Аппарат для разделения водонефтяной эмульсии

 

Использование: изобретение может применяться при подготовке к транспорту нефти и нефтепродуктов. Цель изобретения: повышение эффективности разделения. Сущность изобретения: в горизонтальной цилиндрической емкости установлены распределитель эмульсии, сборники нефти и воды, вертикальная кольцевая перегородка и осевая горизонтальная перегородка, выполненная из поперечных лотков, днища которых наклонены по ходу движения потока и попеременно обращены вверх и вниз. В зазорах между лотками размещены теплообменные элементы. В нижней части днищ лотков, обращенных вниз, и в верхней части лотков, обращенных вверх, выполнены перфорации. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для разделения водонефтяной эмульсии, используемым при подготовке к транспорту нефти и нефтепродуктов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является аппарат для разделения водонефтяной эмульсии, содержащий горизонтальную цилиндрическую емкость с распределителем эмульсии, сборником нефти и сборником воды, диск, установленный на торце распределителя эмульсии и обращенный к сборнику нефти, вертикальную кольцевую перегородку и осевую горизонтальную перфорированную перегородку [1] .

Наличие в емкости осевой горизонтальной перфорированной перегородки обеспечивает формирование в средней части емкости водяного слоя, осуществляющего промывку нефти.

Общим недостатком известных аппаратов является низкая эффективность при разделении высоковязких устойчивых водонефтяных эмульсий, обусловленная наличием в емкости на границе раздела нефть-вода промежуточного слоя, препятствующего прохождению через него глобул нефти и воды. Глобулы, пребывающие в промежуточном слое и в непосредственной близости от него, находятся в неподвижном состоянии, увеличивая тем самым сопротивление слоя.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения устойчивых высоковязких водонефтяных эмульсий путем разрушения промежуточного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном аппарате для разделения водонефтяной эмульсии, содержащем горизонтальную цилиндрическую емкость с распределителем эмульсии, сборником нефти и сборником воды, диск, установленный на торце распределителя эмульсии и обращенный к сборнику нефти, вертикальную кольцевую перегородку и осевую горизонтальную перфорированную перегородку, согласно изобретению, осевая горизонтальная перфорированная перегородка выполнена из поперечных лотков с наклонным по ходу движения потока днищами, последовательно обращенными вверх и вниз, при этом в зазорах между лотками размещены теплообменные элементы, а перфорации выполнены в нижней части днищ, лотков обращенных вниз, и в верхней части днищ лотков, обращенных вверх.

Теплообменные элементы выполнены в виде горизонтального трубчатого змеевика.

На фиг. 1 изображен аппарат для разделения водонефтяной эмульсии; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Аппарат содержит горизонтальную цилиндрическую емкость 1, распределитель эмульсии 2 в виде перфорированного барабана, соединенного с патрубком 3 входа эмульсии и расположенного соосно с емкостью, сборник нефти 4 в виде перфорированного барабана, соединенного с патрубком 5 выхода нефти и расположенного в верхней части емкости поперек ее продольной оси, сборник воды 6 в виде горизонтальной перфорированной трубы, соединенной с патрубком 7 выхода воды и расположенной в нижней части емкости, вертикальную кольцевую перегородку 8 и осевую горизонтальную перфорированную перегородку. Последняя выполнена из поперечных лотков 9 с наклонными по ходу движения потока днищами. Лотки 9 последовательно обращены вверх и вниз. Обращенные вниз лотки 9 имеют перфорации 10, расположенные в нижней части днищ, а обращенные вверх лотки - перфорации 11, расположенные в верхней части днищ. В зазорах между лотками 9 установлены теплообменные элементы, выполненные в виде горизонтального трубчатого змеевика 12. К торцу барабана 2, обращенному к сборнику 3 и к лоткам 9, прикреплен диск 13.

В емкости 1 на уровне лотков 9 установлен датчик 14 уровня раздела нефть-вода, связанный с исполнительным механизмом.

Аппарат работает следующим образом.

Водонефтяная эмульсия поступает через патрубок 3 в барабан 2, в котором происходит гашение основной энергии входного потока. Вытекающие из перфораций барабана 2 струи движутся радиально к стенке емкости 1, при этом вовлечение этими струями жидкости отстаиваемого объема в совместное радиальное движение не происходит благодаря наличию диска 13. В пространстве между диском 13 и перегородкой 8 поток изменяет направление своего движения на противоположное и через отверстие в перегородке 8 направляется в центральную зону емкости 1. В этой зоне эмульсия разделяется на нефть и воду. Уровень раздела нефть-вода в емкости 1 поддерживается с помощью датчика 14 на высоте расположения лотков 9.

В процессе отстаивания эмульсии на границе раздела нефть-вода формируется пограничный слой. В этом слое в результате нагрева от змеевика 12 возникают конвективные токи, приводящие в движение глобулы нефти и воды, находящиеся как в слое, так и в непосредственной близости от него. Нагрев промежуточного слоя сопровождается снижением его вязкости, разрушением бронирующих оболочек на глобулах нефти и воды и переходом слоя в легкоподвижное неустойчивое состояние. Стенки лотков 9 способствуют интенсивному разрушению промежуточного слоя.

Глобулы воды, находящиеся в промежуточном слое над лотками 9, проваливаются в лотки, обращенные днищем вниз. В этих лотках глобулы воды скатываются по наклонным днищам вниз, укрупняясь при этом. Из нижней части лотков 9 вода выходит через перфорации 10. Глобулы нефти, находящиеся в промежуточном слое под лотками 9, при всплывании вверх попадают в лотки, обращенные днищем вверх. В процессе своего перемещения по наклонным днищам обращенных вверх лотков 9 глобулы нефти укрупняются, образуя в верхней части лотков сплошную фазу, которая выходит из лотков через перфорации 11.

Часть глобул нефти и воды проходит промежуточный слой через зазоры между лотками 9. В этих зазорах глобулы нагреваются от змеевика 12. Нагрев глобул сопровождается разрушением обволакивающих их бронирующих оболочек. Выделившиеся из глобул нефти капли воды и из глобул воды капли нефти укрупняются на перекрывающих друг друга стенках лотков 9 и змеевика 12.

Потоки воды, вытекающие из перфораций 10 лотков 9 и из зазоров между лотками, промывают нефть, находящуюся под лотками.

Освобожденная от воды нефть собирается в сборнике 4, из которого выводится через патрубок 5. Вода собирается в сборнике 6 и выводится через патрубок 7.

Выполнение осевой горизонтальной перфорированной перегородки в виде лотков 9 и размещение в зазорах между лотками змеевика 12 обеспечивает снижение сопротивления промежуточного слоя перехода через него глобул нефти и воды.

Экономический эффект возникает за счет повышения эффективности разделения водонефтяной эмульсии. (56) Авторское свидетельство N 1491542, кл. В 01 D 17/04, 1987.

Формула изобретения

1. АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ , содеpжащий гоpизонтальную цилиндpическую емкость с pаспpеделителем эмульсии, сбоpником нефти и сбоpником воды, диск, установленный на тоpце pаспpеделителя эмульсии и обpащенный к сбоpнику нефти, веpтикальную кольцевую пеpегоpодку и осевую гоpизонтальную пеpфоpиpованную пеpегоpодку, отличающийся тем, что осевая гоpизонтальная пеpфоpиpованная пеpегоpодка выполнена из попеpечных лотков с наклонными по ходу движения потока днищами, обpащенными попеpеменно ввеpх и вниз, аппаpат снабжен теплообменными элементами, pазмещенными между лотками, а пеpфоpации выполнены в нижней части днищ лотков, обpащенных вниз и в веpхней части днищ лотков, обpащенных ввеpх.

2. Аппаpат по п. 1, отличающийся тем, что теплообменные элементы выполнены в виде гоpизонтального тpубчатого змеевика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2