RU2424844C1 - Способ разделения водонефтяной эмульсии и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ разделения водонефтяной эмульсии и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424844C1 RU2424844C1 RU2009142336/05A RU2009142336A RU2424844C1 RU 2424844 C1 RU2424844 C1 RU 2424844C1 RU 2009142336/05 A RU2009142336/05 A RU 2009142336/05A RU 2009142336 A RU2009142336 A RU 2009142336A RU 2424844 C1 RU2424844 C1 RU 2424844C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- oil
- solenoids
- water
- emulsion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение относится к разделению двух- или трехфазных потоков жидкостей и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности. Аппарат содержит цилиндрический корпус, выполненный в зоне электродной системы из немагнитного материала. Электрическая система выполнена в виде соленоидов, установлена вне цилиндрического корпуса и создает переменное магнитное поле во всем внутреннем объеме корпуса. Соленоиды выполнены в виде сегментов, образующие которых аналогичны образующей корпуса. Длина сегментов зависит от характера коагуляции и скорости движения потока внутри корпуса. Технический результат состоит в быстром и качественном отделении воды от нефти без дополнительного оборудования, при упрощении конструкции и снижении эксплуатационных затрат. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к способам для разделения двух- или трехфазных потоков жидкостей, находящихся под давлением, и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.
Известен электродегидратор для внутритрубного разрушения нефтяной эмульсии, включающий высокопотенциальный электрод, размещенный в корпусе, снабженным водосборником, в котором размещены вертикальные перегородки с переточными отверстиями, установленные с возможностью перемещения по горизонтали, а высокопотенциальный электрод выполнен с покрытием из диэлектрика и расположен по оси корпуса (см. авт.свид. СССР № 539586 по кл. B01D 17/06 за 1976 г.).
Известна установка для очистки сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей, содержащая отстойник с перегородками, отсек для накопления нефтепродукта, патрубки для подачи сточной воды, отвода очищенной воды и нефтепродуктов, регуляторы уровней нефтепродукта и воды, верхние кромки перегородок расположены на одном уровне, при этом последняя перегородка выполнена глухой снизу и образует отсек для очищенной воды, а отсек очищенной нефти образован последней глухой перегородкой снизу, патрубок для подачи сточной воды размещен открытым концом вверх на уровне нижней кромки первой перегородки, а патрубок для отвода очищенной воды расположен в нижней части отстойника перед последней перегородкой и соединен с гидрозатвором и снабжен распылителем (см. патент РФ № 2118197 по кл. B01D 17/028 за 1998 г.).
Недостатком этого способа является то, что смесь движущаяся под давлением в замкнутом корпусе, преимущественно в трубе, не подвергается процессу отстаивания, так как все компоненты смеси не подвержены гравитации и не разделяются по плотности под действием силы инерции.
Также известен способ разделения смесей, заключающийся в том, что поток смеси движется внутри корпуса, например трубы, в которой концентрично установлены трубчатые электроды, снабженные штырями, увеличивающимися в сторону выхода нефти, а подводящая трубка выполнена из диэлектрика и снабжена электродом, размещенным по ее оси (см. авт.свид. СССР № 573169 по кл. B01D 17/06 за 1977 г.).
Известен аппарат для разделения водонефтяной эмульсии, содержащий горизонтальный корпус с патрубками ввода водонефтяной эмульсии и вывода нефти и воды, установленные в корпусе коалесцирующий блок, вертикальные перегородки и электродную систему, включающую размещенные по высоте горизонтальные заземленный и высокопотенциальный электроды. Одна из перегородок размещена между патрубком ввода водонефтяной эмульсии и электродной системой так, что верхний край этой перегородки установлен с зазором к верхней образующей корпуса, а нижний край размещен выше горизонтальной оси аппарата. Нижняя перегородка размещена между электродной системой и патрубком вывода нефти. Верхний край этой перегородки размещен выше уровня высокопотенциального электрода, а нижний край установлен с зазором к нижней образующей корпуса. Патрубки вывода нефти и воды размещены на середине длины корпуса, а патрубки ввода эмульсии, коалесцирующие блоки, вертикальные перегородки и электроды установлены симметрично относительно патрубков вывода нефти и воды (см. патент на изобретение РФ № 2250127 по кл. B01D 17/06 за 2005 г.).
Недостатком данных способов очистки нефти от воды является то, что они не разрушают мелкие составляющие смеси, которые не коалесцируются с другими и не очищаются от воды, а проходят вместе с ней и присутствуют в ней, что снижает качество очистки смеси.
Технической задачей предлагаемого аппарата является то, что он может быть применен для разделения водонефтяной эмульсии непосредственно при ее движении под давлением.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в аппарат разделения водонефтяной эмульсии, содержащим замкнутый корпус, внутри которого движется под давлением поток эмульсии, преимущественно нефти и воды, электродную систему с заземленным и высокопотенциальным электродами, поток смеси дополнительно подвергается магнитной обработке, выполненную в виде 2N соленоидов, расположенную вне замкнутого корпуса и в совокупности образует зону изменяющегося магнитного поля, проходящего через всю площадь поперечного сечения корпуса, а каждая пара соленоидов расположена на противоположных сторонах корпуса.
Кроме того, количество пар соленоидов по длине корпуса может быть по меньшей мере две, а коалесцирующий блок выполнен в виде двух сеток, установленных в цилиндрическом корпусе с зазором между сетками по длине корпуса.
В аппарате для разделения водонефтяной эмульсии, содержащем цилиндрический корпус с патрубками ввода эмульсии и вывода нефти и воды, электродную систему с заземленным и высокопотенциальным электродом, коалесцирующий блок, цилиндрический корпус в зоне электродной системы выполнен из немагнитного материала, электрическая система выполнена в виде соленоидов и установлена вне цилиндрического корпуса и создает переменное магнитное поле во всем внутреннем объеме корпуса.
Кроме того, соленоиды выполнены в виде сегментов, образующие которых выполнены аналогично образующей корпуса, а длина сегментов зависит от характера коагуляции и скорости движения потока внутри корпуса.
Разделение смеси по предлагаемому способу осуществляется следующим образом. Поток смеси движущийся внутри корпуса поступает с определенной скоростью в зону расположения постоянных магнитов. Под воздействием этого поля частицы нефти, находящиеся в дисперсном состоянии поляризуются и притягиваются в сторону расположения источника поля (поднимаются вверх или опускаются вниз). Мелкие же капли воды заряжаются под воздействием электрического поля на электродной системы и между ними образуется электрический ток, определенной силы (сила Лоренца), которые в магнитном поле действует на проводник с электрическим током, являются силами, действующими на движущиеся электрические заряды, которые и составляют электрический ток. Направление сил Лоренца определяется по правилу левой руки, а их сила определяется из формулы Ампера
F=B·l·I·sin a,
где В - индукция магнитного поля;
l - длина проводника;
I - величина электрического тока;
а - угол между направлением магнитных силовых линий и направлением электрического тока.
При больших скоростях движения потока смеси внутри корпуса некоторые, более мелкие частицы воды не успевают сместиться в заданном направлении и поэтому по длине корпуса устанавливается несколько пар соленоидов, аналогичного исполнения, принцип действия которых аналогичен описанным. Так же каждая из последующих пар соленоидов может быть установлена со смещением по образующей корпуса, что придает потоку завихрение и как следствие увеличение времени нахождения смеси в зоне действия магнитного поля.
Предлагаемая совокупность признаков обеспечивает надежность работы аппарата и высокую эффективность разделения водонефтяной эмульсии за счет воздействия магнитного поля на весь объем эмульсии одновременно, в котором за счет диполь-дипольного и кулоновского взаимодействия поляризованные частицы воды коалесцируют. Нефтяная эмульсия с диспергированными микрочастицами воды движется пересекая магнитные поля соленоидов, под воздействием магнитных полей соленоидов нефтяная эмульсия подвергается разрушению. Под воздействием магнитных полей переменной величины происходит дальнейшее усиление коалесценции капелек воды. В зоне расположения магнитных полей соленоидов из водонефтяной эмульсии отделяется не только вода, но и растворенные в воде соли, а чистая нефть отделяется от смеси и образует поток только одной фракции пленочного типа.
Устройство для разделения водонефтяной эмульсии по предлагаемому способу содержит цилиндрический корпус с патрубками ввода эмульсии и вывода нефти, воды, электродную систему с заземленным и высокопотенциальным электродом и коалесцирующий блок, цилиндрический корпус в зоне электродной системы выполнен из немагнитного материала, электрическая система выполнена в виде пар 2N соленоидов и установлена вне цилиндрического корпуса и создает переменное магнитное поле во всем внутреннем объеме корпуса, а соленоиды выполнены в виде сегментов, образующие которых выполнены аналогично образующей корпуса, а длина сегментов зависит от характера коагуляции и скорости движения потока внутри корпуса.
На фиг.1 изображен аппарат для разделения эмульсии в соответствии с предлагаемым техническим решением.
На фиг.2 - сечение по А-А фиг.1.
Аппарат для разделения водонефтяной эмульсии, представленный на графической части, содержит корпус 1, преимущественно круглой формы и выполненный преимущественно из немагнитного материала с патрубком 2 для ввода водонефтяной эмульсии 3 и патрубками 4 и 5 вывода воды 6 и нефти 7 соответственно. Внутри корпуса 1 расположены электроды 13 и 14, подключенные к источнику постоянного напряжения 15. При подаче постоянного напряжения на электроды 13 и 14 образуется электрическое поле Е.
Вне корпуса расположена электрическая система, выполненная в виде 2N сегментов 8 и 9, расположенных на противоположных сторонах корпуса 1. Каждый из сегментов 8 и 9 выполнен из сердечника 10 с намотанной на него катушкой 11, которая соединена с источником электрического тока 12. При прохождении по катушкам электрического тока I образуется магнитное поле В.
Аппарат для разделения водонефтяной эмульсии работает следующим образом.
Исходная водонефтяная эмульсия 3 через патрубок 2 поступает под давлением во внутреннюю полость корпуса 1. При прохождении всего потока эмульсии между электродами 13 и 14 частицы воды в эмульсии под воздействием электрического поля между этими электродами поляризуются, их движение представляет собой электрический ток. Заряженные частицы воды 6, как электропроводная часть эмульсии, начинают перемещения в магнитном поле, соединяются с другими каплями и образуют поток воды, который располагается в одном месте корпуса 1, преимущественно вблизи патрубка вывода воды 4 и дренируется из него. Нефтяная составляющая 7 не подвергается воздействию магнитного поля, так как не является электропроводной, вытесняется из потока эмульсии 3 и смещается к патрубку вывода нефти 5 и дренируется из него. Процесс разделения эмульсии происходит непрерывно, а скорость разделения зависит от скорости перемещения ее в магнитном поле.
Пример конкретного выполнения:
В изготовленном аппарате для разделения водонефтяной эмульсии электроды 13 и 14 были размещены на расстоянии 50 см друг от друга.
При подаче на эти электроды из источника 15 постоянного напряжения 100 В был получен электрический ток 2 А, проходящий через водонефтяную эмульсию, т.е. от электрода 13 к электроду 14.
При подаче из источника 12 на катушки 11 электрического тока 10 А внутри корпуса образовалось магнитное поле с напряженностью Н=2000 А/м, направленное от сегмента 8 к сегменту 9.
При движении в корпусе под давлением водонефтяной эмульсии от патрубка 2 вдоль оси корпуса, перемещение электропроводной части водонефтяной эмульсии влево (см. фиг.2) составило 20 см.
Использование предлагаемого устройства за счет пропуска смеси под давлением между магнитами позволит быстро и качественно производить отделение воды от нефти без дополнительного оборудования, а по сравнению с известными конструкциями устройств аналогичного назначения упростит конструкцию и снизит эксплуатационные затраты в процессе эксплуатации.
Claims (6)
1. Способ разделения водонефтяной эмульсии, содержащий замкнутый корпус, внутри которого движется под давлением поток эмульсии, преимущественно нефти и воды, электродную систему с заземленным и высокопотенциальным электродами и коалесцирующий блок, отличающийся тем, что поток смеси дополнительно подвергается магнитной обработке в виде 2N соленоидов, расположенных вне замкнутого корпуса и в совокупности образующих зону изменяющегося магнитного поля, проходящего через весь внутренний объем корпуса.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждая пара соленоидов расположена на противоположных сторонах корпуса.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество пар соленоидов по длине корпуса может быть по меньшей мере две, а коалесцирующий блок выполнен в виде двух сеток, установленных в цилиндрическом корпусе с зазором между сетками по длине корпуса.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждая пара соленоидов расположена со смещением по образующей корпуса.
5. Устройство для разделения водонефтяной эмульсии, содержащее цилиндрический корпус с патрубками ввода эмульсии и вывода нефти и воды, электродную систему с заземленным и высокопотенциальным электродом и коалесцирующий блок, отличающееся тем, что цилиндрический корпус в зоне электродной системы выполнен из немагнитного материала, электрическая система выполнена в виде 2N соленоидов и установлена вне цилиндрического корпуса и создает переменное магнитное поле во всем внутреннем объеме корпуса.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что соленоиды выполнены в виде сегментов, образующие которых выполнены аналогично образующей корпуса, а длина сегментов зависит от характера коагуляции и скорости движения потока эмульсии внутри корпуса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142336/05A RU2424844C1 (ru) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Способ разделения водонефтяной эмульсии и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142336/05A RU2424844C1 (ru) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Способ разделения водонефтяной эмульсии и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009142336A RU2009142336A (ru) | 2011-05-27 |
RU2424844C1 true RU2424844C1 (ru) | 2011-07-27 |
Family
ID=44734360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009142336/05A RU2424844C1 (ru) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Способ разделения водонефтяной эмульсии и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2424844C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2564256C1 (ru) * | 2014-07-02 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" | Способ обезвоживания нефтяных эмульсий и устройство для его осуществления |
RU2566135C1 (ru) * | 2014-04-10 | 2015-10-20 | Игорь Александрович Малыхин | Способ межфазного электрохимического перераспределения ионов в дисперсных системах |
RU2585636C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ сепарирования нефти |
-
2009
- 2009-11-17 RU RU2009142336/05A patent/RU2424844C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2566135C1 (ru) * | 2014-04-10 | 2015-10-20 | Игорь Александрович Малыхин | Способ межфазного электрохимического перераспределения ионов в дисперсных системах |
RU2564256C1 (ru) * | 2014-07-02 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" | Способ обезвоживания нефтяных эмульсий и устройство для его осуществления |
RU2585636C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ сепарирования нефти |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009142336A (ru) | 2011-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11911715B2 (en) | Methods for the separation of at least one emulsion by applying an electrical field and device for carrying out said method | |
CA2859515C (en) | Electrostatic coalescer and method for electrostatic coalescence | |
RU2424844C1 (ru) | Способ разделения водонефтяной эмульсии и устройство для его осуществления | |
US2849395A (en) | Method and apparatus for electrical separation of emulsions | |
RU115679U1 (ru) | Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий | |
US10786757B2 (en) | Compact electrocoalescer with conical frustum electrodes | |
Tarantsev | Modeling of the processes of coagulation and dispersion of water in low-conductive fluids in an electric field | |
RU99989U1 (ru) | Аппарат для разделения водонефтяной эмульсии | |
SU1333364A1 (ru) | Способ обезвоживани и обессоливани водонефт ных и водомасл ных эмульсий и устройство дл его осуществлени | |
US11608474B2 (en) | System and method for the separation of oil/water emulsions by electrocoalescence | |
RU198224U1 (ru) | Устройство для обезвоживания водонефтяных эмульсий | |
US1472231A (en) | Means for separating suspended particles from gases | |
CN206700812U (zh) | 一种脱除腐蚀性杂质防止分馏塔结盐腐蚀的装置 | |
CN206529434U (zh) | 一种高效磁电破乳器 | |
RU2250127C1 (ru) | Аппарат для разделения водонефтяной эмульсии | |
CN211921434U (zh) | 一种电磁耦合的脱水装置 | |
RU2706316C1 (ru) | Магнитоэлектродегидратор | |
GB2377397A (en) | Separating components of liquid/liquid emulsion using electrostatic force | |
RU2212377C1 (ru) | Устройство для очистки воды | |
RU2164436C1 (ru) | Устройство для обработки водонефтяной эмульсии | |
RU2452551C1 (ru) | Устройство для разделения водонефтяных эмульсий в электрическом поле | |
RU2535863C1 (ru) | Смеситель-электрокоалесцентор | |
RU2415902C1 (ru) | Способ разрушения водонефтяной эмульсии в емкости | |
SU1058576A1 (ru) | Устройство дл электрической обработки водонефт ной эмульсии | |
KR100341818B1 (ko) | 전하응집을 이용한 전도성 용액 내의 폐유분 분리장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151118 |