Способ подготовки нефти к переработке и устройство для его осуществления

Изобретение может применяться для переработки нефти на нефтеперерабатывающих и нефтедобывающих предприятиях в установках обессоливания и обезвоживания нефти. Способ включает пропускание нефти через рабочую камеру и одновременное воздействие акустическими колебаниями и гидроударами. Воздействие осуществляют в потоке, причем в поток нефти вводят воду, после чего поток пережимают до образования каверны за зоной пережатия. Устройство содержит патрубок и смеситель в виде усеченных конусов, соединенных цилиндром. В цилиндре на оси в виде соединенных меньшими основаниями усеченных конусов расположена кавитирующая вставка. Технический результат состоит в повышении производительности и эффективности воздействия на поток нефти. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области переработки нефти и может быть использовано на нефтеперерабатывающих и нефтедобывающих предприятиях в установках обессоливания и обезвоживания нефти.

Сырая нефть содержит хлористые соли, вызывающие коррозию оборудования и образование отложений. При температуре перегонки нефти содержащиеся в ней хлориды кальция и магния подвергаются гидролизу, что способствует увеличению содержания хлористого водорода в потоке.

Технология подготовки нефти на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ) обеспечивает снижение коррозии, однако работа ЭЛОУ зависит от эффективности перемешивания нефти с водой. При этом добиваются минимального размера капель воды, с тем чтобы в электродегидраторе имело место эффективное разрушение эмульсии.

Известен способ подготовки нефти к переработке, включающий подачу водяного пара в поток нефти, ее предварительный подогрев и последующее отстаивание, причем поток нефти на участке подачи пара преобразуют сначала из ламинарного в турбулентный, а затем опять в ламинарный (патент РФ №2162725, В 01 D 17/04, 17.04.2000 г.).

Известный способ характеризуется недостаточной эффективностью, поскольку при введении пара невозможно обеспечить необходимое содержание воды в нефти и требуемую степень ее диспергирования. Кроме того, турбулизации потока недостаточно для эффективного диспергирования капель воды.

Наиболее близким к предложенному является способ подготовки нефти к переработке, включающий подачу нефти в рабочую камеру и одновременное воздействие низкочастотными акустическими колебаниями, вибрационными затопленными струями и гидроударами по всему объему рабочей камеры (см. патент РФ №22079328, B 01 D 17/04, 20.05.1997 г.).

Однако известный способ обладает низкой производительностью, поскольку воздействие в нем осуществляется на замкнутый объем нефти в рабочей камере.

К недостаткам известного способа следует отнести также сложность реализации и недостаточную эффективность, обусловленные тем, что в известном способе по существу используются три источника воздействия на объем нефти, причем мощность каждого из источников ограничена.

Наиболее близким к предложенному устройству является устройство по вышеупомянутому патенту №2162725, содержащее последовательно размещенные патрубок, соосный направлению потока нефти, и смеситель в виде обращенных друг к другу меньшими основаниями усеченных конусов, разнесенных по оси трубопровода и соединенных по меньшим основаниям цилиндром, образующим проточную часть смесителя.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность обработки потока нефти.

Техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является одновременное повышение производительности и эффективности воздействия на поток нефти.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе, включающем пропускание нефти через рабочую камеру и одновременное воздействие акустическими колебаниями и гидроударами, воздействие осуществляют в потоке, причем непосредственно перед воздействием в поток нефти вводят воду, после чего поток пережимают до образования каверны за зоной пережатия.

Указанная цель достигается также тем, что известное устройство, содержащее патрубок и смеситель в виде обращенных друг к другу меньшими основаниями усеченных конусов, разнесенных по оси трубопровода и соединенных по меньшим основаниям цилиндром, образующим проточную часть смесителя, проточная часть смесителя выполнена с осесимметричной кавитирующей вставкой.

Кроме того, патрубок может быть расположен во входной части смесителя, на его оси.

Целесообразно также снабдить устройство входным тройником, расположенным на оси смесителя, патрубок выполнить Г-образным, причем его вход разместить в отверстии тройника, перпендикулярном оси смесителя.

При этом осесимметричная кавитирующая вставка может быть выполнена в виде крыльчатки.

И, наконец, осесимметричная кавитирующая вставка может быть расположена на оси, выполненной в виде обращенных друг к другу меньшими основаниями усеченных конусов.

На фиг.1, 2 изображены варианты выполнения предлагаемого устройства, на фиг.3 - возможная схема ЭЛОУ.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит (фиг.1, 2) смеситель 1, водоподающий патрубок 2, усеченные конуса 3, 4, проточную часть 5 смесителя и кавитирующую вставку 6.

Устройство, показанное на фиг.1, содержит также тройник 7 и Г-образный патрубок 2, вход 8 которого размещен в поперечном отверстии 9 тройника 7. В этом варианте устройства вставка 6 выполнена в виде крыльчатки, жестко (без возможности вращения) установленной на оси 10, выполненной в виде усеченных конусов 11, 12.

Установка по фиг.3 содержит подающие насосы 13, 14, смесители 1 с тройниками 7, разделенные термохимическим отстойником 15, и электродегидратор 16.

Ось 10 (фиг.1, 2) может устанавливаться на шпильках 17. Вставка 6 на фиг.1 выполнена в виде крыльчатки 18, а на фиг.2 - в виде усеченного конуса 19.

Осуществление способа рассмотрим на примере работы устройства. Поток нефти подается на вход тройника 7, и через вход 8 патрубка 2 в него вводится вода. Проходя между лопастями крыльчатки 18 (фиг.1) или в зазоре между конусом 19 (фиг.2) и стенкой проточной части 5 смесителя 1, поток пережимается, ускоряется, и давление насыщенных паров в нем падает. В результате в потоке образуются микропузырьки, схлопывающиеся в зоне 20 кавитации за вставкой 6. В зоне 20 кавитации происходит не только диспергирование воды и равномерное распределение микрокапель воды по объему потока, но и эффективное воздействие на надмолекулярную структуру потока за счет воздействия на поток акустическими колебаниями и гидроударами.

Как показано на фиг.3, в поток нефти, подаваемый на вход первого смесителя 1 насосом 13, с помощью насоса 14 вводится деэмульгатор. Второй смеситель 1 установлен после отстойника 15, в результате чего обессоливание осуществляется в две ступени.

Повышению эффективности обработки нефти способствует и выполнение оси 10 в виде двух конических полуосей. При этом вода подводится к вставке 6, а эмульсия отводится от него более равномерно.

Следует отметить также, что возможны комбинированные варианты устройства, например с тройником 7 и двумя патрубками 2, один из которых расположен в полости тройника 7, а второй до вставки 6 или после нее, как показано на фиг.2.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет достичь высокой производительности и эффективности достаточно простыми и надежными средствами.

1. Способ подготовки нефти к переработке, включающий пропускание нефти через рабочую камеру и одновременное воздействие акустическими колебаниями и гидроударами, отличающийся тем, что воздействие осуществляют в потоке, причем непосредственно перед воздействием в поток нефти вводят воду, после чего поток пережимают до образования каверны за зоной пережатия.

2. Устройство для осуществления способа подготовки нефти к переработке, содержащее патрубок и смеситель в виде обращенных друг к другу меньшими основаниями усеченных конусов, разнесенных по оси трубопровода и соединенных по меньшим основаниям цилиндром, образующим проточную часть смесителя, отличающееся тем, что проточная часть смесителя выполнена с осесимметричной кавитирующей вставкой, расположенной на оси, выполненной в виде обращенных друг к другу меньшими основаниями усеченных конусов.