Визначення параметрів гідроциклону для обробки нафтової емульсії з примусовим обертанням потоку з врахуванням зміни реологічних властивостей
DOI:
https://doi.org/10.32347/gbdmm.2023.101.0302Ключові слова:
гідроциклон, емульсія, зневоднення, швидкість осідання, нафтаАнотація
Об’єктом досліджень є процес зневоднення нафтових емульсій шляхом використання гідроциклону з примусовим обертанням потоку з врахуванням реологічних властивостей.
Проблема, що вирішується в роботі, пов’язана з видобутком, первинною підготовкою та транспортуванням нафт. Процес видобутку нафт супроводжується насиченням продукту водою, солями, механічними частками та легкими фракціями, що потребує первинної підготовки нафти шляхом багатостадійної, іноді довготривалої низькопродуктивної переробки з метою сепарації вищевказаних компонентів. Вміст води для деяких родовищ, особливо морських, складає 80%, що робить процес зневоднення нафти особливо важливим для підготвким нафти до транспортування. Серед відомих способів зневодення нафтових емульсій, таких як, відстоювання, термічна обробка, хімічна обробка, елетродегідрація та центрифугування, саме останнє дозволяє суттєво вплинути на процеси сепарації. Сутність процесу центрифугування, полягає у збільшенні обертальної швидкості руху часток дисперсної фази шляхом заміни природної сили ваги потужнішою відцентровою силою. Густина води й механічних домішок вище щільності нафти, і частки під дією відцентрової сили притискаються до стінки і, коагулюючи, видаляються через розділювач потоків.
В ході роботі визначено основні закономірності процесу центрифугування, а саме швидкість осідання частки води від реологічних параметрів емульсії та кінематичних характеристик гідроціклону з примусовим обертанням потоку. Встановлено, що залежність осідання частки води нафтової емульсії об’єму є степеневою функцією другого порядку, а швидкість лінійною. Осідання частки води має прямолінійну залежність від розміру частки. Швидкість Встановлена швидкість осідання часток води нафтової емульсії дозволяє розрахувати довжину турбіні в залежності від необхідної продуктивності, швидкості обертання та реологічних властивостей.
Розроблені теоретичні положення процесу зневоднення нафтових емульсій шляхом використання гідроциклону з примусовим обертанням потоку з врахуванням реологічних властивостей дозволяють проектувати машини даного типу для різних умов видобутку нафти.
Посилання
Aliev R. A. (2013). Pipeline oil and gas transportation. Ripol Classic. (in Russian).
Silash A. P. (1980). Oil production and transportation. Moscow, Nedra. (in Russian).
Shkoropad, D. E., & Novikov, O. P. (1987). Centrifuges and separators for chemical plants. (in Russian).
Shestov R. N. (2013). Hydrocyclones. Ripol Classic. (in Russian).
Basharov, M. M., & Sergeeva, O. A. (2012). Design and calculation of hydrocyclones. Kazan, Westfalika. (in Russian).
Bradley D. (2013). The hydrocyclone: Interna-tional Series of Monographs in Chemical Engineering, Vol. 4. Elsevier.
Hsieh K. T., & Rajamani R. K. (1991). Mathematical model of the hydrocyclone based on physics of fluid flow. AIChE Journal, 37(5), 735-746.
Samela D., & DeMicco F. J. (2005). The Voraxial grit separator a new technology for the 21st century. In Technology Conference, Water Environment Federation, 335-349..
Maj G., Laurent M., Mastrangeli M., & Lecoffre Y. (2014). Turbylec: development and experimental validation of an innovative centrifugal oil–water separator. In International Oil Spill Conference Proceedings, American Petroleum Institute, Vol. 2014, No. 1, 634-648.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Stefan Zaichenko, Denys Derevyanko, Oleksandr Meita, Sofia Malaman, Vadym Shalenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Право авторства належить авторам статей. Невиключні права на першу публікацію матеріалів статті автори передають редакції журналу «Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини» на умовах угоди з авторами згідно ліцензії Creative Commons CC BY 4.0. При цьому авторри мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Запозичення матеріалів повністю або частково можливе з посиланням на вихідні дані журналу з обов'язковою вказівкою правовласника та імен авторів статей. При створенні на основі опублікованих у журналі статей нових матеріалів, цитуванні або перекладі фрагментів статей з метою їхнього цитування необхідно посилатися на першоджерела з дотриманням правил цитування.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- автори зберігають за собою авторські права на роботу та передають журналу право першої публікації разом із роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати цю роботу з обов'язковим зазначенням авторства цієї роботи та посиланням на оригінальну публікацію у цьому журналі.
- автори зберігають за собою право укладати окремі додаткові контрактні угоди на неексклюзивне розповсюдження версії роботи, опублікованої в цьому журналі (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
- авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховищі або на їхньому персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даним журналом, оскільки це може призвести до продуктивного обговорення, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивися The Effect of Open Access).
Дозвіл на повторне використання визначається наступною користувальницькою ліцензією:
- Creative Commons Attribution (CC BY 4.0): дає можливість іншим поширювати і копіювати статтю, створювати уривки, реферати та інші виправлені версії, адаптації або похідні роботи зі статті (наприклад, переклад) для включення в колективну роботу (наприклад, монографію), для пошуку тексту або даних в статті, навіть в комерційних цілях, за умови, що вони вказують автора (ів), не змінюють статтю в такий спосіб, щоб завдати шкоди честі або репутації автора.
