Устройство для обезвоживания нефти Советский патент 1986 года по МПК B01D17/04 C10G33/06 

Изобретение относится к разделению эмульсий, а именно к устройствам для обезвоживания нефти, и может быть использовано для подготовки нефти на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих заводах.

Цель изобретения - интенсификация про цесса разделения нефтяной эмульсии на составляющие компоненты.

На фиг. 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - конструкция и работа эжектора (узел I на фиг. 2).

Устройство состоит из вертикальной емкости 1, внутри которой размещены распределитель эмульсии 2 с эжекторами 3 и коллектором 4 импульсной подачи подогретой дренажной воды, сборник нефти 5, сборник воды 6 и регулятор импульсной подачи дренажной воды 7. Распределитель 2 выполнен в виде горизонтального кольцевого коллектора и размещен в промежуточном эмуль- сионном слое 8, а эжекторы 3 установлены на нем горизонтально по периметру и направлены в одну сторону касательно к внутренней образующей вертикальной стенки емкости. Отверстия сопел 9 эжекторов имеют два разных диаметра и отвечают соотно- щению 1:1,25. Сопла с различными диаметрами отверстий установлены с чередованием через одно.

Коллектор 4 подачи дренажной воды размещен в зоне накопления промежуточного эмульсионного слоя над коллектором 2. Его выходные отверстия 10 направлены в сторону промежуточного эмульсионного слоя 8.

Устройство работает следующим образом.

Дренажная вода импульсами и эмульсия нефти подаются в емкость 1 через коллектор 2 с эжекторами 3. Кроме того, эта вода периодически подается в коллектор 4 в обезвоживающуюся нефть выше уровня образования и накопления промежуточного слоя.

После ввода водонефтяной эмульсии в промежуточный слой осуществляется про- цесс массообмена с разделением эмульсии на дисперсионную (нефть) и дисперсную (вода) фазы.

Процесс разделения эмульсии нефти на составляющие фазы сопровождается обыч- но образованием промежуточного слоя.

Часть дисперсной среды, содержащая на межфазных пленках природные деэмуль гаторы и стабилизаторы эмульсий, остается на границе фаз. С течением времени промежуточный слой увеличивается. В нем од- повременно возрастает и концентрация стабилизаторов эмульсий (сульфидов железа, продуктов коррозии, тонкодиснергированной породы, глины и т. д.), которые достаточно легко смачиваются дисперсионной фазой. При этом возникают силы поверхностного натяжения, и мельчайшие частицы коагулируются в глобулы значительных размеров.

OбpaзoвaвпJиecя глобулы, имея среднюю плотность между дисперсной и дисперсионной фазами, концентрируются в зоне их раздела плотной упаковкой.

При циркуляции (эжектировании) промежуточного слоя через эжекторы 3 происходит его интенсивное перемешивание с раз- руц ением в условиях наличия определенных градиентов скоростей между слоями образующихся фаз, обусловленными чередующимися различными размерами диаметров отверстий сопел 9, так как в этом случае в одной горизонтальной плоскости образуются локальные области с различными скоростями движения.

Вращающийся промежуточный слой силами трения, возникающими между капельными жидкостями с различными вязкостными свойствами, увлекает за собой дисперсионную и дисперсную фазы, но, ввиду того, что вязкость последних отличается от вязкости межфазного слоя, они движутся со скоростями, отличными от скорости принудительно приводимого во вращательное движение промежуточного слоя, ибо все образованные фазы тормозятся о стенки и внутреннюю начинку емкости под действием сил трения разной величины.

Разность скоростей движения всех трех фаз создает условия появления сил трения по поверхностям их раздела, величина которых такова, что они способны преодолеть силы поверхностного натяжения нефти в глобулах. Поэтому глобулы разрушаются до мельчайших частиц, которые освобождаются от межфазной пленки и переходят в дисперсную фазу.

Толщина промежуточного слоя при этом резко уменьшается до исчезновения. Нефть, имея плотность, меньщую плотности диснерс- ной фазы, всплывает вверх, а освободивщая- ся вода вместе с мельчайшими частицами механических примесей под действием сил гравитации осаждается и затем выводится из емкости.

Подогретая дренажная вода регулятором 7 периодически подается в распределитель 2 и коллектор 4. При поступлении ее в распределитель 2 расход жидкости через него возрастает, что приводит к увеличению кинетической энергии нефтяной эмульсии, поступающей из сопел эжекторов в промежуточный слой. При этом скорость вращения промежуточного слоя повышается до определенной величины, и регулятор 7 начинает подавать дренажную воду в дисперсионную фазу через коллектор 4. Эта вода, выходя из перфорации коллектора 4, соприкасается с нефтью, эмульсией промежуточного слоя, образуя волны, идущие сверху вниз.

При вращении промежуточного слоя вокруг вертикальной оси емкости возникают волны, распространяющиеся по горизонтальной плоскости. Первые и вторые волны контактируют друг с другом, интенсивно перемешивая эмульсии с пластовой водой и разрушая глобулы промежуточного слоя. При этом струи дренажной подогретой и обогащенной деэмульгатором.воды пронизывают дисперсионную фазу и частично промежуточный слой, отдают им свое тепло, способствуют коагулированию капель воды и повышению движуш.ей силы перехода их в свободную дисперсную фазу.

Освободившаяся нефть через сборник 5, а вода через сборник 6 выводятся с емкости 1.

СРаг.2

Налра ге ие ераз

вЬ/ХО& j7ACf/ /

г/3

/7pff/ ej fi/ e// /

&Ь/ХО

г/3 ff/f/7 O/fC S

Фиг. 5