Das elektrostatische Prinzip

In Öl dispergierte Wassertropfen sind elektrisch geladen. Durch Anlegen eines Hochspannungs-Wechselstrom- oder Gleichstromfeldes werden die Tropfen polarisiert, wodurch Dipole entstehen. Geladene Tropfen ziehen sich gegenseitig an, kollidieren und verschmelzen zu größeren Tropfen. Größere Tropfen trennen sich durch die Schwerkraft schneller voneinander. Mit diesem Verfahren lassen sich Emulsionen behandeln, die herkömmliche Separatoren überfordern.

Systemdesign

Horizontaler Behälter mit einem Elektrodengitter, das ein elektrisches Feld zwischen 10 und 30 kV erzeugt. Das Öl fließt mit kontrollierter Geschwindigkeit durch den unter Spannung stehenden Bereich. Das koaleszierte Wasser setzt sich im unteren Auffangbereich ab. Das gereinigte Öl tritt oben aus. Die Stromversorgung und die Steuerung regeln die Feldstärke entsprechend dem Durchsatz und dem Wassergehalt.

Trennungsleistung

Entfernt Wassertropfen mit einer Größe von 1 bis 5 Mikrometern, die herkömmliche Schwerkraftabscheider nicht bewältigen können. Erreicht einen Öl-Wasser-Gehalt im Auslass von unter 0,5 %, typischerweise 0,1–0,3 %. Verarbeitet Emulsionen aus der Produktion, Entsalzung oder Raffination, die einer rein chemischen Behandlung widerstehen.

Materialauswahl

Behälterkonstruktion aus Kohlenstoffstahl mit isolierten Elektrodenhaltern. Die Elektroden bestehen aus korrosionsbeständigen Werkstoffen. Hochspannungsisolatoren verhindern Stromlecks. Die Konstruktion ist für Betriebsdrücke von 50 bis 300 psig und Temperaturen bis 150 °C ausgelegt.

Anwendungen

Entwässerung von Rohöl vor der Raffination, Entfernung von Waschwasser aus Entsalzungsanlagen, Wasserabscheidung aus Heizöl, Aufbereitung von Förderwasser zur Entfernung von Ölrückständen sowie alle Öl-Wasser-Emulsionen, die eine verbesserte Trennung erfordern. Häufig in Raffinerien und auf Offshore-Plattformen mit beengten Platzverhältnissen im Einsatz.

Betriebsvorteile

Die schnellere Trennung als durch Schwerkraft ermöglicht den Einsatz kleinerer Behälter, was Platz und Kosten spart. Das System bewältigt unterschiedliche Wasseranteile ohne chemische Anpassung. Der geringere Einsatz von chemischen Demulgatoren senkt die Betriebskosten. Die kompakte Bauweise eignet sich für Offshore-Plattformen und Erweiterungen bestehender Anlagen.

Steuerungssysteme

Die Spannungsanpassung optimiert die Trennung unter wechselnden Bedingungen. Wassergehaltsmessgeräte liefern Rückmeldungen. Füllstandsregler steuern die Trennschicht und den Füllstand. Verriegelungen schalten die Stromversorgung ab, wenn der Wasserstand steigt, um einen Kurzschluss der Elektroden zu verhindern.

Leistungsfaktoren

Die Temperatur beeinflusst die Viskosität des Öls – wärmeres Öl lässt sich leichter abtrennen. Der Salzgehalt im Wasser verbessert die Leitfähigkeit und fördert so die Koaleszenz. Öleigenschaften wie Dichte und Grenzflächenspannung beeinflussen die Abtrennung. Für optimale Ergebnisse werden häufig chemische Demulgatoren in Kombination mit einer elektrostatischen Behandlung eingesetzt.

Sicherheitsmerkmale

Die Erdung des Behälters verhindert elektrische Gefahren. Verriegelungen unterbrechen die Stromversorgung bei hohem Wasserstand, geringem Durchfluss oder Elektrodenfehlern. Explosionsgeschützte elektrische Ausführung für den Einsatz mit Kohlenwasserstoffen. Notabschaltsysteme schützen Personal und Ausrüstung.

Baunormen

Auslegung gemäß ASME Abschnitt VIII für Druckbehälter. Elektrische Anlagen gemäß den geltenden Vorschriften für explosionsgefährdete Bereiche. Elektrodenauslegung mit bewährter Trennleistung. Vollständige Dokumentation einschließlich elektrischer Spezifikationen und Sicherheitssysteme.

Die elektrostatischen Koaleszenzabscheider von ERGIL sorgen für eine hervorragende Öl-Wasser-Trennung bei anspruchsvollen Emulsionen in Raffinerie- und Produktionsanwendungen.