Электродегидратор

Полезная модель относится к аппаратам для обезвоживания и обессоливания нефти и очистки нефтепродуктов и может быть использована в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение эффективности, уменьшение продолжительности деэмульгирования и снижение энергозатрат.

Поставленная задача достигается тем, что в электродегидраторе, 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, при этом электроды выполнены в виде параллельных решеток, каждая из которых смещена относительно соседней по высоте, согласно полезной модели, параллельные решетки оборудованы излучателями ультразвуковых колебаний. Кроме того, режим ультразуковых колебаний составляет: частота 42-46 кГц, интенсивность излучения 3-5 Вт/см ².

Полезная модель относится к аппаратам для обезвоживания и обессоливания нефти и очистки нефтепродуктов, и может быть использована в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен электродегидратор для нефти и нефтепродуктов, содержащий корпус, систему ввода сырья, штуцер вывода нефти, сборник отделенной воды, два высоковольтных источника питания и пластинчатые электроды, расположенные в вертикальных пересекающихся плоскостях и поочередно соединенные с разнофазными источниками питания (патент США 4126537, В01Д 13/02, В03С 5/00, опубл. 21.11.78 г.).

Недостатком этого аппарата является низкая эффективность и надежность работы и высокие энергозатраты при обычной для нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности входной обводненности сырья, как правило, превышающей 3% об. Это связано с тем, что исходное сырье с максимальной обводненностью сначала поступает в зону максимальной напряженности электрического поля на участке минимального расстояния между пластинчатыми электродами. Поэтому на этом участке наиболее высока вероятность электрических пробоев, вызываемых интенсивным формированием токопроводящих цепочек из капель воды, приводящих к существенному снижению напряжения на электродах и эффективности процесса коалесценции во всем объеме межэлектродного пространства.

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, в котором электроды выполнены в виде параллельных решеток, каждая из которых смещена относительно соседней по высоте (Патент РФ на полезную модель 106131 В01D17/06, опубл. 10.07.2011).

Недостатком этого аппарата 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.

Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение эффективности, уменьшение продолжительности деэмульгирования и снижение энергозатрат.

Поставленная задача достигается тем, что в электродегидраторе, 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, при этом электроды выполнены в виде параллельных решеток, каждая из которых смещена относительно соседней по высоте, согласно полезной модели, параллельные решетки оборудованы излучателями ультразвуковых колебаний. Кроме того, режим ультразуковых колебаний составляет: частота 42-46 кГц, интенсивность излучения 3-5 Вт/см ². Сущность полезной модели поясняется чертежом.

На чертеже показан продольный разрез электродегидратора. Электродегидратор содержит заземленный корпус 1, систему ввода и распределения сырья 2, штуцер вывода нефти 3, штуцер вывода воды 4 и электродную систему в виде размещенных в вертикальной плоскости параллельных решеток 5 и 6, соединенных через одну с соответствующими источниками питания 7 и 8. Элементы электродной системы выполнены в виде параллельных решеток 5 и 6 соединенных через одну с соответствующими высоковольтными источниками питания 7 и 8. Решетки закреплены на балках, подвешенных на изоляторах. Параллельные решетки 5,6 оборудованы излучателями ультразвуковых колебаний 9, которые подсоединены к генератору 10. Оптимальный режим ультразуковых колебаний составляет: частота 42-46 кГц, интенсивность излучения 3-5 Вт/см².

Электродегидратор работает следующим образом. Нефть в смеси с водой подают в систему ввода и распределения сырья 2. Внутри аппарата она проходит восходящим потоком, обрабатывается электрическим полем и ультразвуковым излучением при прохождении электродной системы и выводится через систему сбора и вывода нефти 3. В электрическом поле на капли воды, находящейся в нефти, действуют силы взаимного притяжения, в результате чего капли укрупняются и осаждаются в нижнюю часть аппарата, где с помощью автоматики поддерживает постоянный уровень воды, сбрасывая ее избыток. Электрическое поле существуют как между соседними. решетками, соединенными с источниками питания, подключенным к разным фазам сети переменного тока, так и между нижерасположенной решеткой и уровнем воды. Под действием ультразвуковых волн пузырьки, подходящие к границе раздела сред, интенсивно колеблются. Такой пузырек несет с собой воду в виде окружающей его пленки. В нефтяной среде эта пленка измельчается и капельки воды рассеиваются в нефти, образуя обратную эмульсию. Это позволяет повысить эффективность, уменьшить продолжительность деэмульгирования и снизить энергозатраты.

При оценке заявляемого устройства следует иметь в виду, что основной характеристикой электрического поля является его напряженность, определяемая разностью потенциалов между соседними элементами электродов и расстоянием между ними. Укрупнение капель происходит под действием сил взаимного притяжения, зависящих от напряженности электрического поля, расстояния между каплями и их радиусов. Чем ближе капли находятся друг к другу, тем сильнее они притягиваются и быстрее сливаются.

Каждой напряженности электрического поля соответствует свой равновесный размер капель воды, которые могут существовать в нем: более мелкие укрупняются, более крупные дробятся.

В отличие от аналогов заявляемая полезная модель обеспечивает повышение эффективности и надежности работы аппарата, снижение энергозатрат за счет применения излучателей ультразвуковых колебаний.

1. 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 электроды выполнены в виде параллельных решеток, каждая из которых смещена относительно соседней по высоте, отличающийся тем, что параллельные решетки оборудованы излучателями ультразвуковых колебаний.

2. Электродегидратор по п.1, отличающийся тем, что режим ультразуковых колебаний составляет: частота 42-46 кГц, интенсивность излучения 3-5 Вт/см.