RU2701022C1 - Device for separation of gas fractions from oil-containing water - Google Patents

Device for separation of gas fractions from oil-containing water Download PDF

Info

Publication number
RU2701022C1
RU2701022C1 RU2019100255A RU2019100255A RU2701022C1 RU 2701022 C1 RU2701022 C1 RU 2701022C1 RU 2019100255 A RU2019100255 A RU 2019100255A RU 2019100255 A RU2019100255 A RU 2019100255A RU 2701022 C1 RU2701022 C1 RU 2701022C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
electrodes
channel
gas fractions
electrolyzer
Prior art date
Application number
RU2019100255A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Георгиевич Порсев
Валерия Валерьевна Жжонова
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Priority to RU2019100255A priority Critical patent/RU2701022C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2701022C1 publication Critical patent/RU2701022C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to oil production and can be used for extraction of gas fractions from oil-containing water. Device for separation of gas fractions from oil-containing waters includes an electrolyzer in the form of a container with two flat electrodes immersed into it and a solenoid. Electrolytic cell is installed inside the solenoid. Electrodes are offset relative to each other in vertical direction.EFFECT: invention increases efficiency and reduces hydraulic resistance of equipment.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобычи и может применяться для выделения газовых фракций из нефтесодержащих вод магнитогидродинамическим и электрофоретическим способами.The invention relates to the field of oil production and can be used to isolate gas fractions from oil-containing waters by magnetohydrodynamic and electrophoretic methods.

Известно устройство для отделения газовых фракций из нефтесодержащих вод, для производства высококачественного фарфора, при очистке фруктовых соков, при отделении эмульсий в нефтяной промышленности и т.д. (см. книгу Путилов К.А. Курс физики. - Т. 2: Учение об электричестве, 5 издание. - М: Гостехиздат, 1962. - С. 98-99), включающее канал, по торцам которого установлены электроды, подключенные к источнику электроэнергии постоянного тока.A device is known for separating gas fractions from oily waters, for producing high-quality porcelain, for cleaning fruit juices, for separating emulsions in the oil industry, etc. (see the book Putilov K.A. Physics course. - T. 2: The doctrine of electricity, 5th edition. - M: Gostekhizdat, 1962. - P. 98-99), including a channel, at the ends of which electrodes are connected to DC power source.

Помещенная в канал жидкость с нефтяной эмульсией подвергается электрофоретическому разделению, но недостаток в том, что эффективность разделения невысока и имеют место большие потери энергии на выделение газовых включений.A liquid with an oil emulsion placed in a channel undergoes electrophoretic separation, but the disadvantage is that the separation efficiency is low and there are large energy losses due to the release of gas inclusions.

Известно также устройство для отделения газовых фракций из нефтесодержащих вод (см. А.с. СССР №1130534, М. Кл. C02F 1/46 Способ очистки сточных вод от нефтесодержащих примесей // С.А. Сандаков, А.П. Васильев, В.П. Малкин, В.Ф. Коробко; Заявл.: 19.11.82; Опубл. 23.12.84, Бюл. №47) принятое за прототип, который содержит лабораторную установку, представляющую собой электролизер в виде цилиндрической емкости (d=70 мм, h=150 мм), с погруженными в нее двумя алюминиевыми плоскими электродами. Для создания постоянного магнитного поля с вектором индукции, перпендикулярным направлению электрического тока, используется соленоид с внутренним диаметром 75 мм, внутрь которого устанавливается электролизер.A device for separating gas fractions from oily waters is also known (see A.S. USSR No. 1130534, M. Cl. C02F 1/46 Method for wastewater treatment from oily impurities // S.A. Sandakov, A.P. Vasiliev, V.P. Malkin, V.F. Korobko; Claim: 11/19/82; Publish. 12/23/84, Bull. No. 47) adopted for the prototype, which contains a laboratory unit, which is an electrolyzer in the form of a cylindrical container (d = 70 mm, h = 150 mm), with two aluminum flat electrodes immersed in it. To create a constant magnetic field with an induction vector perpendicular to the direction of the electric current, a solenoid with an internal diameter of 75 mm is used, into which an electrolyzer is installed.

Недостатком устройства является низкая производительность процесса, так как скорость процесса ограничена предельно допустимыми значениями плотности тока в электролите и напряженности магнитного поля в сердечнике индуктора, а также увеличение гидравлического сопротивления при осуществлении процесса в потоке.The disadvantage of this device is the low productivity of the process, since the speed of the process is limited by the maximum permissible values of current density in the electrolyte and magnetic field strength in the core of the inductor, as well as an increase in hydraulic resistance during the process in the stream.

Задача (технический результат) настоящего изобретения - повышение производительности процесса и снижение гидравлического сопротивления оборудования.The objective (technical result) of the present invention is to increase the productivity of the process and reduce the hydraulic resistance of the equipment.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для отделения газовых фракций из нефтесодержащих вод, включающее электролизер в виде емкости с погруженными в нее двумя плоскими электродами и соленоид, внутрь которого установлен электролизер, причем вектор индукции магнитного поля соленоида перпендикулярен направлению электрического тока и электроды смещены один относительно другого в вертикальном направлении, электроды занимают до половины сечения торцов канала, причем на входе в канал электрод установлен в его нижней части, а на выходе - в его верхней части.This object is achieved in that the device for separating gas fractions from oil-containing water, comprising an electrolyzer in the form of a container with two flat electrodes immersed in it and a solenoid inside which an electrolyzer is installed, the magnetic field induction vector is perpendicular to the direction of electric current and the electrodes are displaced one relatively another in the vertical direction, the electrodes occupy up to half the cross section of the ends of the channel, and at the entrance to the channel, the electrode is installed in its lower part, and and the exit is in its upper part.

На Фиг. 1 представлен общий вид устройства с горизонтальными коробчатыми электродами, установленными по торцам канала -аксонометрическая проекция; на Фиг. 2 представлен общий вид устройства со сплошными вогнутыми электродами на торцах канала; на Фиг. 3 представлен вид устройства с магнитной системой в виде соленоида и с направлением электрического поля в материале поперек направления движения жидкости; на Фиг. 4 представлена векторная диаграмма сложения сил, действующих на частицы взвеси при работе предлагаемого устройства.In FIG. 1 shows a General view of the device with horizontal box-shaped electrodes mounted at the ends of the channel — axonometric projection; in FIG. 2 shows a general view of a device with continuous concave electrodes at the ends of the channel; in FIG. 3 shows a view of a device with a magnetic system in the form of a solenoid and with the direction of the electric field in the material across the direction of fluid motion; in FIG. 4 presents a vector diagram of the addition of forces acting on particles of suspension during operation of the proposed device.

Устройство (фиг. 1, 2) включает: магнитную систему с сердечником 1, катушкой 2 и рабочий канал-пульпопровод 3; электролизер, содержащий электроды 4 (-), 5 (+), которые установлены на торцах рабочего канала-пульпопровода 3; устройство для загрузки исходного сырья-эмульсии и приспособление 7 для удаления продуктов электролиза. Электроды занимают часть поверхности торцов канала, причем смещены электроды в вертикальной плоскости относительно друг друга таким образом, что положительный электрод выше отрицательного. По второму варианту (фиг. 3) катушка 2 намотана коаксиально на пульпопровод-электролизер, электроды 4 и 5 установлены вдоль вертикальных продольных стенок электролизера, электроды занимают часть поверхности боковых стенок пульпопровода-канала, причем смещены относительно друг друга в вертикальной плоскости таким образом, что положительный электрод выше отрицательного.The device (Fig. 1, 2) includes: a magnetic system with a core 1, a coil 2 and a working channel-slurry pipeline 3; an electrolyzer containing electrodes 4 (-), 5 (+), which are installed on the ends of the working channel-slurry pipeline 3; a device for loading the feedstock emulsion and a device 7 for removing electrolysis products. The electrodes occupy part of the surface of the ends of the channel, and the electrodes are offset in a vertical plane relative to each other so that the positive electrode is higher than the negative. According to the second option (Fig. 3), the coil 2 is coaxially wound on the slurry conduit-electrolyzer, the electrodes 4 and 5 are installed along the vertical longitudinal walls of the electrolyzer, the electrodes occupy part of the surface of the side walls of the pulp conduit-channel, and are offset relative to each other in a vertical plane so that the positive electrode is higher than the negative.

Устройство работает следующим образом. В устройство 6 загружают исходное сырье - нефтесодержащую воду, представляющее собой взвесь диспергированного материала в воде или в водном растворе солей, например, смесь воды, нефти и растворенных в них газов, включают электромагнит 1 и подают напряжение на электроды 4 и 5, причем электроды смещены один относительно другого в вертикальном направлении и занимают часть сечения торцов канала. На входе в канал электрод установлен в его нижней части, а на выходе - в его верхней части. Включают катушку 2, которая создает магнитный поток в сердечнике 1 в зазоре между полюсами сердечника, происходит взаимодействие магнитного поля, созданного катушкой 2, и электрического тока, проходящего между электродами 4 и 5. Возникает эффект квазиутяжеления жидкости и диспергированные частицы и газы начинают быстро всплывать вверх. Кроме того, вектор электрического поля будет направлен не вдоль или поперек канала, а под углом вверх (Фиг. 4), поэтому появится дополнительная сила, обусловленная электрофорезом, которая увеличит скорость всплывания частиц и газовых пузырьков, и скорость разделения соответственно. Производится разделение дисперсного материала по фракциям в приспособлении 7 для удаления продуктов электролиза - более мелкие частицы будут всплывать быстрее, так как имеют более высокое значение электрокинетического потенциала. Кроме того, появляется возможность производить сепарацию разнородных материалов, имеющих различное значение электрокинетического потенциала, но одинаковую плотность; и снизить гидравлическое сопротивление потоку разделяемого материала за счет появления аксиальной составляющей силы квазиутяжеления жидкости. Fg - сила гидростатического напора; Fd - архимедова сила; Fф - электрофоретическая сила; Fэм - электромагнитная сила.The device operates as follows. The device 6 is loaded with a feedstock - oil-containing water, which is a suspension of dispersed material in water or in an aqueous solution of salts, for example, a mixture of water, oil and gases dissolved in them, include an electromagnet 1 and apply voltage to the electrodes 4 and 5, and the electrodes are biased one relative to the other in the vertical direction and occupy part of the cross section of the ends of the channel. At the entrance to the channel, the electrode is installed in its lower part, and at the output in its upper part. Turn on the coil 2, which creates a magnetic flux in the core 1 in the gap between the poles of the core, the interaction of the magnetic field created by the coil 2, and the electric current passing between the electrodes 4 and 5. There is a quasi-gravity effect of the liquid and the dispersed particles and gases begin to quickly float up . In addition, the electric field vector will not be directed along or across the channel, but at an upward angle (Fig. 4), therefore, an additional force due to electrophoresis will appear, which will increase the rate of rise of particles and gas bubbles, and the separation rate, respectively. The dispersed material is divided into fractions in the device 7 for removing electrolysis products - smaller particles will float faster, since they have a higher value of the electrokinetic potential. In addition, it becomes possible to separate dissimilar materials having different values of the electrokinetic potential, but the same density; and reduce hydraulic resistance to the flow of the material to be separated due to the appearance of the axial component of the force of quasi-liquid tension. Fg is the hydrostatic pressure force; Fd is the Archimedean force; Ff - electrophoretic force; Fem - electromagnetic force.

При работе устройства с магнитной индукцией в зазоре между полюсами порядка 0,8-1,0 Тл и плотностью тока в рабочем канале 100-150 А/м2 и разницей высот между положительным и отрицательным электродами 0,5 м производительность процесса возрастает на 15-18%, а снижение гидравлического сопротивления составляет 10-12%.When the device is operated with magnetic induction in the gap between the poles of the order of 0.8-1.0 T and the current density in the working channel is 100-150 A / m 2 and the height difference between the positive and negative electrodes is 0.5 m, the process productivity increases by 15- 18%, and the decrease in hydraulic resistance is 10-12%.

Claims (2)

1. Устройство для отделения газовых фракций из нефтесодержащих вод, включающее электролизер в виде емкости с погруженными в нее двумя плоскими электродами и соленоид, внутрь которого установлен электролизер, причем вектор индукции магнитного поля соленоида перпендикулярен направлению электрического тока, отличающееся тем, что электроды смещены один относительно другого в вертикальном направлении.1. A device for separating gas fractions from oil-containing water, comprising an electrolyzer in the form of a container with two flat electrodes immersed in it and a solenoid inside which an electrolyzer is installed, the magnetic field induction vector of the solenoid being perpendicular to the direction of electric current, characterized in that the electrodes are offset one relative to another in the vertical direction. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электроды занимают до половины сечения торцов канала, причем на входе в канал электрод установлен в его нижней части, а на выходе - в его верхней части.2. The device according to p. 1, characterized in that the electrodes occupy up to half the cross section of the ends of the channel, and at the entrance to the channel, the electrode is installed in its lower part, and at the output in its upper part.
RU2019100255A 2019-01-09 2019-01-09 Device for separation of gas fractions from oil-containing water RU2701022C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100255A RU2701022C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Device for separation of gas fractions from oil-containing water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100255A RU2701022C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Device for separation of gas fractions from oil-containing water

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2701022C1 true RU2701022C1 (en) 2019-09-24

Family

ID=68063237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100255A RU2701022C1 (en) 2019-01-09 2019-01-09 Device for separation of gas fractions from oil-containing water

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2701022C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1130534A1 (en) * 1982-11-19 1984-12-23 Оренбургский политехнический институт Method for purifying effluents from petroleum-containing impurities
RU2088693C1 (en) * 1996-02-09 1997-08-27 Витольд Михайлович Бахир Installation for preparing products of anode oxidation of alkali and alkali-earth metal chloride solution
US6126811A (en) * 1997-01-21 2000-10-03 Elf Exploration Production Electrocatalytic method for the deoxygenation of sea water and device for its implementation
RU129500U1 (en) * 2012-10-25 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) DEVICE FOR BIOLOGICAL SEWAGE TREATMENT

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1130534A1 (en) * 1982-11-19 1984-12-23 Оренбургский политехнический институт Method for purifying effluents from petroleum-containing impurities
RU2088693C1 (en) * 1996-02-09 1997-08-27 Витольд Михайлович Бахир Installation for preparing products of anode oxidation of alkali and alkali-earth metal chloride solution
US6126811A (en) * 1997-01-21 2000-10-03 Elf Exploration Production Electrocatalytic method for the deoxygenation of sea water and device for its implementation
RU129500U1 (en) * 2012-10-25 2013-06-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) DEVICE FOR BIOLOGICAL SEWAGE TREATMENT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200102232A1 (en) Method and apparatus for conditioning fluids
US20150251932A1 (en) Apparatus and Method for Harvesting and Dewatering of Microalgae Biomass
CN102021020A (en) Dielectrophoresis demulsification mechanism-based novel crude oil electric dehydration and desalination method and equipment
KR20140144742A (en) Harvesting and dewatering algae using a two-stage process
JPH01168307A (en) Method and apparatus for separating dispersion system in electrochemical cell into components
RU2701022C1 (en) Device for separation of gas fractions from oil-containing water
RU115679U1 (en) DEVICE FOR DEWATERING AND SALTINATION OF WATER OIL AND WATER OIL EMULSIONS
US4053378A (en) Water purification method and apparatus
JP2013533365A (en) Oil desalination using voltage regulation
CN201501846U (en) Novel crude oil electric dehydration and desalination apparatus based on dielectrophoresis demulsification mechanism
Citeau et al. Electric (Electro/Dielectro-Phoretic)—Force Field Assisted Separators
RU153106U1 (en) DEVICE FOR PREPARATION OF OIL-FIELD WATERS FOR SYSTEM OF SUPPORT OF PLASTIC PRESSURE OF OIL DEPOSITS
RU2424844C1 (en) Method of separating water-oil emulsion and device to this end
EP3074347B1 (en) Method and apparatus for treatment of aqueous dispersion
CN110302566B (en) Heterogeneous liquid separation system based on composite electric field
FR2541130A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR BREAKING STABILIZED EMULSIONS, IN PARTICULAR OIL-WATER EMULSIONS
US20200086237A1 (en) Electrosorptive Cavitation Devices and Methods for Phase Separation
RU2706316C1 (en) Magnetoelectric dehydrator
CN105176578A (en) Crude oil electrical desalting and dewatering device and method
SU1130534A1 (en) Method for purifying effluents from petroleum-containing impurities
Tiwari et al. Removal of oil from oily effluents of North Gujarat fields (India) by electroflotation method
RU2212377C1 (en) Water purifying apparatus
RU2566135C1 (en) Method of interphase electrochemical redistribution of ions in disperse systems
WO2015079208A1 (en) Method and apparatus for treatment of aqueous dispersion
RU2729233C2 (en) Oily water degassing method