Аппарат для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом поле Советский патент 1987 года по МПК B01D17/06 

Изобретение относится к устройствам для обработки водонефтяной эмульсии в электрическом поле и может быть использовано в нефтяной, нефтепер ерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса коалесценции и надежности работы аппарата.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемьш аппарат для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом поле, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг. Г; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1, на фиг.З - узел I на фиг.1; на фиг.6- узел II на фиг.1 (вариант выполне ния)...

Аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус 1 с ВХОДНЫМ 2 и выходным 3 штуцерами. По оси аппарата размещен высокопотенциальный электрод 4, выполненный из .размещенных в несколько ярусов пучков прутков, соединенных поперечными перегородками 5. Электрод с помощью то- коведущего тросика 6 соединен через проходной изолятор 7 с высоковольтным трансформатором 8. Электрод установлен на опорные изоляторы 9, отцентрирован ребрами 10 из диэлектрика.

Ближайший к выходному штуцеру 3 ярус электрода выполнен в виде отрезка трубы 11 с заглушкой 12.

Наиболее целесообразно такое выполнение электрода, когда ярусы последнего выполнены из прутков, диаметр которых возрастает в направлении к выходному штуцеру, причем ярусы электрода выполнены с количество прутков, уменьшающимся в направлении к выходному штуцеру. Поперечные перегородки выполнены ступенчатой формы. Ближайший к выходному штуцеру ярус электрода выполней в виде заглушенного отрезка трубы.

Аппарат работает следующим образом.

Исходную эмульсию подают в аппарат через штуцер 2. В объеме между электродом 4 и корпусом 1 под действием электрического поля происходит коалесценция капель воды. Обработанную эмульсию выводят из аппарата через штуцер 3 и направляют в отстойник для отделения воды (не показан)

5

0

5

Предлагаемая .конструкция электрода обеспечивает создание в аппарате электрического поля, напряженность которого наиболее высока на начальном участке обработки эмульсии, а затем ступенчато снижается за счет уменьшения диаметра ярусов электрода и увеличения расстояния между электродом и корпусом (средняя напряженность поля определяется как частное от деления напряжения на электроде на расстояние между электродом и корпусом).

На начальном участке обработки эмульсии в электрическом поле с наибольшей напряжённостью поля коалес- цируют наиболее мелкие капли, на следующем участке - укрупнившиес:я в результате коалесценции на начальном участке и существующие в эмульсии более крупные капли и т.д. Таким образом, по ходу потока размер капель воды в эмульсии при данной конструкции возрастает и укрупнившиеся капли воды затем можно легко отделить от нефти в отстойнике.

Еще более эффективным становится процесс коалесценции капель воды благодаря возрастанию диаметра прутков электрода и уменьшению их чества в каждом ярусе в направлении к выходному штуцеру.

Напряженность электрического поля у поверхности прутков электрода зависит от отношения радиусов кривизны прутка и корпуса и возрастает с уменьшением диаметра прутка. Под действием градиентных сил электрического поля, а также существующих в потоке турбулентных пульсаций капли воды попадают в область сильного поля вблизи поверхности прутков. На начальном участке (вблизи .j входного штуцера), где в эмульсии содержится много мелких нескоалесци- ровавших капель, процесс коалесценции вблизи прутков интенсифицируется. Однако при попадании в область сильного поля крупной капли она под действием электрических сил дробится. Следовательно, увеличение диаметра прутков электрода по ходу потока исключает возможность существования чрезмерно сильного электрического поля в областях, куда попадают укрупнившиеся капли. В еще большей мере способствует этому выполнение верхней части электрода в виде

0

5

0

0

5

отрезка трубы. Вследствие большого радиуса кривизны этой трубы электрическое поле на заключительном этапе обработки эмульсии является практически однородным, что обеспечивает эффективное завершение процесса укрупнения капель.

Поперечные перегородки в предла- аппарате вьтолняют две функции: элементов жесткости для закрепления прутков электрода (это обеспечивается ступенчатой формой их выполнения) и гидродинамических перегородок, исключающих прохождение эмульсии внутри объема электрода без электрообработки.

Изобретение обеспечивает также повьшение надежности работы аппарата вследствие уменьшения вероятности пробоя из-за равномерного распределения воды по сечению аппарата и снижения напряженности поля в зоне существования укрупнившихся капель, где наиболее вероятно образо ванке токопроводящих пель воды.

цепочек из каФормула и-зобретения

1. Annapat для коалесценции водо- 30 ленным к поперечной перегородке у нефтяной эмульсии в электрическом выходного штуцера.

поле, включающий заземленный цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коаксиально расположенный в нем высокопотенциальный электрод.в виде пруткового пучка, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности процесса коалесценции и надежности работы аппарата, электрод выполнен

многоярусным и снабжен размещенными между ярусами поперечными перегородками, диаметр которых уменьшается в направлении к выходному штуцеру.

2. Аппарат поп.1, отличающийся тем, что диаметр прутков возрастает от яруса к ярусу в направлении к выходному штуцеру.

3.Аппарат поп.1, отлича- ю щ и и с я тем что количество

прутков в ярусах уменьшается в направлении к выходному штуцеру.

4.Аппарат поп.1, отличающийся тем, что поперечные

перегородки выполнены ступенчатой формы.

5.Аппарат поп.1, отличающийся тем, что он снабжен заглушенным отрезком трубы, прикрепА А

6-Б

в-в

Фиг. 2

..4

Ж

Изобретение относится к аппаратам для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом поле и позволяет повысить эффективность процесса коалесценции и надежность работы аппарата. Аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коак- сиально расположенный в нем высокопотенциальный электрод в виде пруткового пучка, выполненного многоярусным, причем ярусы соединены поперечными перегородками, диаметр которых уменьшается в направлении к выходному штуцеру. Диаметр прутков электрода в каждом ярусе возрастает, а количество пучков уменьшается в направлении к выходному штуцеру. Поперечные перегородки электрода выполнены ступенчатой формы. Ближайший к выходному штуцеру ярус электрода предпочтительно вьтолнен в виде заглушенного отрезка трубы. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. i (Л

(±

Щ

/.

Фиг. 5

Редактор О.Бугир

Составитель О.Калякина

Техред В.Кадар Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7596/6Тираж 656Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная,4

Р

I

Фиг. 6