Вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии
Полезная модель относится к области нефтехимии, газо- и нефтепереработки и добычи, в частности к устройствам для разделения углеводородных эмульсий типа «вода-нефть-газ, где требуется обеспечение высокой степени обезвоживания при разделении неоднородных жидких систем отстаиванием. Сущность полезной модели заключается в том, что вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии содержит цилиндрический корпус со штуцерами для входа эмульсии и выхода газа, нефти и отстойной воды, трубу, расположенную в корпусе по центру, выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку, выполненную Z-образной формы продольно-установленную, нижний конец которой соединен с штуцером для входа, а верхний - с верхней частью трубы, распределительное устройство выполненное в виде перфорированной трубы, горизонтально-расположенной в нижней части корпуса, поверхность которой имеет горизонтально-размещенные щели, расположенные рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям, трубы выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки, нижний конец центральной трубы соединен со средней частью горизонтальной перфорированной трубы, расположенной над штуцером для входа, размещенным в нижней части корпуса, запирающее устройство, установленное в штуцере для выхода сточной воды с возможностью изменения его проходного сечения. Предложенное устройство позволяет обеспечить эффективность процесса разделения неоднородных жидких систем отстаиванием, путем регулирования уровня отстойной воды и ее спуска, обеспечить равномерное распределение эмульсии под отстаивающийся слой воды, устранить «мертвые зоны». 1 илл. 1. п. ф-лы.
Полезная модель относится к области нефтехимии, газо- и нефтепереработки и добычи, в частности к устройствам для разделения углеводородных эмульсий типа «вода-нефть-газ», и может быть использована в нефтяной, нефтегазоперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности, где требуется обеспечение высокой степени обезвоживания при разделении неоднородных жидких систем отстаиванием.
Известен вертикальный отстойник для очистки жидкости, содержащий корпус, снабженный патрубками для ввода сырья и вывода нефтепродуктов и воды с механическими примесями и распределительные элементы (см., например, Рабинович Г.Г. и др. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справочник. М., Химия, 1979, с.494, рис.VIII-2a).
Недостаток известного отстойника заключается в низкой эффективности разделения неоднородных систем вследствие неравномерного распределения сырья в объеме отстойника.
Известен горизонтальный цилиндрический полочный отстойник, включающий корпус с патрубками для ввода сырья и вывода нефтепродуктов, воды и механических примесей, в котором размещены распределительное устройство и продольные полки, консольно установленные (см., например. Патент РФ 
2145513, В01D 21/02, 1997 г.)
Недостатком известного отстойника является неравномерное распределение сырья в корпусе. Консольное выполнение его полок и их размещение ограничивает зону сбора механических примесей, что приводит к быстрому забиванию межполочного пространства. Указанное расположение полок также увеличивает длительность процесса разделения.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является выбранный заявителем за прототип вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии, содержащий цилиндрический корпус с штуцерами для входа эмульсии и выхода газа, нефти и отстойной воды, трубу, расположенную в корпусе по центру, выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку, выполненную Z-образной формы продольно-установленную, нижний конец которой соединен с штуцером для входа, а верхний - с верхней частью трубы, распределительное устройство, выполненное в виде перфорированной трубы, горизонтально-расположенной в нижней части корпуса, поверхность которой имеет горизонтально-размещенные щели, расположенные рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям, трубы выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки, нижний конец центральной трубы соединен со средней частью горизонтальной перфорированной трубы, расположенной над штуцером для входа, размещенным в нижней части корпуса (см., например, Патент РФ 69762, В01D 17/04, 2007 г.)
Недостатком известного отстойника является частичное неравномерное разделение неоднородных жидких систем отстаиванием и увеличение затрат на процесс отстаивания.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности процесса разделения неоднородных жидких систем отстаиванием, обеспечение равномерного распределения эмульсии в отстаивающийся слой воды, устранение «мертвых зон» в центральной и периферийной частях сечения отстойника, уменьшение затрат на процесс отстаивания за счет обеспечения использования полной высоты отстаивающегося слоя воды как дополнительного фильтрующего слоя.
Решение поставленной задачи достигается тем, что вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для входа эмульсии и выхода газа, нефти и отстойной воды, трубу, расположенную в корпусе по центру, выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку, выполненную Z-образной формы продольно-установленную, нижний конец которой соединен с штуцером для входа, а верхний - с верхней частью трубы, распределительное устройство выполненное в виде перфорированной трубы, горизонтально-расположенной в нижней части корпуса, поверхность которой имеет горизонтально-размещенные щели, расположенные рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям, трубы выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки, нижний конец центральной трубы соединен со средней частью горизонтальной перфорированной трубы, расположенной над штуцером для входа, размещенным в нижней части корпуса, согласно полезной модели он снабжен запирающим устройством, установленным в штуцере для выхода сточной воды с возможностью изменения его проходного сечения.
Целесообразно отстойник снабжать уровнемером с датчиками и теплообменником, расположенным в корпусе.
На чертеже изображен продольный разрез вертикального отстойника для разделения водонефтегазовой эмульсии.
Вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии содержит корпус 1, штуцер 2 для входа эмульсии, выходные штуцера 3, 4 для выхода газа, штуцер 5 для выхода нефти, штуцер 6 для выхода (сброса) сточной воды, трубу 7, расположенную по центру корпуса и выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку 8, выполненную Z-образной формы, с нижним концом 9 и верхним концом 10. Распределительное устройство выполнено в виде горизонтально расположенной в нижней части корпуса трубы 11 с горизонтально-размещенными щелями 12, расположенными рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям. Трубы 7, 11 выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки 8. Нижний конец 13 трубы 7 соединен со средней частью трубы 11, расположенной над входным штуцером 2, размещенным в нижней части корпуса 1. Отстойник снабжен запирающим устройством 14, установленным в штуцере 6 для выхода сточной воды с возможностью изменения его проходного сечения.
Целесообразно отстойник снабжать уровнемером 15 с датчиками 16, 17, теплообменником 18, расположенным в корпусе со штуцером 19 для подключения к теплоносителю.
Устройство работает следующим образом:
В качестве сырья используется водонефтегазовая эмульсия, которая подвергается процессу разделения.
Водонефтегазовая эмульсия поступает в отстойник через штуцер 2, расположенный в нижней части корпуса и далее через нижний конец 9 заборной трубки 8 поднимается по вертикальному участку заборной трубки 8 и через верхний конец 10 заборной трубки 8 проходит с увеличенной скоростью в трубу 7, расположенную по центру корпуса отстойника, выполненную с диаметром, превышающим диаметр заборной трубки 8, в которой происходит дегазирование эмульсии. Выделившийся газ выводится из открытого верхнего конца трубы 7 в систему газосбора и через штуцера 3, 4 выводится из корпуса. Дегазированная эмульсия из трубы 7 через ее нижний конец 13 перетекает в центральную часть горизонтально расположенной в нижней части корпуса трубы 11, выполненной с диаметром, превышающим диаметр заборной трубки 8 и с горизонтальными щелями 12, расположенными рядами по ее вертикальной и горизонтальной плоскостям равномерно растекается по всей поверхности трубы 11 от центра к периферии и вытекает из ее щелей равномерным потоком в слой жидкости. Вода, содержащаяся в эмульсии, проходя через слой воды, выполняющий роль дополнительного фильтрующего слоя, увеличивает объем водной части, уровень которой контролируется уровнемером с датчиками. Обезвоженная нефть всплывает вверх и выводится из корпуса отстойника через штуцер 5, а вода выводится из нижней части корпуса отстойника через штуцер 6, снабженный запирающим устройством 14, установленным с возможностью изменения его проходного сечения. Выполнение труб обеспечивает спокойное ламинарное течение потока эмульсии. Расположение и выполнение распределительного устройства в виде трубы 11 позволяет равномерно распределить эмульсию в слой воды, устраняя при этом «мертвые зоны» в отстойнике. Уровень воды в аппарате поддерживается выше трубы 11, что позволяет создать дополнительный фильтрующий слой за счет увеличения высоты отстаивающего слоя воды. Уровни «газ-нефть» и «нефть-вода» контролируются по уровнемеру 15 и показаниям датчиков 16, 17. Спуск отстойной воды регулируется запирающим устройством 14 любой известной конструкции. Слой воды в нижней части отстойника играет роль дополнительного фильтрующего слоя. Уровень слоя отстойной воды в нижней части отстойника регулируется за счет наличия запирающего устройства, в качестве которого могут быть использованы любые известные элементы, например, клапаны различных моделей, краны разных конструкций, стандартные вентили и другие запорно-регулирующие устройства. При внезапном увеличении сечения штуцера, напор отстойной воды ослабевает, и вода выходит большим потоком вместе с осадком. При внезапном сужении сечения штуцера поток сначала скапливается у штуцера выхода, вытекает малым потоком, откладывая на его стенках отложения, что закупоривает сечение штуцера выхода. Поэтому необходимо изменять проходное сечение штуцера постепенно, регулируя при этом выводной поток отстойной воды, что позволяет повысить эффективность разделения эмульсии отстаиванием, сохранить необходимую высоту слоя отстойной воды, выполняющую роль дополнительного фильтрующего слоя и предотвратить образование отложений на стенках в нижней части корпуса на стенках самого штуцера.
При необходимости отстойник снабжают теплообменником 18, расположенным в корпусе со штуцером 19 для подключения к теплоносителю, позволяющим эффективно и безопасно организовать нагрев нефти.
Предложенный вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии за счет наличия совокупности всех признаков, позволяет обеспечить высокое качество обезвоживания за счет взлива нефти и использования гравитационных сил. Полезная модель интенсифицирует процесс разделения неоднородных жидких систем отстаиванием, путем регулирования уровня отстойной воды и ее спуска, обеспечивает высокое качество сточной воды, позволяет использовать ее в дальнейшем для нужд завода без применения дополнительной очистки. Полезная модель компактна, удобна в обслуживании.
Вертикальный отстойник для разделения водонефтегазовой эмульсии, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для входа эмульсии и выхода газа, нефти и отстойной воды, трубу, расположенную в корпусе по центру, выполненную с открытым верхним концом, заборную трубку, выполненную Z-образной формы продольно-установленную, нижний конец которой соединен с штуцером для входа, а верхний - с верхней частью трубы, распределительное устройство выполненное в виде перфорированной трубы, горизонтально-расположенной в нижней части корпуса, поверхность которой имеет горизонтально-размещенные щели, расположенные рядами по вертикальной и горизонтальной плоскостям, трубы выполнены с диаметрами, превышающими диаметр заборной трубки, нижний конец центральной трубы соединен со средней частью горизонтальной перфорированной трубы, расположенной над штуцером для входа, размещенным в нижней части корпуса, отличающийся тем, что он снабжен запирающим устройством, установленным в штуцере для выхода сточной воды с возможностью изменения его проходного сечения.
