Электрогидродинамическая дегидратация водонефтяных эмульсий для вторичного использования нефтесодержащих отходов

• Автор: Красная, Елена Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Литературный обзор
1.1. Нефтесодержащие отходы и загрязнение окружающей среды
1.2. Способы разделения водонефтяных эмульсий
1.3. Принцип работы устройств для разделения водонефтяных эмульсий с применением электрических полей
1.3.1. Классификация аппаратов для электрического
обезвоживания воды
1.3.2. Конструкция, эксплуатация и перспективы применения электрокоалесценторов
1.3.3. Конструкция и эксплуатация вертикальных
электродегидраторов
1.3.4. Конструкция и эксплуатация шаровых электродегидраторов с электродами типа концентрических колец
1.3.5. Конструкция и эксплуатация горизонтальных
электродегидраторов
1.3.6. Пути повышения эффективности горизонтальных
электродегидраторов
1.4. Физические основы процесса дегидратации нефтяных эмульсий
Выводы по главе и постановка задач исследования
Глава 2. Математическая модель электрогидродинамических

течении в слабопроводящих средах
2.1. Решение уравнений Лапласа и Пуассона
2.2. Основы метода конечных разностей
2.3. Модель распределения потенциала
Выводы по главе

Глава 3. Исследование воздействия электрического поля на гидродинамические характеристики процесса разрушения эмульсии
3.1. Методика проведения расчетов
3.2. Моделирование процесса электрокоалесценции капель воды в
нефти при различной геометрии электродов
3.3. Влияние гидродинамических параметров на процесс слияния
капель воды в нефти
Выводы по главе
Глава 4. Практические рекомендации по внедрению результатов исследования
Выводы по главе

Основные выводы и практические результаты работы
Список использованной литературы
Приложение 1. Акт внедрения в ОАО «Средневолжский научно-
исследовательский институт по нефтепереработке»
Приложение 2. Акт внедрения в ООО «Агентство инженерноэкологического проектирования»
Приложение 3. Акт о внедрении в учебный процесс
Приложение 4. Справка об использовании результатов НИР

Введение
В результате производственной деятельности человека образуется большое количество водонефтяных эмульсий, возникающих в процессе добычи, переработки, транспортировки и использования нефтепродуктов. Попадая в окружающую среду, они загрязняют поверхностные и подземные воды, изменяют состав почв.
После разделения водонефтяных эмульсий на воду и нефтепродукты, и вода и нефть могут быть повторно использованы. При этом решается проблема не только утилизации нефтесодержащих отходов, но и экономии водных ресурсов за счет повторного возвращения в технологический цикл очищенной воды. Немаловажной является возможность вторичного использования очищенных нефтепродуктов.
В связи с этим актуальны поиск и разработка эффективных технологий разделения водонефтяных эмульсий.
Существующие механические, термические и физико-химические способы разрушения нефтяных эмульсий обладают малой производительностью, являются затратными и не всегда позволяют достичь необходимого качества извлекаемых нефтепродуктов и очищаемой воды.
Перспективным методом разделения водонефтяных эмульсий является обработка ее в постоянном или переменном электрическом поле. Исследованиям в данном направлении посвящены работы Frederick G. Cottrell, Harmon F. Fisher, J.R. Melcher, Л.И. Слонима, Г.Н. Позднышева, A.A. Гуреева, Д.Н. Левченко, А.Г. Мартыненко, Г.М. Панченкова, Л.К. Цабека, С.Ш. Гершуни, В.А. Проскурякова, М.С. Апфельбаума, В.В. Буткова, К.В. Таранцева.
Эффективность разделения водонефтяных эмульсий определяется многими факторами: скоростью и режимом течения эмульсии, ее дисперсным составом, напряженностью электрического поля, электропроводностью, вязкостью, плотностью, поверхностным натяжением на границе раздела жидкости, формой и размерами рабочих зон электродов и др.

Рисунок 16- Схематическое изображение электродегидратора [71]: а - вертикальное сечение при нижнем расположении электрокоалесцентора; б - вертикальное сечение при верхнем расположении электрокоалесцентора
Расположение электрокоалесцентора ниже сепарирующих тарелок предпочтительнее с точки зрения организации движения потоков жидкости в аппарате, т.к. в этом случае эти потоки не препятствуют процессу осаждения капель.
В следующей конструкции электродегидратора [66] (рисунок 17) имеются две зоны обработки. Эмульсия поступает вначале в поле высокой напряженности и интенсивной циркуляции между соплом-электродом 30 и электродом выполненным в форме трубы Вентури 21, а затем в поле меньшей напряженности, меньших скоростей циркуляции и меньшего содержания воды, между заземленным корпусом 11 и экраном 16. Нижний экран 40 позволяет организовать еще одну зону обработки 43 и предотвращает пробой на границе раздела воды с нефтью.