Электрокоалесцеры

По мере истощения нефтяных месторождений возрастает до­ля устойчивых нефтяных эмульсий, трудно поддающихся разру­шению в электродегидраторах традиционных конструкций. В свя­зи с этим в последние годы разработаны электрокоалесцирующие устройства, обеспечивающие устойчивость электрического поля на высокообводненных устойчивых эмульсиях и их эффек­тивное разрушение.

К электрокоалесцерам предъявляются следующие требова­ния: работа при более высокой, чем в обычных электродегидра­торах, напряженности электрического поля; создание условий, исключающих пробой между электродами.

Для обработки на промыслах высокообводненных (содержа­щих воды более 10%) эмульсий создан трехходовой электродегидратор, представляющий собой комбинацию электрокоалесце-ра с изолированными электродами и отстойника. Аппарат снабжен заземленным цилиндром, стержневым и колоколообразным электродами, отделенными от цилиндра, изоляторами.

В аппарате осуществляется двукратный резкий поворот эмульсий, в результате чего из нее выпадают крупные капли воды, осаждающиеся в нижней части емкости. Кольцевые зазо­ры между стержневым электродом и цилиндром, цилиндром и колоколообразным электродом, а также между последним и корпусом уменьшаются в направлении от стержневого элек­трода к корпусу. Это обеспечивает обработку эмульсии в раз­ных по напряженности электрических полях при условии трех­кратного протока ее через межэлектродные пространства с из­менением направления движения потока при переходе из одной зоны в другую. В каждой последующей зоне эмульсия стано­вится менее обводненной и по мере освобождения от крупных капель воды приобретает более равномерную мелкодисперсную структуру.

Из зоны электрообработки нефть по перепускной трубе по­ступает в отстойную зону аппарата, из которой удаляется через штуцер. Вода из нижней части емкости, обтекая перегород­ки, направляется к выпускному патрубку. Предусмотрена автоматическая регулировка вывода воды из аппарата.

Пропускная способность трехходового электродегидратора, совмещенного с отстойником в емкости объемом 200 м³, дости­гает 6000 т/сут.

Высокую надежность и эффективность показал в процессе опытно-промышленной эксплуатации электрокоалесцер ЭКУ-3 с ограниченной областью формирования токопроводящих цепо­чек, созданный Казанским педагогическим институтом, ВНИИ-нефтемашем и объединением «Татнефть».

Высокое напряжение от трансформатора через проходной изолятор подается на электрод, размещенный по оси цилин­дрического заземленного корпуса, служащего вторым элек­тродом.

Между электродами установлена перфорированная тру­ба из диэлектрического материала. Диаметр отверстий перфорации в несколько раз меньше толщины стенки трубы. Пере­городка разделяет входную и выходную полости аппарата.

Поток сырья поступает внутрь перфорированной трубы, где эмульсия обрабатывается электрическим полем большой на­пряженности вблизи высокопотенциального электрода. Затем эмульсия через отверстия, называемые областями ограниченного формирования цепочек, поступает на дообработку в зону с мень­шим значением напряженности электрического поля вблизи за­земленного корпуса. Разрушенная эмульсия с укрупненными каплями воды удаляется через нижний штуцер и направляет­ся в отстойник или электродегидратор для отделения воды. Расчленение потока водонефтяной эмульсии на элементарные струйки при помощи отверстий в трубе способствует тому, что количество воды в каждом элементарном канале ограничи­вается, исключается втягивание капель воды из прилегающего объема, токопроводящая цепочка получается малого сечения и большого сопротивления; ток элементарного короткого замы­кания через цепочку, прежде чем достигнуть критической вели­чины, вызывает вскипание эмульсии и блокировку каналов па­рогазовыми пузырьками. В результате достигается самоблоки­ровка тока в каждом отверстии и не возникает короткого замы­кания между электродами.

Аппарат позволяет поддерживать высокую напряженность поля и обеспечивает эффективную коалесценцию капель пласто­вой воды на стадии обезвоживания нефти, а также эффектив­ную коалесценцию капель пластовой и пресной воды на стадии обессоливания нефти. Применение такого аппарата также це­лесообразно для разрушения ловушечных эмульсий в промыс­ловых и заводских условиях.