Brevet FR2213809A1 — publié le 19740809

La présente invention concerne l'équipement de prétraitement du pétrole et plus particulièrement, les dispositifs de régulation des processus de dessalage et de deshydratation du pétrole dans des deshydrateurs électriques. L'invention est susceptible d'applications dans les industries d'extraction et de traitement du pétrole. Il existe un dispositif de réglage du processus de dessalage et de déshydratation du pétrole dans un déshydrateur électrique dont le réservoir contient deux électrodes suspendues, raccordées à un transformateur haute tension. Le pétrole brut est amené par une conduite à l'inte- rieur du réservoir simultanément avec de l'eau et un désémulsifiant. Les sels contenus dans le pétrole brut viennent se dissoudre dans l'eau. Tombée sous l'effet du champ électrique produit par les électrodes, l'émulsion eau-pétrole se décompose en pétrole quittant le déshydrateur électrique par une conduite de pétrole traité et en eau salée qui s'accumule en.bas du déshydrateur pour en sortir avec la boue par une conduite de vidange. Pour assurer la constance des conditions de décantation de l'eau salée et de la boue en cas de changement de nature du pétrole, de température, de rapport entre le débit d'eau et celui de désémulsifiant, on cherche à maintenir constante la différence entre les courants dans les circuits d'électrodes supérieure et inférieure à l'aide d'un dispositif connu, par exemple tel que décrit au brevet d'invention de 1'URSS NO 15 531. Le dispositif existant de réglage du processus de dessalage et de déshydratation du-pétrole dans un déshydrateur électrique comporte un détecteur de différence de courants d1électro- des supérieure et inférieure du déshydrateur électrique et un bloc de comparaison de différence de courants à une consigne, relié à un servo-moteur d'entraînement d'une vanne de réglage servant à évacuer de l'eau salée et de la boue du réservoir du déshydrateur électrique. En cas de variation de la différence entre les courants dans les circuits des électrodes supérieure et inférieure due à la modification de la composition du pétrole brut, de sa température, du rapport entre l'eau et le désémulsifiant, la vanne de réglage laisse sortir du déshydrateur électrique une certaine quantité d'eau et de boue de manière à maintenir automatiquement ladite différence à la valeur constante. Pourtant le dispositif existant présente une résistance insuffisante aux anomalies en cas de changement, par exemple, de la teneur en eau, du taux de dispersion de l'émulsion eau-pétrole, d'altération du régime de décantation d'eau, ce qui rend parfois instable le réglage de la différence de courants dans les circuits d'électrodes. Il en résulte dans la pratique, que la modification desdites propriétés de l'émulsion eau-pétrole peut conduire à des claquages soit entre les électrodes du déshydrateur, soit entre l'électrode inférieure et la surface de l'eau salée décantée. Les claquages ont pour effet des troubles du processus technologique, la coupure des électrodes et la mise hors service du dispositif existant. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus. L'invention a pour but de réaliser un dispositif de réglage du processus de dessalage et de déshydratation du pétrole, présentant une immunité élevée contre les parasites dûs au changement des propriétés physico-chimiques de l'émulsion. Ce problème est résolu par le fait que le dispositif de réglage du processus de dessalage et de déshydratation du pétrole dans un déshydrateur électrique ayant deux électrodes-dont chacune est reliée d'une part à un transformateur et d'autre part à un détecteur de différence de courants dans les circuits d'electro- des comprenant un capteur de courant d'électrode supérieure, placé dans le circuit de l'électrode superieure, un capteur de courant d'électrode inférieure, monté dans le circuit de l'électrode inférieure, et un circuit de soustraction desdits courants dont les entrées sont raccordées aux sorties des deux capteurs et la sortie, à un bloc de comparaison de la valeur réelle de différence de courants d'électrodes à une valeur de consigne ayant sa sortie reliée à un servo-moteur d'entraînement de la vanne destinée à régler la vidange du déshydrateur électrique de l'eau salée et de la boue, selon l'invention comporte un formateur de valeur réelle de courants d'électrodes, placé entre ledit détecteur de différence de courants et ledit bloc de comparaison et pourvu d'un compensateur de composante continue de la différence de courants d'électro- des, définie par les caractéristiques constructives du déshydrateur électrique, dont l'une des entrées est réunie à la sortie du soustracteur, l'autre entrée est portée à une tension continue de compensation et la sortie est reliée à l'une des entrées d'un élé- ment de commutation, et, montés# en série, un différentiateur raccordé au capteur de courant d'électrode inférieure, un sélecteur d'impulsions annonciatrices de claquage dans le déshydrateur électrique, un formateur de signal de présence desdites impulsions et de signal proportionnel au courant de l'électrode inférieure, un relais chronométrique dont l'entrée reçoit ce dernier signal de l'une des sorties dudit formateur et dont la sortie est couplée à une autre entrée de ltélement de commutation, une autre sortie du formateur (celle qui fournit le premier signal) et celle du relais chronométrique étant réunies à une troisième entrée de l'élément de commutation dont la sortie est reliée à l'entrée dudit bloc d-e comparaison. Cet agencement permet d'augmenter l'efficacité de commande du processus de dessalage et de déshydratation du pétrole dans le déshydrateur électrique à partir de la différence de courants dans les circuits d'électrodes. D'autres caractéristiques de l'inventión apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel la Fig. unique est un schéma du déshydrateur électrique et du dispositif de réglage du processus de dessalage et de déshydratation du pétrole dans ledit déshydrateur. Le dispositif de réglage du processus de dessalage et de déshydratation du pétrole dans le déshydrateur électrique selon l'invention comprend un déshydrateur électrique 1 avec une conduite 2 d'amenée d'émulsion eau-pétrole, une conduite 3 de sortie de pétrole traité, une conduite 4 dévacuation d'eau salée et de boue. La conduite 4 est dotée d'une vanne de réglage 5 avec un servo-moteur. A l'intérieur du déshydrateur électrique 1 il est prévu des électrodes suspendues inférieure 6 et supérieure 7. Les électrodes 6 et i sont reliées à un transformateur à haute tension 8 dont. le primaire est sous la tension du secteur. Le circuit du transformateur 8 contient un détecteur de différence de courants 9. Le détecteur 9 de différence de courants des électrodes 6 et 7comporte un capteur de courant 10 de l'électrode supérieure 7 et un capteur de courant 11 de l'électrode inférieure 6. Les capteurs 10 et 11 sont couplés à un soustracteur de courants 12. Le dispositif selon l'invention-comprend encore un formateur 13 de valeur réelle de courants des électrodes 6 et 7 comportant un compensateur 14 de composante continue de la différence de courants des électrodes 6 et 7. L'une des entrées dudit compensateur est raccordée à la sortie du soustracteur de courants 12, l'autre entrée du compensateur 14 étant soumise à une tension. continue de compensation dépendant des caractéristiques de construction du déshydrateur électrique 1. Un différentiateur 15 du formateur 13 est relié à un montage série composé ; d'un sélecteur 16 d'impulsions annonciatrices de claquage dans le déshydrateur électrique, d'un formateur 17-de signal proportionnel au courant de l'électrode inférieure 6 et de signal de présence desdites impulsions. Le signai de présence desdites impulsions annonciatrices de claquage provenant de la première sortie du formateur 17 arrive sur un relais c-hrono- métrique 18, relié à un élément de commutation 19, le signal pro; portionnel au courant de l'électrode inférieure 6 en provenance de la seconde sortie du formateur 17 s'appliquant directement àl'au- tre entrée de l'élément de commutation 19.Grâce audit élément de commutation 19 la sortie du compensateur 14 et celles du formateur 17 et du relais chronométrique 18 sont réunies à l'une des-en trées du bloc O de comparaison de la valeur réelle de différence. de courants des électrodes 6 et-7 à la consigne. La sortie du bloc de comparaison 20 est reliée au servo-moteur de la vanne de réglage .ge 5. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Le changement de teneur en eau du pétrole brut, de taux de dispersion de l'émulsion eau-pétrole, les troubles du ré grime de décantation d'eau provoquent la variation de courants dans les circuits des électrodes 6 et 7. Pour assurer la stabilité du processus technologique, il faut que la différence de courants des électrodes 6 et 7 soit maintenue à une valeur donnée. Les signaux issus des capteurs 10 et 11 de courants respectivement dans les circuits des électrodes supérieure 7 et inférieure 6 viennent sur un circuit 12 de soustraction de courants.Ce circuit de soustraction de courants 12 fournit un signal correspondant à la différence desdits courants à l'une des entrées du compensateur 14 ;-l'autre entrée du- compensateur 14 reçoit une tension de compensation dont la valeur est déterminée par la composante continue de la différence de courants et par les performances du déshydrateur électrique 1 et dont le signe est contraire à celui dudit signal de courant différentiel. I1 en résulte que le compensateur 14 délivre la composante utile du signal de commande qui s'applique à travers l'élément de commutation 19 au bloc de comparaison 20. Dans le cas où il existe un écart entre la valeur réelle de la différence de courants dans les circuits des électrodes 6 et 7 et la valeur de consigne, le bloc de comparaison 20 fournit à-sa sortie un signal imposant l'augmentation du débit d'eau salée et de boue par la vanne de réglage 5, c'est-à-dire, l'ouverture -de celle-ci. Dans certaines situations technologiques, par exemple celles résultant de la modification de teneur en eau et de taux de dispersion de l'émulsion, de l'alteration du régime de décantation d'eau, le courant dans le circuit de l'électrode inférieure 6 subit une variation brutale. Les impulsions de courant qui en sont conséquentes peuvent, si l'on n'y prend garde, dégénérer en une disruption continue capable de perturber le regimbe du déshydrateur électrique 1. Un des remèdes à utiliser dans ce cas consiste à augmenter pour un certain temps le débit de sortie d'eau salée et de boue. Cela étant, un signal provenant du capteur 11 de cou- rant dans le circuit de l'électrode inférieure 6 du détecteur de différence de courants arrive sur le différentiateur 15, qui lorsqu'un claquage est imminent, délivre des impulsions. Si les paramètres desdites impulsions dépassent la valeur de consigne, elles viennent à travers le sélecteur 16 sur le formateur 17. Le formateur 17 fournit à sa sortie un signal proportionnel au courant dif férentiel et un #signal de présence d'impulsions de claquage.Le signal de présence d'impulsions annonciatrices de claquage déclenche le relais chronométrique 18 qui à l'aide de l'élément de commutation 19 produit le débranchement de la sortie du compensateur 14 de l'une des entrées du bloc de comparaison 20 et le branchement de la sortie du formateur 17, pour appliquer à l'entrée dudit bloc de comparaison 20 le signal d'ouverture de la vanne 5. Sous l'effet dudit signal le servo-moteur ouvre la vanne 5 pour un temps limité au retard du relais chronométrique 18. Au bout du laps de temps fixé par le retard du relais chronométrique 18 l'entrée du bloc de comparaison 20 est raccordée à la sortie du compensateur 14. Les déshydrateurs electriques équipés du dispositif selon l'invention peuvent trouver des applications utiles dans les champs de pétrole et les raffineries aux fins de prétraitement du pétrole à haute teneur en eau, en sels et en boue. Le dispositif de réglage automatique du processus de dessalage et de déshydrata- tion du pétrole, selon l'invention, assure au déshydrateur électrique la stabilité et la sécurité de son fonctionnement et par là même fait augmenter l'efficacité générale du processus de dessalage et de déshydratation. REVENDICATION Dispositif de réglage du processus de dessalage et de déshydratation du pétrole dans un deshydrateur électrique à deux électrodes dont chacune est couplée au transformateur du dispositif et à un détecteur de différence de courants dans les circuits d'électrodes comportant un capteur de courant d'électrode superieure, placé dans le circuit de l'électrode supérieure, un capteur de courant d'électrode inférieure, placé dans le circuit de l'elec- trode inférieure, et un sous-tracteur desdits courants auquel aboutissent les sorties des deux capteurs, la sortie du circuit de soustraction étant reliée à un bloc de comparaison de la valeur réelle de différence de courants d'électrodes par rapport à une valeur de consigne, dont la sortie est couplée à un servo-moteur d'entraînement d'une vanne servant au réglage du debit d'eau salée et de boue sortant du déshydrateur électrique,#caractérisé en ce qu'il comprend un formateur de valeur réelle de courants dans les circuits des électrodes, monté entre ledit détecteur de différence de courants et ledit bloc de comparaison et comportant un compensateur de composante continue de la différence de courants dans les circuits des électrodes, défini par les caractéristiques constructives du déshydrateur électrique, dont ltune des entrées est réunie à la sortie du soustracteur, l'autre entrée est soumise à une tension continue de compensation, et la sortie est reliée à l'une des entrées d'un élément de commutation, et, en série, un différentiateur dont l'entrée est raccordee au capteur de courants de l'électrode inférieure (6), un sélecteur d'impulsions annonciatrices de claquage dans le déshydrateur électrique, un formateur de signal proportionnel au courant de l'électrode inférieure et de signal de présence desdites impulsions annonciatrices de claquage, un relais chronométrique dont l'entrée est attaquée par ce dernier signal provenant de l'une des sorties dudit formateur et dont la sortie est couplée à une autre entrée de l'élément de commutation, une autre sortie du formateur, celle qui fournit le premier signal, et la sortie du relais chronométrique étant réunies à une troisième entrée de l'élément de commutation dont la sortie est reliée à l'entrée dudit bloc de comparaison.