Отстойник

Отстойник

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче, подготовке и переработке нефти.

Уровень техники

При добыче, подготовке и переработке нефти технологический процесс связан с гравитационным отстаиванием продукции. При этом используют отстойники с внутренней начинкой для интенсификации процесса отстоя. При рациональном внутреннем строении отстойника происходит интенсивное и качественное разделение нефти, газа, воды и механических примесей при максимальной производительности отстойника.

Известен аппарат для предварительного обезвоживания нефти (Маринин П.С. и др. Разгазирование и предварительное обезвоживание нефти в системах сбора. М.: Недра, 1982, с.25, рис.19). Аппарат состоит из корпуса, трех вертикальных перегородок, регуляторов уровня вода-нефть и нефть-вода, патрубков для ввода смеси, вывода нефти, газа и воды. К недостаткам этого аппарата следует отнести то, что первая перегородка выполнена так, что полный поток нефти и воды проходит под первой перегородкой и выше второй перегородки, вызывая дополнительное смещение нефти и воды, и далее не интенсифицируется процесс отстоя.

Наиболее близок к предлагаемому техническому решению аппарат для обезвоживания нефти - отстойник (патент РФ №2077918, кл. D 01 D 17/028, опубл. 27.04.97, Бюл. №12). Корпус отстойника разделен перегородкой на два отсека - отсек для отстоя и отсек для накопления очищенной нефти. Отсек для отстоя оборудован поперечными перегородками, открытыми снизу для движения воды и сверху - для движения газа и нефти, причем верхние края перегородок образуют ступеньки, т.е. нефть переливается через верхние кромки перегородок. Максимальная эффективность работы отстойника достигается при сравнительно простой его конструкции. К недостаткам отстойника относится необходимость строгого соблюдения технологического режима. Так для обеспечения перелива нефти через верхние кромки поперечных перегородок в отсеке для отстоя необходимо поддерживать расчетной высоты границы раздела нефть-вода с учетом величины плотности нефти и воды, высоты перегородок. При осложненных условиях, когда имеет место нефть высокой вязкости и плотности, эффективность отстоя снижается.

Сущность изобретения

Технической задачей изобретения является обеспечение эффективного процесса отстоя при осложненных условиях, т.е. при высокой вязкости и плотности нефти, с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.

Поставленная задача решается тем, что в известном отстойнике, включающем корпус, разделенный перегородкой на отсек для накопления очищенной нефти и отсек для отстоя с поперечными перегородками, размещенными в средней части сечения корпуса, патрубки для ввода водонефтяной эмульсии, отвода газа, нефти, воды, осадков, размещения уровнемеров, согласно изобретению, в отстойном отсеке промежуточные перегородки выполнены переменной высоты с повышением сверху и снижением снизу по ходу движения жидкости по длине отстойника.

Выполнение отстойника с промежуточными перегородками переменной высоты с повышение сверху и снижением снизу по ходу движения жидкости по длине отстойника обеспечивает наиболее благоприятные условия для разделения эмульсии на нефть, воду и механические примеси при малой разности плотностей воды и нефти, т.е. при большой плотности нефти, позволяет работать при малой высоте границы раздела нефть-вода, уменьшает вероятность попадания воды снова в нефтяной отсек переливанием через перегородку, отделяющую нефтяной отсек.

Перечень фигур и графических изображений

Схема предлагаемого отстойника приведена на чертеже.

Отстойник включает корпус 1, перегородку 2, разделяющую корпус отстойника на отсек для очищенной нефти и отсек для отстоя, промежуточные перегородки 3 в отсеке для отстоя, патрубок 4 для ввода эмульсии в отстойник, патрубок 5 для отвода очищенной нефти, патрубок 6 для отвода воды, патрубок 7 для очистки отстойника, патрубок 8 для удаления осадка, патрубки 9 и 10 для размещения уровнемеров, патрубок 11 для отвода газа, люк-лаз 12 и 13, запорные краны 14-19, отбойники 20 над патрубками для предотвращения образования воронки.

Отстойник работает следующим образом.

После монтажа и соответствующих испытаний отстойник подключается в работу. Эмульсия в виде смеси нефти, газа, воды и механических примесей подается в отстойник через патрубок 4 при открытом запорном кране 14. При этом отсек для отстоя заполняется снизу поступающей жидкостью до перекрытия нижних кромок промежуточных перегородок 3. В пространствах между промежуточными перегородками 3, где перекрыты кромки, снизу затухают возмущения в жидкости и происходит эффективное разделение эмульсии на компоненты путем гравитационного отстаивания. По мере дальнейшего заполнения отстойника жидкость начинает движение выше верхних кромок промежуточных перегородок 3 и при достижении уровня верхней кромки перегородки 2 с самого верхнего слоя очищенная нефть переливается в нефтяной отсек. Отсюда очищенная нефть удаляется через патрубок 5 при открытом запорном кране 18. Из этого отсека нефть отбирается с соблюдением изменения уровня нефти в пределах минимального и максимального значений. Для контроля уровня нефти в отсеке размещается уровнемер через патрубок 9. Отбойник 20 над патрубком 5 предупреждает образование воронки и подсос газа вместе с потоком нефти.

В отсеке для отстоя между промежуточными перегородками 3 устанавливается режим гравитационного отстоя без влияния возмущений от поступающего потока жидкости по патрубку 4. Отбойник 20 над входной трубой на патрубке 4 обеспечивает распределение входящего потока в горизонтальном направлении на уровне конца входной трубы перед первой промежуточной перегородкой 3. В этой же области происходит интенсивное разделение входящей эмульсии, подготовленной к разделению, до подачи в отстойник. Нефтяная часть эмульсии поднимается вверх и движется в сторону отсека для нефти через верхние кромки промежуточных перегородок 3, а отделенная вода спускается в нижнюю часть отстойника и движется, обтекая нижние кромки промежуточных перегородок 3, к месту отвода воды через патрубок 6 при открытом запорном кране 18. Отбойник 20 над патрубком 6 предупреждает вовлечение в поток воды капелек нефти с верхних слоев воды. Механические примеси отделяются отстаиванием и осаждаются на дно отстойника, откуда удаляются через патрубки 7 и 8 при открытых запорных кранах 15 и 16.

Промежуточные перегородки 3 при движении нефтяной части эмульсии выше верхних кромок отсекают с движущегося слоя оседающие капельки воды и механические примеси и направляют в пространство между перегородками для более продолжительного отстоя, а при движении слоя воды ниже кромок промежуточных перегородок 3 отсекаются всплывающие капельки нефти и направляются в пространство между перегородками, откуда они могут попасть только в верхний слой нефти.

Газ из отстойника удаляется через патрубок 11 при открытом запорном кране 19, где при необходимости устанавливается регулятор давления газа.

Люк-лаз 12 и 13 используется для проникновения внутрь отстойника при необходимости обследования внутренней начинки, ремонта и технического обслуживания.

Процесс отстоя в отстойнике обеспечивается путем подбора соответствующей вместимости отстойника, размещением промежуточных перегородок достаточного количества и на необходимых высотах с учетом физико-химических свойств эмульсии. Предложенная схема размещения поперечных перегородок обеспечивает наиболее эффективный процесс отстоя в случаях большой плотности и вязкости нефти. При предложенном расположении промежуточных перегородок уровень границы раздела нефть-вода остается одинаковым между промежуточными перегородками. Для соблюдения технологического режима нет необходимости поддерживать на необходимом достаточном уровне границы раздела нефть-вода, так как обеспечивается течение жидкости выше и ниже промежуточных перегородок при любой высоте границы раздела нефть-вода. В то же время изменением границы раздела нефть-вода можно влиять на качество нефти и воды. При минимально низком уровне границы раздела нефть-вода достигается максимально высокое качество нефти по содержанию воды и механических примесей, а при максимально высоком уровне границы раздела нефть-вода обеспечивается минимальное содержание нефти в сбрасываемой из отстойника воде.

Технико-экономические показатели.

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить эффективность процесса отстоя при осложненных условиях - высокой вязкости и плотности нефти - с минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.

Отстойник, включающий корпус, разделенный перегородкой на отсек для накопления очищенной нефти и отсек для отстоя с промежуточными поперечными перегородками, размещенными в средней части корпуса, патрубки для ввода водонефтяной эмульсии, отвода газа, нефти, воды и осадков, размещения уровнемеров, отличающийся тем, что в отсеке для отстоя промежуточные перегородки выполнены переменной высоты с повышением высоты расположения верхних кромок и снижением высоты расположения нижних кромок по ходу движения жидкости по длине отстойника.