RU2741855C1 - Электродегидратор - Google Patents
Электродегидратор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741855C1 RU2741855C1 RU2020132670A RU2020132670A RU2741855C1 RU 2741855 C1 RU2741855 C1 RU 2741855C1 RU 2020132670 A RU2020132670 A RU 2020132670A RU 2020132670 A RU2020132670 A RU 2020132670A RU 2741855 C1 RU2741855 C1 RU 2741855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- oil
- grounded
- voltage
- electric dehydrator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/06—Separation of liquids from each other by electricity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G33/00—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
- C10G33/02—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils with electrical or magnetic means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrostatic Separation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электродегидраторам для обезвоживания и обессоливания нефти и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности. Электродегидратор включает корпус, штуцер ввода и коллектор распределения сырья, штуцеры вывода товарной нефти и дренажа воды, высоковольтный источник питания, узел ввода высокого напряжения и систему чередующихся потенциальных и заземленных электродов. Потенциальные электроды выполнены в виде решеток из вертикальных трубчатых элементов, изготовленных из статистического резистивного композитного материала с заданной нелинейной электропроводностью. Заземленные электроды выполнены в виде решеток из горизонтальных трубчатых или стержневых элементов. Электропитание электродегидратора осуществляется униполярным импульсным напряжением, при этом положительные импульсы подаются на композитные электроды, металлические электроды заземлены, а параметры импульсного напряжения составляют: регулируемые амплитуда импульсов от 17 до 35 кВ, длительность от 3 до 7 мс, скважность от 3 до 9. Технический результат заключается в повышении эффективности процесса деэмульсации нефти, снижении энергозатрат на его осуществление, повышении надежности и увеличении срока межремонтной эксплуатации электродегидратора.
Description
Изобретение относится к электродегидраторам для обезвоживания и обессоливания нефти и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.
Известен электродегидратор, содержащий корпус, систему ввода сырья, штуцеры вывода нефти и дренажа воды, высоковольтный источник питания, узел ввода высокого напряжения и пластинчатые вертикальные электроды, выполненные из гидрофобного резистивного полимерного композитного материала (патент РФ 99341 U1, В01Д С17/06, опубл. 20.11.2020 г.).
Недостатками этого аппарата являются сложность изготовления пластинчатых электродов большой площади, соблюдения их плоскостности и заданных электрофизических параметров, недостаточно высокая эффективность и высокое энергопотребление, особенно при деэмульсации нефтей с высоким содержанием дисперсной водной фазы, обусловленное большой площадью электродов.
Наиболее близким к предлагаемому является электродегидратор, содержащий корпус, штуцер ввода и коллектор распределения сырья, штуцеры вывода товарной нефти и дренажа воды, высоковольтный источник питания, узел ввода высокого напряжения и систему чередующихся потенциальных и заземленных электродов, в котором потенциальные электроды выполнены в виде решеток из вертикальных трубчатых элементов, изготовленных из статистического резистивного композитного материала с заданной нелинейной электропроводностью, а заземленные электроды выполнены в виде решеток из горизонтальных трубчатых или стержневых металлических элементов (патент РФ 187612 U1, В01Д С17/06, опубл. 13.03.2019 г.).
Обладая более высокой эффективностью по сравнению с упомянутым выше электродегидратором с пластинчатыми электродами, этот электродегидратор, в то же время, не лишен недостатка, а именно - повышенного электропотребления при деэмульсации высокообводненных нефтей, что снижает его эффективность и вынуждает комплектовать его высоковольтным источником питания повышенной мощности. Большие значения потребляемого аппаратом тока негативно влияют на выходные характеристики высоковольтных источников питания, вызывают нестабильность поддержания оптимальной напряженности электрического поля в электродной зоне и в конечном итоге снижают эффективность процесса электродеэмульсации нефти.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются повышение эффективности процесса деэмульсации нефти, снижение энергозатрат на его осуществление, повышение надежности и увеличение срока межремонтной эксплуатации электродегидратора.
Поставленные задачи решаются тем, что в электродегидраторе, включающем корпус, штуцер ввода и коллектор распределения сырья, штуцеры вывода товарной нефти и дренажа воды, высоковольтный источник питания, узел ввода высокого напряжения и систему чередующихся потенциальных и заземленных электродов, в котором потенциальные электроды выполнены в виде решеток из вертикальных трубчатых элементов, изготовленных из статистического резистивного композитного материала с заданной нелинейной электропроводностью, а заземленные электроды выполнены в виде решеток из горизонтальных трубчатых или стержневых металлических элементов, электропитание электродегидратора осуществляется униполярным импульсным напряжением. При этом положительные импульсы напряжения подаются на композитные электроды, а металлические электроды заземлены. Параметры импульсного напряжения: регулируемая амплитуда импульсов 17÷35 кВ, длительность 3÷7 мс, скважность в зависимости от обводненности деэмульгируемых нефтей от 3 до 9.
Применение униполярного импульсного напряжения питания электродегидратора позволяет одновременно решить три задачи: повысить эффективность процессов обезвоживания и обессоливания нефти, существенно сократить энергозатраты на его осуществление и повысить надежность и срок межремонтной эксплуатации аппарата.
При традиционной схеме питания электродегидратора биполярным синусоидальным напряжением промышленной частоты между поляризованными в электрическом поле и трансформированными под его воздействием в эллипсоиды вращения каплями эмульгированной воды действуют только относительно слабые диполь-дипольные силы взаимного притяжения, к тому же быстро убывающие при увеличении расстояния между ними (обратно пропорционально четвертой степени расстояния).
В униполярном импульсном электрическом поле в механизм коалесценции и укрупнения капель эмульгированной воды вносят свой вклад также электрофоретические силы, обусловленные наличием у капель воды электрокинетического потенциала (Г.М. Панченков, Л.К. Цабек. Поведение эмульсии во внешнем электрическом поле. Изд-во «Химия», 1969, 190 стр.). Согласно правилу Кена капли воды, обладающие высокой диэлектрической проницаемостью, при контакте со слабополярной средой - нефтью приобретают положительный поверхностный заряд и соответствующий электрокинетический потенциал. Вследствие этого в униполярном импульсном электрическом поле эти капли, не подвергаясь периодической переполяризации, будут перемещаться в направлении заземленных электродов. Это приводит к увеличению численной концентрации капель в окрестностях заземленных электродов, уменьшению расстояний между каплями, росту диполь-дипольных сил взаимного притяжения, увеличению вероятности коалесценции капель и в конечном итоге - к повышению эффективности процесса деэмульсации нефти. Следует при этом подчеркнуть, что вклад электрокинетического потенциала в механизм коалесценции капель воды тем существеннее, чем меньше их размеры, а ведь именно наиболее высокодисперсные фракции эмульгированной воды создают наибольшие трудности для их коалесценции и тем ограничивают глубину обезвоживания и обессоливания нефти.
Задача снижения затрат электроэнергии на процесс электродеэмульсации решается за счет сокращения продолжительности воздействия электрического поля на водонефтяную эмульсию вследствие его импульсного характера (наличия пауз между периодическими импульсами).
Известно, что наиболее уязвимыми элементами любого электродегидратора являются проходные и подвесные изоляторы. При питании электродегидратора биполярным синусоидальным высоким напряжением промышленной частоты они находятся под его воздействием непрерывно, поэтому подвержены более или менее частым пробоям, сопряженным с необходимостью вывода аппарата из работы и замены этих элементов. При питании униполярным импульсным напряжением электрическая нагруженность изоляторов существенно снижается, повышается надежность работы электродегидратора и увеличивается срок межремонтной эксплуатации аппарата.
Результаты стендовых испытаний предлагаемого технического решения на разных нефтях показали, что эффективность процесса их деэмульсации повышается на 16÷23%. При этом потребление электроэнергии при деэмульсации нефтей низкой (3÷7%), средней (7÷20%) и высокой (20÷40%) обводненности снижается соответственно в 1,9 раза, 2,4 раза и в 2,9 раза.
Claims (1)
- Электродегидратор, включающий корпус, штуцер ввода и коллектор распределения сырья, штуцеры вывода товарной нефти и дренажа воды, высоковольтный источник питания, узел ввода высокого напряжения и систему чередующихся потенциальных и заземленных электродов, в котором потенциальные электроды выполнены в виде решеток из вертикальных трубчатых элементов, изготовленных из статистического резистивного композитного материала с заданной нелинейной электропроводностью, а заземленные электроды выполнены в виде решеток из горизонтальных трубчатых или стержневых элементов, отличающийся тем, что электропитание электродегидратора осуществляется униполярным импульсным напряжением, при этом положительные импульсы подаются на композитные электроды, металлические электроды заземлены, а параметры импульсного напряжения составляют: регулируемые амплитуда импульсов 17÷35 кВ, длительность 3÷7 мс, скважность 3÷9.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132670A RU2741855C1 (ru) | 2020-10-01 | 2020-10-01 | Электродегидратор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020132670A RU2741855C1 (ru) | 2020-10-01 | 2020-10-01 | Электродегидратор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2741855C1 true RU2741855C1 (ru) | 2021-01-29 |
Family
ID=74554469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020132670A RU2741855C1 (ru) | 2020-10-01 | 2020-10-01 | Электродегидратор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2741855C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU275282A1 (ru) * | 1967-07-10 | 1977-06-25 | Рязанский Филиал Специального Конструкторского Бюро По Автоматике В Нефтепереработке И Нефтехимии | Способ управлени процессом обезвоживани и обессоливани нефти в электродегидраторах |
US5647981A (en) * | 1993-03-15 | 1997-07-15 | Institut Francais Du Petrole | Device for separating phases of different densities and conductivities by electrocoalescence and centrifugation |
CN101191076A (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-04 | 辽宁石油化工大学 | 一种组合电极电脱盐、脱水器 |
RU187612U1 (ru) * | 2018-10-05 | 2019-03-13 | Закрытое акционерное общество "НЕФТЕХ" (ЗАО "НЕФТЕХ") | Электродегидратор |
-
2020
- 2020-10-01 RU RU2020132670A patent/RU2741855C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU275282A1 (ru) * | 1967-07-10 | 1977-06-25 | Рязанский Филиал Специального Конструкторского Бюро По Автоматике В Нефтепереработке И Нефтехимии | Способ управлени процессом обезвоживани и обессоливани нефти в электродегидраторах |
US5647981A (en) * | 1993-03-15 | 1997-07-15 | Institut Francais Du Petrole | Device for separating phases of different densities and conductivities by electrocoalescence and centrifugation |
CN101191076A (zh) * | 2006-12-06 | 2008-06-04 | 辽宁石油化工大学 | 一种组合电极电脱盐、脱水器 |
RU187612U1 (ru) * | 2018-10-05 | 2019-03-13 | Закрытое акционерное общество "НЕФТЕХ" (ЗАО "НЕФТЕХ") | Электродегидратор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Vivacqua et al. | Electrocoalescence of water drop trains in oil under constant and pulsatile electric fields | |
US5681457A (en) | Electrodynamic fluid treatment system | |
JP5406454B2 (ja) | 多重周波数静電凝集 | |
Zhang et al. | Application of variable frequency technique on electrical dehydration of water-in-oil emulsion | |
RU187612U1 (ru) | Электродегидратор | |
RU2730324C2 (ru) | Способы разделения по меньшей мере одной эмульсии с помощью приложения электрического поля и устройство для осуществления указанного способа | |
Mohammadian et al. | Demulsification of light malaysian crude oil emulsions using an electric field method | |
Yang et al. | The influence and optimisation of electrical parameters for enhanced coalescence under pulsed DC electric field in a cylindrical electrostatic coalescer | |
JP6214025B2 (ja) | 解乳化装置および解乳化方法 | |
RU2741855C1 (ru) | Электродегидратор | |
RU200177U1 (ru) | Стендовый электродегидратор | |
DE1237541B (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung der einzelnen Phasen aus dispersen Systemen | |
US11608474B2 (en) | System and method for the separation of oil/water emulsions by electrocoalescence | |
RU2545278C2 (ru) | Способ обработки жидкости и устройство для его реализации | |
RU2174857C2 (ru) | Способ обезвоживания углеводородных жидкостей | |
SU275282A1 (ru) | Способ управлени процессом обезвоживани и обессоливани нефти в электродегидраторах | |
JP2867006B2 (ja) | 凝集分離方法とそのための装置 | |
US1838374A (en) | Dehydrator having various intermittent voltages | |
US10835734B1 (en) | High and low impedance systems and methods for the generation and use of constant intensity electric fields | |
WO2006043819A1 (en) | Method and device for inducing coalescence in emulsions to facilitate subsequent removal of water from the emulsion | |
RU2415902C1 (ru) | Способ разрушения водонефтяной эмульсии в емкости | |
RU2093243C1 (ru) | Способ обезвоживания нефти | |
SU1414407A1 (ru) | Электродегидратор | |
RU2167692C1 (ru) | Способ обезвоживания водонефтяной эмульсии | |
Sharma et al. | Enhancing electrocoalescer performance using customized non-uniform electric field |