DE2522554C3

DE2522554C3 - Vorrichtung zum Regeln der Entsalzung und Entwässerung von Rohöl in einem Elektrodehydrator

Info

Publication number: DE2522554C3
Application number: DE19752522554
Authority: DE
Inventors: Vyatscheslav Grigorievitsch Gluschenkov; Boris Isaakovitsch Kusovsky; Nikolai Ivanovitsch Pavlov; Nikolai Georgievitsch Versozky
Original assignee: RYASANSKY FILIAL SPEZIALNOGO KONSTRUKTORSKOGO BJURO PO AVTOMATIKE V NEFTEPERERABOTKE I NEFTECHIMII RYASAN (SOWJETUNION)
Current assignee: RYASANSKY FILIAL SPEZIALNOGO KONSTRUKTORSKOGO BJURO PO AVTOMATIKE V NEFTEPERERABOTKE I NEFTECHIMII RYASAN (SOWJETUNION)
Priority date: 1975-05-21
Filing date: 1975-05-21
Publication date: 1978-07-13
Also published as: DE2522554A1; DE2522554B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Entsalzung und Entwässerung von Rohöl in einem Elektrodehydrator.

Bekannt ist eine Vorrichtung zum Regeln der Entsalzung und Entwässerung von Rohöl in einem Elektrodehydrator (s. Beschreibung zur Patenturkunde der UdSSR Nr. 2 95 447).

Die bekannte Vorrichtung enthält einen Stromgeber, eingeschaltet in eine der Wicklungen eines Transformators, welcher mit Elektroden verbunden ist; einen Differenzierblock, dessen Eingang an den Stromgeber angeschlossen ist; einen Rohöldurchsatzgeber, eingebaut in die Rohrleitung für die Rohölzufuhr in den Elektrodehydrator; einen Betriebswasserdurchsatzgeber mit einem Regelorgan und Antrieb, welche in die Rohrleitung für die Zufuhr des Betriebswassers in den Elektrodehydrator eingebaut sind; einen Regler des Durchsatzverhältnisses von Betriebswasser zu Rohöl, dessen Eingänge mit den genannten Durchsatzgebern für das Rohöl und das Betriebswasser und mit dem Ausgang des Differenzier- und Formierungsblocks für die Korrektion verbunden sind, während dessen Ausgang mit dem Antrieb des Regelorgans verbunden ist.

Das Rohöl wird durch eine Rohrleitung einem Behälter gleichzeitig mit dem Betriebswasser zugeführt. Die im Rohöl enthaltenen Salze werden im Betriebswasser aufgelöst. Die Wasser-Öl-Emulsion wird, sobald sie in das durch die Elektroden erzeugte elektrische Feld gelangt, aufgeteilt in Rohöl, welches aus dem Elektrodehydrator durch eine Rohrleitung entfernt wird, und in Salzwasser, welches sich gemeinsam mit dem Schlamm im unteren Teil des Elektrohydrators ansammelt und durch eine andere Rohrleitung entfernt wird.

Um die Wirksamkeit der Rohölentsalzung zu steigern, ändert man gewöhnlich die Menge des zugeführten Betriebswassers, indem man die Wassermenge bis zum Maximalwert für das zu bearbeitende Rohöl erhöht. Das erreicht man durch entsprechende Wahl des Verhältnisses zwischen dem jeweiligen Durchsatz an Betriebswasser und Rohöl sowie durch Aufrechterhaltung dieser gewählten Größe unter einer Korrektion der letzteren nach dem Grenzwert der durchbruchsicheren Stromimpulse im Elektrodenkreis des Elektrodehydrators.

Die bekannte Vorrichtung genügt jedoch nicht den hohen Anforderungen der modernen Technologie der Rohölverarbeitung in Elektrodehydratoren, da der Wert des optimalen Verhältnisses des Durchsatzes von Betriebswasser zu Rohöl hierbei als konstant gewählt wird, ohne die im gegebenen Zeitpunt eintretende Änderung der elektrophysikalischen Eigenschaften der Wasser-Öl-Emulsion zu berücksichtigen, wobei in einer

JO Reihe von Fällen diese Verhältniszahl als zu hoch angenommen wird.

Außerdem weist die bekannte Vorrichtung eine mangelhafte Störfestigkeit bei einer schroffen Änderung der elektrophysikalischen Eigenschaften der

Wasser-Öl-Emulsion auf, was in einer Reihe von Fällen zu einem schwankenden Regelbetrieb des Arbeitsprozesses führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Regeln der Entsalzung und Entwässe rung von Rohöl zu schaffen, welche eine automatische und operative Wahl sowie die Aufrechterhaltung des Optimalwerts des Durchsatzverhältnisses von Betriebswasser zu Rohöl gewährleistet und eine höhere Störfestigkeit bei beliebigen Schwankungen der elek-

trophysikalischen Eigenschaften der Wasser-Öl-Emulsion aufweist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Regeln der Entsalzung und Entwässerung von Rohöl in einem Elektrodehydrator, ausgerüstet mit einer Rohrleitung für die Rohölzufuhr mit einem in ihr eingebauten Rohölverbrauchsgeber, ferner mit einer Rohrleitung für die Zufuhr des Betriebswassers mit einem in ihr eingebauten Betriebswasserdurchsatzgeber mit einem Regelorgan und Antrieb, wobei die Ausgänge der Geber mit den entsprechenden Eingängen eines Reglers des Durchsatzverhältnisses von Betriebswasser zu Rohöl verbunden sind, dessen weiterer Eingang mit einem Formierungsblock für die Korrektion und dessen Ausgang mit dem Eingang des Antriebs des Regelor gans für die Zufuhr des Betriebswassers verbunden ist, und mit innerhalb des Behälters des Elektrodehydrators aufgehängten Elektroden, die an einen Transformator angeschlossen sind, wobei in eine der Wicklungen ein Stromgeber eingeschaltet ist, der mit einem Differen zierblock verbunden ist. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß diese mindestens zwei Amplitudenwähler, die an den Ausgang des Differenzblocks angeschlossen sind, und mindestens zwei Impulszähler

enthält, die an die entsprechenden Ausgänge der Amplitudenwäliler angeschlossen sind, welche ihrerseits an die Eingänge eines Programmzeitrelais angeschlossen sind, während der Ausgang des einen Impulszählers an einen Impulsformer für die negative Korrektion und der Ausgang des anderen Impulszählers über einen Taktgenerator an einen Impulsformer für die positive Korrektion und die Ausgänge des Impulsformers für die negative Korrektion und des Impulsformers für die positive Korrektion an die Eingänge des Formierungsblocks für die Korrektion angeschlossen sind.

Diese Bau- und Schaltart bietet die Möglichkeit, die Wirksamkeit des Regelprozesses der Entsalzung und Entwässerung des Rohöls im Elektrodehydrator nach dem Durchsatzverhältnis von Betriebswasser zu Rohöl mit einer Korrektion nach der Größe von durchbruchsicheren Grenzstromimpulsen im Elektrodenkreis des Elektrodehydrators zu erhöhen.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung der Zeichnung näher erläutert, in welcher der Elektrodehydrator mit einem Blockschema der Vorrichtung zum Regeln der Entsalzung und Entwässerung von Rohöl schematisch dargestellt ist.

Der Elektrodehydrator 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält eine Rohrleitung 2 für die Rohölzufuhr, eine Rohrleitung 3 zum Austragen des bearbeiteten Rohöls, eine Rohrleitung 4 zum Austragen des Salzwassers und des abgelagerten Schlamms sowie eine Rohrleitung 5 für die Zufuhr des Betriebswassers. Innerhalb des Elektrodehydrators 1 sind Elektroden 6 und 7 aufgehängt, die an einen Transformator 8 angeschlossen sind, in dessen eine Wicklung ein Stromgeber 9 eingeschaltet ist.

Der Stromgeber 9 ist mit einem Differenzierblock 10 verbunden, dessen Ausgang an die Eingänge der 3i Amplitudenwähler Hi, lh,... 1 I_nangeschlossen ist,und jeder von diesen Wählern ist seinerseits an den Eingang eines entsprechenden Impulszählers 12|, 12₂ ... 12„ angeschlossen, wobei an die Verbindungsstelle der Ausgänge der Amplitudenwähler lli, II2 und der Eingänge der Zähler 12|, 122 die Eingänge eines Programmzeitrelais 13 angeschlossen sind, und an den dritten Eingang dieses Relais der Ausgang des Impulszählers 12₂ angeschlossen ist. Der Ausgang des Impulszählers 12| ist durch einen Taktgenerator 14 an einen Impulsformer 15 für die poskive Korrektion angeschlossen, während die Ausgänge aller übrigen Impulszähler \2t...\2_n und ein Ausgang des Programmzeitrelais 13 an die Eingänge des Impulsformers 16 für die negative Korrektion angeschlossen sind. Die übrigen Ausgänge des Programmzeitrelais 13 sind an die Impulszähler 12|, 122... ^angeschlossen.

Der Impulsformer 15 für die positive Korrektion stellt einen üblichen auf Triggern aufgebauten Frequenzteiler dar. Dieser Impulsformer 15 gewährleistet ein konstantes Frequenzteilungsverhältnis. Gleichzeitig stellt der Impulsformer 16 für die negative Korrektion einen Frequenzmultiplikator dar, welcher aus einem Univibrator und einem Koinzidenzglied besteht. Die Ausgänge der Impulsformer 15 und 16 sind an die Eingänge des Formierungsblocks 17 für die Korrektion angeschlossen. Der Ausgang des Formierungsblocks 17 ist an einen der Eingänge des Reglers 18 des Durchsatzverhältnisses von Betriebswasser zu Rohöl angeschlossen. An die beiden anderen Eingänge des Reglers 18 ist ein t>5 Rohöldurchsatzgeber 19 angeschlossen, eingebaut in die Rohrleitung 2 für die RohCJzufuhr sowie ein Betriebswasserdurchsatzgeber 20, der in die Rohrleitung 5 für die Zufuhr des Betriebswassers eingebaut ist. Der Ausgang des Reglers 18 des Durchsatzverhältnisses von Betriebswasser zu Rohöl ist mit dem Antrieb 21 des Regelorgans verbunden, welches in die Rohrleitung 5 für die Zufuhr des Betriebswassers eingebaut ist

Die Zahl der Amplitudenwähler 11 und der Impulszähler 12 wird aus der Erwägung gewählt, daß man sogar bei minimaler Information, welche aus dem elektrischen Stromreis der Elektroden 6 und 7 gelangt, imstande ist, mindestens zwei Signale von entgegengesetzten Vorzeichen zu bilden.

Die maximale Zahl der Amplitudenwähler und Impulszähler hängt von der jeweilig erwünschten Genauigkeit und dem zügigen Aufsuchen des Optimalwerts des Durchsatzverhältnisses von Betriebswasser zu Rohöl ab.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgenderweise:

Für die gegebene Arbeitsfolge wird das optimale Durchsatzverhältnis von Betriebswasser zu Rohöl so gewählt, daß das Auswaschen der SaUt aus dem Rohöl am günstigsten verläuft. .

Der Wert der auf diese Art gewählten Verhältniszahl wird in den Regler 18 des Durchsatzverhältnisses eingeführt.

Das Signal, welches dem jeweiligen Durchsatz des Rohöls entspricht, das durch die Rohrleitung 2 fließt und durch den Rohöldurchsatzgeber 19 gemessen wird, sowie das Signal, welches dem jeweiligen Durchsatz des Betriebswassers entspricht, das durch die Rohrleitung 5 fließt und durch den Betriebswasserdurchsatzgeber 20 gemessen wird, gelangen an die beiden Eingänge des Reglers 18 des Durchsatzverhältnisses von Betriebswasser zu Rohöl, in welchem eine Multiplikation des dem Rohöldurchsatz entsprechenden Signals mit der gewählten Verhältniszahl erfolgt. Das erhaltene Ergebnis wird in dem gleichen Regler 18 mit dem Signal verglichen, welches dem Durchsatz des Betriebswassers entspricht. Bei einer Fehlanpassung des wirklichen Werts der Durchsatzmenge des Betriebswasser an das Mult'nlikationsprodukt erscheint am Ausgang des Reglers 18 des Durchsatzverhältnisses ein Signal der Regeleinwirkung, welches auf das Stellglied 21 des Regelorgans einwirkt und dadurch den Betriebswasserdurchsatz in der Rohrleitung 5 ändert.

Die Änderung des Betriebswasserdurchsatzes führt zu einer Änderung der elektrophysikalischen Eigenschaften der Wasser-Öl-Emulsion, beispielsweise ihrer Leitfähigkeit oder dielektrischer Festigkeit. Dabei erfolgt eine Änderung der Ströme im Kreis der Elektroden 6 und 7 des Elektrodehydrators 1, was sich durch die Entstehung von Stromimpulse äußert.

Falls dabei keine entsprechenden Maßnahmen getroffen werden, können sich diese Impulse in einen ununterbrochenen elektrischen Durschlag verwandeln, wordurch die Arbeit des Elektrodehydrafors 1 gestört wird. Eins der Vorbeugungsmittel gegen eine Arbeitsstörung des Elektrodehydrators 1 ist die Korrektion des Werts der wirklichen Durchsatzverhältniszahl von Betriebswasser zu Rohöl.

In diesem Falle gelangt das Signal vom Stromgeber 9 im Stromkreis der Elektroden 6 und 7 an den Eingang des Differenzierblocks 10, an dessen Ausgang ein volles Stromimpulsspektrum von verschiedener Amplitude und Folgefrequenz aufgelöst wird.

Diese Impulse gelangen gleichzeitig an den Eingang der Amplitudenwähler Ui ... H_n, welche verschiedene Ansprechschwellen haben. Der Wähler H₂ ist auf einen

Amplitudenwert abgestimmt, gleich einer bedingten Einheit; der Wähler Hi ist auf einen kleineren Amplitudenwert als die bedingte Einheit, z. B. gleich der Hälfte dieser Einheit, abgestimmt; die Wähler 1I_n werden auf Amplitudenwerte abgestimmt, die größer als die bedingte Einheit sind, z. B. diese Einheit l,5mal und noch mehr übersteigen. Der Wert der bedingten Einheit und der Ansprechschwellen der Amplitudenwähler werden durch die Konstruktionsparameter des Elektrodehydrators 1 bestimmt. Als bedingte Einheit ist der Amplitudenwert des ersten aus der Impulsserie anzunehmen, welche dem elektrischen Durchschlag im Elektrodehydrator 1 vorangeht.

Bei einem Amplitudenwert der Impulse, welcher die Ansprechschwellen keines der Amplitudenwähler H₁... H_n übersteigt, was von der Möglichkeit einer Durchsatzsteigerung des Betriebswasse; . zeugt, wird an den Eingang der Impulszähler 12, .. 12„ kein einziger Impuls gelangen. In diesem Falle erzeugt der Taktgenerator 14 ununterbrochene Impulse mit einer gewissen Folgefrequenz, welche an den Eingang des Impulsformers 15 für die positive Korrektion gelangen. Im Impulsformer 15 erfolgt eine Frequenzteilung der Impulse, welche vom Taktgenerator i4 kommen, durch einen gewissen konstanten Koeffizienten, dessen Wert durch die Konstruktionsparameter des Elektrodehydrators 1 bestimmt wird.

Beim Eintreffen jedes folgenden Impulses wird im Impulsformer 15 das folgende Signal der nächsten Stufe für die positive Korrektion gebildet, welches an den Ei; _<i!ig des Formierungsblocks 17 für die Korrektion gelangt. Vom Ausgang des Formierungsblocks 17 gelangt das gebildete Signal an den Eingang des Reglers 18 des Durchsatzverhältnisses, in welchem der Verhältniswert korrigiert wird, und zwar ansteigt, wodurch ein Durchsatzanstieg des in den Elektrodehydrator 1 zugeführten Betriebswassers hervorgerufen wird. Ein derartiger stufenweiser Durchsatzanstieg des Betriebswassers dauert so lange, bis am Ausgang des Impulszählers 12 ein Signal erscheint, welches davon zeugt, daß eine optimale Korrektion durchgeführt wurde, und daß im Stromkreis der Elektroden 6 und 7 des Elektrodehydrators 1 Stromimpulse erschienen sind, weiche einem elektrischen Durchschlag vorangehen. Nach diesem Signal wird im Taktgenerator 14 die Erzeugung der Taktimpulse unterbrochen, wodurch das zuvor durch die Impulsformer 15 und 17 gebildete Signal für die Korrektion nicht mehr vergrößert wird, sondern auf dem früheren Pegel bleibt. Dabei wird der Betriebswasserdurchsatz ebenfalls nicht geändert und bleibt auf dem vorigen. Niveau.

In diesem Falle werden die Amplitudenwerte der Stromimpulse und deren Anzahl die vorgegebenen Werte der Ansprechschwelle des Amplitudenwählers lli sowie die Zahlen der Impulse übersteigen, welche vom Wähler 12| in einem bestimmten Zeitabschnitt gelangen, der durch das Programmzeitrelais 13 festgesetzt wird.

Die Größe der Zeitintervalle sowie die Zahl der Impulse, welche in einem bestimmten Zeitabschnitt folgen müssen, werden durch die Konstruktionsparameter des Elektrodehydrators 1 bestimmt.

Bei weiterer Änderung der elektrophysikalischen Eigenschaften der Wasser-Öl-Emulsion, z. B. der Dispersität oder dem Anstieg des Wassergehalts itT Ausgangsrohstoff, wird die Amplitude der Stromimpul se und ihre Folgefrequenz entsprechend vergrößert.

Wenn in diesem Falle die Amplitude der Impulse welche an die Eingänge der Amplitudenwähler H₁ .. U_n gelangen, die Ansprechschwelle des Amplituden Wählers lh sowie deren Anzahl in einem Zeitabschnit /2, welcher durch das Programmzeitrelais 13 vorgege ben wird, übersteigt, dann werden vom Ausgang dei

to Impulszählers 12; Impulse an einen der Eingänge, des Impulsformers 16 für die negative Korrektion gelangen.

Vom Ausgang des Impulsformers 16 gelangt der

gebildete Impuls für die negative Korrektion an den zweiten Eingang des Impulsformers 17 für die

r, Korrektion. Der Betriebswasserdurchsatz wird sich um die Wassermenge verringern, welche dem Wert der positiven Korrektion entspricht.

Der Zeitabschnitt ij der Wirkungsdauer der negativen Korrektion wird durch die Konstruktionsparameter de.< Elektrodehydrators 1 bestimmt und durch das Programmzeitrelais 13 vorgegeben. Falls während des genannten Zeitabschnitts (■ vom Impulszähler 12₂ an den Eingang des Impulsformer 16 keine Impulse gelangen, dann wird die Impulsbildung für die negative Korrektion unterbrochen, und der Betriebswasser durchsatz bleibt verringert, wobei der Kreislauf der Signalbildung für die Korrektion sich von neuen wiederholt.

In einzeinen technologischen Situationen, beispiels

jo weise bei einer schroffen Änderung der elektrophysikalischen Eigenschaften der Wasser-Ol-Emulsion, wird die Amplitude der Impulse die Ansprechschwellen sämtlicher Amplituden wähler 1I₁ ... 1 I_n sowie die vorgegebe ne Impulszahl in den Zeitabschnitten fi ... f„, welche durch das Programmzeitrelais 13 vorgegeben werden übersteigen. In diesem Falle werden am Ausgang der Impulszähler 12i ... 12„ Impulse erscheinen, nach welchen der Taktgenerator 14 die Impulsbildung unterbricht, worauf der Impulsformer 15 ebenfalls keine

4n Impulse für die positive Korrektion erzeugen wird.

Dabei werden an die Engänge des Impulsfcrmers 16 für die negative Korrektion »n« Signale gelangen. Vom Ausgang des Impulsformers 16 werden Impulse für die negative Korrektion, welche nach Wert, Amplitude und Dauer den Impulsen für die positive Korrektion gleich sind, jedoch von einer um das η-fache größeren Frequenz als die Impulsfrequenz für die positive Korrektion, an den Eingang des Impulsformers 17 für die Korrektion gelangen, wodurch der Betriebswasserdurchsatz sich stark verringern wird.

Die mit der beschriebenen Einrichtung ausgerüste*en Elektrodehydratoren können in Erdölbohrbetrieben und Erdölraffinerien für die Vorbereitung von Rohöl mit hohem Salz-, Wasser- und Schlammgehalt zu dessen weiteren Verarbeitung zweckmäßig verwendet werden. Die vorgeschlagene Einrichtung zur automatischen Regelung der Entsalzung und Entwässerung von Rohöl gewährleistet eine stabile und störungsfreie Arbeitsfolge des Elektrodehydrators. Sie sichert ein automatisches

bo Aufsuchen der optimalen Betriebsfolge bei der Verwendung verschiedener Rohölsorten und gewährleistet damit auch eine erhöhte Effektivität des gesamten Entsalzungs- und Entwässerungsprozesses.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Vorrichtung zum Regeln der Entsalzung und Entwässerung von Rohöl in einem Elektrodehydrator, ausgerüstet mit einer Rohrleitung für die Rohölzufuhr mit einem in ihr eingebauten Rohöldurchsatzgeber, ferner mit einer Rohrleitung für die Zufuhr des Betriebswassers mit einem in ihr eingebauten Betriebswasserdurchsatzgeber mit einem Regelorgan und Antrieb, wobei die Ausgänge der Geber mit den entsprechenden Eingängen eines Reglers des Durchsatzverhältnisses von Betriebswasser zu Rohöl verbunden sind, dessen weiterer Eingang mit einem Formierungsblock für die Korrektion, und dessen Ausgang mit dem Eingang des Antriebs des Regelorgans für die Zufuhr des Betriebswassers verbunden ist, und mit innerhalb des Behälters des Elektrodehydrators aufgehängten Elektroden, die an einen Transformator angeschlossen sind, wobei in eine der Wicklungen ein Stromgeber eingeschaltet ist, der mit einem Differenzierblock verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung mindestens zwei Amplitudenwähler (H₁, H₂), die an den Ausgang des Differenzierblocks (10) angeschlossen sind, und mindestens zwei Impulszähler (12|, I22) enthält, die an die entsprechenden Ausgänge der Amplitudenwähler (Ui, H2) angeschlossen sind, welche ihrerseits an die Eingänge eines Programmzeitrelais (13) angeschlossen sind, während der Ausgang des einen Impulszählers (12j) an einen Impulsformer (16) für die negativ.■ Korrektion und der Ausgang des anderen I.npulszählers (12|) über einen Taktgenerator (14) an einen Ir ipulsformer (15) für die positive Korrektion und die Ausgänge des Impulsformers (16) für die negative Korrektion und des Impulsformers (15) für die positive Korrektion an die Eingänge des Formierungsblocks (17) für die Korrektion angeschlossen sind.