RU2676291C1

RU2676291C1 - Electric dehydrator

Info

Publication number: RU2676291C1
Application number: RU2018114185A
Authority: RU
Inventors: Олег Юрьевич Еренков; Сергей Петрович Исаев; Сергей Викторович Булгаков
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2018-12-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to apparatus for the dehydration and desalting of petroleum and refining of petroleum products. Electrodehydrator for the separation of oil emulsion includes a housing, a system for the input and distribution of raw materials, a fitting for the withdrawal of oil, a fitting for the withdrawal of water, two high-voltage power sources and electrodes located in vertical planes and alternately connected to the corresponding power sources; according to the invention, the system of input and distribution of raw materials consists of a distribution manifold of cylindrical shape, inside which the dispersing element is coaxially located, which is made in the form of a hollow cylinder with the possibility of rotational motion relative to the longitudinal axis, while through holes are made in the wall of the cylinder.EFFECT: improving the performance and reliability of the dehydrator, reducing the duration of demulsification.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для обезвоживания и обессоливания нефти и очистки нефтепродуктов, и может быть использовано в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.The invention relates to apparatus for dehydrating and desalting oil and refining petroleum products, and can be used in the oil and petrochemical industry.

Известен электродегидратор для нефти и нефтепродуктов, включающий корпус, систему ввода и распределения сырья, штуцер вывода нефти, штуцер вывода воды, два высоковольтных источника питания и электроды, расположенные в вертикальных плоскостях и поочередно соединенные с соответствующими источниками питания, при этом электроды выполнены в виде параллельных решеток, каждая из которых смещена относительно соседней по высоте (Патент РФ на полезную модель №106131 B01D 17/06, опубл. 10.07.2011).A known dehydrator for petroleum and petroleum products, including a housing, a system for introducing and distributing raw materials, an oil outlet, a water outlet, two high-voltage power sources and electrodes located in vertical planes and alternately connected to corresponding power sources, while the electrodes are made in the form of parallel grids, each of which is shifted relative to the next in height (RF Patent for utility model No. 106131 B01D 17/06, publ. 07/10/2011).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность и большая продолжительность деэмульгирования. Это связано с тем, что разделение эмульсии происходит только за счет пластинчатых электродов, без каких-либо дополнительных приспособлений для воздействия на эмульсию.A disadvantage of this device is the low efficiency and long duration of demulsification. This is due to the fact that the separation of the emulsion occurs only at the expense of plate electrodes, without any additional devices to influence the emulsion.

Наиболее близким к предлагаемому является электродегидратор, включающий корпус, систему ввода и распределения сырья, штуцер вывода нефти, штуцер вывода воды, два высоковольтных источника питания и электроды, расположенные в вертикальных плоскостях и поочередно соединенные с соответствующими источниками питания, при этом над системой ввода и распределения сырья расположен диспергирующий элемент в виде перфорированной пластины и выполненный с возможностью вертикальных перемещений за счет подсоединения к виброприводу (Патент РФ на полезную модель №141729 B01D 17/06, опубл. 10.06.2014).The closest to the proposed is an electric dehydrator, which includes a housing, a system for introducing and distributing raw materials, an oil outlet, a water outlet, two high-voltage power sources, and electrodes located in vertical planes and alternately connected to the corresponding power sources. the raw material is located dispersing element in the form of a perforated plate and made with the possibility of vertical movements by connecting to the vibrodrive (RF Patent for eznuyu model №141729 B01D 17/06, publ. 06.10.2014).

Использование известного устройства позволит снизить энергозатраты процесса обезвоживания и обессоливания нефти, однако конструкция устройства усложняется и при его эксплуатации возникают дополнительные динамические нагрузки на конструктивные элементы электродегидратора, что снижает надежность аппарата.The use of the known device will reduce the energy consumption of the process of dehydration and desalting of oil, however, the design of the device is complicated and during its operation additional dynamic loads arise on the structural elements of the electric dehydrator, which reduces the reliability of the device.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение производительности и надежности работы электродегидратора, уменьшение продолжительности деэмульгирования и снижение энергозатрат.The technical problem, the solution of which the claimed invention is directed, is to increase the productivity and reliability of the electric dehydrator, reduce the duration of demulsification and reduce energy consumption.

Указанная задача решается тем, что в электродегидраторе для разделения эмульсии нефти, включающем корпус, систему ввода и распределения сырья, штуцер вывода нефти, штуцер вывода воды, два высоковольтных источника питания и электроды, расположенные в вертикальных плоскостях и поочередно соединенные с соответствующими источниками питания, согласно изобретению, система ввода и распределения сырья состоит из распределительного коллектора цилиндрической формы, внутри которого соосно расположен диспергирующий элемент, который выполнен в виде пустотелого цилиндра с возможностью вращательного движения относительно продольной оси, при этом в стенке цилиндра выполнены сквозные отверстия.This problem is solved by the fact that in an electric dehydrator for separating an oil emulsion, including a housing, a system for introducing and distributing raw materials, an oil outlet, a water outlet, two high-voltage power sources and electrodes located in vertical planes and alternately connected to the corresponding power sources, according to invention, the system of input and distribution of raw materials consists of a distribution manifold of cylindrical shape, inside which the dispersing element is coaxially arranged, which is made in as a hollow cylinder with the possibility of rotational motion relative to the longitudinal axis, with through holes made in the wall of the cylinder.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема электродегидратора, на фиг. 2 представлен продольный разрез системы ввода и распределения сырья.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a diagram of an electric dehydrator; FIG. 2 shows a longitudinal section of the system for the input and distribution of raw materials.

Электродегидратор содержит заземленный корпус 1, систему ввода и распределения сырья, состоящую из распределительного коллектора 2 и напорного трубопровода 3, штуцер вывода нефти 4, штуцер вывода воды 5, штуцер сброса воды 6 и электродную систему в виде размещенных в вертикальной плоскости параллельных решеток 7 и 8, соединенных с соответствующими источниками питания 9 и 10. Внутри распределительного коллектора 2 установлен соосно оси коллектора диспергирующий элемент 11 в виде пустотелого цилиндра. В стенке коллектора 2 выполненные сквозные отверстия 12 для распределения эмульсии. В стенке элемента 11 выполнены сквозные отверстия 13. Элемент 11 выполнен с возможность вращательного движения относительно продольной оси за счет присоединения одной из цапф 14 с выходным валом механического привода (на чертежах не показан).Electrodehydrator contains a grounded housing 1, the system of input and distribution of raw materials, consisting of a distribution manifold 2 and discharge pipe 3, oil outlet 4, water outlet 5, water discharge nozzle 6 and electrode system in the form of parallel gratings 7 and 8 arranged in a vertical plane connected to the corresponding power sources 9 and 10. Inside the distribution manifold 2 is installed coaxially with the collector axis dispersing element 11 in the form of a hollow cylinder. In the wall of the collector 2 made through holes 12 for the distribution of the emulsion. Through holes 13 are made in the wall of the element 11. The element 11 is made with the possibility of rotational motion relative to the longitudinal axis by attaching one of the trunnions 14 to the output shaft of the mechanical drive (not shown).

Предлагаемый электродегидратор работает следующим образом. Нефть в смеси с водой подают через напорный трубопровод 3 в распределительный коллектор 2 системы ввода и распределения сырья. При движении эмульсии внутри коллектора 2 она подвергается интенсивному воздействию касательными напряжениями, возникающими за счет вращения диспергирующего элемента 11 относительно стенок коллектора 2. Наличие сквозных отверстий в диспергирующем элементе 11 приводит к дополнительной турбулизации потока эмульсии, который выходит из отверстий в виде высокоскоростных струек. Такое суммарное воздействие на нефть в смеси с водой вызывает разрыв химических связей и снижение величины поверхностного натяжения на межфазной границе системы «нефть-вода», что приводит к снижению вязкости транспортируемого сырья и энергетических затрат на разрушение эмульсии.The proposed dehydrator works as follows. Oil mixed with water is fed through the pressure pipe 3 to the distribution manifold 2 of the input and distribution system. When the emulsion moves inside the collector 2, it is subjected to intense tangential stresses due to the rotation of the dispersing element 11 relative to the walls of the collector 2. The presence of through holes in the dispersing element 11 leads to additional turbulization of the emulsion flow, which leaves the holes in the form of high-speed jets. Such a cumulative effect on oil mixed with water causes a break in the chemical bonds and a decrease in the magnitude of the surface tension at the interface of the oil-water system, which leads to a decrease in the viscosity of the transported raw materials and energy costs for the destruction of the emulsion.

Из отверстий 12 коллектора 2 нефть в смеси с водой поступает внутрь корпуса 1. Внутри устройства нефть в смеси с водой проходит восходящим потоком, обрабатывается электрическим полем при прохождении параллельных решеток 7 и 8. В электрическом поле на капли воды, находящейся в нефти, действуют силы взаимного притяжения, в результате чего капли укрупняются и осаждаются в нижнюю часть устройства, где поддерживается постоянный уровень воды за счет сбрасывания ее избытка через штуцер 6. Освобожденная от воды нефть удаляется через штуцер 4, смонтированный в верхней части корпуса 1.From the openings 12 of the collector 2, oil mixed with water enters inside housing 1. Inside the device, oil mixed with water passes by an upward flow, is processed by an electric field when passing parallel grids 7 and 8. In an electric field, there are forces on the water droplets in the oil mutual attraction, as a result of which the droplets are enlarged and deposited in the lower part of the device, where the water level is kept constant due to dropping its excess through fitting 6. Oil freed from water is removed through fitting 4, mount ovated at the top of the body 1.

Геометрические размеры диспергирующего элемента 11, параметры его вращательного движения устанавливают экспериментальным путем в зависимости от свойств сырой нефти, поступающей на участок обессоливания и обезвоживания.The geometrical dimensions of the dispersing element 11, the parameters of its rotational motion are established experimentally depending on the properties of crude oil entering the desalting and dewatering section.

Таким образом, предлагаемое устройство для разделения эмульсии нефти, по сравнению с аналогами, обеспечивает повышение производительности и надежности работы электродегидратора, уменьшение продолжительности деэмульгирования и снижение энергозатрат за счет применения дополнительной гидравлической обработки нефтяной эмульсии.Thus, the proposed device for separating an oil emulsion, in comparison with analogues, provides an increase in the performance and reliability of the electric dehydrator, a reduction in the demulsification time and a decrease in energy consumption due to the use of additional hydraulic treatment of the oil emulsion.

Claims

Electrodehydrator for the separation of oil emulsion, including a housing, a system for the input and distribution of raw materials, an oil outlet, a water outlet, two high-voltage power sources and electrodes located in vertical planes and alternately connected to corresponding power sources, characterized in that the input and distribution system The raw material consists of a distribution manifold of cylindrical shape, inside of which the dispersing element is coaxially arranged, which is made in the form of a hollow cylinder with the possibility rotational motion relative to the longitudinal axis, while through holes are made in the cylinder wall.