Разрушение водо – нефтяных эмульсий в центрифуге

Водо – нефтяная эмульсия подаётся в центрифугу по её оси. Внутри центрифуги размещается быстро вращающийся направляющий набор стальных пластин, придающий ей круговое движение. Благодаря центробежной силе вода и сухие порошки, как более тяжелые субстанции, стремятся выйти из связанного состояния, концентрируясь (а для воды и укрупняясь) вдоль стенок, постепенно стекая вниз. Обезвоженная нефть (и обессоленная), лишенная механических примесей, отводится по самостоятельным трубам с верхней части аппарата. Водная смесь отводится с нижней части аппарата.

Предельный диаметр глобул, осаждаемых в центрифуге, может быть определён по уравнению Стокса:

(37)

где:

- динамическая вязкость дисперсионной среды;

- время нахождения эмульсии в центрифуге;

w – угловая скорость :

(38)

n – число оборотов центрифуги;

- плотность глобул дисперсной фазы;

R - максимальный радиус вращения эмульсии в центрифуге;

- минимальный радиус вращения эмульсии в центрифуге.

Данный способ обезвоживания, не смотря на свою высокую эффективность, ввиду большой стоимости, сложности и очень низкой производительности на промыслах, практически не применяется.

Фильтрация водо – нефтяных эмульсий через твёрдые поверхности

Этот метод основывается на так называемом явлении селективного смачивания при котором поверхность твёрдого тела смачивается лишь одним компонентом исходной эмульсии (водой или нефтью) в результате чего этот компонент выводится из состава эмульсии, т.е. эмульсия разрушается. Подобные процессы могут происходить если взаимодействие молекул одной из жидкостей, образующих эмульсию, с молекулами твёрдого вещества сильнее, чем между собою. В результате, эта жидкость растекается по поверхности твёрдого тела, смачивая её. Растекание происходит до тех пор пока жидкость не накроет всю поверхность твёрдого тела слоем определённой толщины (полное смачивание). В дальнейшем, под действием в основном силы тяжести удержанная жидкость мигрирует по поверхности твёрдого тела к его нижним слоям. В результате, в этих местах толщина жидкостной плёнки непрерывно увеличивается, её удержание за счёт сил агдезии и адсорбции становится невозможным и происходит её отрыв в виде крупных глобул, легко отделяющихся при последующем отстое. Разумеется, при этом, в верхних слоях твёрдого тела освобождается место на поверхности для нового растекания.

Фильтрующее вещество должно отвечать следующим основным требованиям (оно должно обладать):

1. Хорошей селективной (выборочной) смачиваемостью;

2. Хорошей проницаемостью (малое гидравлическое сопротивление), высокоразвитой поверхностью, механической прочностью;

3. Желательно иметь противоположный по сравнению с глобулами дисперсной фазы электрический заряд.

Для эмульсий типа В/Н в качестве фильтра используют гравий, битое стекло, древесные и металлические стружки, стекловату. Для эмульсий типа Н/В в качестве фильтра используют полиэтиленовые шарики.

Для осуществления фильтрации используют насыпные и набивные фильтры. Насыпные фильтры состоят из слоёв мелкозернистых материалов. Эти фильтры по эффективности считаются одними из лучших, однако обладают большим гидравлическим сопротивлением.

Набивные фильтры состоят из нескольких слоёв волокнистых материалов.

Деэмульсация фильтрацией не получила широкого распространения вследствии громоздкости оборудования, малой производительности и необходимости часто заменять фильтры. Но главная причина состоит в том, что этим методом можно разрушить лишь нестойкие или, в крайнем случае, средней стойкости водо – нефтяные эмульсии.