Электродегидратор — это аппарат, использующий электрическое поле для разделения водно-нефтяной эмульсии. Он удаляет из нефти капли воды и солей, что критически важно для её дальнейшей переработки. Оборудование активно применяется на нефтеперерабатывающих заводах, нефтедобывающих комплексах и в системах подготовки сырья перед транспортировкой.
Принцип работы электродегидратора
Принцип действия аппарата базируется на коалесценции (объединении) капель воды в нефтяной эмульсии под воздействием электрического поля. Технологический процесс включает следующие этапы:
- Подготовка эмульсии
- Сырье нагревается до 60-120°C (в зависимости от вязкости нефти) для снижения её плотности и поверхностного натяжения. Это ускоряет движение капель воды.
- В эмульсию добавляются деэмульгаторы — химические реагенты, разрушающие защитные оболочки водных капель.
- Электрическая коалесценция
- Эмульсия подается в зону действия электрического поля электродегидратора напряженностью 0,5-2,5 кВ/см, создаваемого электродами. Под воздействием поля капли поляризуются, притягиваются друг к другу и сливаются.
- Частота тока: 50-60 Гц (переменный ток) или 1-5 кГц (импульсный режим). Импульсные поля эффективнее для высоковязких нефтей.
- Гравитационное разделение фаз
- Крупные капли воды оседают в нижнюю часть аппарата (зона седиментации), а обезвоженная нефть поднимается вверх.
- Скорость осаждения рассчитывается по формуле Стокса.
- Вывод продуктов
- Вода с солями отводится через нижний штуцер электродегидратора, нефть — через верхний.
- Контроль качества осуществляется датчиками влажности (до 0,1-0,5%) и солесодержания (до 3-5 мг/л).
Важно: Для стабильной работы электродегидратора требуется поддержание оптимального напряжения и температуры. Перегрев нефти (>130°C) приводит к деградации деэмульгаторов, а низкая напряженность поля (<0,3 кВ/см) — к неполному отделению воды.
Устройство и ключевые элементы электродегидраторов
- Корпус:
- Представляет собой цилиндрическую стальную емкость с эллиптическими днищами установленную на седловых опорах;
- Рабочее давление: до 2,5 МПа (для глубоководных месторождений — до 10 МПа);
- Теплоизоляция аппарата: слой базальтовой ваты толщиной 100-150 мм (температура поверхности <45°C).
- Система электродов:
- Материал: углеродистая сталь с антикоррозийным покрытием (эпоксидная смола, толщина 200-300 мкм).
- Конфигурация:
- Сетчатые электроды (ячейка 10×10 мм) — для низковязких нефтей.
- Пластинчатые электроды с перфорацией (Ø5-8 мм) — для высоковязких сред.
- Система нагрева:
- Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) мощностью 50-200 кВт или паровые змеевики (давление пара 6-10 атм).
- Точность поддержания температуры: ±2°C.
- Трансформаторы и система управления:
- Мощность трансформаторов: 100-500 кВА.
- Микропроцессорные контроллеры - регулируют напряжение в зависимости от текущей проводимости эмульсии.
Сводные технические характеристики горизонтальных аппаратов
|
Параметры
|
Модель
|
|
ЭДГ-25
|
ЭДГ-63
|
ЭДГ-100
|
ЭДГ-160
|
ЭДГ-200
|
|
Рраб, МПа (кгс/см2 )
|
1,0 (10)
|
1,6 (16)
|
0,6 (6)
|
1,2 (12)
|
1,2 (12)
|
|
Ррасч, МПа (кгс/см2)
|
1,2 (12)
|
1,8 (18)
|
0,6 (6)
|
1,2 (12)
|
1,2 (12)
|
|
Максимальная рабочая температура, оС
|
130
|
120
|
140
|
80
|
100
|
|
Объем, м 3
|
25
|
63
|
100
|
160
|
200
|
|
Потребляемая мощность, кВт
|
25
|
75
|
100
|
160
|
100
|
|
Диаметр, мм
|
2800
|
3200
|
3400
|
3400
|
3600
|
|
Установленный срок службы аппарата, не менее, лет
|
не менее 10 лет
|
|
Группа аппарата по ОСТ 26-291-94
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Образец чертежа
Конструктивные типы электродегидраторов и их особенности
Классификация аппаратов проводится по ориентации корпуса, количеству ступеней обработки и типу электродов.
- Горизонтальный электродегидратор
- Конструкция
- Цилиндрический корпус длиной 10-30 м и диаметром 3-4,5 м (материал — сталь Ст20 или нержавеющая сталь 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-2014).
- 2-3 пары электродов (сетчатые или перфорированные пластины) с расстоянием между ними 200-400 мм.
- Внутренние перегородки для организации многоступенчатой сепарации (2-3 ступени).
- Преимущества:
- Высокая производительность электродегидратора (до 15 000 м³/сутки) за счет большой площади сечения.
- Возможность обработки нефтей с обводненностью до 30%.
- Область применения:
- Крупные НПЗ и магистральные трубопроводы.
- Вертикальный электродегидратор
- Конструкция:
- Цилиндрическая колонна высотой 6-15 м и диаметром 2-3 м.
- Электроды расположены концентрически — центральный стержень и кольцевая пластина.
- Чертеж вертикального электродегидратора включает патрубки для ввода эмульсии в средней части и отвода нефти/воды на разных уровнях.
- Преимущества:
- Компактность — занимает на 40% меньше площади, чем горизонтальный аналог.
- Подходит для нефтей с высоким содержанием парафинов (до 25%).
- Область применения:
- Морские платформы, скважины с ограниченной площадью.
- Дополнительные типы
- Одноступенчатые vs. Многоступенчатые:
- Одноступенчатые снижают влажность до 1%, двухступенчатые — до 0,5% (API 12J).
- Электроды переменной геометрии:
- Спиральные или шевронные электроды для турбулентного потока — повышают КПД на 15-20%.
Для того, чтобы заказать электродегидраторы от завода "СПЕЦХИММАШ" вы можете:
