Аппарат для разрушения водонефтяной эмульсии Советский патент 1981 года по МПК B01D17/06 C10G33/02 

(54) АППАРАТ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ

ЭМУЛЬСИИ

1

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 высокообводиенных 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 уменьщается 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 конуса, 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 герметизируюш,их 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 площади.

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.

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 соотнощению 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

0 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

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).