Brevet FR2315534A1 — publié le 19770121

La présente invention concerne les équipements pour la réalisation des processus de la préparation du pétrole au raffinage, et a en particulier pour objet un dippositif pour la régulation des processus de dessalement et de déshydratation du pétrole dans les électrodéshydrateurs. L'invention peut étre utilisée dans l'industrie d'extraction et de transformation du pétrole. On connaît un dispositif pour la régulation du processus de dessalement et de déshydratation du pétrole dans les électrodéhydrateurs (voir la description du Certificat d'buteur de L'URUS NO 295447). Le dispositif connu pour la régulation du processus de dessalement et de déshydratation du pétrole comporte un capteur de courant branché-sur l'un des enroulements d'un transformateur, raccordé à des électrodes ; un bloc de différentiation, dont l'entrée est raccordée au capteur de courant ; un capteur de débit du pétrole brut, incorporé dans la conduite d'amenée du pétrole brut dans l'électrodésbydrateur un capteur de débit d'eau industrielle et un organe de réglage avec une commande, incorporée dans la conduite d'amenée de l'eau industrielle dans l'électrodéshydrateur ; un régulateur du rapport des débits d'eau industrielle et de pétrole brut, dont les entrées sont raccordées auxdits capteurs de débit de pétrole brut et d'eau industrielle et à la sortie du bloc de différentiation et de formation d'une action de commande, et dont la sortie est raccordée à la commande de l'organe de réglage. Le pétrole brut est amené par la conduite à l'intérieur d'un réservoir où lton introduit simultanément de l'eau industrielle. L'eau industrielle est introduite dans l'électro- deshydrateur par une conduite d'amenée d'eau industrielle. les sels que le pétrole brut contient sont dissous dans l'eau industrielle. L'émulsion aqueuse de pétrole, en pénétrant dans un champ électrique créé par les électrodes, est séparée ; le pétrole est évacué du déshydrateur par la conduite d'évacuation du pétrole traité, et l'eau salée, qui s'accumule avec le dépôt de boue dans la partie inférieure de l'électrodéshydrateur, est évacuée par la conduite d'évacuation de l'eau salée et du dépôt de boue. Pour améliorer l'efficacité du processus de dessalement du pétrole, on modifie d'ordinaire la quantité d'eau industrielle amenée, en l'augmentant au maximum possible pour un pétrole traité donné. Ceci est obtenu par sélection de la valeur du rapport des débits d'eau industrielle et de pétrole brut et en maintenant ce rapport au niveau de la valeur choisie, avec correction de cette dernière d'après la valeur des impulsions de courant de préclaquage dans le circuit des électrodes de ltélectrodéhydrateur. Cependant, le dispositif connu ne satisfait pas aux exigences de la technologie moderne de préparation du pétrole dans les électrodéshydrateurs, car la valeur du coefficient optimal du rapport des débits est alors choisie constante pour un régime concret, sans tenir compte, à un instant donné, des variations des propriétés électrophysiques de l'émulsion aqueuse de pétrole, et dans certains cas ce coefficient est accru jusqu'à une valeur -critique. En outre, le dispositif connu possède une résistance insuffi9ante aux perturbations en cas de modification brusque des propriétés électrophysiques de l'émulsion aqueuse de pétrole, par exemple de la qualité du pétrole, de la teneur en eau, de la dispersité, etc., ce qui entrasse, dans certains cas, des fluctuations inadmissibles du régime de régulation du processus. la présente invention vise à créer un dispositif pour la régulation du processus de dessalement et de déshydratation du pétrole, assurant automatiquement et d'une façon opérationnelle la sélection et le maintien de la valeur optimale du rapport des débits d'eau industrielle et de pétrole brut et possédant une résistance élevée aux perturbations dues à n'importe quelle variation des propriétés électrophysiques de l'émulsion aqueuse de pétrole. Ce problème est résolu du fait que le dispositif pour la régulation du processus de dessalement et de dSshydratation du pétrole dans un électrodéshydrateur, doté d'une conduite pour l'amenée du pétrole brut, dans laquelle est incorporé un capteur du débit de- pétrole brut, d'une conduite d'amenée d'eau industrielle, dans laquelle est incorporé un capteur de débit d'eau industrielle, et d'un organe de réglage doté d'une commande, les sorties des capteurs indiqués étant raccordées aux entrées correspondantes d'un régulateur du rapport des débits d'eau industrielle et de pétrole brut, dont l'une est raccordée à un formateur à action de correction, la sortie de ce régulateur étant raccordée à l'entrée de la commande de l'organe de réglage d'amenée d'eau industrielle, tandis qu'à l'intérieur du réservoir de l'électrodéshydrateur sont suspendues des électrodes raccordées å un transformateur, sur l'un des enroulements duquel est branché un capteur de courant raccordé à un bloc de différentiation, est caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il comporte au moins deux sélecteurs d'amplitude raccordés à la sortie dudit bloc de différentiation et au moins deux compteurs d'impulsions raccordés aux sorties correspondantes de ces sélecteurs qui, à leur tour, sont raccordés aux entrées d'un relais temporisé à programme, les sorties desdits compteurs d'impulsions étant raccordéës, l'une, à un conformateur d'impulsions de correction négative et l'autre, à travers un générateur d'impulsions de rythme, à un conformateur d'impulsions de correction positive, les sorties du conformateur d'impulsions de correction négative et du conformateur d'impulsions de correction positive étant raccordées aux entrées du formateur à action de correction. asci permet d'améliorer l'efficacité de la régulation du processus de dessalement et de déshydratation du pétrole dans un électrodéshydrateur d'après le rapport des débits d'eau industrielle et de pétrole brut, avec une correction d'après la présence d'impulsions de préclaquage dans le circuit des électrodes de ltélectrodéshydrateur. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante donnée, à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant au dessin unique annexé, qui représente un électrodéshydrateur avec le schéma synoptique du dispositif proposé de régulation du processus de dessalement et de déshydratation du pétrole dans cet électrodéshydrateur. L'électrodéshydrateur 1, muni du dispositif proposé et dans lequel se déroule le processus de dessalement et de déshydratation du pétrole, est doté d'une conduite 2 pour l'amenée du pétrole brut, d'une conduite 3 pour l'évacuation du pétrole traité, d'une conduite 4 pour l'évacuation de l'eau salée et du dépôt de boue et d'une conduite 5 pour l'amenée de l'eau industrielle dans le déshydrateur 1. A l'intérieur de l'électrodéshydrateur 1 sont suspendues des électrodes 6 et 7 qui sont raccordées à,un transformateur 8, dans l'un des enroulements duquel est inséré un capteur de courant 9.Le capteur de courant 9 est raccordé à un bloc de différentiation 10, dont la sortie est raccordée aux entrées des sélecteurs d'amplitude 111, 112 .... 11ns chacun desquels est à son tour raccordé à l'entrée d'un compteur correspondant 12î, 122 ,... 12n d'impulsions;; au point de raccordement des sorties des sélecteurs d'amplitude 111, 132 et des entrées des compteurs 121, 122 sont raccordées les entrées d'un relais temporisé 13 à programme, tandis qu'à une troisième entrée de ce relais est raccordée la sortie du compteur d'impulsions 12. Ia sortie du compteur d'impulsions 121 est raccordée, à travers un générateur 14 d'impulsions de rythme, à un conformateur 15 d'impulsions de correction positive, les sorties de tous les autres compteurs 122 1 ;'une des sorties du relais temporisé t3 à programme étant raccordées aux entrées d'un conformateur 16 d'impulsions de correction négative.Les autres sorties du relais temporisé 13 à programme sont raccordées aux compteurs d'impulsions 121, 122.... 12?in Le conformateur 15 d'impulsions de correction positive se présente sous la forme d'un diviseur de fréquence ordinaire réalisé avec des bascules. Il assure un coefficient constant de division de fréquence. D'autre part, le conformateur 16 d'impulsions de correction négative est un multiplicateur de fréquence, qui se compose d'un multivibrateur bloqué et d'un circuit de corncidences. Les sorties des conformateurs 15 et 16 sont raccordées aux entrées d'un formateur 17 à action de correction. La sortie du formateur 17 est raccordée à l'une des entrées d'un régulateur 18 du rapport des débits d'eau industrielle et de pétrole brut. Aux deux autres entrées du régulateur 18 sont raccordés un capteur t9 de débit de pétrole brut, incorporé dans la conduite 2 d'amenée du pétrole brut, et un capteur 20 de débit d'eau industrielle, incorporé dans la conduite 5 d'amenée de l'eau industrielle. La sortie du régulateur 18 du rapport des débits d'eau industrielle et de pétrole brut est raccordée à une commande 21 d'un organe de réglage (non représenté) incorporé dans la conduite 5 d'amenée de l'eau industrielle. Il convient de remarquer que la quantité de sélecteurs d'amplitude 11 et de compteurs d'impulsions 12 est choisie de telle façon que lors d'une information minimale provenant du circuit électrique des électrodes 6 et 7 on puisse former au moins deux signaux de signe opposé. Le nombre maximal de sélecteurs d'amplitude et dé compteurs d'impulsions dépend de la précision et de la continuité du processus de recherche de la valeur optimale du coefficient du rapport des débits d'eau industrielle et de pétrole brut. Le dispositif de l'invention fonctionne de la manière suivante; Pour un régime technologique donné on choisit un coefficient optimum du rapport entre les débits d'eau industrielle et de pétrole brut, qui permet de conduire le processus de dessalement du pétrole dans les meilleures conditions. Ia valeur du coefficient choisi est introduite dans le régulateur de rapport 18. Le signal correspondant au débit de pétrole brut passant par la conduite 2, qui est relevé par le capteur de débit 19, et le signal correspondant au débit d'eau industrielle passant par la conduite 5 et qui est relevé par le capteur 20 de débit d'eau industrielle, attaquent les deux entrées du régulateur 18 du rapport des débits d'eau industrielle et de pétrole brut, dans lequel a lieu la multiplication du signal correspondant au débit de pétrole brut par le coefficient choisi. Le résultat obtenu est comparé dans ce même régulateur 18 au signal correspondant au débit d'eau industrielle.En cas d'apparition d'un écart entre la valeur réelle du débit d'eau industrielle et le produit indiqué, à la sortie du réavulateur 18 du rapport apparat un signal d'action de réglage, qui agit sur l'actionneur 21 de l'organe de réglage et modifie le débit d'eau industrielle passant par-la conduite 5. La modification du débit d'eau industrielle entraîne la modification des propriétés électrophysiques de l'émulsion aqueuse de pétrole, par exemple de Sa conductibilité, de sa rigidité diélectrique, etc. Alors il se produit une modification des courants dans le circuit des électrodes 6 et 7 de l'électrodéshydrateur 1, ce qui se traduit concrètement par l'apparition d'impulsions de courant. Si aucune mesure n'est prise, ces impulsions se développent et donnent lieu à un percement électrique interrompu, qui perturbe le fonctionnement de l'électrodéshydrateur 1. L'une des mesures permettant d'éviter une perturbation du fonctionnement de l'électrodéshydrateur est la correction de la valeur du coefficient réel du rapport entre les débits de l'eau industrielle et du pétrole brut. Dans ce cas le signal provenant du capteur de courant 9 dans le circuit des électrodes 6 et 7 attaque l'entrée du bloc de différentiation 10, à la sortie duquel est dégagé un spectre complet des impulsions de courant ayant desatrplitudes et des taux de répétition différents. Ces impulsions attaquent simultanément l'entrée des sélecteurs d'amplitude 111 ,,, ....11n, ayant des seuils de fonctionnement différents : le sélecteur 112 est accordé pour une valeur d'amplitude égale à une unité conventionnelle ; le sélecteur îîî est accordée pour une valeur d'amplitude inférieure à une unité conventionnelle, par exemple égale à la moitié d'une unité conventionnelle ; les sélecteurs 11n sont raccordés pour des valeurs d'amplitude supérieures à une unité conventionnelle, par exemple 1,5 fois supérieures à une unité conventionnelle et plus. La valeur d'une unité conventionnelle et des seuils de fonctionnement des sélecteurs d'amplitude est déterminée par les paramètres constructifs de l'électrodéshydrateur 1. il convient d'adopter en tant qu'unité conventionnelle la valeur de l'amplitude de la première impulsion d'une série d'impulsions précédant un claquage électrique dans l'électrodéshydrateur 1. Lorsque la valeur de l'amplitude des impulsions indiquées ne dépasse le seuil de fonctionnement d'aucun des sélecteurs 111 . . . 11n1 ce qui confirme la possibilité d'augmenter le débit d'eau industrielle, aucune impulsion n'attaque l'entrée des compteurs 121 ... 12n. Dans ce cas le générateur 14 d'impulsions de rythme émet-en permanence, avec un certain taux de répétition, des impulsions qui attaquent l'entrée du conformateur d'impulsions de correction positive 15. Dans le conformateur 15 est réalisée la division de la fréquence des impulsions provenant du générateur 14 par un certain coefficient constant, dont la valeur est déterminée par les paramètres constructifs de l'électrodéshydrateur 1. Lorsque chacune des impulsions consécutives indiquées arrive, le conformateur 15 forme le signal suivant de niveau de correction positive, qui attaque l'entrée du formateur 17 à action de correction. Le s; > nal formé à la sortie du formateur 17 est envoyé à l'entrée du régulateur de rapport 18, dans lequel la valeur de rapport est corrigée, c'est-à-dire augmentée, ce qui provoque l'accroissement du débit d'eau industrielle amenée à l'électrodéshydrateur 1. Une telle augmentation par paliers du débit de l'eau industrielle a lieu jusqu'au moment où, à la sortie du compteur d'impulsions 12, apparaît un signal, ce qui signifie que la correction optimale est introduite, et dans le circuit des électrodes 6 et 7 de l'électrodéshydrateur t sont qpparues des impulsions de courant précédant un claquage électrique.Lorsque ce signal apparat, la génération des impulsions de rythme par le générateur 14 cesse, et de ce fait le signal d'action de correction préalablement formé par les confoxtaateurs 15 et 17 ne croît plus et reste au niveau atteint. Le débit d'eau industrielle cesse lui aussi de varier et reste au méme niveau. Dans ce cas les amplitudes des impulsions de courant et le nombre de ces impulsions dépassent les valeurs de seuil de fonctionnement du sélecteur d'amplitude 111 et le nombre d'impulsions provenant du sélecteur 12 au cours d'un certain intervalle de temps, qui est fixé par le relais temporisé 13 à programme. La valeur des intervalles et le nombre d'impulsions qui doivent passer au cours d'un intervalle de temps déterminé sont déterminés par les paramètres constructifs de l'électrodéshydrateur 1. Lors de la modification ultériéure des propriétés électrophysiques de l'émulsion aqueuse de petrole (de sa dispersité, de l'accroissement de la teneur en eau du pétrole brut, etc), l'amplitude des impulsions de courant et la fréquence d'apparition de ces impulsions croissent. Si dans ce cas l'amplitude des impulsions attaquant les entrées des sélecteurs d'anplitude 111 ... 11n dépasse le seuil de fonctionnement du sélecteur d'amplitude 112, et leur nombre dépasse le nombre d'impulsions dans l'intervalle de temps t2 assigné par le relais temporisé à programme 13, à la sortie du compteur d'impulsion 122 apparaissent des impulsions qui attaquent l'une des entrées du conformateur d'impulsions de correction négative 16. Depuis la sortie du conformateur 16 l'impulsion de correction négative obtenu attaque l'autre entrée du formateur à action de correction 17. Le débit d'eau industrielle diminue d'une valeur égale à la valeur de correction positive. L'intervalle de temps t3 d'action de correction négative est déterminé par les paramètres constructifs de l'électrodéshydrateur 1 et est assigné par le relais temporisé 13 à programme. Si au cours de l'intervalle de temps t3 indiqué aucune impulsion en provenance du compteur d'impulsions 122 n'est appliquée à l'entrée du conforsateur 16, la formation des -impulsions de correction négative cesse, le débit d'eau industrielle reste diminué, et le cycle de formation du signal d'action de correction se répète. Dans certaines situations technologiques, par exemple, en cas de modification brusque des propriétés électrophysiques de l'émulsion, l'amplitude et le nombre des impulsions dépasse les seuils de fonctionnement de tous les sélecteurs d'amplitude 111 .... 11n et le nombre assigné d'impulsions au cours des intervalles de temps t1 --- t n assignés par le relais temporisé 13 à programme. Dans ce cas, à la sortie des compteurs 12 12n apparaissent des impulsions qui ont pour effet d'interrompre l'émission d'impulsions par le générateur 14 d'impulsions de rythme, et le conformateur 15 cesse lui aussi de former des impulsions de correction positive. Les entrées du conformateur 16 d'impulsions de correction négative sont attaquées, dans ce cas, par "n" signaux. De la sortie du conformateur 16 les impulsions de correction négative d'amplitude et de durée égales à celles des impulsions de correction positive, mais de fréquence "n" fois plus grande que la fréquence des impulsions de correction positive, attaquent l'entrée du formateur 17 à action de correction, ce qui entraîne une brusque diminution de débit d'eau industrielle. Les électrodéshydrateurs équipés du dispositif proposé sont utilisés de préférence sur les chantiers pétroliers et dans les raffineries pour la préparation au raffinage du pétrole contenant une grande quantité de sels, d'eau et de boue. Le dispositif proposé pour la régulation automatique du processus de dessalement et de déshydratation du pétrole assure un fonctionnement stable et sans accidents de l'électrodéshydrateur. il assure la recherche automatique d'un régime optimal du processus lors de l'utilisation de différentes variétés de pétrole brut, et par conséquent l'amélioration de l'efficacité de l'ensemble du processus de dessalement et de déshydratation. Rien entendu, l'invention n'est nullement limité au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre deB revendication qui suit REVENDICATION Dispositif pour la régulation du processus de dessalement et de déshydratation du pétrole dans un électrodéshydrateur doté d'une conduite servant à l'amenée du pétrole brut et dans laquelle est incorporé un capteur de débit du pétrole brut, d'une conduite servant à l'amenée de l'eau industrielle et dans laquelle sont incorporés un capteur de débit d'eau industrielle et un organe de réglage avec une commande, les sorties desdits capteurs étant raccordées aux entrées correspondantes d'un régulateur du r.apport des débits de l'eau industrielle et du pétrole brut, dont l'une est raccordée à un formateur à action de correction, la sortie de ce régulateur étant raccordée à l'entrée de la commande dudit organe de réglage de l'amenée de l'eau industrielle, tandis qu'à l'intérieur du réservoir de l'électrodéshydrateur sont suspendues des électrodes raccordées à un transformateur dans l'un des enroulements duquel est inséré un capteur de courant raccordé à un bloc de différentiation, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux sélecteurs d'amplitude raccordés à la sortie du bloc de différentiation et au moins deux compteurs d'impulsions raccordés aux sorties correspondantes de ces sélecteurs qui, à leur tour, sont raccordés aux entrées d'un relais temporisé à programme, tandis que les sorties des compteurs d'impulsions sont raccordées, l'une à un conformateur d'impulsions de correction négative, et l'autre, par l'intermédiaire d'un générateur d'impulsions de rythme, à un conformateur d'impulsions de correction positive, les sorties des conformateurs d'impulsions de correction négative et de correction positive étant raccordées aux entrées du formateur à action de correction.