BR102020021250A2

BR102020021250A2 - Device for destabilizing petroleum emulsions

Info

Publication number: BR102020021250A2
Application number: BR102020021250-8A
Authority: BR
Inventors: Erick Fabrizio Quintella Andrade Coelho; Eliana Paola Marín Castaño; Ricardo Hadlich Teixeira Leite; Paulo Roberto De Souza Mendes
Original assignee: Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras; Faculdades Católicas
Priority date: 2020-10-16
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2022-04-26

Abstract

A presente invenção trata de um dispositivo (14) para desestabilização de emulsões de petróleo, a ser aplicado nos processos de separação de contaminantes incorporados ao óleo durante seu escoamento. O dispositivo (14) desta invenção introduz outro mecanismo de desestabilização de emulsões, sendo este uma “força de cisalhamento suave”, diferente da força gravitacional e das forças eletrostáticas. Deve ser inserido à jusante do separador gravitacional (13) e à montante do tratador eletrostático (15), sendo aplicado diretamente à camada de emulsão de água em óleo mais estável que sai do separador gravitacional, no sentido de eliminar, ou pelo menos reduzir, a estabilidade da emulsão que entra no tratador eletrostático (15) melhorando, assim, sua eficiência e, com isso, a produtividade do processo de tratamento como um todo.

The present invention deals with a device (14) for destabilizing oil emulsions, to be applied in the processes of separating contaminants incorporated into the oil during its flow. The device (14) of this invention introduces another emulsion destabilization mechanism, this being a "soft shear force", different from gravitational force and electrostatic forces. It must be inserted downstream of the gravitational separator (13) and upstream of the electrostatic treater (15), being applied directly to the more stable water-in-oil emulsion layer that leaves the gravitational separator, in order to eliminate, or at least reduce, the stability of the emulsion that enters the electrostatic treater (15) thus improving its efficiency and, with it, the productivity of the treatment process as a whole.

Description

DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS

Field of Invention

[001] A presente invenção trata de um dispositivo que promove a desestabilização de emulsões de água em óleo, aplicado em plantas de processamento de petróleo.[001] The present invention deals with a device that promotes the destabilization of water-in-oil emulsions, applied in oil processing plants.

[002] O dispositivo concebido nesta invenção é capaz de introduzir um mecanismo adicional de desestabilização de emulsões, como uma “força de cisalhamento suave”, diferente da força gravitacional e das forças eletrostáticas presentes nos equipamentos empregados no tratamento do petróleo.[002] The device conceived in this invention is capable of introducing an additional mechanism of emulsion destabilization, such as a "soft shear force", different from the gravitational force and electrostatic forces present in the equipment used in the treatment of petroleum.

Description of the State of the Technique

[003] No processo de produção do petróleo em condições offshore, a separação dos contaminantes (gás e água) incorporados ao óleo durante seu escoamento desde o reservatório até a plataforma é feita, tradicionalmente, por meio de dois vasos dispostos em série: separador gravitacional e tratador eletrostático.[003] In the oil production process under offshore conditions, the separation of contaminants (gas and water) incorporated into the oil during its flow from the reservoir to the platform is traditionally done through two vessels arranged in series: gravitational separator and electrostatic treater.

[004] O separador gravitacional é responsável por separar as porções mais instáveis da emulsão de gás em óleo (grandes bolhas), bem como as porções mais instáveis da emulsão de água em óleo (grandes gotas). Seu mecanismo de separação é a aplicação da aceleração gravitacional a massas fluidas de densidades diferentes.[004] The gravitational separator is responsible for separating the more unstable portions of the gas-in-oil emulsion (large bubbles), as well as the more unstable portions of the water-in-oil emulsion (large drops). Its separation mechanism is the application of gravitational acceleration to fluid masses of different densities.

[005] Já o tratador eletrostático é responsável por separar as porções mais estáveis da emulsão de água em óleo (gotas pequenas). Seu mecanismo de separação é a aplicação de forças eletrostáticas às massas aquosas, em forma de gotas, que por serem salgadas (condutoras de eletricidade) deformam-se extensionalmente pela excitação eletrostática, favorecendo a coalescência, que é seguida de segregação gravitacional das gotas que tiveram seu diâmetro aumentado pela coalescência.[005] The electrostatic treater is responsible for separating the most stable portions of the water-in-oil emulsion (small drops). Its separation mechanism is the application of electrostatic forces to the aqueous masses, in the form of drops, which, because they are salty (electrical conductors), are extensionally deformed by electrostatic excitation, favoring coalescence, which is followed by gravitational segregation of the drops that had its diameter increased by coalescence.

[006] A força gravitacional é muito menos intensa que a força eletrostática, de modo a desestabilizar muito pouco a emulsão de água em óleo que segue do separador gravitacional para o tratador eletrostático.[006] The gravitational force is much less intense than the electrostatic force, so as to destabilize the water-in-oil emulsion that goes from the gravitational separator to the electrostatic treater very little.

[007] O documento RU2424844 revela um dispositivo para separar uma emulsão água-em-óleo contendo um corpo cilíndrico com bocais para entrada de emulsão e saída de óleo e água, um sistema de eletrodos com eletrodos aterrados e de alto potencial, e uma unidade coalescente, consistindo em um sistema elétrico fabricado na forma de solenóides 2 e um corpo cilíndrico. A área do sistema elétrico é feita de material não magnético, e o sistema elétrico é instalado fora do alojamento e, juntos, formam uma zona de um campo magnético variável.[007] Document RU2424844 discloses a device for separating a water-in-oil emulsion containing a cylindrical body with nozzles for emulsion inlet and oil and water outlet, an electrode system with grounded and high potential electrodes, and a unit coalescent, consisting of an electrical system manufactured in the form of solenoids 2 and a cylindrical body. The electrical system area is made of non-magnetic material, and the electrical system is installed outside the housing, and together they form a zone of a variable magnetic field.

[008] O documento PI96012196 revela um desestabilizador eletroestático de emulsões, que compreende basicamente uma câmara para admissão da carga (emulsão/dispersão), uma câmara de tratamento, apresentada sob três diferentes configurações, onde a emulsão/dispersão é submetida à ação de um campo elétrico de alta intensidade produzido entre dois eletrodos, por uma fonte de corrente contínua, de corrente contínua com pulso, ou de corrente alternada, com características ajustadas às condições operacionais, e uma câmara de saída da carga tratada, onde as referidas câmaras possuem formato tubular. A invenção é caracterizada por um equipamento de pequeno peso e dimensões, para aplicação em linha, onde o equipamento pode ser usado vantajosamente para a desestabilização em linha de dispersões/emulsões de água em óleo em unidades flutuantes de produção, em locais de difícil acesso, e em instalações convencionais de tratamento de petróleo.[008] The document PI96012196 discloses an electrostatic destabilizer of emulsions, which basically comprises a chamber for the admission of the load (emulsion/dispersion), a treatment chamber, presented in three different configurations, where the emulsion/dispersion is subjected to the action of a electric field of high intensity produced between two electrodes, by a source of direct current, of direct current with pulse, or of alternating current, with characteristics adjusted to the operational conditions, and an exit chamber of the treated load, where the referred chambers are shaped tubular. The invention is characterized by equipment of small weight and dimensions, for in-line application, where the equipment can be used advantageously for the in-line destabilization of water-in-oil dispersions/emulsions in floating production units, in places of difficult access, and in conventional oil treatment facilities.

[009] O documento PI03134334 revela um separador de tubo para a separação de fluidos; por exemplo, separação de petróleo, gás e água, em processos de extração e produção de petróleo e gás de formações, incluindo um corpo de separador em forma de tubo, com uma seção transversal de entrada e saída que corresponde principalmente ao tubo de transporte ao qual o separador de tubo está conectado. O corpo do separador pode ter um diâmetro ligeiramente maior, o que é necessário para alcançar fluxos de gás, petróleo e água estratificados no separador.[009] The document PI03134334 discloses a tube separator for the separation of fluids; for example, oil, gas and water separation, in oil and gas extraction and production processes from formations, including a tube-shaped separator body, with an inlet and outlet cross-section that mainly corresponds to the transport tube to the which the tube separator is connected. The separator body can have a slightly larger diameter, which is necessary to reach stratified gas, oil and water flows in the separator.

[0010] A presente invenção contempla a concepção de um dispositivo capaz de introduzir outro mecanismo de desestabilização de emulsões, por meio de uma “força de cisalhamento suave”, diferente da força gravitacional e das forças eletrostáticas, aplicando-a diretamente à camada de emulsão de água em óleo mais estável que sai do separador gravitacional, de modo a eliminar, ou pelo menos reduzir, a estabilidade da emulsão que entra no tratador eletrostático, aumentando, com isso, a produtividade do processamento.[0010] The present invention contemplates the design of a device capable of introducing another emulsion destabilization mechanism, through a "soft shear force", different from the gravitational force and electrostatic forces, applying it directly to the emulsion layer. of more stable water-in-oil that leaves the gravitational separator, in order to eliminate, or at least reduce, the stability of the emulsion that enters the electrostatic treater, thus increasing the productivity of the processing.

[0011] A imposição de escoamentos cisalhantes a qualquer camada de emulsão de água em óleo deforma as gotas de água abrindo, por determinado intervalo de tempo, espaços livres em sua superfície, o que favorece a coalescência de outras gotas na vizinhança, implicando em segregação gravitacional.[0011] The imposition of shear flows to any layer of water-in-oil emulsion deforms the water droplets, opening, for a certain time interval, free spaces on their surface, which favors the coalescence of other drops in the vicinity, implying in segregation gravitational.

[0012] Nenhum documento do Estado da Técnica revela um dispositivo para reduzir a estabilidade de emulsões de água em óleo por deformação cisalhante de gotas tal como este da presente invenção.[0012] No prior art document discloses a device for reducing the stability of water-in-oil emulsions by droplet shear deformation such as this one of the present invention.

Brief Description of the Invention

[0013] A presente invenção trata de um dispositivo para desestabilização de emulsões de petróleo, a ser aplicado nos processos de separação de contaminantes incorporados ao óleo durante seu escoamento do reservatório até a plataforma, visando reduzir a estabilidade das emulsões de água em óleo que adentram o tratador eletrostático, melhorando assim sua eficiência.[0013] The present invention deals with a device for destabilizing oil emulsions, to be applied in the processes of separating contaminants incorporated into the oil during its flow from the reservoir to the platform, in order to reduce the stability of the water-in-oil emulsions that enter the electrostatic treater, thus improving its efficiency.

[0014] O dispositivo da presente invenção é inserido à jusante do separador gravitacional, e à montante do tratador eletrostático. O equipamento é aplicado diretamente à camada de emulsão de água em óleo mais estável que sai do separador gravitacional, a fim de eliminar, ou pelo menos reduzir, a estabilidade da emulsão que entra no tratador eletrostático.[0014] The device of the present invention is inserted downstream of the gravitational separator, and upstream of the electrostatic treater. The equipment is applied directly to the more stable water-in-oil emulsion layer exiting the gravity separator in order to eliminate, or at least reduce, the stability of the emulsion entering the electrostatic treater.

Brief Description of Drawings

[0015] A presente invenção será descrita com mais detalhes a seguir, com referência às figuras em anexo que, de uma forma esquemática e não limitativa do escopo inventivo, representam exemplos de sua realização. Nos desenhos, têm-se:

- A Figura 1 ilustrando a vista lateral do dispositivo para reduzir a estabilidade de emulsões de água em óleo (A/O) por deformação cisalhante das gotas, objeto desta invenção, onde estão representados: eixo central fixo atravessando os elementos de torção (1), cascas cilíndricas concêntricas (2), hastes que suportam as cascas cilíndricas concêntricas (3), conexão entre as hastes e as cascas cilíndricas concêntricas (4), elementos de torção (5), mancal para permitir movimento entre o eixo fixo e o elemento de torção rotativo (6), vaso de pressão (7), conexão entre as hastes e os elementos de torção (8), tampa rasgada para permitir o movimento das hastes (9), rotações alternadas e oscilatórias (10), emulsão A/O (a), água (b), água segregada (c), óleo (d).
- A Figura 2 ilustrando um esquema de escoamento de cisalhamento no interior da emulsão, representando a deformação por cisalhamento de uma gota (antes, esférica; depois, alongada), onde a placa de cima se move sob ação de uma força F constante e a placa de baixo está estacionária (velocidade V = zero).
- A Figura 3 ilustrando um esquema, o qual mostra que gotas deformadas coalescem mais facilmente que gotas não-deformadas, onde estão representados: gota sob escoamento que não provoca deformação (f), gota sob escoamento que provoca deformação (g), couraça de agentes surfactantes (h). Nas gotas em (f), a compacidade da couraça de agentes surfactantes resulta na inexistência de espaços livres na superfície da gota, dificultando a coalescência (i), enquanto que nas gotas em (g), a não-compacidade da couraça de agentes surfactantes resulta na existência de espaços livres na superfície da gota, facilitando a coalescência (j).
- A Figura 4 ilustrando um reômetro de cilindros concêntricos (11), dotado de uma janela de observação (12), representando a geometria de cilindros concêntricos (geometria Couette), e um gráfico de frequência versus diâmetro das deformações cisalhantes nas gotas. A geometria Couette gera o escoamento que provoca deformações cisalhantes nas gotas.
- A Figura 5 ilustrando o detalhe do conjunto: eixo fixo (1) + casca cilíndrica (2) + haste (3) + elemento de torção (5), onde estão também representados: um mancal para permitir o movimento entre o eixo fixo e elemento de torção rotativo (6), e os conectores da haste (8).
- A Figura 6 ilustrando o dispositivo proposto nesta invenção, com os elementos de torção (5) e as hastes (3) (vista de topo e explodida), onde estão representados: eixo fixo (1), hastes (3), elemento de torção 1 (5.1); elemento de torção 2 (5.2), elemento de torção 3 (5.3), elemento de torção n-1 (5.4), elemento de torção n (5.5).
- A Figura 7 ilustrando a vista de topo dos rasgos nos elementos de torção (5) e na tampa do vaso de pressão (9) para permitir livre oscilação das hastes (3), onde estão representados: eixo fixo (1), elemento de torção 1 (5.1), elemento de torção 2 (5.2), elemento de torção 3 (5.3), elemento de torção n-1 (5.4), elemento de torção n (5.5), rasgo no elemento 2 e abaixo (5.6), rasgo no elemento 3 e abaixo (5.7), rasgo no elemento 4 e abaixo (5.8), rasgo no elemento n e abaixo (5.9), tampa do vaso de pressão (9), rasgo na tampa (9.1). Cada elemento de torção oscila com frequência e amplitude independentes dos demais.
- A Figura 8 ilustrando a vista de topo das cascas cilíndricas (2), onde estão representados: eixo fixo (1), casca cilíndrica 1 (2.1), casca cilíndrica 2 (2.2) casca cilíndrica 3 (2.3), casca cilíndrica n-1 (2.4), casca cilíndrica n (2.5).
- A Figura 9 ilustrando a disposição do dispositivo proposto nesta invenção na Planta de Processo, onde estão representados: separador gravitacional (13), dispositivo proposto (atuando como coalescedor em linha) (14), tratador eletrostático (15), emulsão A/O (a), água (b), óleo (d), gás (e).

[0015] The present invention will be described in more detail below, with reference to the attached figures which, in a schematic form and not limiting the inventive scope, represent examples of its realization. In the drawings, there are:

- Figure 1 illustrating the side view of the device to reduce the stability of water-in-oil (W/O) emulsions by shear deformation of the drops, object of this invention, where they are represented: fixed central axis crossing the torsion elements (1) , concentric cylindrical shells (2), rods that support the concentric cylindrical shells (3), connection between the rods and the concentric cylindrical shells (4), torsion elements (5), bearing to allow movement between the fixed shaft and the element rotating torque (6), pressure vessel (7), connection between the rods and the torsion elements (8), torn cover to allow the movement of the rods (9), alternating and oscillating rotations (10), A/ O (a), water (b), secreted water (c), oil (d).
- Figure 2 illustrating a shear flow scheme inside the emulsion, representing the shear deformation of a drop (before, spherical; later, elongated), where the top plate moves under the action of a constant force F and the bottom plate is stationary (velocity V = zero).
- Figure 3 illustrating a scheme, which shows that deformed drops coalesce more easily than non-deformed drops, where they are represented: drop under flow that does not cause deformation (f), drop under flow that causes deformation (g), armor of surfactant agents (h). In the drops in (f), the compactness of the shell of surfactants results in the inexistence of free spaces on the surface of the drop, making coalescence difficult (i), while in the drops in (g), the non-compactness of the shell of surfactants agents results in the existence of free spaces on the surface of the drop, facilitating coalescence (j).
- Figure 4 illustrating a concentric cylinder rheometer (11), equipped with an observation window (12), representing the geometry of concentric cylinders (Couette geometry), and a graph of frequency versus diameter of the shear deformations in the drops. The Couette geometry generates the flow that causes shear deformations in the drops.
- Figure 5 illustrating the detail of the set: fixed axis (1) + cylindrical shell (2) + rod (3) + torsion element (5), where the following are also represented: a bearing to allow movement between the fixed axis and rotating twist element (6), and stem connectors (8).
- Figure 6 illustrating the device proposed in this invention, with the torsion elements (5) and the rods (3) (top and exploded view), where they are represented: fixed axis (1), rods (3), twist 1 (5.1); torsion element 2 (5.2), torsion element 3 (5.3), torsion element n-1 (5.4), torsion element n (5.5).
- Figure 7 illustrating the top view of the slots in the torsion elements (5) and in the pressure vessel cover (9) to allow free oscillation of the rods (3), where they are represented: fixed axis (1), torsion 1 (5.1), torsion element 2 (5.2), torsion element 3 (5.3), torsion element n-1 (5.4), torsion element n (5.5), tear in element 2 and below (5.6), tear in element 3 and below (5.7), tear in element 4 and below (5.8), tear in element n and below (5.9), pressure vessel cover (9), tear in cover (9.1). Each torsion element oscillates with a frequency and amplitude independent of the others.
- Figure 8 illustrating the top view of the cylindrical shells (2), where they are represented: fixed axis (1), cylindrical shell 1 (2.1), cylindrical shell 2 (2.2) cylindrical shell 3 (2.3), cylindrical shell n- 1 (2.4), cylindrical shell n (2.5).
- Figure 9 illustrating the arrangement of the device proposed in this invention in the Process Plant, where the following are represented: gravitational separator (13), proposed device (acting as an in-line coalescer) (14), electrostatic treater (15), W/O emulsion (a), water (b), oil (d), gas (e).

Detailed Description of the Invention

[0016] O dispositivo proposto na presente invenção é ilustrado na Figura 1 e compreende um vaso de pressão (7) dotado em seu interior por um eixo central fixo cilíndrico maciço (1), envolto por cascas cilíndricas concêntricas de diferentes diâmetros (2), suportadas por hastes (3) através de uma conexão entre as hastes e as cascas cilíndricas concêntricas (4). O dispositivo também é constituído por elementos de torção rotativos (5) ligados às hastes (3) por uma conexão entre as hastes e os elementos de torção (8), além de um mancal (6) para permitir o movimento entre o eixo fixo (1) e os elementos de torção rotativos (5). O eixo central fixo (1) atravessa os elementos de torção (5) e a tampa do vaso de pressão (9) é rasgada para permitir o movimento das hastes.[0016] The device proposed in the present invention is illustrated in Figure 1 and comprises a pressure vessel (7) provided inside by a massive cylindrical fixed central axis (1), surrounded by concentric cylindrical shells of different diameters (2), supported by rods (3) through a connection between the rods and concentric cylindrical shells (4). The device also consists of rotating torsion elements (5) connected to the rods (3) by a connection between the rods and the torsion elements (8), in addition to a bearing (6) to allow movement between the fixed shaft ( 1) and the rotating torsion elements (5). The fixed central shaft (1) passes through the torsion elements (5) and the pressure vessel lid (9) is torn to allow movement of the rods.

[0017] A partir desse dispositivo é possível gerar em uma emulsão um escoamento simples de cisalhamento sobre as gotas emulsionadas, de modo a gerar deformações cisalhantes nessas gotas, conforme mostrado na Figura 2. Ao provocar essas deformações, diminui-se a couraça de agentes surfactantes (os quais favorecem a formação das emulsões) por unidade de área da superfície das gotas, agora deformadas, abrindo, por determinado intervalo de tempo, espaços livres em sua superfície, favorecendo a coalescência de outras gotas na sua vizinhança, implicando em sua segregação gravitacional, conforme ilustrado na Figura 3.[0017] From this device it is possible to generate in an emulsion a simple shear flow over the emulsified drops, in order to generate shear deformations in these drops, as shown in Figure 2. By causing these deformations, the armoring of agents is reduced surfactants (which favor the formation of emulsions) per unit of surface area of the drops, now deformed, opening, for a certain time interval, free spaces on their surface, favoring the coalescence of other drops in their vicinity, implying their segregation gravity, as illustrated in Figure 3.

[0018] Como pode ser observado na Figura 4, a geometria de cilindros concêntricos (geometria Couette), girando na forma contínua ou oscilatória, gera o escoamento que provoca deformações cisalhantes nas gotas.[0018] As can be seen in Figure 4, the geometry of concentric cylinders (Couette geometry), rotating in a continuous or oscillatory way, generates the flow that causes shear deformations in the drops.

[0019] Conforme pode ser visto nas Figuras 5 e 6, a presente invenção constitui-se em um arranjo de eixo cilíndrico (1) com casca cilíndrica concêntrica ao eixo (2), de modo que o vão entre ambos é pequeno; ou seja, o módulo mínimo desta invenção reduz-se à clássica geometria Couette, porém encapsulada em um vaso de pressão (7). Nesse módulo mínimo, a casca cilíndrica (2) está solidária ao elemento de torção através de uma haste (3) que conecta ambos. Esse elemento de torção, móvel, é um disco que abraça o eixo central (fixo ao vaso de pressão) por meio de um mancal (6).[0019] As can be seen in Figures 5 and 6, the present invention consists of a cylindrical axis arrangement (1) with a cylindrical shell concentric to the axis (2), so that the gap between them is small; that is, the minimum module of this invention is reduced to the classic Couette geometry, however encapsulated in a pressure vessel (7). In this minimum module, the cylindrical shell (2) is attached to the torsion element through a rod (3) that connects both. This movable torsion element is a disk that embraces the central axis (fixed to the pressure vessel) by means of a bearing (6).

[0020] Uma das possibilidades para movimentar e controlar cada elemento de torção (5), não excluindo as demais idealizações, é utilizar uma correia atada em uma extremidade periférica ao elemento circular de torção e atada em outra extremidade periférica de uma engrenagem circular com eixo no seu centro, que por sua vez é conectado a um motor. Cada elemento de torção (5) deve ser acionado por tal acessório mecânico.[0020] One of the possibilities to move and control each torsion element (5), not excluding the other idealizations, is to use a belt tied at a peripheral end to the circular torsion element and tied at the other peripheral end of a circular gear with shaft at its center, which in turn is connected to a motor. Each torsion element (5) must be driven by such a mechanical accessory.

[0021] Ainda no módulo mínimo, o vaso de pressão (7) encapsula apenas o cilindro concêntrico (2), bem como parte das hastes de suporte (3), funcionando também como volume útil para o movimento da emulsão. As hastes (3) atravessam, através de rasgos, a tampa superior do vaso de pressão (9). Como, nesta configuração geométrica, as hastes atravessam o vaso de pressão (7), só é possível prover giro oscilatório ao cilindro concêntrico, com frequência arbitrária e amplitude limitada pelo rasgo representado na Figura 7. Se as hastes não atravessassem o vaso de pressão, seria possível prover giro contínuo ao cilindro concêntrico por meio de giro contínuo do elemento de torção.[0021] Still in the minimum module, the pressure vessel (7) encapsulates only the concentric cylinder (2), as well as part of the support rods (3), also functioning as a useful volume for the movement of the emulsion. The rods (3) pass through the top lid of the pressure vessel (9) through slots. As, in this geometric configuration, the rods cross the pressure vessel (7), it is only possible to provide oscillatory rotation to the concentric cylinder, with arbitrary frequency and amplitude limited by the slot shown in Figure 7. If the rods did not cross the pressure vessel, it would be possible to provide continuous rotation to the concentric cylinder by means of continuous rotation of the torsion element.

[0022] A dinâmica dos fluidos no interior do vaso de pressão (7) é semelhante à dinâmica dos fluidos no interior no tratador eletrostático. Ou seja, a emulsão de água em óleo (a) entra por baixo do vaso de pressão (7) e sobe pelo vão entre o eixo central fixo (1) e o cilindro concêntrico oscilatório (2). As gotas de água (b) que coalescem pela deformação provocada pelo escoamento simples de cisalhamento segregam gravitacionalmente no fundo do vaso de pressão (7), enquanto o óleo (d) depurado da água escoa pela saída superior, conforme mostrado na Figura 1. A água segregada (c) é transferida para a linha de tratamento de água.[0022] The fluid dynamics inside the pressure vessel (7) is similar to the fluid dynamics inside the electrostatic treater. That is, the water-in-oil emulsion (a) enters under the pressure vessel (7) and rises through the gap between the fixed central axis (1) and the oscillating concentric cylinder (2). The water droplets (b) that coalesce by the deformation caused by the simple shear flow, segregate gravitationally at the bottom of the pressure vessel (7), while the oil (d) purified from the water flows through the upper outlet, as shown in Figure 1. A segregated water (c) is transferred to the water treatment line.

[0023] A única diferença entre o módulo mínimo e o dispositivo completo é o maior número de cilindros concêntricos (Figura 8) do dispositivo completo, modularizados para aumentar sob medida o volume através do qual a emulsão de água em óleo pode escoar. Com o aumento dos cilindros concêntricos (2), aumentam os elementos de torção (5), o número de mancais (6), o número de hastes (3) e os rasgos que garantem livre movimento para as hastes (5.6 a 5.9 e 9.1), tanto nos elementos de torção (5) quanto na tampa do vaso de pressão (9), conforme pode ser visto na Figura 7.[0023] The only difference between the minimum module and the complete device is the greater number of concentric cylinders (Figure 8) of the complete device, modularized to increase the volume through which the water-in-oil emulsion can flow. With the increase in concentric cylinders (2), the torque elements (5), the number of bearings (6), the number of rods (3) and the slots that guarantee free movement for the rods (5.6 to 5.9 and 9.1) increase. ), both on the torsion elements (5) and on the pressure vessel lid (9), as can be seen in Figure 7.

[0024] O acessório mecânico, não representado nas Figuras, capaz de prover giro aos inúmeros elementos de torção (5), deve garantir independência de movimento, em frequência e amplitude, aos inúmeros cilindros concêntricos (2) que lhe são solidários por meio das hastes (3).[0024] The mechanical accessory, not represented in the Figures, capable of providing rotation to the numerous torsion elements (5), must guarantee movement independence, in frequency and amplitude, to the numerous concentric cylinders (2) that are attached to it through the rods (3).

[0025] O objetivo desta invenção é reduzir a estabilidade das emulsões de água em óleo que adentram o tratador eletrostático, de modo a melhorar sua eficiência. Portanto, o dispositivo proposto (14) deve ser aplicado à jusante do separador gravitacional (13) e à montante do tratador eletrostático (15), conforme pode ser visto na Figura 9.[0025] The objective of this invention is to reduce the stability of water-in-oil emulsions that enter the electrostatic treater, in order to improve its efficiency. Therefore, the proposed device (14) must be applied downstream of the gravitational separator (13) and upstream of the electrostatic treater (15), as can be seen in Figure 9.

[0026] Deve ser notado que, apesar de a presente invenção ter sido descrita com relação aos desenhos em anexo, esta poderá sofrer modificações e adaptações pelos técnicos versados no assunto, dependendo da situação específica, mas desde que dentro do escopo inventivo aqui definido.[0026] It should be noted that, although the present invention has been described in relation to the attached drawings, it may undergo modifications and adaptations by technicians versed in the subject, depending on the specific situation, but provided that it is within the inventive scope defined herein.

Claims

DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, characterized in that it comprises a pressure vessel (7) equipped with a lid (9), having inside a cylindrical fixed central axis (1), surrounded by concentric cylindrical shells of different diameters (2) , supported by rods (3) through a connection between the rods and the concentric cylindrical shells (4), in addition to rotating torsion elements (5) connected to the rods (3) by a connection between the rods and the torsion elements ( 8), a bearing (6) to allow movement between the fixed shaft (1) and the rotating torsion elements (5), and a mechanical accessory capable of providing rotation to the torsion elements (5).

DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, according to claim 1, characterized in that the cylindrical central axis (1) is massive and crosses the torsion elements (5).

DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, according to claim 1, characterized in that the concentric cylindrical shells (2) are integral to the torsion elements (5) through rods (3) that connect both.

DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, according to claim 3, characterized in that the concentric cylindrical shells (2) are subjected to oscillatory turns, with arbitrary frequency and amplitude limited by the tears in the torsion elements (5) and in the pressure vessel cover (9).

DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, according to claim 3, characterized in that the concentric cylindrical shells (2) can be subjected to continuous turns by means of continuous turns of the torsion elements (5).

DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, according to claim 1, characterized in that the rods (3) pass through the upper lid of the pressure vessel (9) through slots.

DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, according to claim 1, characterized in that the torsion elements (5) are movable disks that embrace the central axis fixed (1) to the pressure vessel (7) by means of a bearing (6).

USE OF THE DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, as defined in claim 1, characterized in that the device (14) is applied in processes of separation of contaminants incorporated into the oil during its flow from the reservoir to the platform.

USE OF DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, according to claim 8, characterized in that the device (14) is inserted downstream of the gravitational separator (13) and upstream of the electrostatic treater (15).

USE OF DEVICE FOR DESTABILIZATION OF OIL EMULSIONS, according to claim 8, characterized in that the device (14) is applied directly to the most stable water-in-oil emulsion layer at the outlet of the gravitational separator (13).