высокую степень качества обессоливания нефти, эти установки, однако, очень чувствительны к колебаниям содержания воды в исходной нефти, что ограничивает их применение на ступенях обезвоживания. Как показала практика, наиболее эффективным при обессоливании нефти следует считать рассматриваемый способ, в котором для стабилизации обводненности нефти вводится термохимическая ступень или ступень предварительного сброса основного балласта воды.
В электродегидраторах совмещены два процесса — обработка эмульсии в электрическом поле и отстой воды от нефти. За последнее время наметилась тенденция к совмещению с ними еще одного процесса — подогрева нефтяной эмульсии.
Рисунок 1.4 – Принципиальная схема работы электродегидратора Электрическая схема электрообезвоживающего аппарата основана на
описанном принципе (см. рисунок 1.5). Электроды 1 служат для создания электрического поля, в котором разрушается эмульсия воды и нефти. Напряжение подаваемое на электроды, повышается до необходимой величины трансформаторами 2. Для ограничения токов короткого замыкания, возникающих между электродами дегидратора, устанавливают реактивные катушки (дроссели) 3. Контроль и наблюдение за напряжением питающей сети ведут по вольтметру 4 с переключателем, а за нагрузкой всей установки — по амперметру 5. Включение и отключение установки осуществляется автоматом 6.
Процесс обессоливания заключается в том, что соль содержащаяся в нефти, вымывается водой, растворяется в ней и выводится в виде раствора. Если содержащейся в нефти воды окажется недостаточно, то добавляется необходимое количество ее. Для лучшей промывки нефти вода смешивается
снейтак,чтобыобразоваласьэмульсия,котораязатемразрушаетсявэлектрическомполеэлектродегидратора.Такимобразом,обессоливаниенефтивсущностисводитсякпроцессуобезвоживанияипроизводитсянаописанныхвышеаппаратах—электродегидраторах.1–электроды;2–трансформаторы;3–реактивныекатушки;4–вольтметр;5–амперметр;6–автоматРисунок1.5–ПринципиальнаяэлектрическаясхемаэлектродегидратораДляограничениятоковкороткогозамыкания,возникающихприпрохожденииэмульсиичерезэлектроды,какописановыше,рядомстрансформатором установлены реактивные катушки (см. рисунок 1.5). Самиэлектроды, предназначенные для создания электрического поля, находятсявнутри дегидратора. Напряжение на электроды от трансформаторов подаетсячерезвысоковольтныеизоляторы,укрепленныевкрышкедегидратора.
-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Электродегидраторыклассифицируютсяпоследующимосновнымпризнакам:
-
По применению электрических полей переменного и постоянного тока. В настоящее время электродегидраторы работают в основном с полями переменного тока как в промысловых, так и в нефтезаводских установках подготовки нефти. Наряду с эффективностью обработки водонефтяных
эмульсийВ/Н(водавнефти)сбольшойобводненностьювполяхпеременноготокатакиесистемыимеютболеепростоеидоступноеэлектрооборудование;
-
По вводу нефти в электродегидратор. В отечественной и зарубежной промышленной практике подготовки нефти получили распространение две принципиально разные системы ввода нефти в электродегидратор — в нижнюю часть аппарата и непосредственно в межэлектродное пространство. Установлено, что аппараты с нижним вводом эффективно эксплуатируются и дают лучшие результаты по качеству нефти при обработке нефтей легкой и средней плотности. Электродегидраторы с межэлектродным вводом эмульсии (без нижней подачи) также эффективно работают при увеличении объема электрического поля за счет введения дополнительной площади электродов (электродегидраторы 2ЭГ160/3, 2ЭП60- 2 и др.) и могут иметь меньшие габариты. Серией исследований установлено, что очистка от воды и солей существенно повышается при комбинированном вводе эмульсии в аппарат, когда организуется одновременная раздельная подача около 2/3 нефти (по производительности) в подэлектродную зону и около 1/3 в межэлектродную зону. Характерной особенностью электродегидраторов с двумя раздельными вводами является их универсальность. Она позволяющая при необходимости эксплуатировать эти аппараты только с нижней подачей, когда обрабатывается легкая (по плотности) и мало обводненная нефть, или только с верхней подачей при высоко обводненной нефти средней плотности; высоковязкие нефти обрабатываются в аппаратах, как правило, с нижним и верхним вводами;
-
По конструктивным особенностям. Различают несколько видов электродегидраторов: вертикальные, шаровые и горизонтальные.
Вертикальныйэлектродегидратор(рис. 1.6)представляетсобойвертикальнуюцилиндрическуюемкостьдиаметром3 м,высотой5 миобъемом 30 м3 с полусферическими днищами. Электродегидратор рассчитанна избыточное давление 4 ат. и температуру не выше 80 - 900С. Сырье вэлектродегидратор вводится через вертикально вмонтированную по его оситрубу, оканчивающуюся на половине высоты аппарата распределительнойголовкой, обеспечивающей поступлениесырья в виде тонкой веерообразнойи горизонтальнойструи.Обработаннаянефтьвыводитсявцентреверхнегоднищаэлектродегидратора,аотстоявшаясявода-черезнижнееднище.Внутриаппарата, над распределительной головкой и под нею, имеется по одномугоризонтальномуэлектроду.Электродыподвешенынаизоляторахипитаютсяотдвухвысоковольтныхтрансформаторов.Напряжениемеждуэлектродамиобычно15-33кв.Подвлияниемнапряжениямеждунимивозникает соответствующее электрическое поле, в котором и обрабатываетсяэмульсия,поступающаявмежэлектродноепространство.Диаметрэлектродов,взависимостиотстойкостипоступающейэмульсиииееэлектропроводности,равен1,3-2,7м.Сувеличениёмдиаметраэлектродовпри одной и той же производительности аппарата увеличиваются размерыэлектрического поля и время пребывания эмульсии в нем, что способствуетболееполномуееразрушению.1 - корпус; 2 - электроды; 3 - подвесные изоляторы; 4 - проходные изоляторы;5 - трансформаторы; 6 - реактивные катушки; 7 - сигнальные лампы; 8 -распределительнаяголовка; 9-тяга
регулирования щели в распределительной головке; 10 - змеевик; 11 - шламовый насос; 12 - манометр; 13 - мерное стекло; 14 - поплавковый выключатель; 15 - предохранительный клапан.
Рисунок 1.6 – Вертикальный электродегидратор
Однако при увеличении диаметра электродов сила тока растет пропорционально его квадрату, так как сечение и электропроводность столба жидкости, заключенного между электродами, пропорционально квадрату диаметра электродов. При чрезмерном увеличении силы тока снижается напряжение между электродами вследствие падения напряжения в реактивных катушках, включенных последовательно с первичными обмотками трансформаторов для защиты их от перегрузки и токов короткого замыкания.
На Московском НПЗ была разработана и освоена конструкция сферического электродегидратора большой производительности, которая легла в основу типового шарового электродегидратора, входящего в состав
укрупненных установок ЭЛОУ (рис. 1.7). Диаметр этого электродегидратора 10,5 м, а объем аппарата 600 м3. Производительность (в зависимости от нефти) равна 300 - 500 м3/ч. Аппарат рассчитан на избыточное рабочее давление 6 ат. Принцип действия этого электродегидратора тот же, что и вертикального, только вместо одного стояка с распределительной головкой для ввода сырья и одной пары электродов в шаровом электродегидраторе их соответственно по три. Распределительные головки стояков расположены симметрично в экваториальной плоскости шара на расстоянии 3 м от его вертикальной оси.
1 - трансформатор; 2 - устройство