RU115679U1 - Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий - Google Patents
Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий Download PDFInfo
- Publication number
- RU115679U1 RU115679U1 RU2011152337/05U RU2011152337U RU115679U1 RU 115679 U1 RU115679 U1 RU 115679U1 RU 2011152337/05 U RU2011152337/05 U RU 2011152337/05U RU 2011152337 U RU2011152337 U RU 2011152337U RU 115679 U1 RU115679 U1 RU 115679U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- electrodes
- positively charged
- electrode
- oil
- Prior art date
Links
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
1. Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий, содержащее источник вращающегося магнитного поля, выполненный в виде асинхронного двигателя, корпус с входными и выходными патрубками, внутри которого на днище расположен отрицательно заряженный сетчатый электрод, а в полости - положительно заряженный первый конусный электрод, источник высокого напряжения, создающий неоднородное электрическое поле, при этом полость корпуса разделена на зоны отстоявшейся воды, отстоя капель воды и коалесценции капель воды, а отрицательно заряженный сетчатый электрод расположен в зоне отстоявшейся воды, отличающееся тем, что в него дополнительно введены положительно заряженный второй конусный электрод и положительно заряженный третий электрод, при этом положительно заряженный первый конусный электрод, дополнительно введенные положительно заряженный второй конусный электрод и положительно заряженный третий электрод установлены в полости корпуса на ферромагнитном роторе с возможностью вращения, причем конусные электроды выполнены с разными углами наклона сторон электродов и возможностью увеличения напряженности неоднородного электрического поля между конусными электродами по высоте их расположения в корпусе, вращающееся неоднородное электрическое поле создается источником высокого напряжения при вращении ферромагнитного ротора с расположенными на нем первым, вторым и третьим электродами. ! 2. Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий по п.1, отличающееся тем, что оно содержит более двух положительно заряженных конусных электродов
Description
Полезная модель относится к области разделения жидкостей электрическими способами, обезвоживания и деэмульсации углеводородных масел с помощью электрических или магнитных средств и может быть использована при обезвоживании и обессоливании нефтяных эмульсий (скважинной жидкости и сырой нефти) в местах добычи и подготовки нефти, на отдаленных скважинах и нефтяных морских платформах, а также в местах промышленного использования масел, например на электростанциях и котельных, терминалах, судах, станциях технического обслуживания, очистных сооружениях.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемому устройству является устройство для осуществления способа обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий по авторскому свидетельству СССР на изобретение №1333364, МПК В01D 17/06, С10G 33/02, 30.08.1987, включающее корпус, заряженный электрод, электрод противоположной полярности, источник магнитного поля и отстойник эмульсии, при этом заряженный электрод расположен под слоем отстоявшейся воды, а электрод противоположной полярности выполнен в виде конуса.
Недостатком известного устройства является недостаточная эффективность и интенсивность обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий.
Задачей полезной модели является повышение эффективности и интенсивности обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий, содержащем источник вращающегося магнитного поля, выполненный в виде асинхронного двигателя, корпус с входными и выходными патрубками, внутри которого на днище расположен отрицательно заряженный сетчатый электрод, а в полости - положительно заряженный первый конусный электрод, источник высокого напряжения, создающий неоднородное электрическое поле, при этом полость корпуса разделена на зоны отстоявшейся воды, отстоя капель воды и коалесценции капель воды, а отрицательно заряженный сетчатый электрод расположен в зоне отстоявшейся воды, согласно предлагаемой модели, в него дополнительно введены положительно заряженный второй конусный электрод и положительно заряженный третий электрод, при этом положительно заряженный первый конусный электрод, дополнительно введенные положительно заряженный второй конусный электрод и положительно заряженный третий электрод установлены в полости корпуса на ферромагнитном роторе с возможностью вращения, причем конусные электроды выполнены с разными углами наклона сторон электродов и возможностью увеличения напряженности неоднородного электрического поля между конусными электродами по высоте их расположения в корпусе, вращающееся неоднородное электрическое поле создается источником высокого напряжения при вращении ферромагнитного ротора с расположенными на нем первым, вторым и третьим электродами.
Устройство может содержать более двух положительно заряженных конусных электродов с разными углами наклона сторон электродов и возможностью увеличения напряженности неоднородного электрического поля между конусными электродами по высоте их расположения в корпусе.
Отрицательно заряженный сетчатый электрод и входные патрубки могут быть расположены на боковой части днища корпуса с возможностью подачи эмульсии по периметру корпуса в направлении, совпадающим с направлением вращения магнитного поля и положительно заряженных электродов.
Источник высокого напряжения, создающий неоднородное электрическое поле между положительно заряженными электродами, может быть выполнен в виде источника переменного напряжения.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично изображен общий вид предлагаемого устройства для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий.
Цифрами на чертеже обозначены:
1 - корпус с входными и выходными патрубками,
2 - источник вращающегося магнитного поля,
3 - отрицательно заряженный сетчатый электрод,
4 - первый положительно заряженный конусный электрод,
5 - второй положительно заряженный конусный электрод,
6 - третий положительно заряженный электрод,
7 - зона отстоявшейся воды,
8 - зона отстоя капель воды,
9 - зона коалесценции капель воды,
10 - ферромагнитный ротор.
Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий содержит корпус 1 с входными и выходными патрубками, источник 2 вращающегося магнитного поля, источник высокого напряжения (на чертеже условно не показан). Внутри корпуса 1 на днище расположен отрицательно заряженный сетчатый электрод 3, а в полости - положительно заряженный первый конусный электрод 4. Полость корпуса 1 разделена на зоны 7, 8 и 9, соответственно, отстоявшейся воды, отстоя капель воды и коалесценции капель воды. Отрицательно заряженный сетчатый электрод 3 расположен в зоне 7 отстоявшейся воды.
Отличием устройства для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий является то, что в него дополнительно введены положительно заряженный второй конусный электрод 5 и положительно заряженный третий электрод 6. Источник высокого напряжения создает неоднородное электрическое поле между электродами 4, 5 и 6.
Положительно заряженный первый конусный электрод 4, дополнительно введенные положительно заряженный второй конусный электрод 5 и положительно заряженный третий электрод 6 установлены в полости корпуса 1 на ферромагнитном роторе 10 с возможностью вращения. Конусные электроды 4 и 5 выполнены с разными углами наклона сторон электродов (с меняющимся от электрода к электроду углом наклона стороны конуса) и возможностью увеличения напряженности неоднородного электрического поля между конусными электродами по высоте их расположения в корпусе 1. Источник 2 вращающегося магнитного поля выполнен в виде асинхронного двигателя, статорные обмотки которого создают вращающееся магнитное поле. Вращающееся неоднородное электрическое поле создается источником высокого напряжения при вращении ферромагнитного ротора 10 с расположенными на нем первым 4, вторым 5 и третьим 6 электродами.
Устройство может содержать более двух положительно заряженных конусных электродов 4 и 5 с разными углами наклона сторон электродов и возможностью увеличения напряженности неоднородного электрического поля между конусными электродами по высоте их расположения в корпусе 1.
Отрицательно заряженный сетчатый электрод 3 и входные патрубки могут быть расположены на боковой части днища корпуса 1 с возможностью подачи эмульсии по периметру корпуса 1 в направлении, совпадающим с направлением вращения магнитного поля и положительно заряженных электродов 4, 5 и 6.
Источник высокого напряжения, создающий неоднородное электрическое поле между положительно заряженными электродами 4, 5 и 6, выполнен в виде источника переменного напряжения.
Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий работает следующим образом.
Одновременно включают насос подачи эмульсии, привод вращения ферромагнитного ротора 10 с электродами 4, 5 и 8, питание источника 2 вращающегося магнитного поля и источника высокого напряжения, создающего вращающееся неоднородное электрическое поле между положительно заряженными электродами 4, 5 и 6. В начале работы патрубки для удаления воды, газа и нефти закрыты. Открывают боковой нижний патрубок для подачи эмульсии, и эмульсия поступает в корпус 1. Далее эмульсия пропускается сквозь отрицательно заряженный сетчатый электрод 3, расположенный в зоне 7 под слоем отстоявшейся воды, имеющей тот же отрицательный электрический потенциал и выполняющей роль заряженного электрода. Проходя сквозь отрицательно заряженный электрод 3 капли воды эмульсии заряжаются, попадают в зону 7 отстоявшейся воды, где эмульсия теряет наиболее крупные капли воды, обессоливается и, получая дополнительный заряд, так как слой воды имеет отрицательный потенциал, попадает в межэлектродное пространство зоны 8 отстоя капель воды, расположенное между поверхностью третьего, положительно заряженного, электрода 6 и поверхностью слоя воды. В зоне 8 отстоя капель воды на эмульсию воздействуют вращающиеся неоднородное электрическое и магнитное поля. Далее эмульсия перемещается по направлению ко второму 5 и первому 4 положительно заряженным конусным электродам, на которых, в зоне вращающихся магнитного и неоднородного электрического полей, осуществляется нейтрализация капель путем передачи заряда электродам 4, 5 и 6, коалесценция капель воды в зоне 9 и отстой в зоне 8. Очищенная нефть (масло) скапливается в верхней части корпуса 1 и удаляется через выходной патрубок.
Рассмотрим более подробно этапы обезвоживания и обессоливания эмульсии при воздействии на нее узлов и элементов устройства.
1. Вначале эмульсия вводится в устройство через боковой патрубок и пропускается через отрицательно заряженный сетчатый электрод 1, где капли воды получают отрицательный заряд. Ввод эмульсии осуществляется по периметру корпуса 1 в направлении, совпадающим с направлением вращения магнитного поля и электродов 4, 5, 6. Это создает закрученность потока эмульсии и дополнительную центробежную силу, отбрасывающую более тяжелые капли воды к внешнему периметру корпуса 1 устройства. Далее капли воды попадают в зону 7 отстоявшейся воды, в которой улавливаются наиболее крупные капли воды. Например, при концентрации воды равной 10%, задерживается 3% воды.
2. Выше слоя отстоявшейся воды находится промежуточный слой с меньшей концентрацией воды, куда попадают более мелкие капли эмульсии, которые коалесцируют, подвергаясь одновременно обработке электромагнитными полями:
а) вращающимся магнитным полем (ВМП), создаваемым статорными обмотками асинхронного двигателя, б) вращающимся неоднородным переменным электрическим полем, создаваемым между поверхностью воды и вращающимися электродами 4, 5, 6, на которые подано переменное напряжение.
Величина напряженности неоднородного удельного электрического поля Еуд между электродами 4, 5, 6 увеличивается по высоте расположения электродов за счет уменьшения межэлектродного расстояния (сужение конусов). Это вызвано необходимостью наращивание величины напряженности удельного электрического поля Еуд для увеличения сил FD диполь-дипольных взаимодействий по мере снижения с высотой корпуса 1 концентрации воды в эмульсии и увеличения расстояния между каплями. Например, при концентрациях воды, меньших 2,9%, расстояние между капельками-диполями становится больше их шести радиусов. То есть, при малых концентрациях, силы диполь-дипольного притяжения капелек пренебрежимо малы и принцип отделения воды в электрическом поле не работает. Повышая Еуд между электродами 4, 5 и 6 с ростом высоты их расположения, создаются условия для создания сил FD между мелкими каплями при малых концентрациях.
Таким образом, в зоне вращающихся электродов 4, 5, 6 и вращающегося магнитного поля на капли действуют силы:
а) притяжения, определяемые диполь-дипольным взаимодействием между каплями-диполями, возникающие в результате действия напряжений между электродами 4, 5, 6, увеличивающихся с высотой их расположения и создающих большие электрические поля, воздействующие на капли. При этом, поскольку электроды расположены на ферромагнитном роторе 10, они вслед за ротором осуществляют вращательное движение по принципу ротора асинхронного двигателя, препятствуя своим вращательным движением формированию «цепочек» капель между электродами, шунтирующих электрический потенциал,
б) FG градиента gradE электрического поля ЕO создаваемого расширяющимися к оси вращения расстоянием между электродами.
Под действием этих сил капли будут перемещаться по градиенту gradE в зону максимальной величины поля EO где капли интенсивнее коалесцируют;
в) FL Лоренца.
Здесь перемещается не капля, а вращающееся магнитное поле (ВМП) со скоростью ν. Под действием сил FL заряженные мелкие капли перемещаются вниз, где их концентрация выше. Вследствие постоянного вращения капель под действием ВМП, происходит разрушение «цепочек» капель между электродами.
Кроме того, ввиду наличия заряда и дипольного момента капли стремятся по направлению градиента gradB магнитного поля, который имеет вектор к периметру корпуса, то есть ближе к источнику 2 магнитного поля. Здесь капли также интенсивнее коалесцируют и оседают.
Пример конкретной обработки вращающимися магнитными (ВМП) и переменными электромагнитными (ЭМП) полями концентрированных эмульсий.
Испытывали воздействие ВМП и ЭМП на эмульсии средней концентрации, равной 50%. С помощью пропеллерной мешалки были приготовлены три образца водонефтяной эмульсии объемом 200 мл с 50%-ным содержанием воды. Температура Т эмульсии составляла 23°С. Вода с нефтью перемешивалась в течении 10 минут до получения однородной дисперсности со средним размером капель DCA, равным 6 мкм. Контрольный образец затем сравнивался с эмульсией, подвергнутой воздействию вращающихся магнитных и электрических полей.
Разделение 50%-ной эмульсии во ВМП осуществлялось на устройстве при подаче 3-х фазного напряжения 37 В с током 2 А в течение t равном 15 мин. Анализ нефтяной части расслоившейся эмульсии осуществлялся микроскопическим анализом. Он показал, что концентрация воды в нефти составляет 0,9% воды и 45,4 мг/л солей.
Удельные затраты электроэнергии составили 0,5 В·ч/дм3.
Claims (4)
1. Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий, содержащее источник вращающегося магнитного поля, выполненный в виде асинхронного двигателя, корпус с входными и выходными патрубками, внутри которого на днище расположен отрицательно заряженный сетчатый электрод, а в полости - положительно заряженный первый конусный электрод, источник высокого напряжения, создающий неоднородное электрическое поле, при этом полость корпуса разделена на зоны отстоявшейся воды, отстоя капель воды и коалесценции капель воды, а отрицательно заряженный сетчатый электрод расположен в зоне отстоявшейся воды, отличающееся тем, что в него дополнительно введены положительно заряженный второй конусный электрод и положительно заряженный третий электрод, при этом положительно заряженный первый конусный электрод, дополнительно введенные положительно заряженный второй конусный электрод и положительно заряженный третий электрод установлены в полости корпуса на ферромагнитном роторе с возможностью вращения, причем конусные электроды выполнены с разными углами наклона сторон электродов и возможностью увеличения напряженности неоднородного электрического поля между конусными электродами по высоте их расположения в корпусе, вращающееся неоднородное электрическое поле создается источником высокого напряжения при вращении ферромагнитного ротора с расположенными на нем первым, вторым и третьим электродами.
2. Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий по п.1, отличающееся тем, что оно содержит более двух положительно заряженных конусных электродов с разными углами наклона сторон электродов и возможностью увеличения напряженности неоднородного электрического поля между конусными электродами по высоте их расположения в корпусе.
3. Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий по п.1, отличающееся тем, что отрицательно заряженный сетчатый электрод и входные патрубки расположены на боковой части днища корпуса с возможностью подачи эмульсии по периметру корпуса в направлении, совпадающим с направлением вращения магнитного поля и положительно заряженных электродов.
4. Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий по п.1, отличающееся тем, что источник высокого напряжения, создающий неоднородное электрическое поле между положительно заряженными электродами, выполнен в виде источника переменного напряжения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011152337/05U RU115679U1 (ru) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011152337/05U RU115679U1 (ru) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU115679U1 true RU115679U1 (ru) | 2012-05-10 |
Family
ID=46312538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011152337/05U RU115679U1 (ru) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU115679U1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564256C1 (ru) * | 2014-07-02 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" | Способ обезвоживания нефтяных эмульсий и устройство для его осуществления |
| RU2585636C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ сепарирования нефти |
| RU2593626C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Установка для сепарирования нефти |
| RU2706316C1 (ru) * | 2019-06-17 | 2019-11-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Магнитоэлектродегидратор |
| RU198224U1 (ru) * | 2019-11-19 | 2020-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Устройство для обезвоживания водонефтяных эмульсий |
-
2011
- 2011-12-21 RU RU2011152337/05U patent/RU115679U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2564256C1 (ru) * | 2014-07-02 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ухтинский государственный технический университет" | Способ обезвоживания нефтяных эмульсий и устройство для его осуществления |
| RU2585636C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Способ сепарирования нефти |
| RU2593626C1 (ru) * | 2015-03-23 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Установка для сепарирования нефти |
| RU2706316C1 (ru) * | 2019-06-17 | 2019-11-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Магнитоэлектродегидратор |
| RU198224U1 (ru) * | 2019-11-19 | 2020-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Устройство для обезвоживания водонефтяных эмульсий |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU115679U1 (ru) | Устройство для обезвоживания и обессоливания водонефтяных и водомасляных эмульсий | |
| US5643469A (en) | Process for separating phases of different densities and conductivities by electrocoalescence and centrifugation | |
| WO2016176611A2 (en) | Method and apparatus for conditioning fluids | |
| CN108203592B (zh) | 一种原油脱盐脱水设备及其应用 | |
| CN102021020A (zh) | 基于介电泳破乳机理的新型原油电脱水、脱盐方法和设备 | |
| MX2014015027A (es) | Separador de petroleo / agua de alta velocidad electroestatico coalescente. | |
| US20140339089A1 (en) | Electrostatic Coalescer and Method for Electrostatic Coalescence | |
| US20160097004A1 (en) | Processes for desalting crude oil under dynamic flow conditions | |
| US20200002623A1 (en) | Systems and processes for separating emulsified water from a fluid stream | |
| JP2013533365A (ja) | 電圧調整を利用する石油脱塩 | |
| CN201501846U (zh) | 基于介电泳破乳机理的新型原油电脱水、脱盐设备 | |
| Mizoguchi et al. | Demulsification of oil-in-water emulsions by application of an electric field: relationship between droplet size distribution and demulsification efficiency | |
| US10786757B2 (en) | Compact electrocoalescer with conical frustum electrodes | |
| US20190023995A1 (en) | Systems and processes for separating emulsified water from a fluid stream | |
| RU2424844C1 (ru) | Способ разделения водонефтяной эмульсии и устройство для его осуществления | |
| RU198224U1 (ru) | Устройство для обезвоживания водонефтяных эмульсий | |
| SU1333364A1 (ru) | Способ обезвоживани и обессоливани водонефт ных и водомасл ных эмульсий и устройство дл его осуществлени | |
| RU2706316C1 (ru) | Магнитоэлектродегидратор | |
| WO2014119978A1 (es) | Electropurificación acelerada de biodiesel | |
| CN105176578A (zh) | 一种原油电脱盐/脱水装置及方法 | |
| FR2541130A1 (fr) | Procede et dispositif pour briser les emulsions stabilisees notamment les emulsions huile-eau | |
| RU2429277C2 (ru) | Способ обезвоживания и обессоливания нефтей | |
| JP2020510529A (ja) | 相分離のための電気吸着キャビテーションデバイス及び方法 | |
| RU2415902C1 (ru) | Способ разрушения водонефтяной эмульсии в емкости | |
| RU2701022C1 (ru) | Устройство для отделения газовых фракций из нефтесодержащих вод |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20121222 |