СМЕСИТЕЛЬ-ЭЛЕКТРОКОАЛЕСЦЕНТОР
MIXER-ELECTROCOALESCENTRE

Смеситель-электрокоалесцентор относится к устройствам для смешения нефти с водой при ее обессоливании и для обработки водонефтяной эмульсии в электрическом поле и может быть использовано на предприятиях нефтегазового комплекса, преимущественно для процессов обессоливания и обезвоживания нефти.
Известен «Аппарат для обессоливания нефтяных эмульсий» [а.с. 1101255 (СССР), кл. В01В 17/06, опубл. в БИ 1984, №25, Ю.Н. Швецов, А.А. Юнусов, А.К. Мухаметзянов, Г.М. Ахмадиев, М.А. Тахауов, С.Ш. Гершуни, В.А. Лукьянов], согласно которому он снабжен устройством для электропульверизирования промывочной воды в нефть.
Недостаток заключается в том, что электроды расположены поперек потока и в предлагаемой конструкции не полностью используется гидродинамика водонефтяной эмульсии для диспергирования жидкостей.
Из известных наиболее близким по технической сущности является «Устройство для электрической обработки водонефтяной эмульсии» [а.с.1058576 (СССР), кл. В01В 17/06, опубл. в БИ 1983, №45, С.Ш. Гершуни, А.В. Грибанов, Е.Я. Лапига, В.И. Логинов, С.М. Мельников], включающее цилиндрический корпус, в котором установлен электрод в виде отрезка трубы и сопло для подачи эмульсии, расположенное со стороны одного из торцов электрода.
Недостатком устройства, взятого за прототип, является то, что в предлагаемой конструкции в одном корпусе объединены два процесса создания и разрушения эмульсии воды в нефти, требующие для своего проведения противоположных условий.
Техническим результатом предлагаемого устройства является возможность объединения в одном корпусе двух близких по условиям проведения процессов: создания эмульсии и разрушения адсорбционных оболочек на каплях воды силами электрического поля. Кроме того, направленное течение потоков рабочих жидкостей предотвращает образование структур из капель воды, приводящих к короткому замыканию электродов.
Это достигается тем, что в смесителе-электрокоалесценторе, включающем вертикальный заземленный корпус, соосно которому размещен электрод, в нижней части, по оси корпуса размещена форсунка для подачи воды. Стенки смесительных патрубков находятся под напряжением и являются внешним электродом по отношению к соплам, которые входят внутрь этих патрубков. Напряжение к электроду подведено через токоведущий тросик и проходной изолятор от повышающего трансформатора, согласно предлагаемому изобретению корпус выполнен в виде трубы Вентури. Переменное электрическое поле внутри корпуса создается между центральным стержневым электродом и стенками смесительной камеры трубы Вентури, а также между форсункой и конфузорной частью трубы Вентури. Таким образом, реализовано устройство для электропульверизирования промывочной воды в нефть.
Введение новых элементов и связей между ними обеспечивает решение поставленной задачи.
Выведение стадии разделения эмульсии из аппарата позволяет существенно уменьшить габариты.
Использование трубы Вентури вместо отрезка трубы позволяет использовать гидродинамические эффекты в конфузорной и диффузорной частях и получить тот же результат при меньших энергозатратах.
Процесс электропульверизирования промывочной воды в нефть организован между форсункой и конфузорной заземленной частью трубы Вентури, что предотвращает образование структур из капель воды, приводящих к короткому замыканию электродов.
На фиг.1 схематически изображен общий вид смесителя-электрокоалесцентора.
Смеситель-электрокоалесцентор (фиг.1) содержит:
1 - форсунка смесителя;
2 - токоведущие тросики;
3 - штуцер с проходным изолятором;
4 - труба из непроводящего материала;
5 - патрубок ввода водонефтяной эмульсии;
6 - штуцер крепления патрубка ввода воды;
7 - патрубок ввода воды;
8 - соединительная муфта;
9 - конфузор;
10 - смесительная камера;
11 - стержневой электрод;
12 - диффузор.
При этом смеситель-электрокоалесцентор собран в вертикальном корпусе, выполненном в виде трубы Вентури, и заземлен. По оси смесительной камеры 10 размещен стержневой электрод 11. Поле внутри корпуса, выполняющего роль электрокоалесцентора, создается между стержневым электродом 11 и стенками смесительной камеры 10 трубы Вентури. Форсунка смесителя 1 для подачи воды размещена соосно с корпусом, под конфузором 9 трубы Вентури и на нее подается напряжение от повышающего трансформатора. Противоэлектродом форсунки является конфузор 9 заземленного корпуса. Крепление форсунки выполнено через штуцер крепления патрубка ввода воды 6. Металлическая форсунка смесителя 1 крепится на отрезке трубы из непроводящего материала 4, которая в свою очередь зафиксирована на патрубке подвода воды 7 через соединительную муфту 8. Исходная водонефтяная эмульсия поступает через патрубок ввода водонефтяной эмульсии 5. Напряжение к стержневому электроду 11 и форсунке смесителя 1 подведено через токоведущие тросики 2 и крышку штуцера с проходным изолятором 3 от повышающего трансформатора.
Работает смеситель-электрокоалесцентор следующим образом. Исходная водонефтяная эмульсия подается в корпус снизу вверх через патрубок ввода водонефтяной эмульсии 5. Эмульсия содержит капли соленой воды. Через форсунку 1 в поток вводится мелко диспергированная силами электрического поля вода в количестве 3-5%. Начинается процесс слияния пресной и соленой воды. В конфузорной части трубы Вентури скорость увеличивается и под действием сил давления капли разного диаметра движутся с разной скоростью. В результате происходит их столкновение и слияние. Процессу способствует переменное электрическое поле, которое разрушает адсорбционные слои на каплях. Процесс разрушения адсорбционных слоев на каплях и слияния их завершается в смесительной камере 10 трубы Вентури.
Использование предложенного устройства позволяет существенно интенсифицировать процесс электрообессоливания нефти.