Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Принципиальная схема осаждения под действием переменного электрического поля
Нефтяные эмульсии типа В,М разрушаются в электрическом поле, что можно объяснить следующим образом. Если безводную и обессоленную нефть налить между двумя плоскими параллельными электродами, находящимися под высоким напряжением, то возникает однородное электрическое поле, силовые линии которого параллельны друг другу (рис. а). При замене безводной нефти эмульсией В/М расположение силовых линий совершенно меняется и однородность электрического поля нарушается (см. рис. 83, б, в). В результате индукции диспергированные капли воды поляризуются и вытягиваются вдоль линий поля с образованием в вершинах капель воды электрических зарядов, противоположных по знаку зарядам на электродах. Под действием основного и дополнительного электрических полей Рис. Расположение полярных капель воды (б, в) в неполярной нефти (а), помещенных в электрическое поле происходит сначала упорядоченное движение, а затем столкновение капель воды, обусловленное силами, определяемыми по формуле
где k — коэффициент пропорциональности; ε — напряженность электрического поля; r —радиус капли; l —расстояние между центрами капель. Из приведенной формулы видно, что если расстояние между каплями незначительно, а размеры капель сравнительно велики, то сила притяжения становится настолько большой, что адсорбированные на поверхности капель воды «бронированные» оболочки, отделяющие их от нефти, сдавливаются и разрушаются, в результате чего происходит коалесценция капель воды. Эффективность разрушения эмульсий в поле переменного тока значительно выше, чем в поле постоянного тока. В поле переменного тока происходит циклическое изменение движения тока и напряженности поля, в результате чего капли воды изменяют направление своего движения синхронно основному полю и поэтому все время находятся в состоянии колебания. Под воздействием сил электрического поля форма капель постоянно меняется, и капли воды испытывают непрерывную деформацию, что способствует разрушению адсорбированных оболочек на каплях воды и их слиянию. Деэ.мульеанпонные установки с использованием электрического поля строятся в основном на переменном токе промышленной частоты (50 Гц). 56 Принципиальная схема осаждения под действием центробежных сил. Рассмотрим на примере: Гидроциклонные сепараторы. На рис. приведен общий вид гидроциклонного двухъемкостного сепаратора. Сепараторы этого типа широко применяются на нефтяных месторождениях страны. Принцип их работы следующий. Нефтегазовая смесь сначала поступает в гидроциклонную головку 1, сечение которой в увеличенном масштабе показано на том же рисунке. В гидроциклонной головке за счет центробежной силы газ отделяется от нефти. Они движутся раздельно как в самой головке, так и в верхней емкости 2. Нефть по сливной полке 14 самотеком направляется на разбрызгиватель 13, в патрубок 7, а затем на сливную полку 6 и стекает с левой стороны успокоителя уровня 4. Затем она перетекает через верхнюю кромку последнего, где и накапливается. Как только уровень нефти достигнет определенной величины, сработает регулятор уровня 8, приоткрыв исполнительный механизм 5 на нефтяной линии и призакрыв исполнительный механизм 9 (заслонку) на газовой линии. Рис.3.9. Принципиальная схема двухъемкостного гидроциклонного сепаратора: 1 – гидроциклонная головка; 2, 3 – верхняя и нижняя емкости;
Газ проходит в верхней емкости 2 три зоны – 12, 11 и 10, где очищается от капельной жидкости и направляется в газовую линию, ведущую на ГПЗ. Гидроциклонными сепараторами оборудованы все Спутники-А и Спутники-Б, после которых газ направляется снова в сборный коллектор, перемешивается с нефтью и транспортируется с ней по коллектору до первой ступени сепарации. На основе данного аппарата с одной емкостью институтом «Гипровостокнефть» разработан ряд гидроциклонов предназначенных для использования в качестве сепараторов первой ступени (ГС – 4 – 1600 – 10; ГС – 6 – 1600 – 10; ГС – 8 – 1600 – 0,6(1,6; 4), где ГС – гидроциклонный сепаратор; первая цифра – число циклонов; вторая – диаметр емкости в мм; третья – рабочие давление в МПа). Электродегидраторы Электродегп.драторы применяют для глубокого обессоливания средних и тяжелых нефтей. Для этого такие нефти в специальных смесителях интенсивно перемешивают с пресной горячей водой и эту смесь через маточник, а затем водяную «подушку» вводят в межэлектродное пространство электродегидратора. Электродегпдраторы устанавливают после блочных печей нагрева БН-5,4 (или других нагревателей) и после отстойников (см. рис. 80, 17). Опыт работы отечественных и зарубежных электрообессоливающих установок (ЭЛОУ) показал, что наиболее эффективными и экономичными являются горизонтальные электродегидраторы. Рис.. Электродегидратор типа 1ЭГ-160 с вводом эмульсии под водяную подушку: / и 2 — электроды; 3 — раздаточный коллектор (маточник)
В настоящее время разработаны две конструкции типовых горизонтальных электродегидраторов: 1ЭГ-160 и 2ЭГ-160/3, отличающихся лишь количеством электродов. Первый электродегидратор, представленный на рис. 84, имеет два электрода. Второй электродегидратор имеет три электрода. Как в первом, так и во втором аппарате электроды подвешены горизонтально друг над другом, имеют форму прямоугольных рам, занимающих все продольное сечение электродегидратора. Эмульсия подается в электродегидратор через маточник 3, обеспечивающий равномерное поступление ее по всему горизонтальному сечению аппарата. В горизонтальных электродегндра-торах нефтяная эмульсия проходит через три зоны обработки. В первой зоне эмульсия проходит слой отстоявшейся воды, уровень которой поддерживается автоматически на 20—30 см выше маточника. В этой зоне нефтяная эмульсия подвергается водной промывке, в результате которой она теряет основную массу пластовой воды. Затем эмульсию, поднимающуюся в вертикальном направлении с небольшой скоростью, последовательно обрабатывают сначала в зоне электрическим полем слабой напряженности между уровнем отстоявшейся соды и нижним электродом 2, а затем в зоне сильной напряженности между обоими электродами 2 и 1. Равномерность поступления эмульсии по всему горизонтальному сечению аппарата при движении потока вертикально вверх и ступенчатое повышение напряженности электрического поля между электродами 2 и 1 от нуля до максимальной величины позволяют в данном электродегндраторе эффективно обрабатывать нефтяную эмульсию любой обводненности. При этом не создается опасения замыкания электродов и достигается высокая степень обезвоживания и обессоливания нефти. В настоящее время для обессоливания тяжелых и особенно высокопарафинистых нефтей широкое применение находят за рубежом электростатические дегидраторы. Особенное распространение эти аппараты получают там, где отсутствует пресная вода, добавляемая при обессоливании к нефти. Сущность работы электростатических дегидраторов очень проста и сводится к созданию тем или иным способом статического заряда под высоким напряжением на электродах-диэлектриках, помещенных в обводненную нефть, или пузырьках газа, поднимающихся в этой нефти. Статические заряды диэлектриков и пузырьков газа взаимодействуют с полярными каплями воды, в результате чего последние коалесцируют между собой и выпадают в дренаж на дно сосуда. Электродегидраторы Электродегидраторы бывают 3-ех типов: вертикальные, шаровые и горизонтальные. В нефтеподготовке используются горизонтальные.
1-электроды; 2-коллекторы для подачи нефтяной эмульсии; 1-нефтяная эмульсия; 11-нефть; 111-вода. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-01; Просмотров: 526; Нарушение авторского права страницы