Результат интеллектуальной деятельности: МАГНИТОЭЛЕКТРОДЕГИДРАТОР

Изобретение относится к аппаратам для обезвоживания и обессоливания нефти и очистки нефтепродуктов и может быть использовано в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен электродегидратор, реализующий способ разрушения промежуточного эмульсионного слоя [патент RU 2154089 С1, МПК C10G 33/02, B01D 17/06 опубликовано 10.08.2000], включающий подачу эмульсии в резервуар, удаление эмульсии из промежуточного эмульсионного слоя, обработку эмульсии и ее подачу снова в резервуар, по которому уровень промежуточного эмульсионного слоя поддерживают на постоянной высоте с помощью гидрозатвора, размещенного на линии забора воды, при этом удаление эмульсии из промежуточного эмульсионного слоя осуществляют с помощью заборного устройства, размещенного на высоте промежуточного эмульсионного слоя, а обработку ведут в импульсном магнитном поле.

Недостатком данного способа является низкая эффективность обезвоживания нефтяной эмульсии промежуточного слоя в импульсном магнитном поле.

Известен магнитный дегидратор, реализующий способ обезвоживания и обессоливания нефтей [патент RU 2429277 С2, МПК G10G 32/02, опубликовано 20.09.2011], заключающийся в том, что в аппарат подают обратную водонефтяную эмульсию при значениях температуры от величины, при которой происходит застывание нефти, при этом для укрупнения и слияния капель водонефтяной эмульсии используют изменяющийся во времени магнитный поток, который наводят путем подачи переменного напряжения от 110 до 3000 В на водонефтяную эмульсию переменным электрическим током в обмотке индуктора через корпус аппарата, выполненного из диэлектрического материала.

Недостатком аналога является невысокая эффективность за счет применения только электрического поля, имеющего малую напряженность.

Наиболее близким к предлагаемому является электродегидратор [патент RU 106131 U1 С1, МПК B01D 17/06, опубликовано 10.07.2011], 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, причем электроды выполнены в виде параллельных решеток, каждая из которых смещена относительно соседней по высоте.

Недостатком прототипа является необходимость применения повышающих трансформаторов, а высокая напряженность электрического поля приводит к дипольному растягиванию водяной капли и, при превышении критического значения, к нежелательному для скорости осаждения разделению капли на более мелкие компоненты. Это накладывает ограничения на величину напряженности электрического поля и, как следствие, на производительность дегидратора.

Задачей изобретения является повышение эффективности и надежности работы аппарата, упрощение изготовления и снижение энергозатрат за счет совместного применения скрещенных электрического и магнитного полей.

Технический результат - обезвоживание и обессоливание нефти, т.е. исключение действия воды, солей и механических примесей нефти, поступающих на аппаратуру нефтеперерабатывающих заводов, а также улучшение условий работы сооружений и установок для транспортирования и хранения нефти, качества нефти с одновременным выделением легких фракций.

Поставленная задача решается и технический результат достигается путем выполнения магнитоэлектродегидратора, содержащего корпус, источник питания, электроды, который согласно изобретению содержит герметично закрепленные с нижней стороны корпуса систему ввода и распределения сырья в виде трубки, выполненной с возможностью подачи водонефтяной эмульсии, и жестко соединенной с расположенным вдоль внутренней поверхности корпуса коллектором, выполненным с возможностью ввода водонефтяной эмульсии внутрь корпуса, располагаемый отдельно высоковольтный источник, который соединен проводами с электродами, расположенными внутри корпуса магнитоэлектродегидратора и жестко закрепленными вертикально на расстоянии друг от друга в изоляторах, которые в свою очередь жестко закреплены к корпусу, располагаемый отдельно источник соединен проводами с однофазной обмоткой также закрепленной на корпусе, с нижней стороны корпуса расположены герметично закрепленные трубки, выполненные с возможностью отведения воды из корпуса, а в верхней части корпуса расположен коллектор, жестко соединенный с герметично закрепленными с верхней стороны корпуса трубками, выполненными с возможностью выведения обезвоженной нефти.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На чертежах изображено заявленное устройство.

На фиг. 1 - общий вид магнитоэлектродегидратора.

На фиг. 2 - разрез магнитоэлектродегидратора.

Магнитоэлектродегидратор содержит (фиг. 1) корпус 1, трубки 2, выполнение с возможностью подачи водонефтяной эмульсии, коллектор 3, выполненный с возможностью ввода водонефтяной эмульсии внутрь корпуса 1, высоковольтный источник 4, провода 5, электроды 6 и 7, изоляторы 8 и 9 источник питания 10, провода 11, однофазную обмотку 12, трубки 13, выполненные с возможностью отведения воды из корпуса, коллектор 14 с трубками 15 (фиг. 2), выполненными с возможностью выведения обезвоженной нефти.

Магнитоэлектродегидратор работает следующим образом: Внутрь корпуса 1 магнитоэлектродегидратора через герметично закрепленные с одной его стороны трубки 2 подается водонефтяная эмульсия, которая через расположенный вдоль внутренней поверхности корпуса 1 коллектор 3 вводится внутрь корпуса 1. Одновременно с этим от высоковольтного источника 4, располагаемого отдельно, по проводам 5 подается разноименное напряжение на электроды 6 и 7 закрепленные вертикально на расстоянии друг от друга в изоляторах 8 и 9 которые в свою очередь жестко закреплены к корпусу 1, а от источника 10, так же располагаемого отдельно, по проводам 11 подается импульсное напряжение на 1-фазные обмотки 12 также закрепленные на корпусе 1. Внутри корпуса 1 на водонефтяную эмульсию начинают действовать скрещенные электрическое поле и пульсирующее магнитное поле. Водяные капли приобретают электрический заряд еще до извлечения эмульсии из скважины вследствие абсорбции ионов из окружающей нефти. В дальнейшем система "вода-нефть" утрачивает электрическую нейтральность, так как часть зарядов, удаленных от частиц воды, уносится (на это оказывает влияние сила тяжести, напор насоса и др.) и преобладает избыточный заряд воды (положительный или отрицательный). При попадании водонефтяной эмульсии в электродегидратор частицы воды приобретают электрический заряд также вследствие столкновений с электродами 6 и 7. Под действием электрического поля заряженные частицы воды начинают двигаться по направлению к противоположно заряженному электроду. При этом на заряженные частицы так же действует пульсирующее магнитное поле, от однофазной обмотки 12 с приложенным напряжением, меняющимся по синусоидальному закону и в водяных каплях начинают индуцироваться вихревые токи, направленные так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока катушки 12. Взаимодействие магнитных полей катушки 12 и вихревых токов, индуцированных в водяных каплях приводит к тому, что на капли начинает действовать сила, стремящаяся переметить капли в направлении воображаемой плоскости равноудаленной от полюсов обмотки 12. При этом концентрация водяных частиц в области этой плоскости существенно повышается, что существенно увеличивает вероятность их столкновений, приводящих к слиянию и росту капель. Эта вероятность еще более возрастает, так как под действием электрического поля, разноименно заряженные водяные капли двигаются навстречу друг другу. Таким образом, в электродегидраторе эффективно происходит слияние и рост частиц воды, которые в дальнейшем достаточно быстро оседают под действием силы тяжести и отводятся через трубки 13, а обезвоженная нефть отводится через расположенный вдоль внутренней поверхности корпуса коллектор 14 и выводится по герметично закрепленным с обратной стороны корпуса трубкам 15.

Итак, заявленное изобретение обладает существенными преимуществами перед аналогичными конструкциями, обеспечивается повышенная эффективность и надежность работы аппарата, упрощение изготовления и снижение энергозатрат, за счет совместного применения скрещенных электрического и магнитного полей, что позволяет получить достаточную эффективность процесса дегидрации при значительно меньших значениях напряженности электрического поля, что снижает вероятность короткого замыкания между электродами вдоль цепочки водяных капель, система коллекторов, расположенная по обе стороны от электродов и однофазной обмотки, позволяет эффективнее отводить обезвоженную и обессоленную нефть, таким образом исключить действие воды, солей и механических примесей нефти, поступающих на аппаратуру нефтеперерабатывающих заводов, а также улучшить условия работы сооружений и установок для транспортирования и хранения нефти, качество нефти.