[go: up one dir, main page]

RU2354680C2 - Installation for dehydration of hydrocarbon emulsion - Google Patents

Installation for dehydration of hydrocarbon emulsion Download PDF

Info

Publication number
RU2354680C2
RU2354680C2 RU2007113514/15A RU2007113514A RU2354680C2 RU 2354680 C2 RU2354680 C2 RU 2354680C2 RU 2007113514/15 A RU2007113514/15 A RU 2007113514/15A RU 2007113514 A RU2007113514 A RU 2007113514A RU 2354680 C2 RU2354680 C2 RU 2354680C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emulsion
housing
funnel
see
outlet
Prior art date
Application number
RU2007113514/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Некрасов-Зотов (RU)
Сергей Николаевич Некрасов-Зотов
Петр Алексеевич Козлов (RU)
Петр Алексеевич Козлов
Original Assignee
Сергей Николаевич Некрасов-Зотов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Николаевич Некрасов-Зотов filed Critical Сергей Николаевич Некрасов-Зотов
Priority to RU2007113514/15A priority Critical patent/RU2354680C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2354680C2 publication Critical patent/RU2354680C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: installation consists of capacity with branches for discharge of gas, water and hydrocarbon raw material, of distributor of emulsion in form of branch, into break of which before capacity there is installed emulsion vortex intensively mixing and rotating emulsion flow. The vortex consists of a case, wherein inlet and outlet funnels are installed connected with a hollow bushing. The funnels are made with slots. Due to preliminary treatment of emulsion with the vortex without applying chemical effect time required for settling is considerably - not less, than five times - reduced.
EFFECT: increased efficiency of installation, reduced dimensions of capacity incorporated into installation and reduced material and finance cost.
3 cl, 6 dwg

Description

Предложение относится к нефтедобывающей и обрабатывающей промышленности, а именно к установкам для отделения воды от углеводородной эмульсии.The proposal relates to the oil and manufacturing industries, namely, installations for separating water from a hydrocarbon emulsion.

Известен «Способ обработки нефтяной эмульсии промежуточных слоев» (патент RUThe well-known "Method of processing oil emulsion of the intermediate layers" (patent RU

№2256791, Е21В 43/34, B01D 17/04, опубл. Бюл. №20 от 20.07.2005 г.), включающий подачу нефтяной эмульсии в резервуар, отделение нефти и направление на вход установки подготовки нефти, при этом подачу нефтяной эмульсии в резервуар выполняют с расходом 0,5-1 м3/ч через слой сточной воды той же нефтяной залежи с минерализацией менее предела насыщения с температурой 20-30°С и толщиной слоя сточной воды 6-8 м.No. 2256791, ЕВВ 43/34, B01D 17/04, publ. Bull. No. 20 dated July 20, 2005), which includes the supply of an oil emulsion to the tank, the separation of oil and the direction of the input of the oil treatment unit, while the supply of the oil emulsion to the tank is performed with a flow rate of 0.5-1 m 3 / h through a layer of wastewater of the same oil deposit with mineralization less than the saturation limit with a temperature of 20-30 ° C and a thickness of the wastewater layer of 6-8 m.

Недостатками устройств, использующих данный способ, являются:The disadvantages of devices using this method are:

- большие материальные затраты, связанные с обязательным наличием дополнительного резервуара или неиспользуемого пространства основного резервуара высотой не менее 6-8 метров, заполненные сточной водой;- high material costs associated with the mandatory presence of an additional tank or unused space of the main tank with a height of at least 6-8 meters, filled with waste water;

- узкие технологические рамки для работоспособности, связанные жесткими требованиями к постоянному контролю во время технологического процесса таким, как вода с минерализацией менее предела насыщения с обязательным поддержанием температуры 20-30°С;- narrow technological framework for operability, associated with stringent requirements for constant monitoring during the process, such as water with mineralization below the saturation limit with the obligatory maintenance of a temperature of 20-30 ° C;

- низкая производительность, связанная с ограничение скорости подачи нефтяной эмульсии в пределах 0,5-1 м3/ч.- low productivity associated with limiting the feed rate of the oil emulsion in the range of 0.5-1 m 3 / h

Известен также «Аппарат для разделения водонефтяной эмульсии» (патент RU №2250127, B01D 17/06, опубл. Бюл. №11 от 20.04.2005 г.), содержащий горизонтальный корпус с патрубками ввода водонефтяной эмульсии и вывода нефти и воды, электродную систему, вертикальные перегородки, по крайней мере, одна из которых размещена между патрубком ввода водонефтяной эмульсии и электродной системой так, что верхний край этой перегородки установлен с зазором к верхней образующей корпуса, и коалесцирующий блок, размещенный между электродной системой и патрубком вывода нефти, при этом перед вертикальной перегородкой, размещенной между патрубком ввода водонефтяной эмульсии и электродной системой, дополнительно установлен коалесцирующий блок, причем нижний край вертикальной перегородки размещен выше горизонтальной оси аппарата.Also known is a "Device for the separation of oil-water emulsions" (patent RU No. 2250127, B01D 17/06, publ. Bull. No. 11 of 04/20/2005), containing a horizontal housing with nozzles for introducing oil-water emulsion and oil and water outlet, electrode system , vertical partitions, at least one of which is located between the inlet port of the oil-water emulsion and the electrode system so that the upper edge of this partition is installed with a gap to the upper generatrix of the housing, and the coalescing unit placed between the electrode system and the outlet port of the oil ty, while in front of a vertical partition placed between the pipe for the input of oil-water emulsion and the electrode system, an additional coalescing unit is installed, the lower edge of the vertical partition being placed above the horizontal axis of the apparatus.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- большие материальные затраты, связанные со сложностью конструкции корпуса с большим количеством перегородок и наличием электродной системы, питающейся постоянным током, что требует наличия при аппарате автономного питания или электропровода с системой выпрямления;- high material costs associated with the complexity of the design of the housing with a large number of partitions and the presence of an electrode system powered by direct current, which requires the presence of an autonomous power supply or an electric wire with a rectification system;

- высокие требования к безопасности, обслуживанию и к подготовке персонала, обслуживающего аппарат, связанные с наличием электродной системы;- high requirements for safety, maintenance and training of personnel servicing the apparatus associated with the presence of the electrode system;

- низкая производительность.- low productivity.

Наиболее близким по технической сущности является «Отстойник для разделения эмульсии» (патент RU №2242265, B01D 17/04, опубл. Бюл. №11 от 20.12.2004 г.), содержащий вертикальную цилиндрическую емкость, распределитель эмульсии в виде горизонтального патрубка и набора расположенных последовательно друг за другом соосно патрубку полых усеченных конусов, жестко зафиксированных между собой и с патрубком и имеющих внутренние диаметры и углы раскрытия, уменьшающиеся по мере удаления от торцевой части патрубка, причем последний отбойник представляет собой полный конус, а на патрубке ввода эмульсии по верхней образующей установлена вертикальная газоотводящая труба, верхний конец которой расположен в газовой зоне отстойника.The closest in technical essence is the "Sump for separation of the emulsion" (patent RU No. 2242265, B01D 17/04, publ. Bull. No. 11 dated 12/20/2004), containing a vertical cylindrical container, the emulsion distributor in the form of a horizontal pipe and a set arranged in series with each other coaxially to the nozzle of the hollow truncated cones, rigidly fixed between themselves and with the nozzle and having internal diameters and opening angles, decreasing with distance from the end of the nozzle, and the last bump is a long cone, and a vertical exhaust pipe is installed on the emulsion inlet pipe along the upper generatrix, the upper end of which is located in the gas zone of the sump.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

- большие материальные затраты, связанные со сложностью конструкции распределителя эмульсии и металлоемкостью всего отстойника;- high material costs associated with the complexity of the design of the emulsion distributor and the metal consumption of the entire sump;

- низкая производительность.- low productivity.

Технической задачей предлагаемого устройства является снижение материальных затрат из-за упрощения распределителя, уменьшения габаритов емкости и увеличения производительности из-за предварительной подготовки эмульсии.The technical task of the proposed device is to reduce material costs due to the simplification of the dispenser, reducing the size of the tank and increasing productivity due to the preliminary preparation of the emulsion.

Техническая задача решается устройством для обезвоживания углеводородной эмульсии, содержащем емкость с патрубками вывода газа, воды и углеводородного сырья, распределитель эмульсии в виде патрубка.The technical problem is solved by a device for dehydration of a hydrocarbon emulsion containing a container with nozzles for the outlet of gas, water and hydrocarbons, an emulsion distributor in the form of a nozzle.

Новым является то, что в разрыв распределителя эмульсии перед емкостью дополнительно установлен завихритель потока эмульсии, состоящий из цилиндрического корпуса, ограниченного параллельными стенками, через которые внутреннее пространство корпуса сообщено с соосными корпусу патрубками ввода и вывода, сообщенными с распределителем, при этом в корпусе соосно установлены входная и выходная воронки, сужающиеся к середине корпуса, где они жестко соединены полой втулкой, а основание входной вороники герметично соединено с соответствующей стенкой корпуса, причем на боковых поверхностях воронок выполнены сквозные обратно направленные винтовые прорези, а в стенках полой втулки - в перпендикулярной оси плоскости наклонные или закрученные изнутри наружу в сторону винтовых прорезей входной воронки отверстия по направлению движения эмульсии, при этом между выходной воронкой и патрубком вывода установлен переводник, состоящий из жестко соединенных соосно между собой цилиндрического кольца, герметично прилегающего к другой соответствующей стенке корпуса, диска большего диаметра, прилегающего плотно к цилиндрической внутренней поверхности корпуса, и конуса, вставленного в выходную воронку, герметично соединенную основанием с переводником с возможностью получения тарированного кольцевого зазора между основанием выходной воронки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, при этом на цилиндрической поверхности диска выполнены выборки в виде многозаходной резьбы с высотой профиля не менее величины кольцевого зазора по направлению винтовых прорезей входной воронки, а в стенках кольца - сквозные каналы, которые выполнены наклоненными или закрученными противоположно отверстиям полой втулки, причем пропускная способность этих каналов и суммарная пропускная способность винтовых прорезей воронок и отверстий полой втулки практически равны пропускной способности кольцевого зазора, при этом патрубок ввода оснащен расширяющимся раструбом, введенным внутрь входной воронки, с конусным отбойником, расширяющимся от края раструба к параллельной стенке.New is that in the gap of the emulsion distributor in front of the tank, an emulsion flow swirl is additionally installed, consisting of a cylindrical body bounded by parallel walls through which the internal space of the body communicates with the input and output nozzles in communication with the distributor in alignment with the distributor, while the housing is coaxially mounted inlet and outlet funnels tapering towards the middle of the housing, where they are rigidly connected by a hollow sleeve, and the base of the inlet funnel is hermetically connected to the corresponding the wall of the housing, and on the side surfaces of the funnels there are made through backward directed helical slots, and in the walls of the hollow bushing - in the perpendicular axis of the plane, inclined or twisted from the inside outward towards the helical slots of the inlet funnel of the hole in the direction of movement of the emulsion, while between the outlet funnel and the outlet pipe a sub is installed, consisting of a cylindrical ring rigidly connected coaxially between each other, hermetically adjacent to another corresponding wall of the housing, a larger disk a meter that fits snugly to the cylindrical inner surface of the housing, and a cone inserted into the outlet funnel, hermetically connected by the base to the sub with the possibility of obtaining a calibrated annular gap between the base of the outlet funnel and the inner cylindrical surface of the housing, while samples on the cylindrical surface of the disk are made in the form of multiple threads with a profile height of not less than the annular gap in the direction of the screw slots of the inlet funnel, and through the channel in the walls of the ring holes that are made inclined or twisted opposite to the holes of the hollow sleeve, the throughput of these channels and the total throughput of the screw slots of the funnels and the holes of the hollow sleeve are almost equal to the throughput of the annular gap, while the inlet pipe is equipped with an expanding socket introduced into the inlet funnel with a conical chipper, expanding from the edge of the bell to the parallel wall.

Новым является также то, что количество прорезей в каждой воронке не менее одной.Also new is that the number of slots in each funnel is at least one.

Новым является также то, что многозаходная резьба выполнена с прямоугольным профилем и углом наклона к оси корпуса не менее 45°.New is also the fact that multi-thread is made with a rectangular profile and the angle of inclination to the axis of the housing is not less than 45 °.

На Фиг.1 изображена принципиальная схема устройства.Figure 1 shows a schematic diagram of a device.

На Фиг.2 изображен завихритель в осевом разрезе.Figure 2 shows the swirl in axial section.

На Фиг.3 изображена наружная развертка входной воронки с одной проточкой.Figure 3 shows the external scan of the inlet funnel with one groove.

На Фиг.4 изображена наружная развертка выходной воронки с одной проточкой.Figure 4 shows the external scan of the output funnel with one groove.

На Фиг.5 изображен разрез А-А полой втулки завихрителя.Figure 5 shows a section aa of the hollow sleeve of the swirler.

На Фиг.6 изображен разрез Б-Б кольца переводника завихрителя.Figure 6 shows a section bB ring swirl sub.

Устройство для обезвоживания углеводородной эмульсии состоит из емкости 1 (см. Фиг.1) с патрубками вывода газа 2, воды 3 и углеводородного сырья 4, а также распределителя эмульсии 5 в виде патрубка.A device for dehydration of a hydrocarbon emulsion consists of a tank 1 (see FIG. 1) with gas outlet pipes 2, water 3 and hydrocarbon feedstock 4, as well as an emulsion distributor 5 in the form of a pipe.

В разрыв распределителя эмульсии 5 перед емкостью 1 дополнительно установлен завихритель 6, состоящий из цилиндрического корпуса 7 (см. Фиг.2), ограниченного параллельными стенками 8 и 9, через которые внутреннее пространство корпуса 7 сообщено с соосными корпусу патрубками ввода 10 и вывода 11, сообщенными с распределителем эмульсии 5 (см. Фиг.1). В корпусе 7 (см. Фиг.2) соосно установлены входная 12 и выходная 13 воронки, сужающиеся к середине корпуса 7, где они жестко соединены полой втулкой 14, а основание входной вороники 12 герметично соединено со стенкой 8 корпуса 7. На боковых поверхностях воронок 12 и 13 выполнены сквозные обратно направленные винтовые соответствующие прорези 15 (см. Фиг.3) и 16 (см. Фиг.4), а в стенках полой втулки 14 (см. Фиг.2) - в перпендикулярной оси плоскости наклонные или закрученные изнутри наружу в сторону винтовых прорезей 15 (см. Фиг.3) входной воронки 12 (см. Фиг.2) отверстия 17 (см. Фиг.5) по направлению движения эмульсии. Между выходной воронкой 13 (см. Фиг.2) и патрубком вывода 11 установлен переводник 18, состоящий из жестко соединенных соосно между собой цилиндрического кольца 19, герметично прилегающего к другой соответствующей стенке 9 корпуса 7, диска 20 большего диаметра, прилегающего плотно к цилиндрической внутренней поверхности 21 корпуса 7, и конуса 22, вставленного в выходную воронку 13, герметично соединенную основанием с переводником 18 с возможностью получения тарированного кольцевого зазора 23 между основанием выходной воронки 13 и внутренней цилиндрической поверхностью 21 корпуса 7. На цилиндрической поверхности диска 20 выполнены выборки 24 в виде многозаходной резьбы с высотой профиля не менее величины кольцевого зазора 23 по направлению винтовых прорезей 15 входной воронки 12. В стенках кольца 19 выполнены сквозные каналы 25 (см. Фиг.6), которые выполнены наклоненными или закрученными противоположно отверстиям 16 (см. Фиг.5) полой втулки 14. Пропускная способность этих каналов 25 (см. Фиг.6) и суммарная пропускная способность винтовых прорезей 15 (см. Фиг.3) и 16 (см. Фиг.4) воронок 12 (см. Фиг.2) и 13 отверстий 17 (см. Фиг.5) полой втулки 14 практически равны пропускной способности кольцевого зазора 23 (см. Фиг.2). Патрубок ввода 10 оснащен расширяющимся раструбом 26, введенным внутрь входной воронки 12, с конусным отбойником 27, расширяющимся от края раструба 26 к параллельной стенке 8 корпуса 7. Количество прорезей 15 (см. Фиг.3) и 16 (см. Фиг.4) воронок 12 (см. Фиг.2) и 13 должно быть не менее одной. Многозаходная резьба 24 может быть выполнена с прямоугольным профилем и углом наклона к оси корпуса α не менее 45°.In the gap of the emulsion distributor 5, in front of the container 1, a swirler 6 is additionally installed, consisting of a cylindrical body 7 (see Figure 2), bounded by parallel walls 8 and 9, through which the internal space of the housing 7 communicates with the input pipes 10 and output 11 coaxial with the housing, communicated with the dispenser of the emulsion 5 (see Figure 1). In the housing 7 (see FIG. 2), the inlet 12 and outlet 13 of the funnel are coaxially mounted, tapering to the middle of the housing 7, where they are rigidly connected by a hollow sleeve 14, and the base of the inlet funnel 12 is hermetically connected to the wall 8 of the housing 7. On the side surfaces of the funnels 12 and 13, there are made through reverse directional screw corresponding slots 15 (see Fig. 3) and 16 (see Fig. 4), and in the walls of the hollow sleeve 14 (see Fig. 2) - inclined or twisted from the inside in the perpendicular axis of the plane outward towards the screw slots 15 (see Figure 3) of the inlet funnel 12 (see Figure 2) 17 (see Figure 5) in the direction of movement of the emulsion. Between the outlet funnel 13 (see Fig. 2) and the outlet pipe 11, an adapter 18 is installed, consisting of a cylindrical ring 19 rigidly connected coaxially between each other and sealed against another corresponding wall 9 of the housing 7, a larger diameter disk 20 adjacent tightly to the cylindrical inner the surface 21 of the housing 7, and the cone 22 inserted into the outlet funnel 13, hermetically connected to the base with a sub 18 with the possibility of obtaining a tared annular gap 23 between the base of the outlet funnel 13 and the inner cylinder surface 21 of the housing 7. On the cylindrical surface of the disk 20, samples 24 are made in the form of multi-thread with a profile height not less than the size of the annular gap 23 in the direction of the screw slots 15 of the inlet funnel 12. In the walls of the ring 19, through channels 25 are made (see FIG. 6 ), which are made inclined or twisted opposite to the holes 16 (see Figure 5) of the hollow sleeve 14. The throughput of these channels 25 (see 6) and the total throughput of the screw slots 15 (see Figure 3) and 16 (see Figure 4) funnels 12 (see Figure 2) and 13 holes 17 (see Figure 5) of the hollow sleeve 14 almost equal to the throughput of the annular gap 23 (see Figure 2). The inlet pipe 10 is equipped with an expanding socket 26 introduced into the inlet funnel 12, with a conical bump 27 expanding from the edge of the socket 26 to the parallel wall 8 of the housing 7. The number of slots 15 (see Figure 3) and 16 (see Figure 4) funnel 12 (see Figure 2) and 13 should be at least one. Multiple threads 24 can be made with a rectangular profile and an angle of inclination to the axis of the housing α of at least 45 °.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Углеводородная эмульсия по распределителю эмульсии 5 (см. Фиг.1) через завтихритель 6, установленный в разрыв распределителя 5, подается в емкость 1, где она отстаивается. Выделившиеся газ и вода выводятся со шламом по соответствующим патрубкам вывода газа 2 и воды 3 из емкости 1. А очищенное и обезвоженное углеводородное сырье отводится из емкости 1 по патрубку вывода углеводородного сырья 4.The hydrocarbon emulsion in the emulsion distributor 5 (see FIG. 1) is supplied to the container 1 through a swirl 6 installed in the gap of the distributor 5, where it settles. The released gas and water are discharged with sludge through the corresponding nozzles of the gas outlet 2 and water 3 from the tank 1. And the purified and dehydrated hydrocarbon feeds are discharged from the tank 1 through the nozzle of the hydrocarbon feed 4.

Для ускорения процесса отстоя в емкости 1 эмульсия проходит в распределителе 5 через завихритель 6. Предварительно проводят анализ эмульсии, в составе которой находится углеводородное сырье, в зависимости от которой выбирается тарированный кольцевой зазор 23 (см. Фиг.2) между внутренней поверхностью 21 корпуса 7 и основанием выходной воронки 13: для углеводородного сырья содержащего легкие фракции (бензины, солярка и т.п.), зазор 23 принимают - b=0,5 мм, для тяжелых фракций с твердыми включениями (гудроны, битумы и т.п. со шламом) - b=1,5 мм, для промежуточных и смешанных фракций в зависимости от вязкости - b=0,6-1,4 мм. Из распределителя 5 (см. Фиг.1) эмульсия подается по патрубку ввода 10 (см. Фиг.2), соединенному со стенкой 8, через расширяющийся раструб 26 с конусным отбойником 27 в цилиндрический корпус 7 завихрителя 6. Расширяющийся раструб 26 позволяет более равномерно распределить поток эмульсии внутри входной воронки 12, а конусный отбойник 27 исключает наличие зон турбулентности у основания входной воронки 12, которые приводят к неконтролируемости процесса завихрения поток эмульсии. Благодаря винтовым прорезям 15 (см. Фиг.3 - вариант с одной прорезью) входного конуса 12 потоку эмульсии внутри корпуса 7 (см. Фиг.2) придается вращение (в данном случае, показанном на Фиг.2 и 3 против часовой стрелки), а часть потока через прорези 15 отбирается наружу входной воронки. Другая часть вращающегося потока эмульсии через полую втулку 14 (см. Фиг.2) поступает в выходную воронку 13, где поток эмульсии конусом 22 переводника 18 направляется к стенкам выходной воронки 16, откуда поток через винтовые прорези 16 (см. Фиг.4 - вариант с одной прорезью) поступает наружу выходной воронки 13. Винтовые прорези 16 (см. Фиг.4) выходной воронки 13 направлены в противоположном направлении (в данном случае по часовой стрелке) относительно потока эмульсии, чем во входной воронке 12 (см. Фиг.2). Так как потки эмульсии, выходящие через винтовые проточки 15 и 16 соответствующих воронок 12 и 13, направлены навстречу друг другу, то их направление вращения относительно первоначального вращения потока (против часовой стрелки) будет совпадать внутри корпуса 7. В результате смешения встречных потоков эмульсии снаружи входной 12 и выходной 13 воронок внутри корпуса 7, вращающихся с разной скоростью, приводит к активному вихревому перемешиванию. При этом более тяжелые фракции отжимаются при вращении к внутренней поверхности 21 корпуса 7, а более легкие - к полой втулке 14, где через нее благодаря отверстиям 17 (см. Фиг.5) также подается эмульсия. Это происходит из-за того, что поток эмульсии внутри полой втулки 14 вращается, а отверстия 17 наклонены или закручены изнутри наружу по направлению вращения этого потока.To accelerate the sludge process in the tank 1, the emulsion passes in the distributor 5 through the swirl 6. First, an analysis of the emulsion, which includes hydrocarbon feed, depending on which a calibrated annular gap 23 is selected (see Figure 2) between the inner surface 21 of the housing 7 and the base of the outlet funnel 13: for hydrocarbons containing light fractions (gasolines, diesel fuel, etc.), the gap 23 is taken - b = 0.5 mm, for heavy fractions with solid inclusions (tar, bitumen, etc. with sludge) - b = 1.5 mm, for intermediate GOVERNMENTAL and mixed fractions depending on the viscosity - b = 0,6-1,4 mm. From the distributor 5 (see FIG. 1), the emulsion is fed through an inlet pipe 10 (see FIG. 2) connected to the wall 8 through an expanding socket 26 with a conical bump 27 into the cylindrical body 7 of the swirler 6. The expanding socket 26 allows for more uniform distribute the flow of the emulsion inside the inlet funnel 12, and the conical chipper 27 eliminates the presence of turbulence zones at the base of the inlet funnel 12, which lead to the uncontrolled process of swirling the emulsion flow. Thanks to the screw slots 15 (see FIG. 3 is a variant with one slot) of the inlet cone 12, the emulsion flow inside the housing 7 (see FIG. 2) is rotated (in this case, shown in FIGS. 2 and 3 counterclockwise), and part of the flow through the slots 15 is taken out of the inlet funnel. Another part of the rotating emulsion flow through the hollow sleeve 14 (see FIG. 2) enters the outlet funnel 13, where the emulsion flow by the cone 22 of the sub 18 is directed to the walls of the outlet funnel 16, from where the flow through the screw slots 16 (see FIG. 4 is an option with one slit), the outlet funnel 13 enters. The screw slots 16 (see FIG. 4) of the outlet funnel 13 are directed in the opposite direction (in this case, clockwise) relative to the emulsion flow than in the inlet funnel 12 (see FIG. 2 ) Since the emulsion flows exiting through the screw grooves 15 and 16 of the corresponding funnels 12 and 13 are directed towards each other, their rotation direction relative to the initial rotation of the flow (counterclockwise) will coincide inside the housing 7. As a result of mixing the opposing emulsion flows outside the input 12 and outlet 13 funnels inside the housing 7, rotating at different speeds, leads to active vortex mixing. In this case, the heavier fractions are squeezed during rotation to the inner surface 21 of the housing 7, and the lighter ones to the hollow sleeve 14, where the emulsion is also fed through it through holes 17 (see Figure 5). This is due to the fact that the flow of the emulsion inside the hollow sleeve 14 is rotated, and the holes 17 are tilted or twisted from the inside out to the direction of rotation of this stream.

Благодаря активному перемешиванию и вращению внутри корпуса 7 потока эмульсии его составляющие фракции, находящиеся в мелкодисперсном состоянии, активно взаимодействуют между собой и благодаря центробежным силам увеличиваются в размерах и расслаиваются, что значительно уменьшает (не менее чем в пять раз) необходимое время для отстоя эмульсии в емкости 1 (см. Фиг.1) без использования химического, электрического и в сочетании их с механическим воздействием на эмульсию.Due to the active mixing and rotation of the emulsion flow inside the housing 7, its constituent fractions, which are in a finely dispersed state, actively interact with each other and, due to centrifugal forces, increase in size and delaminate, which significantly reduces (by at least five times) the necessary time for emulsion settling in capacity 1 (see Figure 1) without the use of chemical, electrical and in combination with mechanical action on the emulsion.

Так как по патрубку ввода 10 (см. Фиг.2) эмульсия подается постоянно, то она из корпуса 7 выжимается по выборкам 24 диска 20, которые исключают встречный отраженный поток в корпусе 7, и каналам 25 кольца 19 в патрубок вывода 11, прикрепленного к стенке 9 корпуса 7. Для уменьшения гидродинамического сопротивления выборки 24 диска 20 выполнены в виде многозаходной резьбы с высотой профиля не менее величины кольцевого зазора 23 по направлению винтовых прорезей 15 (в данном случае - резьба левая) входной воронки 12, причем вид резьбы и его наклон на работоспособность завихрителя 6 не влияют, но на практике выяснилось, что наиболее эффективно отбирает расслоившуюся эмульсию прямоугольная резьба выборок 24 с углом наклона к оси корпуса α≥45°. Также для уменьшения гидродинамического сопротивления каналы 25 (см. Фиг.6) кольца 19 выполнены наклоненными или закрученными противоположно отверстиям 16 (см. Фиг.5) полой втулки 14, то есть снаружи внутрь против часовой стрелки. При этом, проходя по каналам 25 (см. Фиг.6) с большего диаметра кольца 19 во внутренний, скорость вращения потока обработанной эмульсии резко увеличивается, создавая в центральной части потока разрежение, что обеспечивает интенсивное выделение газа из эмульсии.Since the emulsion is fed continuously through the input pipe 10 (see FIG. 2), it is squeezed out of the housing 7 according to samples 24 of the disk 20, which exclude counter-reflected flow in the housing 7, and the channels 25 of the ring 19 into the output pipe 11 attached to the wall 9 of the housing 7. To reduce the hydrodynamic resistance of the sample 24 of the disk 20 is made in the form of multiple threads with a profile height of not less than the size of the annular gap 23 in the direction of the screw slots 15 (in this case, the left thread) of the input funnel 12, and the type of thread and its tilt at work the swirl 6 is not affected, but in practice it turned out that the rectangular thread of samples 24 with an inclination angle α≥45 ° to the stratified emulsion is most effectively selected. Also, to reduce the hydrodynamic resistance, the channels 25 (see FIG. 6) of the ring 19 are made inclined or twisted opposite to the holes 16 (see FIG. 5) of the hollow sleeve 14, that is, from the outside inward counterclockwise. At the same time, passing through the channels 25 (see Fig. 6) from the larger diameter of the ring 19 to the inner one, the rotation speed of the treated emulsion stream increases sharply, creating a vacuum in the central part of the stream, which ensures intensive gas evolution from the emulsion.

Чтобы обеспечить наименьшее гидродинамическое сопротивление и эффективность работы в потоке необходимо соблюдение практического равенства:In order to ensure the least hydrodynamic resistance and work efficiency in a stream, it is necessary to observe practical equality:

Figure 00000001
Figure 00000001

где S1 - суммарная площадь винтовых прорезей 15 (см. Фиг.3) в поперечном сечении входной воронки 12, мм2;where S1 is the total area of the screw slots 15 (see Figure 3) in the cross section of the inlet funnel 12, mm 2 ;

S2 - суммарная площадь винтовых прорезей 16 (см. Фиг.4) в поперечном сечении входной воронки 13, мм2;S2 - the total area of the screw slots 16 (see Figure 4) in the cross section of the inlet funnel 13, mm 2 ;

S3 - суммарная площадь отверстий 17 (см. Фиг.5), мм2;S3 - the total area of the holes 17 (see Figure 5), mm 2 ;

S4 - суммарная площадь каналов 25 (см. Фиг.6), мм2;S4 - the total area of the channels 25 (see Fig.6), mm 2 ;

S5 - площадь кольцевого зазора 23 (см. Фиг.2), мм2.S5 - the area of the annular gap 23 (see Figure 2), mm 2 .

Причем суммарная площадь винтовых прорезей 15 (см. Фиг.3) входной воронки 12 в поперечном сечении определяется по формуле:Moreover, the total area of the screw slots 15 (see Figure 3) of the inlet funnel 12 in cross section is determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где s1 - площадь каждой их винтовой прорези 15 на входной воронке 12, мм2;where s1 is the area of each screw slot 15 at the inlet funnel 12, mm 2 ;

k - количество прорезей 15, шт., при k=1, S1=s1.k is the number of slots 15, pcs., for k = 1, S1 = s1.

А суммарная площадь винтовых прорезей 16 (см. Фиг.4) в поперечном сечении входной воронки 13 определяется по формуле:And the total area of the screw slots 16 (see Figure 4) in the cross section of the inlet funnel 13 is determined by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где s2 - площадь каждой их винтовой прорези 16 на входной воронке 13, мм2;where s2 is the area of each screw slot 16 at the inlet funnel 13, mm 2 ;

l - количество прорезей 16, шт., при l=1, S2=s2.l is the number of slots 16, pcs., for l = 1, S2 = s2.

Суммарная площадь отверстий 17 (см. Фиг.5) определяется по формуле:The total area of the holes 17 (see Figure 5) is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где d - диаметр отверстия 17 в полой втулке 14, мм2;where d is the diameter of the holes 17 in the hollow sleeve 14, mm 2 ;

m - количество отверстий, шт.m is the number of holes, pcs.

Суммарная площадь каналов 25 (см. Фиг.6) определяется по формуле:The total area of the channels 25 (see Fig.6) is determined by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где s4 - площадь каждого канала 25 в поперечном сечении в кольце 19, мм2;where s4 is the area of each channel 25 in cross section in the ring 19, mm 2 ;

n - количество каналов, шт.n is the number of channels, pcs.

Площадь кольцевого зазора 23 (см. Фиг.2) определяется по формуле:The area of the annular gap 23 (see Figure 2) is determined by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

где D - диаметр внутренней поверхности 21 корпуса 7, мм;where D is the diameter of the inner surface 21 of the housing 7, mm;

b - величина кольцевого зазора 23, мм.b is the size of the annular gap 23, mm

Для поддержания работоспособности завихрителя 6 достаточен перепад давления между патрубками ввода 10 и вывода 11 в 0,3 атм, что достигается нагнетанием в патрубке ввода 10 и/или разрежением в патрубке вывода 11.To maintain the operability of the swirler 6, a pressure differential between the inlet 10 and outlet 11 nozzles of 0.3 atm is sufficient, which is achieved by forcing the inlet 10 in the nozzle and / or a vacuum in the outlet 11 nozzle.

В случаях, когда этого перепада давления не хватает, то для увеличения скорости потока эмульсии в патрубке ввода 10 уменьшают его поперечное при помощи внутренней вставки 28 (на Фиг.2 показана условно) и/или постепенно сужают его внутренний канал (на Фиг.2 не показан) к стенке 8 корпуса 7.In cases where this pressure differential is not enough, then to increase the emulsion flow rate in the inlet pipe 10, reduce its transverse with the help of the inner insert 28 (conventionally shown in FIG. 2) and / or gradually narrow its internal channel (in FIG. 2 shown) to the wall 8 of the housing 7.

В случаях, когда перепад давлений между патрубками ввода 10 и вывода 11 настолько высок, что поток эмульсии в патрубке вывода 11 с цилиндрической внутренней поверхностью может находиться длительное время в турбулентном состоянии, внутреннюю поверхность патрубка вывода 11 выполняют расширяющейся от стенки 9 корпуса 7, успокаивая поток обработанной завихрителем 6 эмульсии.In cases where the pressure differential between the inlet 10 and outlet 11 nozzles is so high that the emulsion flow in the outlet 11 nozzle with a cylindrical inner surface can remain in a turbulent state for a long time, the inner surface of the outlet 11 nozzle is expanded from the wall 9 of the housing 7, soothing the flow treated with swirl 6 emulsion.

Для увеличения пропускной способности завихрителя 6 увеличивают количество пропрезей 15 и 16 воронок 12 и 13 и/или диаметр внутренней поверхности 21 корпуса 7, оставляя неизменной величину кольцевого зазора 23 для выбранного типа обрабатываемой эмульсии.To increase the throughput of the swirler 6, the number of grooves 15 and 16 of the funnels 12 and 13 and / or the diameter of the inner surface 21 of the housing 7 are increased, leaving the annular gap 23 unchanged for the selected type of processed emulsion.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Пример 1. По распределителю 5 (см. Фиг.1) через завихритель 6 в емкость 1 подали эмульсию в виде легких углеводородов (бензины, солярка), содержащих 28% воды. Через час после отстоя из емкости по патрубку вывода углеводородного сырья 4 взяли пробы. В углеводородном сырье осталось 0,4% воды. Через два часа после отстоя из емкости по патрубку вывода углеводородного сырья 4 взяли дополнительные пробы: в углеводородном сырье осталось 0,1% воды.Example 1. According to the distributor 5 (see Figure 1) through the swirler 6 in the tank 1 filed an emulsion in the form of light hydrocarbons (gasoline, diesel fuel) containing 28% water. One hour after sedimentation, samples were taken from the tank through the outlet pipe for hydrocarbon raw material 4. 0.4% of water remained in the hydrocarbon feed. Two hours after sedimentation, additional samples were taken from the tank through the outlet pipe for hydrocarbon raw material 4: 0.1% of water remained in the hydrocarbon raw material.

Пример 2. По распределителю 5 через завихритель 6 после перенастройки кольцевого зазора 23 (см. Фиг.2): b=1,5 мм в емкость 1 (см. Фиг.1) подали эмульсию в виде тяжелых углеводородов (битумы), содержащих 44% воды. Через час после отстоя из емкости по патрубку вывода углеводородного сырья 4 взяли пробы. В углеводородном сырье осталось 0,7% воды. Через два часа после отстоя из емкости по патрубку вывода углеводородного сырья 4 взяли дополнительные пробы: в углеводородном сырье осталось 0,2% воды. При этом тяжелое углеводородное разделилось на фракции, входящие в его состав.Example 2. According to the distributor 5 through the swirler 6 after reconfiguring the annular gap 23 (see Figure 2): b = 1.5 mm in the tank 1 (see Figure 1) filed an emulsion in the form of heavy hydrocarbons (bitumen) containing 44 % water. One hour after sedimentation, samples were taken from the tank through the outlet pipe for hydrocarbon raw material 4. 0.7% of water remained in the hydrocarbon feed. Two hours after sedimentation, additional samples were taken from the tank through the outlet pipe for hydrocarbon raw material 4: 0.2% of water remained in the hydrocarbon raw material. In this case, the heavy hydrocarbon was divided into fractions included in its composition.

Данное предложение за счет предварительной обработки эмульсии завихрителем значительно без использования химического воздействия сократит время, необходимое для отстоя (не менее чем в пять раз), что позволит увеличить производительность устройства, уменьшить габариты емкости, входящей в состав устройства, и, как следствие, сэкономить материальные и финансовые ресурсы.This proposal, due to preliminary treatment of the emulsion with a swirler, will significantly reduce the time required for sludge (by at least five times) without using chemical influences, which will increase the productivity of the device, reduce the dimensions of the container included in the device, and, as a result, save material and financial resources.

Claims (3)

1. Устройство для обезвоживания углеводородной эмульсии, содержащее емкость с патрубками вывода газа, воды и углеводородного сырья, распределитель эмульсии в виде патрубка, отличающееся тем, что в разрыв распределителя эмульсии перед емкостью дополнительно установлен завихритель потока эмульсии, состоящий из цилиндрического корпуса, ограниченного параллельными стенками, через которые внутреннее пространство корпуса сообщено с соосными корпусу патрубками ввода и вывода, сообщенными с распределителем, при этом в корпусе соосно установлены входная и выходная воронки, сужающиеся к середине корпуса, где они жестко соединены полой втулкой, а основание входной вороники герметично соединено с соответствующей стенкой корпуса, причем на боковых поверхностях воронок выполнены сквозные прорези, а в стенках полой втулки в перпендикулярной оси плоскости - наклонные отверстия по направлению движения эмульсии, при этом между выходной воронкой и патрубком вывода установлен переводник, состоящий из жестко соединенных между собой цилиндрического кольца, герметично прилегающего к другой соответствующей стенке корпуса, диска и конуса, вставленного в выходную воронку, герметично соединенную основанием с переводником с возможностью получения тарированного кольцевого зазора между основанием выходной воронки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса, при этом на цилиндрической поверхности диска выполнены выборки в виде многозаходной резьбы с высотой профиля не менее величины кольцевого зазора по направлению винтовых прорезей входной воронки, а в стенках кольца - сквозные каналы, которые выполнены наклоненными или закрученными противоположно потоку эмульсии, причем пропускная способность этих каналов и суммарная пропускная способность винтовых прорезей воронок и отверстий полой втулки практически равны пропускной способности кольцевого зазора, при этом патрубок ввода оснащен расширяющимся раструбом, введенным внутрь входной воронки, с конусным отбойником, расширяющимся от края раструба к соответствующей стенке.1. A device for dehydration of a hydrocarbon emulsion containing a container with nozzles for the outlet of gas, water and hydrocarbons, an emulsion distributor in the form of a nozzle, characterized in that in the gap of the emulsion distributor in front of the tank an additional emulsion flow swirl is installed, consisting of a cylindrical body bounded by parallel walls through which the internal space of the housing is communicated with the input and output nozzles coaxial with the housing communicated with the distributor, while the housing is coaxially mounted the entrance and exit funnels are tapered, tapering to the middle of the housing, where they are rigidly connected by a hollow sleeve, and the base of the input funnel is hermetically connected to the corresponding wall of the housing, with through slots made on the side surfaces of the funnels, and inclined holes in the walls of the hollow sleeve in the perpendicular axis of the plane in the direction of movement of the emulsion, while between the output funnel and the outlet pipe installed sub, consisting of a rigidly interconnected cylindrical ring, tightly adjacent to another corresponding wall of the housing, the disk and the cone inserted into the outlet funnel, hermetically connected by the base to the sub with the possibility of obtaining a tared annular gap between the base of the outlet funnel and the inner cylindrical surface of the housing, while on the cylindrical surface of the disk, samples are made in the form of multi-thread with a profile height not less than the size of the annular gap in the direction of the screw slots of the inlet funnel, and in the walls of the ring - through channels, which are made at an angle or opposite to the flow of the emulsion, and the throughput of these channels and the total throughput of the screw slots of the funnels and holes of the hollow sleeve are practically equal to the throughput of the annular gap, while the inlet pipe is equipped with an expanding socket introduced into the inlet funnel, with a conical chipper expanding from the edge socket to the corresponding wall. 2. Устройство для обезвоживания углеводородной эмульсии по п.1, отличающееся тем, что количество прорезей в каждой воронке не менее одной.2. The device for dehydration of a hydrocarbon emulsion according to claim 1, characterized in that the number of slots in each funnel is at least one. 3. Устройство для обезвоживания углеводородной эмульсии по п.1, отличающееся тем, что многозаходная резьба выполнена с прямоугольным профилем и углом наклона к оси корпуса не менее 45°. 3. The device for dehydration of a hydrocarbon emulsion according to claim 1, characterized in that the multi-thread is made with a rectangular profile and the angle of inclination to the axis of the housing is not less than 45 °.
RU2007113514/15A 2007-04-12 2007-04-12 Installation for dehydration of hydrocarbon emulsion RU2354680C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113514/15A RU2354680C2 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Installation for dehydration of hydrocarbon emulsion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007113514/15A RU2354680C2 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Installation for dehydration of hydrocarbon emulsion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2354680C2 true RU2354680C2 (en) 2009-05-10

Family

ID=41020198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007113514/15A RU2354680C2 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Installation for dehydration of hydrocarbon emulsion

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2354680C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU3391U1 (en) * 1993-12-02 1997-01-16 Товарищество с ограниченной ответственностью "Инвента" DEVICE FOR DEWATING MOTOR AND REACTIVE FUELS
RU2124550C1 (en) * 1998-05-19 1999-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "КЭТЭ" Method and installation for processing heavy hydrocarbon material
RU2178449C1 (en) * 2000-08-07 2002-01-20 Галиакбаров Виль Файзулович Composition for dehydration and desalting of crude oil and a method for its use on water-oil emulsion breaking apparatus
US6436298B1 (en) * 1997-06-27 2002-08-20 Merpro Products Ltd Apparatus and method for separating a mixture of a less dense liquid and a more dense liquid
RU2242265C1 (en) * 2003-06-30 2004-12-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Settler for separation of an emulsion

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU3391U1 (en) * 1993-12-02 1997-01-16 Товарищество с ограниченной ответственностью "Инвента" DEVICE FOR DEWATING MOTOR AND REACTIVE FUELS
US6436298B1 (en) * 1997-06-27 2002-08-20 Merpro Products Ltd Apparatus and method for separating a mixture of a less dense liquid and a more dense liquid
RU2124550C1 (en) * 1998-05-19 1999-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "КЭТЭ" Method and installation for processing heavy hydrocarbon material
RU2178449C1 (en) * 2000-08-07 2002-01-20 Галиакбаров Виль Файзулович Composition for dehydration and desalting of crude oil and a method for its use on water-oil emulsion breaking apparatus
RU2242265C1 (en) * 2003-06-30 2004-12-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Settler for separation of an emulsion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR890000527B1 (en) Fluid Separation Method and Cyclone Separator
US6966985B2 (en) Self-diluting feedwell including a vertical education mechanism
Doroodchi et al. Particle size classification in a fluidized bed containing parallel inclined plates
CN112387013A (en) Self-adaptive multiphase integrated separation device and method
EP0095382A2 (en) Improvements in and relating to cyclone separators
CA2115363C (en) Paper coater skip prevention and deaeration apparatus and method
CN201581083U (en) Liquid level adjustable type sugar juice single-layer settling system
RU2354680C2 (en) Installation for dehydration of hydrocarbon emulsion
GB1075809A (en) An apparatus for separating liquid mixtures
US8182701B2 (en) Method of optimizing feed distribution in a sedimentation vessel
US2483706A (en) Apparatus for clarifying liquids
CN211339242U (en) Oil-water-solid three-phase separation high-speed horizontal spiral sedimentation centrifuge
RU2456052C2 (en) Method and device for separation of oil-water mixes
CN212740998U (en) Coagulation sedimentation system with coagulation sedimentation tank and rotational flow air flotation
US20090159512A1 (en) Method and Apparatus for Separating Submerged Particles From a Fluid
CN108355501B (en) Demulsifier pipeline filling and mixing device
RU2236888C1 (en) Separator
EP3524357B1 (en) Separation device
SU1150041A1 (en) Hydraulic cyclone
CN204474603U (en) Eddy flow coarse deposition dehydrating device
CN105169751B (en) A kind of weight phase coal tar pitch continuous separator
CN217473828U (en) A segmented classification and concentration equipment
SU827110A1 (en) Electric separator
RU2676291C1 (en) Electric dehydrator
CN111039432A (en) Oil-water separation device convenient for integration of cyclone air floatation process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110413