Аппарат для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом поле

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 Я 1 594 В 01 0 ИЯ ПИСАН ИЗО СНИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСН Ленинции не и е.Ф.Махов,рисова параой и позпроОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ново-Уфимский орденаордена Октябрьской Революперерабатывающий завод(56) Патент США У 3597346,кл. 204-302, 1971,(54) АППАРАТ ДЛЯ КОАЛЕСЦЕНЦИИ ВОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОПОЛЕ(57) Изобретение относится к там для коалесценции водонеф эмульсии в электрическом пол воляет повысить эффективност цесса коалесценции и надежность работы аппарата, Аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус с входным и выходным штуцерами и коаксиально расположенный в нем высоко- потенциальный электрод в виде пруткового пучка, выполненного многоярусным, причем ярусы соединены поперечными перегородками, диаметр которых уменьшается в направлении к выходному штуцеру. Диаметр прутков электрода в каждом ярусе возрастает, а количество пучков уменьшается в направлении к выходному штуцеру, Поперечные перегородки электрода выполнены ступенчатой формы. Ближай- а ший к выходному штуцеру ярус электрода предпочтительно выполнен в виде заглушенного отрезка трубы. С: 4 з.п. ф-лы, 6 ил.35 40 45 50 55 Изобретение относится к устройствам для обработки водонефтянойэмульсии в электрическом поле и может быть использовано в нефтяной,нефтеперерабатывающей, газовой идругих отраслях промышленности.Цельизобретения - повышение эффективности процесса коалесценциии надежности работы аппарата.На фиг.1 схематически изображенпредлагаемый аппарат для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом поле, продольный разрез; нафиг.2 - сечение А-А на фиг.1; нафиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, нафиг.4 - сечение В-В на фиг.1, нафиг.5 - узел Е на. фиг.1 на фиг.6 узел ЕЕ на фиг,1 (вариант выполнения).Аппарат содержит заземленный цилиндрический корпус 1 с входным 2и выходным 3 штуцерами. По оси аппарата размещен высокопотенциальныйэлектрод 4, выполненный из .размещенных в несколько ярусов пучков прутков, соединенных поперечными перегородками 5, Электрод с помощью токоведущего тросика 6 соединен черезпроходной изолятор 7 с высоковольтным трансформатором 8. Электрод установлен на опорные изоляторы 9,отцентрирован ребрами 10 из диэлектрика,Ближайший к выходному штуцеру 3ярус электрода выполнен в виде отрезка трубы 11 с заглушкой 12,Наиболее целесообразно такое выполнение электрода, когда ярусы последнего выполнены из прутков, диаметр которых возрастает в направлении к выходному штуцеру, причем ярусы электрода выполнены с количествомпрутков, уменьшающимся в направлении к выходному штуцеру. Поперечйыеперегородки выполнены ступенчатойформы. Ближайший к выходному штуцеру ярус электрода выполнен в видезаглушенного отрезка трубы. Аппарат работает следующим образом.Исходную эмульсию подают в аппарат через штуцер 2. В объеме между электродом 4 и корпусом 1 под действием электрического поля происходит коалесценция капель воды, Обработанную эмульсию выводят из аппарата через штуцер 3 и направляют в отстойник для отделения воды (не показан),5 10 15 20 25 30 Предлагаемая конструкция электрода обеспечивает создание в аппарате электрического поля, напряженность которого наиболее высока на начальном участке обработки эмульсии, а затем ступенчато снижается за счет уменьшения диаметра ярусов электрода и увеличения расстояния между электродом и корпусом (средняя напряженность поля определяется как частное от деления напряжения на электроде на расстояние между электродом и корпусом)На начальном участке обработки эмульсии в электрическом поле с наибольшей напряженностью поля коалесцируют наиболее мелкие капли, на следующем участке - укрупнившиеся в результате коалесценции на начальном участке и существующие в эмульсии более крупные капли и т.д. Таким образом, по ходу потока размер капель воды в эмульсии при данной конструкции возрастает и укрупнившиеся капли воды затем можно легко отделить от нефти в отстойнике.Еще более эффективным становится процесс коалесценции капель воды благодаря возрастанию диаметра прутков электрода и уменьшению их коли:. чества в каждом ярусе в направлении к выходному штуцеру. Напряженность электрического поля у поверхности прутков электрода зависит от отношения радиусов кривизны прутка и корпуса и возрастает с уменьшением диаметра прутка, Под действием градиентных сил электрического поля, а также существующих в потоке турбулентных пульсаций капли воды попадают в область сильного поля вблизи поверхности прутков. На начальном участке (вблизи входного штуцера), где в эмульсии содержится много мелких нескоалесцировавших капель, процесс коалесценции вблизи прутков интенсифицируется. Однако при попадании в область сильного поля крупной капли она под действием электрических сил дробится. Следовательно, увеличение диаметра прутков электрода по ходу потока исключает возможность существования чрезмерно сильного электрического поля в областях, куда попадают укрупнившиеся капли, В еще боль,шей мере способствует этому выполнение верхней части электрода в виде12отрезка трубы. Вследствие большого радиуса кривизны этой трубы электрическое поле на заключительном этапеобработки эмульсии является практически однородным, что обеспечивает эффективное завершение процесса укрупнения капель.11 оперечные перегородки в предлагаемом аппарате выполняют две Функ- ции: элементов жесткости для закрепления прутков электрода (это обеспечивается ступенчатой Формой ихвыполнения) и гидродинамических перегородок, исключающих прохождение эмульсии внутри объема электрода без электрообработки.Изобретение обеспечивает также повышение надежности работы аппарата вследствие уменьшения вероятности пробоя из-за равномерного распределения воды по сечению аппарата и снижения напряженности поля в зоне существования укрупнившихся капель, где наиболее вероятно образование токопроводящих цепочек из капель воды.ф о р м у л а и з обретения1. Аппарат для коалесценции водонефтяной эмульсии в электрическом 84580 поле, включающий заземленный цилиндрический корпус с входным и выходнымштуцерами и коаксиально расположенный в нем высокопотенциальный электрод в виде пруткового пучка, о тл и ч а ю щ и Й с я тем, что, сцелью повышения эффективности процесса коалесценции и надежности работы аппарата, электрод выполнен 10 многоярусным и снабжен размещенными между ярусами поперечными перегородками, диаметр которых уменьшается в направлении к выходномуштуцеру.15 2. Аппарат по п, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что диаметр прутков возрастает от яруса к ярусу внаправлении к выходному штуцеру.3. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что количествопрутков в ярусах уменьшается в направлении к выходному штуцеру.4. Аппарат по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что поперечныеперегородки выполнены ступенчатойФормы.5. Аппарат по п.1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что он снабжензаглушенным отрезком трубы, прикреп ленным к поперечной перегородке увыходного штуцера.1284580 8-,8 оставитель О.Калякинаехред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко Редактор О.Буг Тирам 656 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РПодписССР аказ 7596 б комитетаи открыти ушская на