RU156667U1 - Электрокоалесцирующая установка - Google Patents

Abstract

Электрокоалесцирующая установка, содержащая заземленный корпус, высоковольтный источник питания, узел ввода высокого напряжения, штуцеры ввода сырья и вывода разрушенной эмульсии, камеру распределения потока сырья и электрокоалесцеры, отличающаяся тем, что электрокоалесцер содержит внешний цилиндрический стальной электрод, снабженный окнами для поступления сырья в коалесцер, и коаксиальный центральный неметаллический композитный резистивный электрод с заданной нелинейной электропроводностью, причем электропроводность центральных электродов электрокоалесцеров постепенно снижается по высоте в направлении движения обрабатываемой эмульсии.

Description

Полезная модель относится к электрокоалесцирующим аппаратам для обезвоживания и обессоливания нефти и может использоваться в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Наиболее близким к заявляемому является аппарат для разрушения нефтяной эмульсии (А.С. СССР №1105213, В01Д 17/06, опубл. 30.07.1984 г., Бюл. №28). Этому аппарату присущ ряд недостатков, существенно ограничивающих как область его применения и диапазон обводненностей разрушаемой эмульсии, так и снижающих его эффективность, надежность и производительность. Это обусловлено, в частности, крайне ограниченным количеством активных секций центрального электрода, частыми пробоями конденсаторов из-за нарушения герметичности мест соединения секций, и пробоями эмульсии между заземленным корпусом и металлическими секциями центрального электрода вследствие склонности их к искрообразованию.

Целью полезной модели является повышение эффективности, экономичности и стабильности процесса электродеэмульсации нефти в широком диапазоне ее обводненностей.

Указанная цель достигается тем, что в электрокоалесцирующей установке, включающей корпус, штуцеры ввода сырья и вывода разрушенной эмульсии, высоковольтный источник питания, узел ввода высокого напряжения, камеру распределения потока сырья и собственно электрокоалесцеры, центральные цилиндрические электроды последних выполнены из неметаллического композитного гидрофобного резистивного материала с заданной нелинейной электропроводностью, постепенно снижающейся по высоте электрода в направлении движения эмульсии сверху вниз.

Центральный резистивный электрод может быть выполнен из композита на основе, например, политетрафторэтилена с проводящим наполнителем. По степени наполнения композит относится к низконаполненным, по характеру распределения частиц наполнителя в полимерной основе - к статистическим.

Экспериментально установлено, что нелинейный характер уменьшения напряженности электрического поля в направлении движения эмульсии, обеспечиваемый нелинейной электропроводностью резистивного электрода, наиболее полно соответствует динамике коалесценции и укрупнения капель эмульгированной воды в электрокоалесцирующей установке.

Значение электропроводности резистивного электрода рассчитывается исходя из электропроводности деэмульгируемой нефти и обводненности сырья.

В зависимости от типа нефти и электропроводности обрабатываемой эмульсии в рабочем режиме отношение электропроводности резистивного электрода к электропроводности эмульсии может составлять от 2·10² для высокопроводящих высокообводненных нефтей до 9·10³ для слабопроводящих низкообводненных.

Заявляемая электрокоалесцирующая установка иллюстрируется чертежами и графиками на Фиг. 1-5.

На Фиг. 1 в схематическом разрезе показан общий вид электрокоалесцирующей установки; на Фиг. 2-5 - зависимости остаточного содержания воды в водонефтяных эмульсиях с исходным содержанием воды соответственно 5%, 10%, 15% и 20% после их электрообработки в электрокоалесцирующей установке и последующего отстоя.

Заявляемая электрокоалесцирующая установка включает заземленный корпус 1, высоковольтный источник питания 2, маслонаполненный узел ввода высокого напряжения 3 с проходным изолятором 4, штуцеры ввода сырья 5 и вывода разрушенной эмульсии 6, камеру 7 распределения потока сырья по электрокоалесцерам и собственно электрокоалесцеры 8.

Электрокоалесцер 8 включает заземленный через корпус 1 установки внешний цилиндрический стальной электрод 9, снабженный окнами 10 для поступления сырья в коалесцер, и коаксиальный центральный неметаллический композитный резистивный электрод 11 с заданной нелинейной электропроводностью.

Количество электрокоалесцеров в корпусе электрокоалесцирующей установки определяется требуемой производительностью установки.

Электрокоалесцирующая установка действует следующим образом. Водонефтяная эмульсия той или иной обводненности через штуцер ввода сырья 5 подается в распределительную камеру 7 и далее через окна 10 поступает в электрокоалесцеры 8. В каждом электрокоалесцере эмульсия

подвергается электрообработке при ее движении сверху вниз, при этом осуществляется интенсивный процесс коалесценции и укрупнения капель эмульгированной в нефти воды. Разрушенная эмульсия выводится из установки через штуцер 6 и направляется в отстойную аппаратуру.

Оптимальное сочетание нелинейных объемных электрофизических характеристик и специфических поверхностных физико-химических свойств композитного резистивного электрода позволяет создать в каждом электрокоалесцере конфигурацию электрического поля, при которой его напряженность, максимальная в верхней части аппарата, постепенно и плавно уменьшается в направлении вертикального нисходящего движения обрабатываемой эмульсии. Гидрофобность материала резистивного электрода препятствует образованию на его поверхности высокоэлектропроводной пленки минерализованной воды и предотвращает превращение этой поверхности в эквипотенциальную. Такая конфигурация электрического поля позволяет, в свою очередь, реализовать в электрокоалесцере режим электрообработки, согласованный с динамикой укрупнения капель воды и поэтому наиболее благоприятный для эффективной коалесценции и максимально возможного укрупнения капель эмульгированной в нефти воды, тем самым обеспечивая условия для последующего быстрого и глубокого отделения воды в сплошную фазу.

Эффективность процесса повышается также за счет того, что реализуемый режим позволяет избежать повторного и, как правило, необратимого передиспергирования уже укрупнившихся капель воды, что характерно для режима электрообработки в поле неизменной высокой напряженности.

Выполнение центральных электродов электрокоалесцеров из гидрофобного композитного резистивного материала с заданной нелинейной электропроводностью позволяет не только полностью предотвратить короткие замыкания и даже локальные кратковременные пробои эмульсии в широком диапазоне обводненностей сырья, но и снизить рабочую температуру процесса, затраты тепловой и электрической энергии.

На Фиг. 2-5 приведены результаты испытаний пилотной электрокоалесцирующей установки, подтверждающие ее эффективность. Режим работы электрокоалесцирующей установки во всем исследованном диапазоне обводненностей сырья и напряженностей электрического поля

характеризуется высокой степенью стабильности, экономичности и надежности.

Удельное потребление электроэнергии электрокоалесцирующей установкой даже при деэмульсации тяжелой нефти с обводненностью 20% не превышало 25 Вт/час на 1 м³ обрабатываемого сырья.

Таким образом, применение заявляемой электрокоалесцирующей установки позволяет повысить эффективность процесса электродеэмульсации нефти в широком диапазоне обводненностей и обеспечить глубокое ее обезвоживание и обессоливание, а также за счет снижения рабочей температуры процесса уменьшить затраты тепловой энергии на нагрев сырья, снизить расход электроэнергии, повысить стабильность процесса деэмульсации и надежность установки.

Claims (1)

1. Электрокоалесцирующая установка, содержащая заземленный корпус, высоковольтный источник питания, узел ввода высокого напряжения, штуцеры ввода сырья и вывода разрушенной эмульсии, камеру распределения потока сырья и электрокоалесцеры, отличающаяся тем, что электрокоалесцер содержит внешний цилиндрический стальной электрод, снабженный окнами для поступления сырья в коалесцер, и коаксиальный центральный неметаллический композитный резистивный электрод с заданной нелинейной электропроводностью, причем электропроводность центральных электродов электрокоалесцеров постепенно снижается по высоте в направлении движения обрабатываемой эмульсии.

   

Images