一種原油電脫水裝置的製作方法

2024-01-25 19:08:15

專利名稱：一種原油電脫水裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種原油電脫水裝置，特別涉及一種帶有複合極板原油電脫水裝置。
背景技術：
使用電脫水器對油水兩相進行分離是化工行業，特別是石化行業最常用的手段。這種分離方法是通過將浸沒在液體中的電極通電，利用電極產生的電場將分散相(水相)聚結並沉降的。原油中水滴聚結主要是受靜電力作用的結果，在電場中能產生偶極聚結、電泳聚結、介電泳聚結三種不同的聚結作用。其中在直流電場中以偶極聚結和電泳聚結為主，而在交流電場中以偶極聚結和介電泳聚結為主。電泳聚結一般在直流電場中存在，是指帶電水滴在電場中受電場力泳動而互相碰撞聚合，從而沉降分離。偶極聚結在直流和交流電場中均存在，是指W/0型乳化液的水滴兩端由於感應而帶上不同極性的電荷，產生誘導偶極。水滴兩端受方向相反、大小相等的兩個カ的作用而被拉長成橢圓體，從而相互吸引聚合，但水滴不發生運動。應該注意到，偶極聚結也屬於介電泳的範疇，當兩個誘導偶極子非常接近時，相鄰水滴帶異種電荷就會發生偶極聚結；若作用在誘導偶極子兩端的電場強度不相等，就會產生ー個朝著強電場梯度區域的淨作用力，即水滴向著電場強度最大的地方運動，此為介電泳聚結。介電泳一般在交流電場中存在，指水滴在非均勻電場中受到極化作用而產生的運動。因為W/0型乳化液中水滴的介電常數比油相大，因此水滴會向著電場強度最大的地方運動。此時水滴並不帶電，只要水滴在非均勻電場中受到極化作用就可以產生這種運動。相對於電泳聚結力，水滴在介電泳力作用下運動速度很低，因此介電泳作用也常常被忽視。エ業上常規電脫水裝置電極板材質通常為碳鋼，這種極板的缺點是在含水量較高條件下，電極板之間會形成水鏈，進而產生電弧並發生短路或跳閘。因此可以採用對電極板進行絕緣包覆來解決電弧問題。在交流電場作用或者使用絕緣極板的情況下，由於水滴通常不帶電，所以此時就需要考慮介電泳聚結作用。為了在使用絕緣極板的條件下強化這種介電泳作用，就需要建立ー種非均勻電場。專利CN 200920223451. 6介紹了ー種電脫鹽脫水設備，每層電極均由一層圓弧面電極和ー層平面電極組成。電極通電後，除各層電極的圓弧面電極之間以及外層電極的圓弧面電極與罐體的內壁之間形成環形電場外，各層電極的平面電極之間以及外層電極的平面電極與罐體內的油水界面之間還可以形成均勻的垂直電場。該電極使用碳鋼材料，因此在水量較高條件下很容易產生電弧，並且形成的均勻電場在使用交流變壓器時，電泳作用較弱，因此使用範圍較窄。
實用新型內容為了克服現有技術的缺陷，本實用新型提出了ー種原油電脫水裝置，用於在含水量波動範圍較大的條件下，對抗高含水量原油的衝擊。該複合電極板在AC電場下能夠充分利用、強化絕緣極板在非均勻電場中的介電泳聚結作用，達到提高分離效果的目的。本實用新型ー種原油電脫水裝置，包括罐體、進油ロ、出油ロ、進油分布器、複合板電極、絕緣支架、變壓器、排水口和堰板，特徵在於複合板電極由外徑5 20_碳鋼金屬管和均勻塗在碳鋼金屬管外表面上I 3_厚的絕緣層，優選I. 5 2. 5_厚的絕緣層組成，複合板電極安裝在脫水罐體內。所述的絕緣層為環氧樹脂絕緣層。所述的碳鋼金屬管為糖葫蘆形狀、橢圓體形狀、蛇形。所述的複合板電極一端與絕緣支撐架相接，另一端與AC高壓引入相連接。所述的複合板電極管波峰之間的長度為波峰到波谷之間長度的兩倍。所述的複合板電極管波峰到波谷之間的長度為50 80mm。所述的相鄰兩根複合板電極之間的間距為50 200mm，以圓心距計。所述的複合電極的長度為罐體直徑的1/2 2/3。單極板採用碳鋼圓管作為金屬電極，在金屬電極的外部使用親水型環氧樹脂絕緣材料，使金屬圓管處於絕緣保護之中不與液相接觸。本實用新型ー種原油電脫水裝置，複合電極板設置在電脫水裝置內部的前段，提供兩種不同的靜電聚合機理，達到提高脫水效率的目的。複合電極板採用吊掛的形式，單極板採用碳鋼圓管作為金屬電極，在金屬電極的外部使用親水型環氧樹脂絕緣夾套，使金屬圓管處於絕緣保護之中不與液相接觸。這樣的複合電極棒最後加工為蛇形曲線，並且和絕緣吊掛支撐架相接，最後與AC高壓引入相連接。本實用新型ー種原油電脫水裝置通過強化水滴在AC電場下的介電泳作用，使用新型的複合材料加強水滴聚結沉降，實現油水分離效率的提高。與現有技術相比，本實用新型使用了新型ー種原油電脫水器複合極板，採用親水型絕緣材料，提高脫水效率，防止電弧的產生；形成非均勻電場，使得聚結形成區域，更有利於脫水。
圖I為本實用新型ー種原油脫水裝置示意圖。圖2為本實用新型ー種蛇形複合電極剖面圖。圖3為本實用新型ー種原油電脫水裝置複合極板電極ー種結構側視圖。圖4 :為本實用新型ー種原油電脫水裝置複合極板電極第二種結構側視圖圖5 :為本實用新型ー種原油電脫水裝置複合極板電極第三種結構側視圖圖6 :為本實用新型ー種原油電脫水裝置複合極板電極第四種結構側視圖其中I.罐體，2.進油ロ，3.出油ロ，4.進油分布器，5.複合極板電極，6.絕緣支架，
7.變壓器，8.排水ロ，9.堰板，24.金屬管，25.絕緣層，31.複合電極，32.複合電極，33.複合電極，34.複合電極。如圖I所示，實用新型ー種原油電脫水裝置，由罐體、進油ロ、出油ロ、進油分布器、複合板電極、絕緣支架、變壓器、排水口和堰板組成，其中複合板電極由外徑為5 20_碳鋼金屬管和厚度為I 5_環氧樹脂層，環氧樹脂，其介電常數在2 6之間，耐溫180°C，相鄰兩根鋼管24之間的間距為50 200mm，以圓心計算，金屬管的外部由絕緣材料包覆。蛇管波峰之間的距離為a，波峰到波谷之間距離為b，a為b的兩倍。b為50mm 80mm。本實用新型ー種原油電脫水裝置，金屬部分提供電場，絕緣材料提供短路保護。本部實用新型ー種原油電脫水裝置，油水乳化液經進油ロ 2通過進油分布器4進入脫水器前部，乳狀液經過複合電極靜電聚結脫水後，分離處的水從脫水罐I底部的排水ロ 8排除，上層油經堰板9進入脫水罐後部，最後經出油ロ 3離開分離罐。吊掛電極5採用垂直吊掛矩陣式排列，上端由絕緣支架6和外部的變壓器7相連。變壓器採用交流供電，輸出電壓為I萬 8萬伏特。如圖3 圖6所示，本實用新型ー種原油電脫水器複合極板四種結構側視圖，均建立在介電泳作用原理上，由於絕緣層厚度的不同，使得電極之間形成不均勻的電場。親水型絕緣材料的優點在幹，乳化液經過極板時水滴吸附在極板絕緣材料表面，在液體的剪力作用下破壞水滴表面的張力，水滴分離，更容易聚結。本實用新型ー種原油電脫水裝置複合極板由於採用了絕緣材料對抗高含水原油，因此水滴電泳聚結作用很小，需要創造非均勻電場來強化介電泳聚結作用。因此吊掛極板製造成蛇形曲線狀，排列特徵為每ー排極板之間平行排列，在同一排的極板的突出部分與相鄰極板的突出部分相対，凹陷部分與凹陷部分相対。相鄰兩根鋼管24之間最短的間距，以圓心計算，為50 200mm。複合電極板的吊掛長度為I 2m,—般為罐體直徑的1/2 2/3。這樣就在極板間形成了不同電場強度的聚合通道。
具體實施方式
實施例Iー種原油電脫水裝置，複合板電極是由兩種不同環氧樹脂絕緣厚度交替排列包覆金屬電極的複合板電極，水滴會在大圓柱體附近聚結。環氧樹脂絕緣層介電常數在2 6之間，耐溫180°C,金屬電極外徑IOmm,絕緣厚層厚度4mm,絕緣薄層厚度2mm,相鄰兩根複合板電極之間間距為60mm,以圓心計算。實施例2ー種原油電脫水裝置，同實施例1，複合板電極大小相同，方向相反的圓錐體環氧樹脂絕緣層交替疊加而成，環氧樹脂絕緣層介電常數在2 6之間，耐溫180°C，相鄰電極板之間也形成了不同場強的區域。實施例3ー種原油電脫水裝置，複合板電極是糖葫蘆形狀電極板，環氧樹脂絕緣層介電常數在2 6之間,耐溫180°C,金屬電極外徑18mm,環氧樹脂緣薄層厚度3mm,相鄰兩根複合板電極之間間距為100mm，以圓心計算，單個環氧樹脂絕緣球體直徑20mm，最大場強處在兩球交接處。實施例4ー種原油電脫水裝置，複合板電極為橢圓體絕緣互相連接形成，內部為金屬電極外徑15mm，環氧樹脂絕緣壁厚最厚處約為6mm，環氧樹脂絕緣層介電常數在2 6之間，耐溫 180 °C o實施例5—種原油電脫水裝置，複合板電極為橢圓體絕緣互相連接形成，內部為金屬電極外徑20mm，環氧樹脂絕緣壁厚最厚處約為8mm，環氧樹脂絕緣層介電常數在2 6之間，耐溫 180 0C o實施例6 ー種原油電脫水裝置，複合板電極是糖葫蘆形狀電極板，環氧樹脂絕緣層介電常數在2 6之間，耐溫180°C,金屬電極外徑12mm,環氧樹脂絕緣薄層厚度3mm,相鄰兩根複合板電極之間間距為150mm，以圓心計算，單個環氧樹脂絕緣球體直徑20mm，最大場強處在兩球交接處。
權利要求1.ー種原油電脫水裝置，包括脫水罐體、進油ロ、出油ロ、進油分布器、複合板電極、絕緣支架、變壓器、排水ロ、堰板，特徵在於複合板電極由外徑5 20_碳鋼金屬管和均勻塗在碳鋼金屬管外表面上I 3mm厚的絕緣層組成，複合板電極安裝在脫水罐體內。
2.依照權利要求I所述的ー種原油電脫水裝置，其特徵在於所述的複合板電極一端與絕緣支撐架相接，另一端與AC高壓引入相連接。
3.依照權利要求I所述的ー種原油電脫水裝置，其特徵在於所述的碳鋼金屬管外徑為5 20mm。
4.依照權利要求I所述的ー種原油電脫水裝置，其特徵在於均勻塗在碳鋼金屬管外表面上絕緣層厚度為I. 5 2. 5mm。
5.依照權利要求I所述的ー種原油電脫水裝置，其特徵在於所述的絕緣層為環氧樹脂絕緣層。
6.依照權利要求I所述的ー種原油電脫水裝置，其特徵在於所述的複合板電極為糖葫蘆形狀、橢圓體形狀、蛇形管形狀。
7.依照權利要求I所述的ー種原油電脫水裝置，其特徵在於所述的複合板電極管波峰之間的長度為波峰到波谷之間長度的兩倍。
8.依照權利要求I所述的ー種原油電脫水裝置，其特徵在於所述的複合板電極管波峰到波谷之間的長度為50 80mm。
9.依照權利要求I所述的ー種原油電脫水裝置，其特徵在於所述的相鄰兩根複合板電極之間的間距為50 200mm，以圓心距計。
10.依照權利要求I所述的ー種原油電脫水裝置，其特徵在於複合電極的長度為罐體直徑的1/2 2/3。
專利摘要本實用新型公開了一種原油電脫水裝置，由脫水罐體、進油口、出油口、進油分布器、複合板電極、絕緣支架、變壓器、排水口、堰板組成，複合板電極由外徑5～20mm碳鋼金屬管和均勻塗在碳鋼金屬管外表面上1～3mm厚的絕緣層組成，該裝置脫水效率高，防止電弧的產生；形成非均勻電場，使得聚結形成區域，更有利於脫水。
文檔編號C10G33/02GK202530047SQ20122004738
公開日2012年11月14日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者崔新安, 彭松梓, 李春賢, 申明周, 虎銳 申請人:中國石化集團洛陽石油化工工程公司, 中國石油化工股份有限公司