Разделение водонефтяных эмульсий в электрическом поле. Промышленные электродегидраторы, их местоположение в УКПН.

     В однородное электрическое поле попадает капля воды, она поляризуется и между двумя каплями образуются взаимные силы и происходит слияние, замена безводной нефти эмульсией, вода в нефти нарушает однородность электрического поля, расположение силовых линий меняется в результате индукции, диспергированные капли воды поляризуются и вытягиваются вдоль линии поля с образованием в вершинах капель воды электрические заряды противоположны по знаку зарядам на электродах.

Под действием основного и дополнительного электрических полей сначала происходит упорядочение движения, а затем столкновение капель воды, это обусловлено силами притяжения:

F=(k ع2r6)/L2, где k - коэффициент пропорциональности, ع - напряженность электрического поля, r - радиус капли, L - расстояние между центрами капель.

Если L мало, а r больше, то силы притяжения велики, поэтому адсорбированные на поверхности капель воды оболочки сравниваются и разрушаются. Эффективность разрушения эмульсий в поле переменного тока значительно выше, чем в поле постоянного тока.

В электродегидратор попадает подготовленная эмульсия: обратного типа (менее 11% воды) с повышенной температурой.

Деэмульсационные установки с использованием электрического поля строятся в основном на переменном токе частоты 50 Гц. ЭДГ устанавливают после блочных печей нагрева БН-5,4 (или других нагревателей) и после отстойников. Наиболее эффективными и экономичными являются горизонтальные ЭДГ. Разработаны конструкции 1ЭГ-160 (2 электрода) и 2ЭГ-160/3 (3 электрода). Электроды - горизонтальные прямоугольные рамы, занимающие все продольное сечение ЭДГ.

Три зоны обработки: 1) ВНЭ проходит слой отстоявшейся воды, уровень которой поддерживается на 20-30 см выше маточника (равномерный вход эмульсии) - водная промывка, где ВНЭ теряет основную массу пластовой воды; 2) эмульсию обрабатывают в зоне электрическим полем слабой напряженности между уровнем отстоявшейся воды и нижним электродом; 3) в зоне сильной напряженности между обоими электродами.

Характеристика: P=1,0 МПа; T = 110С; D = 3,4 м; L = 16,4 м; V = 160 м3; Q = 160-225 м3/ч; U = 11,5...16,5 кВ.

19. Механизм обессоливания нефти при ее подготовке, применяемые конструкции смешивающих устройств.

После ступени обезвоживания нефть удовлетворяет норму по содержанию воды, однако минерализация и состав воды, по содержанию хлористых солей и минерализации превышает допустимую норму, поэтому нефть промывают пресной водой.

Принципиальная технологическая схема ступеней обессоливания

1 – теплообменник

2 – электродегидратор

3 – нефтеотделитель

I.               нефть после первой ступени обезвоживается

II.            деэтиригатор

III.         Щелочь или сода (если в пластовой воде содержатся органические кислоты)

IV.         Пресная вода

V.                       Обессоливание нефти

VI.         Дренажная вода системы ППД

VII.      Нефть возвращается на прием электродегидратора

Объем пресной воды составляет 5-10%, объем обрабатываемой нефти в электродегидраторах под действием электрического поля происходит слияние капелек пресной и соленой воды. В результате укрупнения капли быстро оседают и переходят в водную фазу, которая направляется в нефтеотделитель для дополнительного отстоя, уловленная в нефтеотделителе нефть снова направляется в электродегидратор.