RU2125491C1

RU2125491C1 - Method of controlling the process of separation of liquid polydispersional systems

Info

Publication number: RU2125491C1
Application number: RU97115491A
Authority: RU
Inventors: Р.Г. Галеев; Р.Н. Гимаев; И.И. Парфенов; Ю.А. Шарый; А.С. Сабитов; А.В. Купцов; В.А. Расветалов
Original assignee: Институт проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан; Индивидуальная частная фирма "Элис"
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1999-01-27

Abstract

FIELD: automatic control of processes of separation of liquid polydispersional systems (emulsions, suspensions) in centrifugal apparatuses. SUBSTANCE: method includes variation of consumption of demulsifying agent depending on intensity of field of centrifugal forces. Initial liquid polydispersional system before separation in centrifugal field is subject to cavitation treatment, measurement of consumption of initial system and withdrawal of target product. In so doing, consumption of initial system is varied depending on its component composition with correction by its viscosity, temperature and pressure of system in cavitation cavity, length of cavity formed after cavitator. Changed is also the flow rate of withdrawn target product depending on its qualitative composition, intensity of field of centrifugal forces and thickness of layer of disperse phase running off the apparatus wall, and flow rate of demulsifying agent is changed additionally by the qualitative composition of withdrawn target product and by thickness of layer of disperse phase running off the apparatus wall. EFFECT: higher accuracy of control. 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам автоматического управления процессами разделения жидкостных полидисперсных систем (эмульсий, суспензий) в центробежных аппаратах. The invention relates to methods for automatically controlling the separation of liquid polydisperse systems (emulsions, suspensions) in centrifugal apparatuses.

Известен способ управления процессом разделения жидкостных полидисперсных систем в центробежном поле путем изменения подачи реагента-деэмульгатора в аппарат в зависимости от толщины слоя стекающей по стенке аппарата дисперсной фазы (ав. св. СССР N 784929, B 04 C 11/00, 1980). A known method of controlling the process of separation of liquid polydisperse systems in a centrifugal field by changing the supply of the demulsifier reagent to the apparatus depending on the thickness of the layer of the dispersed phase flowing down the apparatus wall (av. St. USSR N 784929, B 04 C 11/00, 1980).

Недостаток этого способа - недостаточно точное регулирование, приводящее к нерациональному расходу реагента-деэмульгатора. The disadvantage of this method is insufficiently accurate regulation, leading to irrational consumption of the demulsifier reagent.

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ управления процессом разделения жидкостных полидисперсных систем в центробежном поле путем изменения расхода реагента-деэмульгатора в аппарат в зависимости от температуры обрабатываемой жидкости и интенсивности центробежных сил (ав. св.СССР N 956034, B 04 C 11/00, 1982). Closest to the claimed object is a method for controlling the process of separation of liquid polydisperse systems in a centrifugal field by changing the flow rate of the demulsifier reagent into the apparatus depending on the temperature of the liquid being treated and the intensity of the centrifugal forces (ed. St. USSR N 956034, B 04 C 11/00, 1982).

Недостаток этого способа - недостаточно точное управление процессом из-за недостаточной степени разрушения жидкостных полидисперсных систем при их разделении в центробежном поле. The disadvantage of this method is the insufficiently accurate process control due to the insufficient degree of destruction of liquid polydisperse systems when they are separated in a centrifugal field.

Изобретение направлено на повышение точности управления процессом разделения жидкостных полидисперсных систем. The invention is aimed at improving the accuracy of controlling the process of separation of liquid polydisperse systems.

Это достигается тем, что в способе управления процессом разделения жидкостных полидисперсных систем в центробежном поле, включающем изменение расхода реагента-деэмульгатора в зависимости от интенсивности поля центробежных сил, исходную жидкостную полидисперсную систему перед разделением в центробежном поле подвергают кавитационной обработке, измеряют расход исходной системы и отводимого целевого продукта, при этом изменяют расход исходной системы в зависимости от ее компонентного состава по ее вязкости, температуре и давлению системы в кавитационной каверне, длине каверны, образуемой за кавитатором, изменяют расход отводимого целевого продукта в зависимости от его качественного состава, интенсивности поля центробежных сил и толщины слоя стекающей по стенке аппарата дисперсной фазы, а расход реагента-деэмульгатора изменяют дополнительно по качественному составу отводимого целевого продукта и по толщине слоя стекающей по стенке аппарата дисперсной фазы. This is achieved by the fact that in the method for controlling the process of separation of liquid polydisperse systems in a centrifugal field, including changing the flow rate of the demulsifier reagent depending on the intensity of the centrifugal force field, the initial liquid polydisperse system is subjected to cavitation treatment before separation in a centrifugal field, and the flow rate of the initial system and the discharge are measured the target product, while changing the flow rate of the original system depending on its component composition according to its viscosity, temperature and system pressure the volumes in the cavitation cavity, the length of the cavity formed behind the cavitator, change the flow rate of the target product, depending on its qualitative composition, the field intensity of the centrifugal forces and the layer thickness of the dispersed phase flowing down the apparatus wall, and the flow rate of the demulsifier reagent is additionally changed on the quality of the target product and the thickness of the layer flowing down the wall of the apparatus of the dispersed phase.

На чертеже приведена схема предлагаемого способа управления. The drawing shows a diagram of the proposed control method.

Схема содержит аппарат для разделения жидкостных полидисперсных систем, включающий проточную часть 1, в которой расположены кавитаторы 2, циклонную часть 3, расходомер 4, измеряющий расход поступающей в аппарат исходной жидкостной системы, концентратомер 5 для измерения ее компонентов, датчик 6 для измерения длины каверны, клапан 7, установленный на потоке исходной системы, датчик 8 вязкости и датчик 9 для измерения температуры исходной системы, датчик 10 давления в каверне, датчик 11, определяющий качественный состав отводимого целевого продукта, клапан 12 на этом же потоке, управляющее устройство 13, клапан 14, установленный на потоке реагента-деэмульгатора, датчик 15 для измерения интенсивности поля центробежных сил, датчик 16 для измерения толщины слоя дисперсной фазы, стекающей по стенке аппарата. The circuit contains an apparatus for separating liquid polydisperse systems, including a flow part 1, in which cavitators 2, a cyclone part 3, a flow meter 4, which measures the flow rate of the initial liquid system entering the apparatus, a concentrator 5 for measuring its components, a sensor 6 for measuring the length of the cavity, a valve 7 mounted on the flow of the source system, a viscosity sensor 8 and a sensor 9 for measuring the temperature of the source system, a cavity pressure sensor 10, a sensor 11 that determines the quality composition of the target product kta, valve 12 on the same flow, control device 13, valve 14 mounted on the flow of demulsifier reagent, sensor 15 for measuring the intensity of the field of centrifugal forces, sensor 16 for measuring the thickness of the layer of the dispersed phase flowing down the wall of the apparatus.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Поток исходной жидкостной полидисперсной системы подают в проточную часть 1 аппарата, где она проходит через кавитаторы 2, подвергаясь кавитационной обработке. За кавитатором образуется каверна, заполненная пузырьками, при смыкании которых создаются зоны схлопывающихся гидропузырьков, генерирующих интенсивное быстро меняющееся поле давлений и высокоскоростные кумулятивные гидроструи. Эти поля давлений и микроструй оказывают перемешивающее, размалывающее, активизирующее воздействие на жидкостную полидисперсную систему. Однако при изменении состава компонентов исходной системы нарушается стабильность эффекта кавитации и разделения. The flow of the initial liquid polydisperse system is fed into the flow part 1 of the apparatus, where it passes through the cavitators 2, undergoing cavitation processing. Behind the cavitator, a cavity filled with bubbles is formed, upon closing of which zones of collapsing water bubbles are generated, generating an intense rapidly changing pressure field and high-speed cumulative hydrojets. These pressure fields and microjets have a mixing, grinding, activating effect on a liquid polydisperse system. However, when the composition of the components of the initial system changes, the stability of the cavitation and separation effect is violated.

Сигналы от расходомера 4, концентратомеров 5 и 11, датчика 6 длины каверны, датчиков 8 вязкости и 9 температуры поступают в управляющее устройство 13. Последнее вычисляет значение расхода исходной системы для обеспечения оптимального гидродинамического режима, которое поддерживают с помощью клапана 7. При слабой кавитации или недостаточных размерах каверны датчик 6 выдает управляющему устройству 13 сигнал по коррекции расхода исходной системы с целью обеспечения заданной относительной длины каверны, которую определяют как отношение каверны, измеряемой датчиком 6, к поперечному размеру кавитатора. The signals from the flowmeter 4, concentrometers 5 and 11, the sensor 6 of the cavity length, the sensors 8 of viscosity and 9 of the temperature are supplied to the control device 13. The latter calculates the flow rate of the original system to ensure the optimal hydrodynamic mode, which is supported by valve 7. In case of weak cavitation or the insufficient size of the cavity, the sensor 6 gives the control device 13 a signal to correct the flow rate of the original system in order to ensure a given relative length of the cavity, which is defined as the ratio of the cavity measured by the sensor 6, to the transverse size of the cavitator.

Оптимальное значение расхода исходной системы зависит от ее вязкости в проточной части, температуры и давления в каверне, ее компонентного состава. Повышение вязкости приводит к неудовлетворительному смешению, а при низкой вязкости и высокой температуре наблюдается чрезмерный рост длины каверны, что приводит к перерасходу энергии и эрозии стенок аппарата. The optimal flow rate of the initial system depends on its viscosity in the flow part, temperature and pressure in the cavity, and its component composition. An increase in viscosity leads to unsatisfactory mixing, and at low viscosity and high temperature there is an excessive increase in the length of the cavity, which leads to an excessive consumption of energy and erosion of the walls of the apparatus.

После кавитационной обработки жидкостная полидисперсная система поступает в циклонную часть 3 аппарата, где происходит ее разделение на составляющие компоненты. After cavitation treatment, the liquid polydisperse system enters the cyclone part 3 of the apparatus, where it is divided into constituent components.

Расход отводимого целевого продукта на выходе из аппарата и расход подаваемого в него реагента-деэмульгатора регулируют в зависимости от качественного состава отводимого целевого продукта, интенсивности поля центробежных сил и толщины слоя стекающей по стенке дисперсной фазы. Оптимальные значения этих расходов вычисляет управляющее устройство 13 на основании данных, поступающих от датчиков 11, 15, 16, и устанавливаются подачей управляющих сигналов на клапаны 12 и 14 соответственно. The consumption of the target product discharged at the outlet of the apparatus and the flow rate of the demulsifying agent supplied to it are controlled depending on the quality composition of the target product discharged, the intensity of the centrifugal force field and the layer thickness of the dispersed phase flowing down the wall. The optimal values of these costs are calculated by the control device 13 based on the data received from the sensors 11, 15, 16, and are set by supplying control signals to the valves 12 and 14, respectively.

Использование предлагаемого изобретения позволит по сравнению с прототипом повысить точность управления процессом разделения жидкостных полидисперсных систем, например нефтяных эмульсий, за счет создания условий для повышения степени разрушения указанных систем и более стабильного их разделения. Using the present invention will allow, in comparison with the prototype, to increase the accuracy of controlling the separation process of liquid polydisperse systems, for example, oil emulsions, by creating conditions for increasing the degree of destruction of these systems and more stable separation thereof.

Claims

A method for controlling the process of separation of liquid polydisperse systems in the field of centrifugal forces, including changing the flow rate of the demulsifier reagent depending on the intensity of the field of centrifugal forces, characterized in that the initial liquid polydisperse system is subjected to cavitation treatment before separation in a centrifugal field, the flow rate of the source system and the target discharge are measured product, while changing the flow rate of the initial system depending on its component composition with correction for its viscosity, temperature and To the system’s appearance in the cavitation cavity, the length of the cavity formed behind the cavitator, the flow rate of the target product is changed depending on its qualitative composition, the intensity of the centrifugal force field and the layer thickness of the dispersed phase flowing down the apparatus wall, and the flow rate of the demulsifier reagent is additionally changed according to the quality of the discharged reagent the target product and the thickness of the layer flowing down the wall of the apparatus of the dispersed phase.