DE3132530C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist üblich, die Entsalzung oder Entwässerung ölhaltiger Emulsionen dadurch vorzunehmen, daß man sie direkt in ein elektrisches Behandlungsfeld ausreichender Intensität ein­ führt, so daß sich die suspendierten Tröpfchen der disper­ sen Phase zu Massen ausreichender Größe vereinen, die in­ folge der Schwerkraft aus dem Öl herausfallen. Die disperse Phase solcher Emulsionen besteht aus einem Material, gewöhn­ lich Wasser, das mit dem Öl so wenig mischbar ist, daß eine innere oder disperse Phase entsteht. Anfangs sind die dis­ pergierten Tröpfchen so klein oder so stabilisiert, daß sie nicht schnell aus der Ölphase herausfallen. Das elektrische Feld jedoch vereint solche dispergierten Teilchen, und es ist gefunden worden, daß die resultierenden coaleszierten Massen schnell aus dem Öl fallen, gewöhnlich im gleichen Gefäß, in welchem die elektrische Behandlung vorgenommen wird. Bei einem Entsalzungsvorgang kann eine Menge Wasser mit dem in ein Mischventil oder einen anderen Mischer be­ kannter Art eintretenden Rohöl gemischt werden, so daß eine vollständige Entsalzung des Öls möglich ist.

Aus den US-PS 41 49 958 und 41 82 672 sind Vorrichtungen und Verfahren zum Entsalzen oder Entwässern von Emulsionen des vorstehend beschriebenen Typs bekannt. Die Vorrichtung weist eine Vielzahl von elektrisch geladenen Coaleszierstufen in einem einzigen Gefäß auf, in welchem die Stufen weitgehend hydraulisch unabhängig sind und für einen Parallel- bzw. Rei­ henbetrieb ausgelegt sind. Der Ausdruck "elektrisch geladen" bedeutet das Vorhandensein eines elektrischen Feldes wie wei­ ter vorn beschrieben. Nach einer in den beiden US-PS be­ schriebenen Ausführungsform werden zwei oder mehr elektrisch geladene Stufen, von denen jede separat eingeschaltet wird, parallel betrieben, um das Durchsatzvermögen des Gefäßes pro­ portional zu steigern. Bei einer anderen Ausführungsform, die insbesondere für das Entsalzen bestimmt ist, wird Serienbe­ trieb angewandt, wobei jede nachfolgende Stufe das Produkt der vorangegangenen Stufe als Beschickung mit frischem und/ oder in Umlauf geführtem Wasser aufnimmt.

Bei den speziell dargestellten und beschriebenen Ausführungs­ formen der beiden oben genannten US-Patentschriften sind mit­ tig angeordnete Emulsionseinlaßverteiler zwischen horizontal angeordneten permeablen Planar-Elektroden in vertikalen Ab­ ständen angeordnet. Diese Verteiler verkleinern den effek­ tiven Raum zwischen den Elektroden, wenn nicht die obere und die untere Elektrode mit Erhöhungen (Buckeln) versehen sind, die einen größeren Abstand zwischen den Verteilern und den Elektroden zulassen. Wenn die Elektroden nicht mit Erhöhungen versehen sind, würde alternativ in der Praxis die obere Elek­ trode ein Loch haben, das sich direkt über dem Verteiler be­ finden würde, so daß der Verteiler, der sich auf Erdpotential befindet, von der oberen Elektrode durch mindestens den glei­ chen Abstand wie zwischen benachbarten Elektroden elektrisch getrennt sein würde. Ein ähnliches Loch und Abstand würde für die anderen Elektroden erforderlich sein.

Die Notwendigkeit von Erhöhungen in der oberen und unteren Elektrode und/oder mittigen Löchern in den Elektroden bringt aber Probleme bezüglich Abstand und Konstruktion. Wenn darüber hinaus die mittlere Elektrode in der zweistufigen Behand­ lungsvorrichtung der US-PS 41 49 958 und 41 82 672 mit einer Doppelkastenverteileranordnung eingeschaltet statt geerdet wird, würde das erfordern, daß eine solche Elek­ trode zweiteilig wäre, mit je einem Teil auf jeder Seite des Verteilerzusammenbaus.

Ferner sind in den in den US-PS gebrachten Ausführungs­ formen des Entsalzers mit mehreren aufeinanderfolgenden Stufen Sammler an jeder Seite des Behandlungsgefäßes in allen außer der Endstufe vorgesehen. Diese müssen hydrau­ lisch miteinander verbunden und im Gleichgewicht sein, um von jeder Seite gleich abzuziehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrstufen- Entwässerungs- und/oder Entsalzungsvorrichtung zu schaffen, die in jeder Stufe einen Verteiler enthält, der so angeord­ net ist, daß der für die Elektroden zur Verfügung stehende Raum nur minimal beschränkt wird und die Ausbildung jeder Elektrode als einteilige Einheit möglich ist.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale. Danach ist in jeder Stufe ein Verteiler auf einer Seite des Gefäßes angeordnet und so ausgelegt, daß er die Emulsion veranlaßt, zu der gegenüberliegenden Seite zwischen benach­ barten Elektroden in hydraulisch weitgehend freiem Strom zu strömen

Der vereinfachte Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Behandlungsstufen kann folgendermaßen beschrieben werden. In einem geschlossenen Gefäß sind drei vertikal be­ abstandete, permeable Planar-Elektroden horizontal angeordnet. An einer Innenseite des Gefäßes sind weiterhin zwei Verteiler übereinander angeordnet, wobei sich der untere auf einer Höhe zwischen der unteren und der mittleren Elektrode und der obe­ re Verteiler auf einer Höhe zwischen der mittleren und der oberen Elektrode befindet. In einer Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so konzipiert, daß die Ent­ salzung der Öl-Wasser-Emulsion in zwei aufeinanderfolgenden Stufen verläuft. In diesem Fall ist jeder Verteiler mit einer separaten Zuführung versehen. Zusätzlich befindet sich auf der gegenüberliegenden Gehäuseinnenwand auf gleicher Höhe mit dem unteren Verteiler eine Sammelvorrichtung, die mit der Zulei­ tung für den oberen Verteiler verbunden ist. Weiterhin sind in den Leitungen Mischvorrichtungen angeordnet. Die Entsalzung des verunreinigten Öls läuft folgendermaßen ab. Über ein Mischventil wird eine Wasser-Öl-Emulsion in die Leitung ein­ gespeist, die zum unteren Verteiler führt. Dort tritt die Emulsion aus und strömt zwischen der unteren und der oberen Elektrode zur gegenüberliegenden Sammelvorrichtung. Dabei werden die in der Emulsion befindlichen fein dispergierten Wassertropfen zu großen Tropfen vereinigt und fallen durch die permeable untere Elektrode in den unteren Gefäßteil. Das gereinigte Öl wird über die Sammelvorrichtung in eine Lei­ tung eingespeist, die zu dem oberen Verteiler führt. In die­ ser Leitung ist erneut eine Mischvorrichtung vorgesehen, über die das vorgereinigte Öl mit Wasser emulgiert wird. Die er­ neut gebildete Öl-Wasser-Emulsion strömt von dem oberen Ver­ teiler aus zwischen der mittleren und der oberen Elektrode hindurch, wobei ihr analog zu dem Ablauf in der ersten Stufe das Wasser entzogen wird. Das am Ende der Elektroden austre­ tende gereinigte Öl wird zur Gehäuseoberwand geführt und dort abgezogen.

Die hier wiedergegebene Beschreibung der Vorrichtung ist stark vereinfacht. Es versteht sich, daß eine Reihe von weiteren Vorrichtungen, wie z. B. Pumpen, Stromquellen und weitere Leitun­ gen notwendig sind, die jedoch, da sie mit der Erfindung nicht in unmittelbarem Zusammenhang stehen, hier keine Erwähnung gefun­ den haben.

Nach der Erfindung ist es jedoch auch möglich, eine Vorrich­ tung zur Entsalzung von Wasser-in-Öl-Emulsionen mit mehr als zwei aufeinanderfolgenden Behandlungsstufen vorzusehen. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, daß immer eine Elektrode mehr in dem Gefäß angeordnet werden muß, als die Anzahl der gewünschten Stufen beträgt. Weiterhin wird ein Verteiler pro Stufe vorgesehen. Jedem der übereinander angeordneten Vertei­ ler, mit Ausnahme des Verteilers der letzten Stufe, ist ein auf der gegenüberliegenden Innenseite des Gefäßes und auf gleicher Höhe mit dem jeweiligen Verteiler befindlicher Sammler zugeordnet. Analog zu dem Ablauf der Entsalzung in der Vorrichtung mit zwei Behandlungsstufen wird das Öl- Wasser-Gemisch auch hier zunächst über den unteren Vertei­ ler zwischen der unteren und der nächsthöheren Elektrode hindurchgeführt. Der dem unteren Verteiler zugeordnete Samm­ ler leitet das vorgereinigte Öl über eine Mischeinheit zu dem nächsthöheren Verteiler und so fort. Dabei wird das Öl von Stufe zu Stufe salzarmer. Dem obersten Verteiler ist kein Sammler zugeordnet. Nach dem Austritt aus den Elektroden der letzten Stufe strömt das gereinigte Öl zur Gehäuseoberwand und wird dort abgezogen.

Neben einer aufeinanderfolgenden Beschickung der Verteiler ist es jedoch nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin­ dung auch möglich, die Verteiler gleichzeitig zu beschicken. In diesem Fall werden alle Verteiler durch eine sich erst kurz vor den Verteilern trennende Leitung gespeist. Die An­ ordnung der Elektroden ist bei dieser Vorrichtung die gleiche, wie in einer Vorrichtung, in der die Behandlung in aufein­ anderfolgenden Stufen erfolgt. Jedoch ist an der den Ver­ teilern gegenüberliegenden Gehäuseinnenwand keine Anordnung von Sammlern vorgesehen. Auch hier erfolgt die Reinigung der Öl-Wasser-Emulsion dadurch, daß die fein dispergierten Was­ sertröpfchen im elektrischen Feld zu größeren Tropfen dis­ pergiert werden und dann durch die permeablen Elektroden in Richtung des Gehäuseunterteiles fallen. Das gereinigte Öl tritt aus den Behandlungsstufen aus und strömt zu der Ge­ häuseoberwand, wo es abgezogen wird. Eine solche Ausgestaltung der Erfindung erlaubt es, die Ölbehandlungskapazität eines typischen Einstufen­ systems zu vervielfachen.

Für alle oben beschriebenen Ausgestaltungen kann die Zahl der Behandlungsstufen zwei oder mehrere betragen.

Eine Ausgestaltung der Vorrichtung sieht eine Behandlung mit drei Elektroden vor, die alle eingeschaltet sind.

Darüber hinaus kann die Vorrichtung Niveauregler enthalten, die im unteren Teil des Gefäßes zur Einregelung des Wasser­ pegels angeordnet sind. Diese halten den Wasserpegel auf einem vorbestimmten Niveau.

Das Gefäß ist vorzugsweise in horizontaler Richtung langge­ streckt; besonders bevorzugt ist die Form eines horizontalen Zylinders, der in axialer Richtung wesentlich länger ist als in radialer Richtung. Jedoch kann das Gefäß auch Ku­ gelform oder eine andere geeignete Gestalt haben. Die Ver­ teilermittel jeder Stufe können separate Verteiler sein oder in eine einzige einstückige Struktur eingearbeitet sein.

Die Erfindung soll nun durch mehrere Ausführungsbeispiele anhand begleitender Abbildungen näher erläutert werden.

Fig. 1 ist ein schematisches senkrechtes Querschnittsbild durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung mit nacheinandergeschalteten Stufen.

Fig. 2 ist ein schematisches senkrechtes Längsschnittbild entlang der Linie 2-2 der in Fig. 1 gezeigten Vor­ richtung; 2A und 2B sind Teillängsschnitte in Rich­ tung der Pfeile 2A bzw. 2B genommen.

Fig. 3 ist ein schematisches senkrechtes Schnittbild durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung mit aufeinanderfolgenden Stufen.

Fig. 4 ist ein schematisches senkrechtes Längsschnittbild entlang der Linie 4-4 der Fig. 3; 4A und 4B sind Teillängsschnitte in Richtung der Pfeile 4A bzw. 4B.

Fig. 5 ist ein schematisches senkrechtes Querschnittsbild durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit aufeinanderfolgenden Stufen.

Fig. 6 ist ein schematisches senkrechtes Längsschnittbild entlang der Linie 6-6 der Fig. 5; 6A und 6B sind Teil­ längsschnittbilder in Richtung der Pfeile 6A und 6B.

Fig. 7 ist ein senkrechtes Querschnittsbild durch eine Ausführungsform der Vorrichtung mit drei aufeinanderfolgenden Stufen.

Fig. 8 ist ein schematisches senkrechtes Querschnittsbild einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Er­ findung mit parallel geschalteten Stufen.

Fig. 8a bis 8g zeigen Abwandlungen an der in Fig. 6 ge­ zeigten Verteileranordnung.

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen einen in zwei aufein­ anderfolgenden Stufen arbeitenden Entsalzer (nachstehend kurz mit Zweistufen-Entsalzer bezeichnet). Der Entsalzer weist ein horizontal angeordnetes allgemein zylindrisches Gefäß 1 mit gerundeten Enden 2 auf. Es kann einen Durch­ messer von etwa 2,44 bis 4,27 m haben. Längen von etwa 7,625 und 14,945 m und sogar von 40,565 m sind bei einem Gefäß­ durchmesser von 3,66 m geeignet. In dem Gefäß 1 sind drei horizontal angeordnete planare Elektroden 3, 4 und 5 vor­ gesehen, die sich horizontal fast über die ganze Länge und Breite des Gefäßes erstrecken, aber mit den Seitenwänden kei­ nen Kontakt haben. Die Elektroden 3, 4 und 5 sind permeabel. Sie können zum Beispiel aus einem Gitter aus Metallstäben oder Rohren gebildet sein, geeigneterweise aus kaltbearbeitetem Stahl einer Struktur, ähnlich der, die im US-Patent 28 80 158 gezeigt ist.

Ein Verteiler 6, der als Verteiler der ersten Stufe dient, ist an einer Seite des Gefäßes 1 angeordnet und erstreckt sich in Längsrichtung fast über die ganze Länge des Gefäßes 1. Der Verteiler 6, der hier als Rohr mit einer über seine ganze Länge gehende Reihe von Öffnungen 7 gezeigt ist, ist so ange­ ordnet, daß die Öffnungen dem Inneren des Gefäßes 1 zugekehrt sind, etwa in der Mitte zwischen den Elektroden 4 und 5. Der Verteiler 6 wird über die Leitung 9 durch das Mischventil 8 gespeist. Dem Mischventil 8 wird Rohöl durch Leitung 10 und in Umlauf geführtes Wasser durch Leitung 11 zugeführt, welche wie gezeigt mit der Pumpe 12 und der Leitung 13 und/oder einer Frischwasserquelle, nicht gezeigt, ver­ bunden ist.

Ein Zwischenstufenauslaßsammler 14, der ein Rohr mit einge­ bohrten Löchern sein kann, erstreckt sich in Längsrichtung entlang der Seite des Gefäßes 1, die der Seite gegenüber­ liegt, an welcher der Verteiler 6 angeordnet ist. Der Samm­ ler 14 ist mit einer Leitung 15 verbunden, die zur Ölrück­ führpumpe 16 und dann zur Leitung 17 führt. Die mit einer Frischwasserquelle verbundene Leitung 18 führt in Leitung 17, die wiederum zu einem Misch­ ventil 19 führt. Die Leitung 20 erstreckt sich vom Mischventil 19 zum Verteiler 21 der zweiten Stufe, der hier als mit dem Verteiler 6 der ersten Stufe gleich dargestellt und auf der gleichen Seite des Gefäßes 1 angeordnet ist, so daß eine über seine Länge gehende Reihe von Öffnungen 46 in das Innere des Gefäßes 1 etwa in der Mitte zwischen den Elektroden 3 und 4 weist. Ein Auslaßsammler 22, der ein Rohr mit in seiner oberen Wand eingebohrten Löchern sein kann, erstreckt sich entlang der Decke des Gefäßes 1 und führt zum Auslaß 23 und zur Aus­ laßleitung 24 für das behandelte Öl. Eine Wasserauslaßleitung zweigt von der Leitung 13 ab.

Anstelle der gezeigten Rohrverteiler 6 und 21 können die in den eingangs besprochenen US-PS 41 49 958 und 41 82 672 gezeigten kastenartigen Leitungen nach geeigneter Abänderung, so daß sie die Öffnungen nur an einer nach innen weisenden Seite haben, verwendet werden. Die Leitungen für die ver­ schiedenen Stufen können, wenn gewünscht, miteinander ver­ schweißt sein.

Die Verteiler 6 und 21 und die Sammler 14 und 22 können an den Gefäßwänden mit Winkelklemmen, nicht gezeigt, oder mittels anderer gebräuchlicher Mittel zum Halten wie zum Beispiel Aufhängern, Haltedrähten, Bügeln, Schienen und dergleichen gelagert sein. Wie gezeigt, sind die Elektroden 3, 4 und 5 an einem oder mehreren Isolatoren 26, 27 und 28 und Stäben 29, 30 und 31 aufgehängt, die an der oberen Wand des Gefäßes ange­ bracht sind, wenn es für das Tragen des Gewichts der Elektroden erforderlich ist. Wie ferner gezeigt, werden die Elektroden 3, 4 und 5, jede für sich mittels Transformatoren 32, 33 und 34 eingeschaltet oder erregt, deren Sekundärwindungen an einem Ende geerdet sind und über Leiter 35, 36 und 37 durch Eingangs­ buchsen 38, 39 und 40 mit der entsprechenden Elektrode verbunden sind. Es ist jedoch auch in Betracht gezogen und liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Elektroden 3 und 5 eingeschaltet sind und die Elektrode 4 auf Erdpotential gehalten wird; in diesem Fall könnte die Elektrode 4 auf geeigneten Schienenführungen, nicht gezeigt, ruhen, welche an den Seiten des Gefäßes 1 ange­ bracht sind. Eine Potentialdifferenz von etwa 15 000 bis 33 000 Volt kann zwischen den Elektroden 3 und 4 und zwischen den Elektroden 4 und 5 zweckmäßigerweise aufrechterhalten werden. Es kann ein Dreiphasenstromsystem zum Erregen der Elektroden 3, 4 und 5 verwendet werden. Wenn die Elektrode 4 geerdet ist, kann ein Einphasenstrom zum Erregen der Elektroden 3 und 5 angewandt werden, welche dann Gegenelektroden sind, oder zwei Phasen eines Dreiphasenstroms (3 phase open Δ) können zum Erregen dieser Elektroden verwendet werden.

Im Betrieb wird die Temperatur des Rohöls nach irgendeiner geeigneten Methode, zum Beispiel durch Wärmeaustausch mit einem anderen Strom der Anlage auf den gewünschten Wert gebracht. Die jeweils zweckmäßige Temperatur hängt von dem spezifischen Gewicht und der Art der Beschickung ab. Bei vielen Rohölen werden Temperaturen zwischen 38 und 178° C angewandt, wobei etwa 120° C die optimale Temperatur ist. Der Druck muß aus­ reichen, um das Öl-Wasser-Gemisch bei der Betriebstemperatur flüssig zu halten. Eine kleine Menge von zum Beispiel 1 Pint per 1000 Barrels Öl eines flüssigen Entemulgators (zum Bei­ spiel ein Entemulgator der Tretolite-DS-Serie) kann, wenn gewünscht, dem bearbeiteten Öl zugesetzt werden.

Wie gezeigt, wird Rohöl durch die Leitung 10 eingeführt und Wasser über Leitung 11 zugefügt, welche von der Rückführ­ leitung 13 gespeist wird. Die Menge zugesetzten Wassers macht zweckmäßigerweise etwa 10% des eingeleiteten Rohöls aus. Die beiden Flüssigkeiten werden im Mischventil 8 unter Bildung einer Emulsion gemischt. Die Emulsion wird durch Leitung 9 zum Verteiler 6 der ersten Stufe geleitet, von wo es zwischen der mittleren Elektrode 4 und der unteren oder Bodenelektrode 5 in einer im wesentlichen horizontalen Querrichtung zur gegenüberliegenden Seite des Gefäßes 1 strömt, wo ein Zwischenstufensammler 14 vorgesehen ist. Wasser, das aus der Emulsion durch das elektrische Feld zwischen den Elektroden 4 und 5 herausgezogen wird, fällt gegen den Boden des Gefäßes 1, wo ein Pool gesammelten Wassers aufrechterhalten wird. Der Hauptteil des behandelten Öls wird vom Sammler 14 aufgenommen und mittels der Zwischenstufenpumpe 16 durch Leitung 15 zur Leitung 17 gepumpt. Ein Zusatz von 5% frischen Wasser findet an dieser Stelle statt und wird durch das Mischventil 19 ein­ emulgiert. Die so gebildete Emulsion der zweiten Stufe wird durch Leitung 20 zum Verteiler 21 der zweiten Stufe geführt, von wo sie zwischen die Elektroden 3 und 4 strömt, und zwar im wesentlichen quer in einer allgemein horizontalen Richtung zur gegenüberliegenden Seite des Gefäßes 1. Das behandelte Öl läuft aufwärts nahe der Kante der Elektrode 3 und entlang der Seite des Gefäßes 1 und verläßt dieses über den Sammler 22, den Auslaß 23 und die Leitung 24. Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Pfeile zeigen den Weg der Flüssigkeiten durch die Leitungen und im allgemeinen innerhalb des Gefäßes 1.

Der Pegel der Grenzfläche 41 von Wasser und behandeltem Öl kann im unteren Teil des Gefäßes 1 selbsttätig in der gewünschten Lage oder auf der gewünschten Höhe gehalten werden. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, wird dies mittels eines Motorventils 42 an der Außlaßleitung 25 bewerkstelligt. Das Ventil 42 wird durch einen Schwimmer betätigt, der mit einer Steuereinheit 44 verbunden ist, welche ein Betätigungssignal durch eine Zwischenverbindung (mit der gestrichelten Linie 45 einge­ zeichnet) an das Ventil 42 abgibt. Der Schwimmer 43 erfühlt den Pegel der Wassergrenzfläche 41 und das Ventil 42 wird gesteuert, um die Grenzfläche auf der gewünschten Höhe im unteren Teil des Gefäßes 1 zu halten. Verschiedene Arten von Schwimmer- und Ventilkombinationen können verwendet werden und es können andere Arten von Pegelsteuermittel verwendet werden, wie eine elektrische Widerstandsmeßsonde.

Die Austrittsgeschwindigkeit der Emulsion aus den Öffnungen 7 des Verteilers 6 sollte so sein, daß die Emulsion in einer im horizontalen Ebene zwischen den Behandlungselektroden 4 und 5 zu dem Zwischenstufensammler 14 strömt. Der letztere sammelt auch etwas "Überlauf" von der Flüssigkeit aus der zweiten Be­ handlungsstufe. Die Zwischenstufen-Pumpengeschwindigkeit wird so gesteuert, daß sie die Geschwindigkeit, mit welcher das behandelte Öl aus der Vorrichtung durch den Auslaßsammler 22 der zweiten Stufe abgezogen wird, überschreitet. Dies kann durch Betreiben der Umlaufpumpe 16 mit um 10 bis 20% größerer Pumpengeschwindigkeit als der Beschickungsgeschwindigkeit aus­ geführt werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Entsalzer nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Dieser Entsalzer ist ähnlich dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten (es werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Merkmale wie in den Fig. 1 und 2 benutzt), ausgenommen, daß eine Vielzahl von Leitungen 51 und 52, die mit jedem der Rohrverteiler, hier mit 6 a und 21 a gekennzeichnet, hydraulisch in Verbindung stehen, sich in mit der Seite des Behandlungsgefäßes 1 allgemein konzen­ trischen Bögen nach unten erstrecken. Die Leitungen 51 und 52 sind an ihren unteren Enden offen und so ausgelegt, daß ihre unteren Teile in die Wasserschicht, die im unteren Teil des Gefäßes 1 aufrechterhalten wird, eintauchen. Die Grenzfläche 53 ist in den Leitungen 51 und 52 zwischen dem Wasser und der eintretenden Emulsion vorhanden. Diese Grenzfläche liegt unter dem Pegel der Grenzfläche 41 zwischen der Wasser- und der Ölschicht im Gefäß 1.

Aufgrund des Wasserdruckgefälles entsteht an der Grenzfläche 53 ein nach oben in Richtung Verteiler wirkender Druck. Ein Verteiler dieser Art ist in der noch schwebenden US-Patentanmeldung 46 09 010 offenbart, welche hiermit durch Zitierung eingearbeitet ist. Verteiler dieses Typs arbeiten unter dem gleichen Wasserdruckgefälle, aber die Strömungsgeschwindigkeit durch den Ver­ teiler 21 a wird um 10 bis 20% über der durch den Verteiler 6 a gehalten, und zwar durch Verwendung größerer Austrittsöffnungen, wie gezeigt, und/oder durch Verwendung einer größeren Anzahl von Öffnungen. Drei Leitungen 51 und drei Leitungen 52 pro Verteiler 6 a bzw. 21 a können verwendet werden, und in sehr langen Behandlungsvorrichtungen noch mehr solcher Leitungen. Sonst arbeitet der Entsalzer wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben.

Anstelle des in den Fig. 3 und 4 beschriebenen Verteilers kann eine allgemein konzentrische Kammer mit der Wand des Gefäßes 1 und Stegabschnitten, die an ihren unteren Enden offen sind und in der Lage sind, daß sie sich bis in die Wasserschicht erstrecken, verwendet werden. Ein Verteiler dieses Typs ist in der oben genannten US-Patentanmeldung, Serial No. 187, 279 beschrieben, die durch Nennung hier mit eingearbeitet ist.

Darüber hinaus kann anstelle der in Fig. 3 und 4 beschriebenen Verteiler irgendeiner der "schalenartigen" Verteiler des Standes der Technik, zum Beispiel wie in den US-PS 35 48 429, 36 72 127 und 36 49 516 verwendet werden, wenn sie geeignet abgewandelt werden, indem sie an einer Wand des Gefäßes 1 ange­ ordnet werden und Öffnungen nur in ihrer nach innen weisenden Seite aufweisen.

Eine Ausführungsform dieser Erfindung, bei der ein modifizierter schalenartiger Verteiler verwendet wird, ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Diese Figuren zeigen einen Entsalzer, der auch ähnlich dem in den Fig. 1 und 2 ist (für gleiche Teile werden wieder gleiche Bezugszeichen benutzt), ausgenommen, daß anstelle der Rohrverteiler 6 und 21 konzentrische relativ schmale umgekehrte Tröge (oder "Schalen") 6 b und 21 b verwendet werden. Trog 21 b ist unmittelbar neben und konzentrisch mit einer Seitenwand des Gefäßes 1 angebracht. Der Trog 6 b ist unmittelbar neben und konzentrisch dem Trog 21 b angebracht. Das Oberteil 55 des Troges 6 b befindet sich auf einer tieferen Ebene als das Oberteil des Troges 21 b. Die Tröge sind so an­ geordnet, daß ihr offenes unteres Ende sich in die Wasser­ schicht erstreckt, die im unteren Teil des Gefäßes aufrecht­ erhalten wird. Eine Grenzfläche 53 b ist in beiden Trögen zwischen dem Wasser und der eintretenden Emulsion vorhanden. Diese Grenzfläche befindet sich auf einem niedrigeren Niveau als die Grenzfläche 41 zwischen der Wasser- und der Ölschicht im Gefäß 1. Die Tröge 21 b und 6 b sind jeder mit einer horizontal nach innen gerichteten Reihe von Öffnungen 7 b und 46 b versehen. Die Öffnungen 46 b im Trog 21 sind in dem Teil des Troges 21 angeordnet, der sich auf das obere Teil des Troges 6 b erstreckt und zum Raum zwischen den Elektroden 3 und 4 gerichtet ist. Die Öffnungen 7 b im Trog 6 b sind zum Raum zwischen den Elek­ troden 4 und 5 gerichtet. In einer in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform sind die Tröge 6 b und 21 b mitein­ ander einstückig gemacht, indem sie eine gemeinsame Wand 57 haben, wo sie aneinanderstoßen. Der Trog 6 b wird durch Leitung 9 und der Trog 21 b durch Leitung 20 beschickt. Der Wasserdruck wirkt auf die Emulsion an der Grenzfläche 53 b nach oben infolge des Wasserdruckgefälles zwischen dieser Grenzfläche und der Grenzfläche 41, was die Emulsionen aus den Öffnungen 7 b und 46 b und in die Behandlungsräume zwischen den Elektroden 4 und 5 bzw. 3 und 4 mit aureichender Geschwin­ digkeit preßt, so daß die Emulsionen in die in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschriebenen Bahnen bewegt werden. Der Betrieb des Entsalzers ist sonst wie in Verbindung mit diesen Figuren beschrieben. Selbstverständlich können die Emulsionen auch noch zusätzlich mit Pumpen durch die Öffnungen 76 und 46 b gepreßt werden.

Die vorstehend beschriebenen Behandlungsvorrichtungen können auch für die drei und die mehrstufige Behandlung ausgelegt sein. Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines senk­ rechten Querschnitts durch einen Entsalzer mit drei aufein­ anderfolgenden Entsalzungsstufen. Die Bezugszeichen sind für gleiche Teile die gleichen wie in den Fig. 1 und 2. Bei dieser Ausführungsform wird eine vierte planare horizontal angeordnete Elektrode 60 zusätzlich zu den drei Elektroden 3 a, 4 a und 5 a, ähnlich wie die in den Fig. 1 und 2 gezeigten, verwendet. Die Elektrode 60 ist unter der Elektrode 5 a ange­ ordnet. Alle diese Elektroden werden vorzugsweise eingeschaltet, obgleich, wenn gewünscht, die Elektrode 5 a oder 4 a bei Masse Potential sein kann. Ein zusätzlicher Verteiler 61, zwischen den Elektroden 5 a und 60 angeordnet, wird zusätzlich zu den Verteilern 6 c und 21 c verwendet, und ein zusätzlicher Zwischen­ stufensammler 62 wird zusätzlich zum Zwischenstufensammler 14 a verwendet. Die Verteiler sind alle als Rohrverteiler gezeigt. In dieser Ausführungsform dient der Verteiler 61 als Verteiler der ersten Stufe, Verteiler 6 c als der der zweiten Stufe und Verteiler 21 c als Verteiler der dritten Stufe. Wasser zum Entsalzen wird jeder Entsalzungsstufe zugeführt, Frischwasser wird vorzugsweise in der dritten Stufe verwendet und Umlauf­ wasser in der ersten. Das behandelte Produkt verläßt das Gefäß 1 durch den Auslaßsammler 22 a und die Leitung 23 a und Wasser wird durch Leitung 13 entfernt. Die verschiedenen Lei­ tungen, Ventile und Pumpen entfernen die Flüssigkeiten aus den verschiedenen Stufen und führen sie in die verschiedenen Stufen ein; die elektrischen Kreise sind nicht gezeigt, sie sind aber in ihrer Art gleich denen, die in Verbindung mit den Ausführungs­ formen der Fig. 1 und 2 beschrieben sind.

In einer analogen Weise zu dem in Fig. 7 gezeigten Entsalzer können Entsalzer mit mehr als drei aufeinanderfolgenden Stufen gebaut werden.

Irgendeine der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann zum Betreiben in parallelen Stufen abgeändert werden. Wie in den vorstehend genannten US-PS 41 49 958 und 41 82 672 er­ läutert, haben Entsalzer mit parallellaufenden Stufen die Möglichkeit, die Ölbehandlungskapazität eines typischen Ein­ stufensystems zu verdoppeln.

Fig. 8 ist ein senkrechter Querschnitt durch einen Entsalzer mit zwei parallelen Stufen. Die Bezugszeichen für die gleichen Teile sind die gleichen wie in Fig. 1 und 2. Rohöl wird durch die Leitung 10 und Wasser durch die Leitung 11 a eingeleitet. Die Ströme werden im Mischventil 8 miteinander vermischt und über Leitung 9 a in den Verteiler 65 eingeführt, der zwei Ver­ teilersammler in Form von Rohren 66 und 67 neben der Seitenwand des Gefäßes 1 aufweist; jedes Rohr ist mit einer horizontalen Reihe von Öffnungen versehen, welche in den jeweiligen Raum zwischen den Elektroden 4 und 5 oder 3 und 4 weisen. Das Öl- Wasser-Gemisch strömt dann in parallelen Bahnen zwischen den Elektroden 4 und 5 sowie 3 und 4 auf die gegenüberliegende Seite des Gefäßes 1 und dann in einer Richtung nach oben zum Auslaßsammler 22, wo das behandelte Öl abgezogen wird. Das salzhaltige Wasser wird von der Öl-Wasser-Mischung durch den Durchgang zwischen den Elektroden getrennt und tropft nach unten in den Wasserpool am Boden des Gefäßes 1. Der Pegel dieses Pools, wiedergegeben durch die Grenzfläche 41 a, wird durch Auslaßleitung 13 a, Schwimmer 43, Steuereinheit 44, Zwischenverbindung 45 und Motorventil 42, wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben, aufrechterhalten.

Die Fig. 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f und 8g veranschaulichen Modifikationen der in Fig. 8 gezeigten Verteileranordnung. In Fig. 8a sind die Verteilersammler 66 a und 67 a Rohre, wie in Fig. 8, aber sie sind hydraulisch miteinander innerhalb des Gefäßes 1 durch Leitung 68 verbunden, welche hydraulisch mit der Zuführleitung 9 b verbunden ist. In Fig. 8b wird ein einziger kastenartiger Sammler 69 verwendet, der direkt hydrau­ lisch mit der Einführ- oder Speiseleitung 9 b verbunden ist. Der Sammler 69 ist mit zwei horizontalen Reihen von Öffnungen 70 und 71 versehen, welche in den Raum zwischen den Elek­ troden 4 und 5 sowie 3 und 4 weisen. Der in Fig. 8c gezeigte Verteiler unterscheidet sich von dem der Fig. 8 nur darin, daß die einzelnen kastenartigen Sammler 72 und 73 durch die rohrartigen Sammler 66 und 67 der Fig. 8 ersetzt sind. Der in Fig. 8b gezeigte Verteiler unterscheidet sich in ähnlicher Weise von dem der Fig. 8a nur dadurch, daß die einzelnen kastenartigen Sammler 72 a und 73 a durch den Rohrsammler der Fig. 8a ersetzt sind. In Fig. 8e ist ein Verteiler gezeigt, der ähnlich dem der Fig. 8 ist, ausgenommen, daß die Sammler 66 b und 67 b mit gebogenen Leitungen 51 a und 52 a versehen sind, offen an ihren Enden und so ausgelegt, daß sie sich in die Wasserschicht erstrecken, wie in den Fig. 3 und 4. Der Ver­ teiler der Fig. 8f ist ähnlich dem, der in Fig. 8a gezeigt ist, ausgenommen, daß der Sammler 66 c mit gebogenen Leitungen 74 versehen ist, ähnlich denen, die in Fig. 8e gezeigt sind. Fig. 8g zeigt einen Verteiler ähnlich dem der Fig. 8b, ausgenommen, daß der kastenartige Sammler 69 a mit einer solchen Leitung 74 a versehen ist.

Verteilersysteme wie in den Fig. 8e, 8f und 8g gezeigt, sind in der schon erwähnten US-Patentanmeldung, Serial No. 187, 279 offenbart.

Es ist darauf hinzuweisen, daß alle Elektrodenanordnungen und Potentialdifferenzen zwischen den Elektroden, die im Zusammen­ hang mit den Ausführungsformen für die Entsalzung und/oder Ent­ wässerung in aufeinanderfolgenden Stufen offenbart sind, auch für die Ausführungsform für das Arbeiten in parallel ablaufenden Stufen anwendbar sind und umgekehrt. Ebenso sind die bevorzugten Parameter, wie Öltemperatur, Öldruck und Entemulgatorzusatz, die in Verbindung mit dem Arbeiten in aufeinanderfolgenden Stufen beschrieben sind, auch auf das Arbeiten in parallelen Stufen anwendbar.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen, ist die Art der Verteiler nicht kritisch, solange sie an einer Seite des Gefäßes angeordnet sind und die Emulsion veranlaßt wird, zwischen den benachbarten Elektroden in einem hydraulisch im wesentlichen unabhängigen Strom zur gegenüberliegenden Seite zu strömen. Es ist auch zu ersehen, daß die Erfindung nicht auf eine besondere Gefäßform, einen elektrischen Stromkreis, Spannung, Anordnung der Leiter, Grenzflächenpegelkontroll­ mittel usw. beschränkt ist.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Entsalzen oder Entwässern von Wasser-in- Öl-Emulsionen in einem geschlossenen Gefäß (1), das eine Mehrzahl von elektrisch geladenen, hydraulisch im wesent­ lichen unabhängigen Coaloszierstufen einschließt, von de­ nen jede durch senkrecht beabstandete, parallel horizontal angeordnete permeable planare Elektroden (5, 4, 3) abge­ grenzt wird; die Zahl der Stufen gleich der Zahl der Elektroden minus 1 ist; jede Stufe Verteilermittel zum Zuführen von Emulsionen zur zugehörigen Stufe aufweist; Mittel (23, 24) zum Abziehen des Produkts im oberen Teil des Gefäßes (1) und Mittel (13, 12) zum Abziehen von Was­ ser im unteren Teil des Gefäßes (1) vorgesehen sind; und daß die permeablen Elektroden (5, 4, 3) und das Gefäß­ innere so angeordnet und ausgelegt sind, daß das Wasser nach unten in den unteren Teil des Gefäßes (1) strömen kann, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verteiler (6, 21) an einer Seite des Gefäßes (1) angeordnet und so ausge­ legt ist, daß er das Strömen der Emulsion zur gegenüber­ liegenden Seite des Gefäßes (1) zwischen benachbarten Elektroden (5, 4; 4, 3) in hydraulisch weitgehend unab­ hängiger Weise verursacht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Verteiler (6, 21) eine separate Zuführung (9, 20) vorgesehen ist und, mit Ausnahme des Verteilers (21) der letzten Stufe, jedem Verteiler eine auf der gegenüberlie­ genden Gehäuseinnenwand angeordnete Sammeleinrichtung (14) zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiler (65, 66) eine gemeinsame Zuführung (9 a) be­ sitzen.