Визначення параметрів гідроциклону для обробки нафтової емульсії з примусовим обертанням потоку з врахуванням зміни реологічних властивостей

Автор(и)

  • Стефан Зайченко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-8446-5408
  • Денис Дерев’янко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-4877-5601
  • Олександр Мейта Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-4132-5202
  • Софія Маламан Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Bahrain https://orcid.org/0009-0006-8807-2376
  • Вадим Шаленко Київський національний університет будівництва та архітектури, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-6984-0302

DOI:

https://doi.org/10.32347/gbdmm.2023.101.0302

Ключові слова:

гідроциклон, емульсія, зневоднення, швидкість осідання, нафта

Анотація

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

2023-10-10

Як цитувати

Зайченко, С. ., Дерев’янко , Д., Мейта, О. ., Маламан, С. ., & Шаленко, В. . (2023). Визначення параметрів гідроциклону для обробки нафтової емульсії з примусовим обертанням потоку з врахуванням зміни реологічних властивостей. Гірничі, будівельні, дорожні та меліоративні машини, (101), 29–35. https://doi.org/10.32347/gbdmm.2023.101.0302

Номер

Розділ

Будівельні машини і технологічне обладнання