Устройство для коалесценции эмульсий в электрическом поле Советский патент 1993 года по МПК B01D17/06 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для разрушения водо- нефтяных эмульсий.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса электрообезвоживания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, выполненном в виде коаксиальных цилиндрических сосудов, расположенных вертикально, содержащем патрубки вывода нефти и воды, парное количество электродов с рабочей поверхностью в виде углов, причем угол рабочей поверхности элек- тродов выполнен уменьшающимся по направлению от распределительной головки к патрубку вывода нефти. Корпус выполнен в виде цилиндрического сосуда, расположенного вертикально, по оси которого установлена диэлектрическая вставка, рабочие поверхности электродов выполнены в виде углов, угол рабочей поверхности которых уменьшается по направлению от распределительной головки к патрубку вывода нефти.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено поперечное сечение устройства.

Устройство содержит корпус 1 в виде вертикального цилиндрического сосуда. По оси сосуда установлена диэлектрическая вставка 2. Внутренний 3 и наружный 4 электроды выполнены в виде колец с конической поверхностью, которые расположены на внутренней поверхности сосуда 1 и наружной поверхности вставки 2, поверхность электродов 3, 4 имеет форму пространственных углов постепенно уменьшающихся на внутренней поверхности сосуда 1 от 150° до 30°, на наружной поверхности вставки 2 от 180° до 60. Электроды 3, 4 расположены попарно напротив друг друга. Электроды 4 соединены между собой и с одним из выводов источника питания промышленной частоты. Электроды 3 соединены с другим выводом источника питания через конденсаторы 5. Конденсаторы 5 необходимы для исключения возможности коротких замыканий источника питания. Корпус устройства снабжен распределительной головкой 6 для подачи нефтяной эмульсии и патрубком 7 для вывода очищенной нефти, а также сливным патрубком 8 с краном 9 для вывода воды.

k

00

сь

3

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Нефтяная эмульсия подается через распределительную головку 6 между сосудами. Капли воды в областях концентрации поля начинают выстраиваться в цепочки вдоль силовых линий. В области максимальной напряженности электрического поля между парой электродов 3,4, направленных вершинами друг к другу, происходит выстраивание цепочек. Увеличивающаяся концентрация капель приводит к уменьшению расстояния между каплями иувеличивает вероятность столкновения и коалесценции капель.

В результате коалесценции происходит рост кап.ель в размерах, при достижении ими определенной массы они начинают оседать под действием силы тяжести. При движении вниз они захватывают капли меньших размеров, для исключения вторичного дис- пергирования углы конических поверхностей должны увеличиваться в направлении падения капель воды. Оставшиеся в эмульсии капли малых размеров движутся в.направлении возрастания локальной напряженности электрического поля, что ведет к увеличению.вероятности столкновения и коалесценции капель. .

Скорость подачи эмульсии и величина напряженности электрического поля подбирается таким образом, чтобы укрупненные капли перемещались против гидродинамического потока в область более низкой напряженности, собирались в нижней части устройства и удалялись через сливной патрубок 8 после открытия крана 9. Очищенная нефть удаляется через патрубок 7,

Таким образом, создание вдоль направления падения под действием силы тяжести ско- алесцировавшихся капель воды пониженного градиента напряженности электрического поля за счет придания электродам формы пространственных постепенно увеличивающихся до 150°-180° включительно углов позволяет осуществить ступенчатую электрообработку эмульсии. При такой электрообработке эмульсии исключается вторичное диспергирование капель воды. Падающие капли, являясь центрами коалесценции для мелких капелек, увеличивают вероятность коалесценции в эмульсии. Придание углу поверхности наружного электрода меньших значений, чем для внут- реннего позволяет осуществить одинаковую неравномерность напряженности электрического поля между данной парой электродов. Это необходимо для равномерной коалесценции по всему сечению эмульсии. Вертикаль- ное расположение корпуса устройства для коалесценции эмульсии увеличивает время нахождения скоалесцировавшихся капель воды в электрическом поле, так как они движутся против потока при своем падении и захваты- вают новые капельки воды. Нескоалесциро- ванные капли воды вместе с потоком эмульсии попадают в область повышенного градиента электрического , где вероятность их слияния возрастает.

Формула изобретения Устройство для коалесценции эмульсий в электрическом поле, содержащее диэлектрический корпус с распределительной головкой для подачи эмульсии и патрубками для вывода нефти и воды, парное количество электронов, размещенных в двух слоях гидрофобного диэлектрика и соединенных в каждом слое между собой и с одним из выводов высоковольтного трансформатора напряжения напрямую, а с другим выводом - через конденсаторы, причем рабочие поверхности электродов выполнены в виде углов, отличающееся тем, что, с целью

повышения эффективности процесса электрообезвоживания, корпус выполнен в виде вертикального цилиндрического сосуда, по оси которого установлена диэлектрическая вставка, электроды расположены на внутренней поверхности сосуда и на наружной поверхности диэлектрической вставки, угол рабочей поверхности электродов уменьшается по направлению от распределительной головки к патрубку вывода нефти, а угол

рабочей поверхности сосуда меньше, чем угол: рабочей поверхности противолежащего электрода наружной поверхности диэлектрической вставки.

Сущность изобретения: устройство содержит корпус в виде вертикального цилиндрического сосуда, по оси которого установлена диэлектрическая вставка. Электрода расположены попарно на внутренней поверхности сосуда на наружной поверхности вставки. Рабочие поверхности электродов выполнены в виде углов, уменьшающихся от распределительной головки к патрубку вывода нефти. 1 ил.