряжения и выносные измерительные приборы, отличающийся тем, что внутреннее пространство горизонтальной емкости разделено на две части двумя вертикальными перегородками с образованием межперегородочного пространства, при этом первая перегородка выполнена на высоту не менее 4/5 диаметра емкости, обеспечивающей проток нефти, а вторая на всю высоту емкости и в ее нижней части выполнено отверстие, к которому подсоединен коллектор ввода нефти, в межперегородочном пространстве установлена труба с форсунками для подачи промывочной воды, снабженная пластинами для турбулизации потока и перемешивания нефти с водой, при этом каждая часть электродегидратора содержит электродную систему, коллекторную систему и высоковольтный источник питания с устройством ввода высокого напряжения.