ЭЛЕКТРОДЕГИДРАТОР

Полезная модель относится к аппаратам для обезвоживания и обессоливания нефти и очистки нефтепродуктов, и может быть использована в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности.
Известен электродегидратор для нефти и нефтепродуктов, содержащий корпус, систему ввода сырья, штуцер вывода нефти, сборник отделенной воды, два высоковольтных источника питания и пластинчатые электроды, расположенные в вертикальных пересекающихся плоскостях и поочередно соединенные с разнофазными источниками питания (патент США 4126537, В01Д 13/02, В03С 5/00, опубл. 21.11.78 г.).
Недостатком этого аппарата является низкая эффективность и надежность работы и высокие энергозатраты при обычной для нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности входной обводненности сырья, как правило, превышающей 3% об. Это связано с тем, что исходное сырье с максимальной обводненностью сначала поступает в зону максимальной напряженности электрического поля на участке минимального расстояния между пластинчатыми электродами. Поэтому на этом участке наиболее высока вероятность электрических пробоев, вызываемых интенсивным формированием токопроводящих цепочек из капель воды, приводящих к существенному снижению напряжения на электродах и эффективности процесса коалесценции во всем объеме межэлектродного пространства.
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, в котором электроды выполнены в виде параллельных решеток, каждая из которых смещена относительно соседней по высоте (Патент РФ на полезную модель №106131 В01D17/06, опубл. 10.07.2011).
Недостатком этого аппарата 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.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение эффективности, уменьшение продолжительности деэмульгирования и снижение энергозатрат.
2
Поставленная задача достигается тем, что в электродегидраторе, 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, при этом электроды выполнены в виде параллельных решеток, каждая из которых смещена относительно соседней по высоте, согласно полезной модели, параллельные решетки оборудованы излучателями ультразвуковых колебаний. Кроме того, режим ультразуковых колебаний составляет: частота 42-46 кГц, интенсивность излучения 3-5 Вт/см. Сущность полезной модели поясняется чертежом.
2
На чертеже показан продольный разрез электродегидратора. Электродегидратор содержит заземленный корпус 1, систему ввода и распределения сырья 2, штуцер вывода нефти 3, штуцер вывода воды 4 и электродную систему в виде размещенных в вертикальной плоскости параллельных решеток 5 и 6, соединенных через одну с соответствующими источниками питания 7 и 8. Элементы электродной системы выполнены в виде параллельных решеток 5 и 6 соединенных через одну с соответствующими высоковольтными источниками питания 7 и 8. Решетки закреплены на балках, подвешенных на изоляторах. Параллельные решетки 5,6 оборудованы излучателями ультразвуковых колебаний 9, которые подсоединены к генератору 10. Оптимальный режим ультразуковых колебаний составляет: частота 42-46 кГц, интенсивность излучения 3-5 Вт/см.
Электродегидратор работает следующим образом. Нефть в смеси с водой подают в систему ввода и распределения сырья 2. Внутри аппарата она проходит восходящим потоком, обрабатывается электрическим полем и ультразвуковым излучением при прохождении электродной системы и выводится через систему сбора и вывода нефти 3. В электрическом поле на капли воды, находящейся в нефти, действуют силы взаимного притяжения, в результате чего капли укрупняются и осаждаются в нижнюю часть аппарата, где с помощью автоматики поддерживает постоянный уровень воды, сбрасывая ее избыток. Электрическое поле существуют как между соседними. решетками, соединенными с источниками питания, подключенным к разным фазам сети переменного тока, так и между нижерасположенной решеткой и уровнем воды. Под действием ультразвуковых волн пузырьки, подходящие к границе раздела сред, интенсивно колеблются. Такой пузырек несет с собой воду в виде окружающей его пленки. В нефтяной среде эта пленка измельчается и капельки воды рассеиваются в нефти, образуя обратную эмульсию. Это позволяет повысить эффективность, уменьшить продолжительность деэмульгирования и снизить энергозатраты.
При оценке заявляемого устройства следует иметь в виду, что основной характеристикой электрического поля является его напряженность, определяемая разностью потенциалов между соседними элементами электродов и расстоянием между ними. Укрупнение капель происходит под действием сил взаимного притяжения, зависящих от напряженности электрического поля, расстояния между каплями и их радиусов. Чем ближе капли находятся друг к другу, тем сильнее они притягиваются и быстрее сливаются.
Каждой напряженности электрического поля соответствует свой равновесный размер капель воды, которые могут существовать в нем: более мелкие укрупняются, более крупные дробятся.
В отличие от аналогов заявляемая полезная модель обеспечивает повышение эффективности и надежности работы аппарата, снижение энергозатрат за счет применения излучателей ультразвуковых колебаний.