RU2033238C1

RU2033238C1 - Petroleum dehumidifying apparatus

Info

Publication number: RU2033238C1
Authority: RU
Inventors: Валентин Семенович Генкин; Семен Шикович Гершуни; Гарри Завенович Мирзабекян; Виктор Сергеевич Петухов; Александр Владимирович Семенов; Зураб Тариелович Тениешвили; Игорь Викторович Микрюков
Original assignee: Валентин Семенович Генкин; Семен Шикович Гершуни; Гарри Завенович Мирзабекян; Виктор Сергеевич Петухов; Александр Владимирович Семенов; Зураб Тариелович Тениешвили; Игорь Викторович Микрюков
Priority date: 1991-12-28
Filing date: 1991-12-28
Publication date: 1995-04-20

Abstract

FIELD: petroleum dehumidifying equipment. SUBSTANCE: apparatus has body with axially aligned electrode formed as tubular member with dielectric covering made from material, whose dielectric permeability is determined by ratio of

, where E is covering material dielectric permeability, relative unit; d is covering thickness, m; u is working voltage, V; f is working voltage frequency, 1/sec, Covering thickness is calculated from ratio of d d>0,3·10^-6U. 0.34. Predetermined ratio of geometrical parameters of apparatus are set. EFFECT: increased efficiency of apparatus and enhanced reliability in operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике разрушения водонефтяной эмульсии в электрическом поле и может быть использовано для глубокого обезвоживания нефти и нефтепродуктов. The invention relates to a technique for breaking a water-oil emulsion in an electric field and can be used for deep dehydration of oil and oil products.

Известен электродегидротатор, включающий корпус с соосным электродом, выполненным в виде металлической трубы с покрытием из диэлектрика, при этом покрытие выполнено из материала с диэлектрической проницаемостью ε≥10
Однако при выполнении покрытия из материала с большими величинами ε в режиме, когда водяные цепочки перемыкают промежуток между электродами, все рабочее напряжение прикладывается к слою диэлектрика и через этот слой течет большой ток, что приводит к его перегреву, а следовательно к большому потреблению энергии и снижению надежности работы, кроме того, в этот момент укрупнившиеся капли воды могут разрушаться на множество мелких капель. Для устранения этого недостатка необходимо установить верхнюю границу значений ε.Known electric dehydrator, including a housing with a coaxial electrode made in the form of a metal pipe coated with a dielectric, the coating is made of a material with a dielectric constant ε≥10
However, when a coating is made of a material with large ε values in the mode when water chains bridge the gap between the electrodes, all the operating voltage is applied to the dielectric layer and a large current flows through this layer, which leads to its overheating and, consequently, to large energy consumption and lower reliability of operation, in addition, at this moment, coarsened water droplets can collapse into many small drops. To eliminate this drawback, it is necessary to establish an upper bound on the values of ε.

Целью изобретения является повышение экономичности, надежности и глубины обезвоживания. The aim of the invention is to increase the efficiency, reliability and depth of dehydration.

Это достигается тем, что в устройстве для электрообезвоживания нефти, включающем цилиндрический заземленный корпус, размещенный в нем по оси высоковольтный электрод с диэлектрическим покрытием, покрытие выполнено из материала, диэлектрическая проницаемость которого определена соотношением
ε < 2·10¹⁰

где d толщина диэлектрического покрытия, м;
U рабочее напряжение, В;
f частота рабочего напряжения, 1/с, при этом толщина диэлектрического покрытия выбрана из соотношения
d ≈ 0,3 ˙10^-6 U. а отношение радиуса высокопотенциального электрода к радиусу корпуса выбрано в пределах (0,25-0,5).This is achieved by the fact that in the device for electric dehydration of oil, including a cylindrical grounded housing, a high-voltage electrode with a dielectric coating placed in it along the axis, the coating is made of a material whose dielectric constant is determined by the ratio
ε <2 · 10 ¹⁰

where d is the thickness of the dielectric coating, m;
U operating voltage, V;
f frequency of the operating voltage, 1 / s, while the thickness of the dielectric coating is selected from the ratio
d ≈ 0.3 ˙10 ^-6 U. and the ratio of the radius of the high potential electrode to the radius of the casing is selected in the range (0.25-0.5).

На чертеже изображено устройство для электрообезвоживания нефти. The drawing shows a device for electrical dehydration of oil.

Устройство включает цилиндрический металлический заземленный корпус 1 с патрубками 2 и 3 для ввода нефтепродуктов и вывода обезвоженной нефти. Внутри корпуса соосно установлен электрод 4, выполненный в виде металлической трубы с диэлектрическим покрытием 5, например, из электротехнической или радиочастотной керамики. Электрод 4 соединен с высокопотенциальным (незаземленным) выводом трансформатора 6. Корпус 1 снабжен специальными патрубками 7 для отвода воды, отделяющейся в межэлектродной зоне 8. The device includes a cylindrical metal grounded housing 1 with nozzles 2 and 3 for the input of petroleum products and the output of dehydrated oil. An electrode 4 coaxially mounted inside the housing is made in the form of a metal pipe with a dielectric coating 5, for example, of electrical or radio frequency ceramics. The electrode 4 is connected to a high potential (non-grounded) terminal of the transformer 6. The housing 1 is equipped with special nozzles 7 for draining water that is separated in the interelectrode zone 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Водонефтяная эмульсия поступает через патрубок 2 в межэлектродную зону 8, где подвергается воздействию электрического поля высокого напряжения, что приводит к коалесценции капель воды и их укрупнению до размеров, при которых они быстро осаждаются. Обезвоженная нефть выводится из устройства через патрубок 3, а вода через патрубки 7. The oil-water emulsion enters through the nozzle 2 into the interelectrode zone 8, where it is exposed to an electric field of high voltage, which leads to the coalescence of water droplets and their coarsening to the sizes at which they quickly precipitate. Dehydrated oil is discharged from the device through pipe 3, and water through pipes 7.

Расчет устройства осуществляется следующим образом. The calculation of the device is as follows.

Пусть радиус корпуса устройства R равен 100 мм, а оптимальное значение рабочего напряжения 15 кВ. Тогда радиус электрода с покрытием r равен 25 мм. При этом толщина покрытия должна быть больше величины 0,3 ˙10^-6 15˙ 10³ 4,5 ˙10^-3 м 4,5 мм. Примем эту величину равной 5 мм. Далее определяем значение диэлектрической проницаемости
ε < 2·10¹⁰

ε < 133
Таким образом, покрытие электрода должно быть выполнено из материала, диэлектрическая проницаемость которого меньше 133.Let the radius of the device case R be equal to 100 mm, and the optimal value of the operating voltage of 15 kV. Then the radius of the electrode with coating r is equal to 25 mm. In this case, the coating thickness should be greater than 0.3 ˙ 10 ^-6 15 ˙ 10 ³ 4.5-10 ^-3 m 4.5 mm. We take this value equal to 5 mm. Next, we determine the value of the dielectric constant
ε <2 · 10 ¹⁰

ε <133
Thus, the electrode coating should be made of a material whose dielectric constant is less than 133.

Выполнение покрытия из диэлектрика с расчетным значением ε и определенное соотношение геометрических размеров устройства позволяет достичь глубокого обезвоживания нефтепродуктов при повышении экономичности и надежности его работы по сравнению с прототипом за счет того, что существенно ограничивается потребление электроэнергии, особенно при обезвоживании высокообводненных нефтепродуктов, повышается надежность работы за счет увеличения срока службы высокопотенциального электрода и создания оптимальных условий обезвоживания, повышается глубина обезвоживания за счет отсутствия вторичного дробления укрупнившихся капель в областях с высокой напряженностью электрического поля. The implementation of the coating of a dielectric with a calculated value of ε and a certain ratio of the geometric dimensions of the device allows to achieve deep dehydration of oil products while increasing the efficiency and reliability of its operation compared to the prototype due to the fact that the consumption of electricity is significantly limited, especially when dehydrating highly watered oil products, the reliability of by increasing the service life of the high potential electrode and creating optimal conditions for dehydration, The dehydration depth is increased due to the absence of secondary crushing of coarsened droplets in areas with high electric field strength.

Claims

DEVICE FOR OIL DEWATERING, including a cylindrical grounded case, a dielectric coated high-voltage electrode placed in it along the axis, nozzles for oil input and output and water drainage, characterized in that the dielectric coating is made of a material whose dielectric constant corresponds to the ratio

where ε is the dielectric constant of the coating material, rel.

d coating thickness, m;
U- operating voltage, V;
f frequency of the operating voltage, 1 / s,
the thickness of the dielectric coating corresponds to the ratio
d> 0.3 · 10 ^- ⁶ U,
and the ratio of the radius of the high voltage electrode to the radius of the housing is 0.25 0.5.