Техн. ғылым. докторы, профессор Сулейменов О.А.,

оқытушыМолдакулова А.Д.

Тараз мемлекеттік университеті, Жамбыл политехникалық колледжі

Қазахстан

Электрлі статикалық өрістің мұнайға әсер ету қағидалары

Мұнай эмульсиясын электр өткізгіштігіне сәйкес электрлі статикалық әдіспен ажыратып алу үшін олардың құрамындағы сұйықтарды алдын ала зарядтау қажет. Ол үшін келесі әдістердің бірі қолданылады: сұйықтарды электр потенциалы бар электродпен жанастыру, индукциялық зарядтау және иондау. Мұнай ішіндегі су түйіршіктері электр потенциалы бар электродпен жанасқан кезде, электрод потенциалының шамасына сәйкес электр зарядын қабылдайды. Электр өткізгіштігі нашар болғандықтан мұнай қабаттары су түйіршіктерімен салыстырғанда кем зарядталады.

Мұнай өнімдерін су тамшыларынан тазарту үшін бірнеше алдын ала электрлендіру әдістері қолданылады ( суреттер 1а,б ,в ,г,д ). Олар индукция ( суреттер 1а,б , г ) және жанасу ( суреттер 1в, д ) тәсілдерінің комбинациясы негізінде құрылған[1]. Тазартылатын сұйық шикізат жерге жалғанған электрод үстімен ағып электр өрісіне беріледі. Электр өрісінде мұнай қабаты және оның ішіндегі су тамшылары индукция әсерінен әр түрлі деңгейде зарядталады. Мұнай ішіндегі өткізгіштігі жоғары қоспалар жерге жалғанған электродпен жанасқан сәтте оның потенциалын тез қабылдап алады.

Соның нәтижесінде өткізгіштігі жоғары қоспалардың мұнаймен салыстырғанда заряд деңгейлерінің айырмашылығы едәуір өседі. Иондардың бағытталған қозғалысымен зарядттау механизмі 1-суретте көрсетілген. Иондардың бағытталған қозғалысы әдетте біркелкі емес электр өрісіне тән физикалық құбылыс. Біркелкі емес электр өрісін алу үшін, біркелкі электрөрісін жасаушы екі жалпақ электродтың бірін үшкір (ине тәріздес) электродпен алмастыру қажет. Сонда жоғары кернеу әсерімен үшкір электродтан жазық электродқа бағытталған иондар қозғалысы пайда болады.

Зарядтан арылу кинетикасы әртүрлі болғандықтан эмульсия компоненттерінің арасында олардың электр өткізгіштігіне тәуелді заряд айырмашылығы қалыптасады. Бұл әдіс мұнайдың және өте майда су түйіршіктерінің заряд деңгейлерін өте алшақтатуға мүмкіндік береді, сондықтан кәзіргі заманауи электрлі статикалық мұнайбөлгіштердің жұмыс жасау әрекеті осы әдіске негізделген.

Іс жүзінде трибоэлектрлі статикалық, басқаша айтқанда, әртүрлі сұйық заттардың өзара және қатты денемен үйкеліс кезінде туындайтын зарядтардың тұрақты электр өрісіндегі қозғалу траекториясының заңдылықтарына негізделген әдіспен эмульсияны құрайтын компонентердің әрқайсысын жеке өнім ретінде бөліп алуға болады. Ол үшін эмульсияны алдын ала зарядтайтын келесі тәсілдер жиі қолданады (2 сурет):

- эмульсияны көлбеу орналасқан арна немесе басқа түрлерде жасалған электризатормен жанастыру;

-эмульсияны өндірістік сиымды ыдыстарда қарқынды араластыру.

Бірінші тәсілді тиімді қолдану үшін эмульсияның әр түрлі заттармен жанасқан кезінде трибостатикалық электр зарядтардың пайда болу заңдылықтарын жете меңгеру қажет.

Екінші тәсіл өндірістің жоғары өнімділігін қамтамасыз етеді. Эмульсияны қарқынды араластыру зарядтардың пайда болуын тұрақты жағдайда жүргізеді. Соңғы кездерде жоғарыда келтірілген екі тәсілдің негізінде қиыстырылған ортақ тәсілдер көбірек қолданылады.

Өзара түйіскен заттардың электрлену механизмінің негізіне электр зарядын тасымалдаушылардың концентрациясы жоғары заттардан, олардың концентрациясы төмен заттарға ығысуы алынған. Заряд тасымалдаушылардың концентрациясы эмульсияның структурасына және су глобуласының сырт қабатының құрылымына байланысты.

а – потенциалды электродпен жанастыру;

б – индукциялау;

в–индукциялау және жерге жалғанған электродпен бейтараптандыру;

г –жылжымалы иондармен зарядтау;

д –жылжымалы иондармен зарядтау және жерге жалғанған электродпен бейтараптандыру;

1, 2 – эмульсияның электр өткізгіш және электр өткізбейтін компоненттері;

3 – үлкен радиусты электрод;

4 – кіші радиусты электрод;

5 –жылжымалы иондар.

1 сурет - Эмульсияны электрлі статикалық зарядтау тәсілдері

а – қатты электризатормен түйістіру,б – эмульсия компоненттерінің өзара түйісуі;

2 сурет - Эмульсияны трибоэлектрлі зарядтау тәсілдері

Екі түрлі заттың түйісу нүктесіндегі заряд тасымалдағыштардың ығысу бағыты, бұл екі заттың электрондарының өз ортасынан шығуға керек жұмыс мөлшерінің деңгейімен анықталады. Электрондарының шығу жұмыс мөлшері аз зат басқа затпен түйісу кезінде электрондарынан айырылып, жанасу нәтижесінде оң зарядқа ие болады. Қосымша электрондарға ие болған екінші зат теріс зарядты болып табылады. Электрлі статикалық өрісте зарядтар айырмасына байланысты эмульсияның бөліну үдерісі жүреді. Электрлі статикалық бөлгіштер және дегидраторлар электрон -ион технологиясының негізгі аппараттарының бірі болып саналады. Олар өндірістік қолдануда электр энергиясының шығыны аздығымен энергия үнемдегіш технологиялар қатарына жатқызылған.

Әдебиеттер

1.Suleymenov O. A. Analysis of cyclonus and electrocyclonus efficiency. Nauka I studia.2013. ｹ17. P 34-37