DE2226656C3 - Vorrichtung zur Regelung des Entsalzungs- und Entwässerungsvorganges für Erdöl in einem Elektrodehydrator - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur dcgelung von Enisalzungs- und Entwässerungsvorgängen für Erdöl in Elektrodehydratoren.

Es ist eine Vorrichtung /11 r Regelung des Entsalz.ungs- und Entwässerungsvorganges für Erdöl in einem Elekirohydrator bekannt, in dessen Behälter zwei an einen Hochspannungstransformator angeschlossene Elektroden aufgehängt sind. ds

Das Rohöl wird über eine Rohrleitung in das Innere des Behälters gefördert, wo gleichzeitig Wasser und Demulgator eingeführt werden. Die im Rohöl enthaltenen Salze werden im Wasser aufgelöst. Die Wasser-inErdöl-Emulsion wird bei Eintreffen in einem durch die Elektroden erzeugten elektrischen Feld in aus dem Elektrodehydrator über ein ADleitungsrohr fur das aufgearbeitete Erdöl zu entfernendes Erdöl und in Salzwaiser ~c;cik, das Earn! dem Schmutzrückstand im unteren /cTd'es Elektrodehydrators angesammelt und über ein Ableitungsrohr für Salzwasser und Schmuizrückstand entfernt wird.

Zur Aufrechterhaltung einer klaren Abtrennung des Salzwassers und des Schmutzrückstands bei Änderung der Erdöleigenschaften, der Temperatur, des Verhält nisses von Wasser zu Demulgator im Hinblick auf die Durchflußmenge, wird die Stromdifferenz in den Stromkreisen der oberen und der unteren Elektrode mittels einer bekannten Vorrichtung (SU-PS I5^:iji) konstant gehalten.

Die bekannte Vorrichtung zur Regelung des Entsalzungs- und Entwässerungsvorganges für Erdöl in einem Elektrodehydrator enthält einen Siromdifferenzdeiektor für die Stromkreise der oberen und der unteren Elektrode des Elektrodehydrators, einen Vergleichssat/ für iie Stromdifferenz und den Soliwert, wobei der letztere mit dem Stellmeehanismus eines Regelventils gekoppelt ist. über welches das Salzwasser und der Schmuizrückstand aus dem Behälter des Elektrodern· dratcrs entfernt werden.

Bei Änderung der Größe der Stromdifferenz in den Stromkreisen der oberen und der unteren Elektrode auf Grund einer Änderung der Eigenschaften des Rohöls, dessen Temperatur und des Verhältnisses von Wasser zu Demulgator werden aus dem Elektrodehydrator übet das Regelventil Salzwasser und Schmutzrückstand entfernt und auf diese Weise die Größe der genannten Stromdifferenz, automatisch konstant gehalten.

Die bekannte Vorrichtung weist aber eine unzureichende Störfestigkeit bei Änderung z. B. des Wasseigehaltes oder der Verteilung des Wassers in der Erdölemulsion auf. was die Regelung der Größe der Stromdifferenz in den Elektrodenstromkreisen in einer Reihe von Fällen unzuverlässig macht. Konkret kommt das darin zum Ausdruck, daß bei Änderung der obengenannten Eigenschaften der Wasser-in-Erdöl-Emulsion zwischen den Elektroden des Dchydrators bzw. /wischen der unteren Elektrode und der Oberfläche des abgetrennten Salzwassers elektrische Durchschläge erfolgen können. Die Durchschläge stören den Prozeß, führen zur Abschaltung der Elektroden und zum Aus fall der bekannten Vorrichtung.

Zweck der Erfindung ist es. die genannten Nachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Regelung des Enisalzungs- und Eniw;i-.se rungsvorganges für Erdöl zu schaffen, die für eine erhöhte .Störfestigkeit bei Änderung der physikalischchemischen Eigenschaften der Emulsion sorgt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung zur Regelung des Enisalzungs- und Entwässerungsvorganges für Erdöl in einem Elektrodehydraior, der zwei Elektroden aufweist, deren jede an einen Transformator angeschlossen ist und die mit einem Slromdifferenzdetcktor im Elcktrodenstromkreis verbunden sind, der einen im Stromkreis der oberen Elektrode liegenden Stromgeber der oberen Elektrode, einen im Stromkreis der unteren Elektrode liegenden Stromgeber der unteren Elektrode und einen Subtrakiionstrieb für diese Ströme enthält, an den die Ausgänge der beiden Geber angeschlossen sind, wäh-

rend der Ausgang dieses .Subtraktionstriebes mit einem Vergleichssatz für den Istwert der Stromdifferenz in Jen Elektrodenstromkreisen und den Sollwert gekoppelt isi, dessen Ausgang an den Stellmechanismus eines Jas Ablassen von Salzwasser und Schmuizrückstand aus dem Elektrodehydrator rege'vdcn Ventils ar.gc schlossen ist, erfindungsgemäß ein zwischen den genannten Stromdifferenzdetektor und den genannten Vergleichssatz geschaltetes Formierung-glied für den wahren Stromwert in den Elektrodenstromkreisen vorgesehen is*, das einen Kompensator für den durch konstruktive Parameter des Elektrodehydrators bestimmten konstanten Anteil des Istwerts der Stromdifferenz m den Stromkreisen der Elektroden, dessen einer Eingang an den Ausgang des Subtraktionstriebes angeschlossen ist. dessen anderem Eingang eine Gleichspannung zugeführt wird, und dessen Ausgang mit einem der Eingänge eines Kommutators gekoppelt ist, sowie ein mit dem Eingang an den Stromgeh?r der unteren Elektrode angeschlossenes Differenzierglied, einen Selektor für einen Durchschlag im Elektrodehydrator vorangehende Impulse, einen Former für ein dem Stromwert der unteren Elektrode proportionales Signal und ein anderes Signal für das Vorhandensein der genannten Impulse, ein Zentralrelais, auf welches das letztere Signal gelangt, die in Reihe liegen, enthalt, wobei das letztgenannte Signal vom ersten Ausgang des genannten Formers kommt und der Ausgang des Relais an den anderen Eingang des Kommutators geschaltet ist. wobei der zweite Ausgang des Formers, übjr den das erste Signal gelangt, an den dritten Eingang (!es Kommutators angeschlossen ist. dessen Ausgang mit dem Eingang des genannten Vergleichssatzes gekoppelt ist.

Dies gibt die Möglichkeit, die Wirksamkeit der Regelung des Entsalzungs- und Entwässerungsvorganges für Erdöl im Elcktrodehydrator auf Grund der Stromdifferenz in den Elektrodenstromkreisen zu erhöhen.

An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch einen F.lektrodehydrator mit einem Blockschallbild der Vorrichtung zur Regelung des Entsalzungs- und Entwässerungsvorganges für Erdöl.

Die Vorrichtung zur Regelung des Entsalzungs- und F.nlwässerungsvorganges für Erdöl in einem F.lektrodehydrator enthält einen Elektrodehydrator 1 mit einem Zuleitungsrohr 2 für die Wasser-in-Erdöl-Emulsion, einem Ableitungsrohr 3 für das aufgearbeitete Erdöl und einem Ableitungsrohr 4 für Salzwasser und Schmutzrückstand. Am Ableitungsrohr 4 ist ein Regelventil 5 mit einem Stellmcehanismus angeordnet. Innerhalb des Elektrodehydrators 1 sind eine untere Elektrode 6 und eine obere Elektrode 7 aufgehängt. Die Elektroden 6 und 7 sind an einen Hochspannungstransfor- ss mator 8 angeschlossen, dessen Primärwicklung die Netzspannung zugeführt wird. Im Stromkreis des Transformators 8 liegt ein Stromdiflerenzdetektor 9. Der Stromdifferenzdetektor 9 in den Stromkreisen der Elektroden 6 und 7 setzt sich aus einem Stromgeber 10 für die obere Elektrode 7 und einem Siromgeber 11 für die untere Elektrode 6 zusammen. Die Geber 10 und 11 sind an einen Subtraktionstrieb 12 bzw. eine Subtrahiereinrichtung für die Ströme angeschlossen.

Die Vorrichtung enthält weiter ein Formierungsglied ''5 13 für den Strom in den Stromkreisen der Elektroden β und 7, das einen Kompensator 14 für den konstanten Anteil des Istwerts der Stromdifferenz in den Strom kreisen der Elektroden 6 und 7 aufweist. Der eine Eingang dieses Kompensator 14 is·, an den Ausgang des Subiraktionstriebes 12 für die Ströme angeschlossen: dem anderen Eingang des Kompensator 14 wird eine durch konstruktive Parameter des Elektrodehydrators

; ZükCiUmF

Das Differenzierglied 15 der Einheit 13 ist an einen Selektor 16 für einen Durchschlag im Elektrodehvdrutor vorangehende Impulse, e.nen Former 17 für ein dem Stromwert der unteren Elektrode 6 proportionales Signal und ein anderes Signal für das Vorhandensein der genannten Impulse, die in Reihe liegen, angeschlossen. Das Signal für das Vorhandensein dieser Impulse gelangt vom ersten Ausgang des Formers 17 auf ein mn einem Kommutator 19 gekoppeltes Zeitrelais 18. während das dem Stromwert der unteren Elektrode 6 proportionale Signal vom zweiten Ausgang des Formers 17 unmittelbar am anderen Eingang des Kommutators 19 eintrifft. Mit Hilfe des Kommutators 19 werden der Ausgang des Kompensator*) 14 und on Ausgang des Formers 17 sowie der Ausgang des Zeitrelais 18 an einen der Eingänge eines Vergleichssatzes 20 tür den Istwert der Stromdifferenz in den Stromkreisen der Elektroden 6 und 7 und den Sollwert angeschlossen. Der Ausgang des Vergleichssatzes 20 ist mit dem Stellmechanismus des Regelventils 5 gekoppelt.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt.
Bei Änderung des Wassergehaltes im Rohöl oder bei Änderung der Verteilung des Wassers in der Emulsion werden die Stromwerte in den Stromkreisen der Elektroden 6 und 7 geändert. Zur Sicherung des gleichmäßigen Verlaufs des Prozesses ist der Sollwert für die Stromdifferenz in den Stromkreisen der Elektroden 6 und 7 konstant zu halten. Die Signale gelangen von den Stromgebern 10 und 11 in den Stromkreisen der oberen Elektrode 7 und der unteren Elektrode 6 auf ilen Subtraktionstrieb 12 für die Ströme. Vom Subtraktionstrieb 12 für die Ströme trifft ein der Differenz dieser Ströme entsprechendes Signal auf einen der Eingänge des Kompensator 14, dessen anderem Eingang eine Kompensationsspannung zugeführt wird, deren Größe durch den konstanten Anteil des Istwerts der Stromdifferenz bestimmt wird und von konstruktiven Besonderheiten des Elektrodehydrators 1 abhängt, während die Polarität der des genannten Stromdiflerenzsignals entgegengesetzt ist. Infolgedessen wird am Ausgang des Kompensator 14 der veränderliche Anteil des Istwerts der Stromdifferenz abgegeben, der über den Kommutator 19 auf den Vergleichssatz 20 triüi. Bei Nichtübereinstimmung zwischen Istwert de·' Stromdifferenz in den Stromkreisen der Elektroden b und 7 und Sollwert erscheint am Ausgang des Vergleichssat/es 20 em .Stellsignal zum /.wangläiifigen Öffnen (Schließen) des Ventils.

In manchen Situationen, beispielsweise bei Änderung des Wassergehaltes der Emulsion oder bei Änderung der Verteilung des Wassers in der Emulsion, werden Fälle einer abrupten Änderung des Stromwenes im Stromkreis der unteren Elektrode β beobachtet. Hierbei entstehen Stromimpulse, die beim Unterlassen irgendwelcher Gegenmaßnahmen zu einem vollen, den Betrieb des Elektrodehydrators 1 störenden elektrischen Durchschlag führen. Eine dieser Gegenmaßnahmen ist eine zwangläufige Vergrößerung dcv DurchflulJmenge von abfließendem Salzwasser und Schmut/-rückstand für eine bestimmte Zeit.

In diesem Fall trifft das Signal vom Stromgeber im Stromkreis der unteren Elektrode 6 des Stromdiffe-

ren/dctektors 9 am Differenzierglied 15 ein. an dessen Ausgang im Vordurehschlaggebiel Impulse erscheinen. Falls die Parameter dieser Impulse die Sollwerte überschreiten, gelangen sie über den Selektor 16 in den Former 17. Am Ausgang des Formers 17 erseheinen ein der Stromdifferenz proportionales Signal und ein Signal für das Vorhandensein von Vordurchschlagimpulsen. Auf das Signal für das Vorhandensein von Vordurchschlagimpulsen spricht das Zeitrelais 18 an. das mit Hilfe des Kommutators 19 den Ausgang des Konipensators 14 von einem der Eingänge des Vergleichssatzes 20 ab- und den Ausgang des Formers 17 zur Einspeisung eines Signals zum zwangläufigen Öffnen des Ventils 5 auf den Eingang des Vergleichssatzes 20 anschaltet. Auf dieses Signal öffnet der Slellmechanismus das Ventil 5 für eine durch die Verzögerung des Zeitrelais 18 festgelegte Zeil.

Nach Ablauf der durch die Verzögerung des Zeitrelais 18 festgelegten Zeitspanne wird an den Fingang des Vergleichssatzes 20 der Ausgang des Kompensator 14 angeschlossen.

Fs ist zweckmäßig, die mit der vorgeschlagenen Vorrichtung ausgerüsteten Elcklrodehydratoren bei der Rohölförderung und in Erdölraffinerien zur Vorbereitung auf die Verarbeitung von Erdöl mit einem großen Wasser-. Salz- und Schmutzgehalt einzusetzen. Die Vorrichtung zur Regelung des Entsalzungs- und Ent Wasserungsvorganges für Erdöl sorgt für einen stabiler störungsfreien Betrieb des Elcktrodehydrators.

Die Vorrichtung sichert die Stabilisierung und folg lieh eine Erhöhung des Nutzeffekts des gesamten Fm salzungs- und Entwässerungsvorganges.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Palentanspruch:

   Vorrichtung zur Regelung des Entsalzungs- und Entwässerungsvorganges für Erdöl in einem Ek-ktrodehydrator, der zwei Elektroden aufweist, deren jede an einen Transformator angeschlossen ist und die mit einem Stromdifferenzdetektor im Elektrodenstromkreis verbunden sind, der einen im Stromkreis der oberen Elektrode liegenden Stromgeber der oberen Elektrode, einen im Stromkreis der unleren Elektrode liegenden Stromgeber der unteren Elektrode und einen Subtraktionstrieb für diese Ströme enthält, an den die Ausgänge der beiden Geber angeschlossen sind, während der Ausgang dieses Subtraktionstriebes mit einem Vergleichssatz für den Istwert der Stromdifferenz in den clektrodensiromkreisen und den Sollwert gekoppelt ist, dessen Ausgang an den Stellmechanismus eines das Ablassen von Salzwasser und Schmutzrückstand aus dem Elektrodehydrator regelnden Ventils angeschlossen ist. dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zwischen den genannten Stromdifferenzdetektor (9) und den genannten Vergleichssatz (20) geschaltetes Formierungsglied (J3) für den Stromwert in den Elektrodenstromkreisen enthält, das einen Kompensator (14) für den durch konstruktive Parameter des Elektrodehydrators (1) bestimmten konstanten Anieil des Istwerts der Stromdifferenz in den Stromkreisen der Elektroden (6 und 7), dessen einer Eingang an den Ausgang des Stibtraktionstriebes (12) augeschlossen ist, dessen anderem Eingang eine Gleichspannung zugeführt wird und dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Kommutators (19) gekoppelt ist, sowie ein mit dem Eingang an den Stromgeber (11) der unteren Elektrode (6) angeschlossenes I?ifferenzicrglied (15), einen Selektor (16) für einen Durchschlag im Elektrodehydrator (1) vorangehende Impulse, einen Former (17) für ein dem Stromwert der unteren Elektrode (6) proportionales Signal und ein anderes Signal für das Vorhandensein der genannten Impulse, ein Zeitrelais (18). auf welches das letztere Signal gelangt, die in Reihe liegen, aufweist, wobei das letztgenannte Signal vom ersten Ausgang des genannten Formers (17) kommt und der Ausgang des Relais (18) an den anderen Eingang des Kommutators (19) angeschlossen ist, wobei der zweite Ausgang des Formers (17), über den das erste Signal gelangt, an den dritten Eingang des Kommutators (19) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit dem Eingang des genannten Vergleichssatzes (20) gekoppelt ist.