Аппарат для обезвоживания нефти

 

Изобретение касается подготовки нефти и может быть использовано для разделения смеси двух несмешивающихся жидкостей преимущественно в нефтяной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Аппарат для обезвоживания нефти включает емкость, устройство для ввода эмульсии и горизонтальный короб. Короб установлен над устройствами для ввода эмульсии. Над ним смонтированы распределители эмульсии. Короб содержит внутренние перегородки, установленные вдоль его боковых стенок с окнами-прорезями как на боковых стенках, так и на продольных перегородках. Короб внутри над устройствами для ввода эмульсии снабжен продольной перегородкой с поперечными ребрами. Нижняя кромка этой перегородки расположена ниже переливных кромок прорезей (окон) на внутренних перегородках короба. Прорези на боковых стенках короба выполняют с возможностью изменения положения их переливной кромки. Для этого на внешней стороне боковых стенок короба устанавливают подвижные планки, которые можно перемещать по высоте. Кроме того, прорези на боковых стенках короба и его продольных перегородках желательно располагать в шахматном порядке. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано для разделения смеси двух несмешивающихся жидкостей преимущественно в нефтяной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен аппарат для совместной подготовки нефти и воды, по совокупности признаков наиболее близкий к предлагаемому. Аппарат включает емкость с устройствами для ввода эмульсии и вывода отделившихся воды и нефти, распределители эмульсии и установленный под ними, но над устройствами для ввода эмульсии, горизонтальный короб с продольными перегородками внутри него, установленными вдоль боковых стенок короба. На боковых стенках короба и в его продольных перегородках выполнены прорези (окна).

Недостатком данного аппарата является: неравномерность загрузки распределителей эмульсии, в связи с чем возникает возмущение промежуточного слоя, образующегося при разделении эмульсии нефть-вода, вынос его в слой отделившейся нефти и, как следствие, ухудшение ее качества; недостаточное использование объема аппарата, в результате чего сокращается время пребывания эмульсии в аппарате; практически отсутствует подготовка эмульсии к расслоению, что снижает эффективность работы аппарата (его производительность, качество выходящих из аппарата нефти и воды).

В основу изобретения положена задача создания аппарата высокой производительности, стабильного в работе и позволяющего получить продукты разделения нефть и воду с высоким качеством (низкое содержание нефти в воде и воды в нефти).

Поставленная задача решается тем, что аппарат для обезвоживания нефти включает емкость, устройства для ввода эмульсии и вывода продуктов разделения (воды и нефти), распределители эмульсии, горизонтальный короб, установленный над устройствами ввода эмульсии, но под распределителями, и содержащий внутренние перегородки вдоль его боковых стенок с прорезями на этих перегородках и стенках. Короб содержит установленную над устройствами для ввода эмульсии продольную перегородку с поперечными ребрами, нижняя кромка которой должна быть ниже переливных кромок прорезей (окон) на внутренних продольных перегородках короба. Прорези на боковых стенках короба выполняют с возможностью изменения положения их переливной кромки. Положение этой кромки меняют так, чтобы площадь проходного сечения прорезей на боковых стенках короба была больше максимальной площади проходного сечения прорезей на продольных перегородках. Для этого на внешней стороне боковых стенок короба устанавливают подвижные планки, которые можно перемещать по высоте. При этом проходное сечение прорезей на боковых стенках будет меняться. Кроме того, прорези на боковых стенках короба и его продольных перегородках желательно располагать в шахматном порядке.

Преимущество предлагаемого аппарата состоит в том, что в нем осуществлены подготовка эмульсии к разделению и ее разделение, тем самым интенсифицирован процесс обезвоживания нефти. Отличительные признаки (продольная перегородка, ребра, расположение прорезей и другие) создают условия для коалесценции капель воды путем изменения направления движения потоков эмульсии как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости непосредственно в процессе распределения эмульсии в объеме аппарата. При этом в потоках эмульсии создаются гидродинамические возмущения, в результате чего, как показали промысловые исследования, происходит укрупнение капель воды, что увеличивает эффективность их отделения в отстойной зоне аппарата. Кроме того, дополнительно это обеспечивается путем равномерности распределения эмульсии по межфазной поверхности аппарата, что достигается регулировкой горизонтальности положения переливных кромок окон на боковых стенках короба. Таким образом, из-под короба в распределители поступает эмульсия, уже подготовленная к расслоению. В результате из аппаратов обезвоживания получают товарную нефть с содержанием остаточной воды 0,01-0,02 мас. При этом производительность аппарата в 1,5-2 раза превышает производительность аналогов и прототипов.

На фиг.1 показан предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг.2 дано сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 вид по стрелке В на фиг.3.

Аппарат включает емкость 1, устройства для ввода эмульсии 2, вывода нефти 3, вывода воды 4. Над устройством ввода эмульсии установлен короб 5, закрепленный на поперечных перегородках 6. Внутри короба, вдоль его боковых стенок 7, смонтированы перегородки 8, образующие камеру для подготовки эмульсии к расслоению и отделению свободной воды (см. фиг.2). Непосредственно над устройством ввода эмульсии внутри короба установлена продольная перегородка 9 с ребрами 10, изменяющими направление движения эмульсии, образующими гидродинамические возмущения в ее потоке (см. фиг.3).

На стенках 7 короба и продольных перегородках 8 выполнены в нижней части соответственно прорези 11 и 12 (см. фиг.4). Прорези расположены относительно друг друга в шахматном порядке. При этом площадь проходного сечения прорезей на продольных перегородках короба больше максимальной площади проходного сечения прорезей на боковых стенках. Над прорезями 11 в стенках установлены распределители 13. На боковых стенках короба установлены планки 14 с возможностью перемещения по высоте прорезей с помощью винтовой пары 15. Нижние кромки планок расположены не выше переливной кромки прорезей в стенках.

Перед началом работы в аппарате, установленном на фундаменте, выверяют горизонтальность расположения короба. Регулируя винтовой парой 15, достигают строго горизонтального расположения планок 14, что обеспечивает равномерный излив эмульсии по длине короба через прорези в его боковых стенках.

Аппарат работает следующим образом.

Промысловая эмульсия, обработанная деэмульгатором, через устройство 2 поступает под короб 5 в пространство, разделенное перегородками 8 и 9. При движении эмульсии вдоль короба происходит гидродинамическое возмущение потока из-за изменения направления линий тока при обтекании ребер 10. Этот же эффект достигается за счет смещения относительно друг друга (в шахматном порядке) прорезей в боковых стенках 7 и продольных перегородках 8. Многократные повороты линий тока эмульсий и изменение скоростей движения эмульсионных потоков вызывает образование микровихрей, что, как показали промысловые исследования, способствует укрупнению капель воды в эмульсии основной стадии подготовки ее к расслоению.

Эмульсия через прорези 11 в боковых стенках короба поступает в распределители 13 и через их боковые стенки равномерно распределяется в отстойной зоне. Этим достигается выравнивание нагрузки на межфазную поверхность в аппарате, что повышает эффективность разделения эмульсии на нефть и воду. Вода в зонах между прорезями 11 движется вниз аппарата и выводится через устройство 4. Отделившаяся нефть выводится через устройство 3. В процессе работы аппарата межфазным регулятором поддерживается уровень раздела фаз нефть-вода.

Предлагаемое решение позволяет обеспечить подготовку эмульсии к расслоению, а также более равномерную загрузку короба поступающей в аппарат эмульсией. Расположение кромок перегородок короба и переливных кромок прорезей, а также расположение прорезей на перегородках и стенках в шахматном порядке позволяет наиболее оптимально организовать гидродинамику потоков эмульсии как внутри короба, так и в аппарате в целом.

Кроме того, выполнение прорезей на боковых стенках с возможностью изменения положения их переливных кромок позволит равномерно загрузить все распределители эмульсии в аппарате.

Таким образом, изобретение позволит значительно повысить эффективность работы аппарата, его стабильность и надежность.

Формула изобретения

1. АППАРАТ ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТИ, включающий емкость, устройства для ввода эмульсии и вывода продуктов ее разделения, распределители эмульсии, горизонтальный короб, установленный над устройствами ввода эмульсии под распределителями и содержащий внутренние перегородки вдоль стенок с прорезями на перегородках и стенках, отличающийся тем, что короб снабжен установленной над устройствами для ввода эмульсии продольной перегородкой с поперечными ребрами, нижняя кромка которой ниже переливных кромок прорезей на внутренних перегородках, прорези на боковых стенках короба выполнены с возможностью изменения положения их переливной кромки.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что короб снабжен планками, установленными на внешней стороне стенок с возможностью перемещения их по высоте прорезей.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что прорези на боковых стенках короба и на его внутренних перегородках расположены в шахматном порядке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4