RU2120324C1

RU2120324C1 - Method of destroying water-in-oil emulsion

Info

Publication number: RU2120324C1
Application number: RU96109499A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Гумеров; У.Н. Сабиров; В.Н. Чепурский; Т.М. Касымов; В.В. Попов
Original assignee: Институт проблем транспорта энергоресурсов "ИПТЭР"
Priority date: 1996-05-08
Filing date: 1996-05-08
Publication date: 1998-10-20

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: emulsion is preliminarily passed through conducting element system in electric field and then through system of potential electrodes insulated by substance with conductivity 10^-9-10¹⁰ (Ohm•m)^-1.. EFFECT: enhanced process efficiency due to charging drops and increasing their withdrawal velocity. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области обезвоживания нефтепродуктов и может быть использовано, в частности, для глубокой очистки авиационных топлив. The invention relates to the field of dehydration of petroleum products and can be used, in particular, for deep cleaning of aviation fuels.

Известен способ разрушения эмульсий путем электрофореза, в котором исходная продукция (эмульсия) подается через сетчатый электрод. При этом частицы диспорсной фазы приобретают заряд и под действием магнитного поля перемещаются к электроду, имеющему противоположную полярность, где происходят их разрядка и коалесценция (см. пат. США N 3412002, кл. 204-180). A known method of destroying emulsions by electrophoresis, in which the original product (emulsion) is fed through a mesh electrode. In this case, the particles of the dispersed phase acquire a charge and under the influence of a magnetic field move to an electrode having the opposite polarity, where they are discharged and coalescence (see US Pat. No. 3412002, CL 204-180).

Эффективность зарядки определяется числом капель, коснувшихся электрода при его прохождении, а скорость вывода этих капель зависит от напряженности магнитного поля. Кроме того, попав на электрод противоположной полярности, капля не разрядится, а перезарядится зарядом одного знака с электродом и уйдет от него. The charging efficiency is determined by the number of drops that touched the electrode during its passage, and the output rate of these drops depends on the magnetic field strength. In addition, having hit an electrode of opposite polarity, the drop will not discharge, but will be recharged with the charge of the same sign with the electrode and will leave it.

Известен способ разрушения эмульсии путем пропускания ее турбулентным потоком через электрически заряженные электроды, а затем ламинарным потоком через заземленные электроды (см. авт. свид. СССР N 239487, кл. C 01 G 33/02). A known method of destroying an emulsion by passing it through a turbulent flow through electrically charged electrodes, and then by a laminar flow through grounded electrodes (see ed. Certificate of the USSR N 239487, class C 01 G 33/02).

Эффективность зарядки также невелика, мала и скорость вывода заряженных капель. The charging efficiency is also small, and the output rate of charged drops is small.

Цель изобретения - повышение эффективности способа путем увеличения зарядки капель и повышения скорости их вывода. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the method by increasing the charging of droplets and increasing the speed of their output.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно эмульсию пропускают через систему электропроводящих элементов, находящихся в электрическом поле, а затем через систему потенциальных электродов, изолированных веществом с удельной электропроводностью 10^-9 - 10^-10 (Ом•м)^-1.This goal is achieved by first passing the emulsion through a system of electrically conductive elements located in an electric field, and then through a system of potential electrodes isolated by a substance with a specific conductivity of 10 ^-9 - 10 ^-10 (Ohm • m) ^-1 .

Капли воды, попадая в электрическое поле, получают заряд не только при контакте с заряженным электродом, но и при соприкосновении с любым электропроводящим телом, помещенным в это поле. Действие таких электропроводящих элементов основано на явлении электростатической индукции. Поскольку проводящие элементы не заземляются и не соединяются с источником высокого напряжения, они не находятся под электрическим потенциалом. Drops of water falling into an electric field receive a charge not only in contact with a charged electrode, but also in contact with any electrically conductive body placed in this field. The action of such electrically conductive elements is based on the phenomenon of electrostatic induction. Since the conductive elements are not grounded or connected to a high voltage source, they are not under electric potential.

Заряженные капли поступают в электрическое поле, создаваемое изолированными электродами. Изоляция на электродах регулирует процесс снятия заряда с капель воды и предотвращает их быструю перезарядку. При этом, если электропроводность вещества изоляции 10^-9 - 10^-10 (Ом • м)^-1, время пребывания капли на электроде достаточно для необратимого прилипания ее к электроду. При электропроводности вещества изоляции, большей чем 10^-9 - 10^-10 (Ом • м)^-1, капли воды очень быстро перезаряжаются и уходят от электрода. Если электропроводность меньше 10^-10 (Ом • м)^-1, то капли долго задерживаются на электроде и около него образуется облако из заряженных капель, которое будет экранировать электрическое поле электрода и ухудшать процесс вывода.Charged droplets enter an electric field created by insulated electrodes. The insulation on the electrodes regulates the process of removing charge from water droplets and prevents their rapid recharging. Moreover, if the electrical conductivity of the insulation substance is 10 ^-9 - 10 ^-10 (Ohm • m) ^-1 , the residence time of the droplet on the electrode is sufficient for irreversible adhesion of it to the electrode. When the electrical conductivity of the insulation substance is greater than 10 ^-9 - 10 ^-10 (Ohm • m) ^-1 , water droplets recharge very quickly and leave the electrode. If the conductivity is less than 10 ^-10 (Ohm • m) ^-1 , then the droplets are delayed for a long time on the electrode and a cloud of charged droplets forms around it, which will shield the electric field of the electrode and worsen the output process.

Пример. На лабораторной установке, в прозрачной ячейке, заполненной маслом с вязкостью 2 • 10^-2 н • с/м² с помощью плоских электродов, подключенных к источнику высокого напряжения постоянного тока, создавалось постоянное электрическое поле. В межэлектронное пространство помещались проводящие элементы - стальные пластины. Вторая пара электродов (изолированных) располагалась ниже на расстоянии, равном 2 • 10^-2 м от первой. Экспериментально, путем определения из общего количества заряженных капель, подходящих к изолированному электроду, числа капель, оставшихся на нем в зависимости от электропроводности материала изоляции, установлено следующее. При электропроводности изоляции менее 10^-9 (Ом • м)^-1 более 85% капель перезаряжаются и уходят от электрода. Если же электропроводность равна 10^-9 (Ом • м)^-1, число капель, оставшихся на электроде, изменяется незначительно, однако вследствие образования объемного заряда напряженность поля снижается, что приводит к ухудшению процесса.Example. In a laboratory, in a transparent cell filled with oil having a viscosity of 2 • 10 ^-2 N • s / m ² using planar electrodes connected to a high DC voltage source, to create a static electric field. Conducting elements — steel plates — were placed in the interelectronic space. The second pair of electrodes (isolated) was located lower at a distance equal to 2 • 10 ^-2 m from the first. Experimentally, by determining from the total number of charged droplets suitable for the insulated electrode, the number of droplets remaining on it, depending on the electrical conductivity of the insulation material, the following was established. When the insulation conductivity is less than 10 ^-9 (Ohm • m) ^-1, more than 85% of the droplets are recharged and leave the electrode. If the electrical conductivity is 10 ^-9 (Ohm • m) ^-1 , the number of droplets remaining on the electrode does not change significantly, however, due to the formation of a space charge, the field strength decreases, which leads to a deterioration of the process.

Экспериментально проводилось сравнение эффективность известного и предлагаемого способов. После того, как капля получала заряд, фиксировалось время t₁, в течение которого она двигалась к заземленному электроду (на каплю действуют силы тяжести и электрического изображения и время t₂ прохождения такой же каплей того же расстояния к изолированному электроду в электрическом поле заданной напряженности) добавляется, кроме перечисленных выше, взаимодействие заряженной капли с электрическим полем. Капли определенного размера вводились в систему с помощью шприца. Результаты экспериментов, проведенных на каплях разного размера, в полях различной напряженности, приведены в таблице.Experimentally conducted a comparison of the effectiveness of the known and proposed methods. After the droplet received a charge, the time t _{1 was} fixed during which it moved to the grounded electrode (gravity and electric images act on the droplet and the time t ₂ of the same droplet passing the same distance to the isolated electrode in an electric field of a given voltage) in addition to the above, the interaction of a charged drop with an electric field is added. Drops of a certain size were introduced into the system using a syringe. The results of experiments conducted on drops of different sizes, in fields of different intensities, are shown in the table.

Как видно из данных таблицы, t₂ < t₁, т.е. во всех случаях заряженные капли быстрее выводятся по предлагаемому способу. Кроме того, предлагаемый способ наиболее эффективен для удаления мелких капель, вывод которых представляет наибольшую трудность. Способ позволяет регулировать скорость вывода заряженных капель путем изменения напряженности электрического поля, создаваемого изолированными электродами.As can be seen from the table, t ₂ <t ₁ , i.e. in all cases, charged drops are more rapidly excreted by the proposed method. In addition, the proposed method is most effective for removing small droplets, the conclusion of which presents the greatest difficulty. The method allows you to adjust the output rate of charged drops by changing the electric field created by the insulated electrodes.

Использование предлагаемого способа разрушения эмульсий типа "вода в масле" обеспечивает большую скорость вывода заряженных капель, а следовательно, и большую производительность устройств для разрушения эмульсий, возможность регулирования скорости вывода заряженных капель, конструктивную простоту, т. к. электропроводящие элементы в отличие от электродов не находятся под напряжением. Using the proposed method for the destruction of emulsions of the type "water in oil" provides a high rate of output of charged droplets, and therefore, greater productivity of devices for breaking emulsions, the ability to control the rate of output of charged droplets, structural simplicity, because electrically conductive elements, unlike electrodes, do not are energized.

Claims

A method of breaking emulsions of the type "water in oil", comprising charging droplets of water and their subsequent withdrawal, characterized in that the emulsion is preliminarily passed through a system of electrically conductive elements located in an electric field, and then through a system of potential electrodes isolated by a substance with specific conductivity 10 ^{- 9} -10 ^-10 (Ohm • m) ^-1 .