Результат интеллектуальной деятельности: Электродегидратор

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

Известен электродегидратор для нефти и нефтепродуктов, 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 (Патент РФ на полезную модель №106131 B01D 17/06, опубл. 10.07.2011).

Недостатком этого устройства 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 для воздействия на эмульсию.

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, при этом над системой ввода и распределения сырья расположен диспергирующий элемент в виде перфорированной пластины и выполненный с возможностью вертикальных перемещений за счет подсоединения к виброприводу (Патент РФ на полезную модель №141729 B01D 17/06, опубл. 10.06.2014).

Использование известного устройства позволит снизить энергозатраты процесса обезвоживания и обессоливания нефти, однако конструкция устройства усложняется и при его эксплуатации возникают дополнительные динамические нагрузки на конструктивные элементы электродегидратора, что снижает надежность аппарата.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение производительности и надежности работы электродегидратора, уменьшение продолжительности деэмульгирования и снижение энергозатрат.

Указанная задача решается тем, что в электродегидраторе для разделения эмульсии нефти, 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, согласно изобретению, система ввода и распределения сырья состоит из распределительного коллектора цилиндрической формы, внутри которого соосно расположен диспергирующий элемент, который выполнен в виде пустотелого цилиндра с возможностью вращательного движения относительно продольной оси, при этом в стенке цилиндра выполнены сквозные отверстия.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема электродегидратора, на фиг. 2 представлен продольный разрез системы ввода и распределения сырья.

Электродегидратор содержит заземленный корпус 1, систему ввода и распределения сырья, состоящую из распределительного коллектора 2 и напорного трубопровода 3, штуцер вывода нефти 4, штуцер вывода воды 5, штуцер сброса воды 6 и электродную систему в виде размещенных в вертикальной плоскости параллельных решеток 7 и 8, соединенных с соответствующими источниками питания 9 и 10. Внутри распределительного коллектора 2 установлен соосно оси коллектора диспергирующий элемент 11 в виде пустотелого цилиндра. В стенке коллектора 2 выполненные сквозные отверстия 12 для распределения эмульсии. В стенке элемента 11 выполнены сквозные отверстия 13. Элемент 11 выполнен с возможность вращательного движения относительно продольной оси за счет присоединения одной из цапф 14 с выходным валом механического привода (на чертежах не показан).

Предлагаемый электродегидратор работает следующим образом. Нефть в смеси с водой подают через напорный трубопровод 3 в распределительный коллектор 2 системы ввода и распределения сырья. При движении эмульсии внутри коллектора 2 она подвергается интенсивному воздействию касательными напряжениями, возникающими за счет вращения диспергирующего элемента 11 относительно стенок коллектора 2. Наличие сквозных отверстий в диспергирующем элементе 11 приводит к дополнительной турбулизации потока эмульсии, который выходит из отверстий в виде высокоскоростных струек. Такое суммарное воздействие на нефть в смеси с водой вызывает разрыв химических связей и снижение величины поверхностного натяжения на межфазной границе системы «нефть-вода», что приводит к снижению вязкости транспортируемого сырья и энергетических затрат на разрушение эмульсии.

Из отверстий 12 коллектора 2 нефть в смеси с водой поступает внутрь корпуса 1. Внутри устройства нефть в смеси с водой проходит восходящим потоком, обрабатывается электрическим полем при прохождении параллельных решеток 7 и 8. В электрическом поле на капли воды, находящейся в нефти, действуют силы взаимного притяжения, в результате чего капли укрупняются и осаждаются в нижнюю часть устройства, где поддерживается постоянный уровень воды за счет сбрасывания ее избытка через штуцер 6. Освобожденная от воды нефть удаляется через штуцер 4, смонтированный в верхней части корпуса 1.

Геометрические размеры диспергирующего элемента 11, параметры его вращательного движения устанавливают экспериментальным путем в зависимости от свойств сырой нефти, поступающей на участок обессоливания и обезвоживания.

Таким образом, предлагаемое устройство для разделения эмульсии нефти, по сравнению с аналогами, обеспечивает повышение производительности и надежности работы электродегидратора, уменьшение продолжительности деэмульгирования и снижение энергозатрат за счет применения дополнительной гидравлической обработки нефтяной эмульсии.