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8/11/2019 separation phases.pdf

1/10

U n i t e d S t a t e s P a t e n t [ 1 9 1D u r r i e u

5 , 0 1 7 , 2 9 4M a y 2 1 ,1 9 9 1

[ 1 1 ] P a t e n t N u m b e r :

[ 4 5 ] D a t e o f P a t e n t :

[ 5 4 ] APPARATUSFOR THE SEPARATIONOFTWO IMMISCIBLE LIQUIDS AND SE OFSAID APPARATUS IN THE DESALTING OFA HYDROCARBON FEEDSTOCK

[ 7 5 ] I n v e n t o r : Marc D u r r i e u , S a i n t eA d r e s s e ,F r a n c e

C o m p a g n i ed e R a f f i n a g ee t d eD i s t r i b u t i o n To t a l F r a n c e ,L e v a l l o i s - P e r r e t ,F r a n c e

[ 7 3 ] A s s i g n e e :

. [ 2 1 ] A p p l . N o . : 4 9 9 , 0 3 6

[ 2 2 ] F i l e d : M a r . 2 6 ,1 9 9 0

[ 3 0 ] F o r e i g nA p p l i c a t i o nP r i o r i t yD a t aM a r. 2 4 , 1 9 8 9 [FR] F rance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 89 0 3921

[ 5 1 ] I n t . C l . 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. B01D 1 7 / 0 2 2[ 5 2 ] US. l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 210/708; 210/799;

2 1 0 / 2 5 3 ; 2 1 0/ 3 2 3 . 2 ;2 1 0 / D I G .5[ 5 8 ] F i e l d o f S e a r c h . . . . . . . . . . . . .. . 2 1 0 / 7 0 8 ,7 9 9 , 8 0 4 , 2 5 3 ,

2 1 0 / 2 5 9 ,3 0 6 , 3 2 3 . 2 ,4 4 6 ,5 2 1 ,DIG. 5

[ 5 6 ] R e f e r e n c e s C i t e d

U . S . PATENT DOCUMENTS

3 , 7 9 4 , 5 8 3 2/ 1 974 Rhodes .4 , 3 9 1 , 7 1 6 7/1983 M c C u r r y .4,650 ,581 3 / 1 9 8 7 A n z l e s e t a 1 . . . . . . . . . . . . . . . .. 2l0/DIG. 5

FOREIGN PATENT DOCUMENTS

0004724 1 0 / 1 9 7 9 European P a t . O f f . .

0207797 1/1987 E u r o p e a n P a t . O f f . .7 9 6 1 4 2 / 1 8 9 4F e d . R e p . o f G e r m a n y .1 8 4 9 1 8 / 1 9 5 0 F e d . R e p . o f G e r m a n y .

2148978 5/1972 F e d . R e p . o f G e r m a n y .3122289 5 / 1 9 8 2 F e d .Rep. o f G e r m a n y .3 1 0 3 7 2 3 9/1982 F e d . R e p . o f G e r m a n y .3 2 3 9 8 1 3 5 / 1 9 8 3F e d . R e p . o f G e r m a n y .2 5 9 8 4 2 9 11 / 1 9 8 7 F r a n c e .

P r i m a r yE x a m i n e r - S t a n l e yS i l v e r m a nA s s i s t a n tE x a m i n e r - C h r i s t o p h e rU p t o nA t t o r n e y , A g e n t , o rFi rm-A. Thomas S . S a f f o r d

[ s 7 ] ABSTRACT

The i n v e n t i o n r e l a t e s t o a n a p p a r a t u s f o r promoting t h es e p a r a t i o n a n d / o r c o n t a c t o f two i m m i s c i b l e l i q u i d s ,s a i d a p p a r a t u s c o m p r i s i n ga t l e a s to n e p i p e f o r f e e d i n ga n e m u l s i o n o ft h e t w o l i q u i d s t o a n a s s e m b l y o ft u b e s i ne a c h o f which t h e r e i s d i s p o s e d , i n t h e d i r e c t i o n o f i t sl e n g t h a n d over a t l e a s t a p o r t i o n t h e r e o f , a b u n d l e o f? b e r s w h i c h a r e p r e f e r e n t i a l l y w e t t a b l e by one o f t h etwo l i q u i d s ,s a i d a s s e m b l yb e i n g c o n n e c t e d t o a d ec a n t e r i n which t h e two l i q u i d s s e p a r a t e , t h e d e c a n t e rb e i n g p r o v i d e dw i t h p i p e s f o rt h ed i s c h a r g e o f e a c h o ft h e two l i q u i d s .

The t u b e s a r e bounded by two w a l l s , s e p a r a t e d by as u b s t a n t i a l l yc o n s t a n t d i s t a n c e , a n d b y a c o r r u g a t e de l e m e n t i n s e r t e d b e t w e e ns a i d w a l l s a n d a l t e r n a t e l y i nc o n t a c t w i t h e a c h o f them t h r o u g h i t s c o r r u g a t i o n s .

7 C l a i m s , 5D r a w i n g

S h e e t s


2/10

US. P a t e n t May 2 1 ,1 9 9 1 S h e e t1 o f5 5 ,017 ,294


3/10

US. P a t e n t May 2 1 ,1 9 9 1 S h e e t2 o f5 5,017,294

| ___T _CF l 6 . 2 2 1

-

: 11 J 1 3 3 13 3 1

3 2 : 3 5 :2 9 3 5


4/10

U.S. P a t e n t May 2 1 ,1 9 9 1 S h e e t 3o f5 5 ,017 ,294

S L2

F I B . 3

111vA A

il

I

WM;

5 5

0O:


5/10

U . P a t e n t May 2 1 ,1 9 9 1 S h e e t4 o f5 5 ,017 ,294

s o

5 1

59 200

F 3 . 5H - a5 2 .5 i s ;

5 8 5 i 2 0 05 9_ ii

5 0 5 9

151 1

s 1

5 H652 0 1 _ 5 a

2 0 2


6/10

US. P a t e n t May 2 1 ,1 9 9 1 S h e e t5 o f 5 5 ,017 ,294

> [ - 1 6 . 5


7/10

5 , 0 1 7 , 2 9 41

APPARATUS FOR THE SEPARATION OF TWOIMMISCIBLE LIQUIDS AND SE OF AID

APPARATUS IN THE DESALTING OF AHYDROCARBONFEEDSTOCK

The p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o a p r o c e s s a n d a na p p a r a t u s f o rp r o m o t i n gt h e s e p a r a t i o n a n d / r c o n t a c to f two i q u i d s .I t r e l a t e s ,more p a r t i c u l a r l y ,t o t h e s e p ar a t i o n o f t h e w a t e rc o n t a i n e di n c r u d e p e t r o l e u ma n d / o rt o t h e c o n t a c t be tween t h e w a t e r and t h e c r u d e p e t r ol e u m , a n d e s p e c i a l l yt o t h e d e s a l t i n g o f a h y d r o c a r b o nf e e d s t o c k .

I t i s t h i su s e t h a t w i l l be r e f e r r ed t o i n d e t a i l f u r t h e r_ o n . H o w e v e r , the process a n d appara tus w h i c h a r e the

s u b j e c t o f t h e i n v e n t i o n o b v i o u s l yl e n d t h e m s e l v e sa l s ot o t h e s e p a r a t i o n o f p a i r so f i m m i s c i b l el i q u i d so t h e rt h a n t h ep a i rw a t e r / c r u d ep e t r o l e u m .

At t h e h e a d o f a p r o d u c i n gw e l l ,c r u d e p e t r o l e u mi si n a d m i x t u r e wi th a m o r e o r l e s s s i z a b l e q u a n t i t y of

w a t e r c o n t a i n i n gs a l t s i ns o l u t i o n( s o d i u m ,m a g n e s i u ma n d c a l c i u m c h l o r i d e s ) ,w h i c h i s s u b j e c t e d t o a ? r s ts e p a r a t i o n i n t h e p r o d u c i n g ? e l d i t s e l f .H o w e v e r ,t h ep e t r o l e u mwhich g o e s t o t h e r e ? n e r i e s s t i l l c o n t a i n s ac e r t a i n volume o f s a l t w a t e r , which s h o u l d b e e l i m in a t e d b e f o r e a n y f u r t h e r t r e a t m e n t . T h i s o p e r a t io n i sg e n e r a l l y p e r f o r m e db y i n j e c t i n gw a t e r i n t ot h e c r u d ea n d l e m u l s i f y i n gt h i sm i x t u r e t o f o r m a n a q u e o u sp h a s et h a ti s d i s p e r s e di n t h e h y d r o c a r b o np h a s e i n t h e f o r mo ft i n y d r o p l e t s .T h i s a q u e o u sp h a s e c o l l e c t st h e r e s i d u a ls a l t w a t e r i n i t i a l l yp r e s e n t i n t h e c r u d e p e t r o l e u m .W h e n t h e a q u e o u s p h a s e i s t h e n s e p a r a t e d f r o m t h eh y d r o c a r b o n p h a s eb y b r e a k i n gt h ee m u l s i o n f o r m e d ,p o s s i b l y a f t e ra d d i n g a d e m u l s i f i e r ,i n a n a p p r o p r i a t ea p p a r a t u s s u c h a s a n e l e c t r o s t a t i c d e s a l t e r , t o b r i n ga b o u t t h e c o a l e s c e n c e o f t h e w a t e r d r o p l e t s , a c r u d ep e t r o l e u m i s r e c o v e r e d which c o n t a i n s o n l y a s m a l lp o r t i o n o f t h e w a t e r a n d t h e s a l t s . The e f f i c i e n c y o f t h e d e s a l t i n g o p e r a t i o n d e p e n d sont h e q u a l i t yo f t h e w a s h i n g o f t h e c r u d e p e t r o l e u m ,and hence on t h e c o n t a c t s u r f a c e be tween t h e wate r andh y d r o c a r b o np h a s e s .T h a t s u r f a c ei s t h e l a r g e rt h es m a l l e rt h e w a t e r d r o p s a r e ,w h i c h , h o w e v e r ,t h e n c o mp l i c a t e st h e c o a l e s c i n go f t h e w a t e r d r o p s n e c e s s a r yf o rt h e s e p a r a t i o n o f t h e two p h a s e s s i n c e a n e m u l s i o no fv e r y s m a l l d r o p s i s o f t e n s t a b l ea n d t h e r e f o r e d i f ? c u l t t ob r e a k .

I np r a c t i c e ,t h ed e s a l t i n ge f f i c i e n c yDE c h i e v e db ys u c h p r o c e s s e s i s c a l c u l a t e d t h r o u g h t h e r a t i o

[ S a l t s ] a t i n l e t - S a l t s ] a t o u t l e t

DE = 0 0

where [ S a l t s ]i s t h e c o n c e n t r a t i o n o f s a l t si n t h e h y d r oc a r b o n u p s t r e a ma n d d o w n s t r e a m ,r e s p e c t i v e l y ,o f t h ed e s a l t i n go p e r a t i o n s .

DE s g e n e r a l l yon t h e o r d e r o f from 7 0 t o 9 0 p e r c e n tf o ra p r o p e r l y f u n c t i o n i n g d e s a l t e r .Now h e p r e s e n c eo f e s i d u a ls o d i u m ,m a g n e s i u ma n d c a l c i u mc h l o r i d e s i nt h e c r u d e p e t r o l e u ms o t r e a t e d w i l l e n t a i lc o n s i d e r a b l ei n c r e a s e s i n t h e c o s t o f t h e s u b s e q u e n to p e r a t i o n s p e r

fo rmed on t h i s c r u d e , such a s a d d i t i o n a l c a t a l y s t cons u m p t i o ni n c a t a l y t i cc r a c k i n g a n d e x c e s s i v e c o k e f o rm a t i o n i n v i s b r e a k i n g .

From t h e F r e n c h p a t e n t a p p l i c a t i o n ? l e d o n M a y 7 ,1 9 8 6 , i n t h e n a m e o f t h e A s s i g n e e a n d p u b l i s h e d onNov. 1 3 , 1 9 8 7 , under No. 2 , 5 9 8 , 4 2 9 ,a p r o c e s s a n d a na p p a r a t u s p e r m i t t i n g t h e s e p a r a t i o n o f w a t e r a n d c r u d e

1 5

2 5

2p e t r o l e u m t o b e i m p r o v e db y p a s s i n g t h e m i x t u r et h r o u g h a b u n d l e o f ? b e r s d i s p o s e d i n s i d e a t u b e a r eknown.

A c c o r d i n gt o t h a tp a t e n t a p p l i c a t i o n ,a p l u r a l i t yo ft u b e s m a y b e u s e d , vd e p e n d i n go n t h e ? o w r a t e o f t h ew a t e r / c r u d e p e t r o l e u mm i x t u r e .

The A p p l i c a n t h a sn o w f o u n d t h a t t h i sa r r a y o f t u b e sc a n v b ea s s e m b l e di n a s i m p l e manner by e m p l o y i n gt h et e c h n i q u e u s e d t o b u i l d h e a t e x c h a n g e r s s u c ha s t h o s ed e s c r i b e d i n F r e n c h d e s i g n p a t e n t 2 , 5 1 5 , 3 2 8 .I n s u c hh e a t e x c h a n g e r s ,t h e c h a m b e r si n which t h e ? u i d s c i r c ul a t ea r e s e p a r a t e db y a s a n d w i c h - t y p e a s s e m b l yf o r m e do f t h r e e s u p e r i m p o s e ds t r i p so f h e e tm e t a l ,n a m e l y ,t w of l a t s h e e t s be tween which a c o r r u g a t e d s h e e t i s p l a c e dw h o s ec o r r u g a t i o n s e x t e n d t r a n s v e r s e l y .

T h e p r e s e n t i n v e n t i o n t h u s s e e k s a s one e m b o d i m e n tt o p r o p o s e a n a p p a r a t u s f o r t h e s e p a r a t i o n o f t w o i mm i s c i b l e l i q u i d sf o r m i n g t h e two p h a s e s o f a n e m u l s i o na n d , more p a r t i c u l a r l y, f o r t h e t r e a t m e n t o f a n e m u l s i o no f w a t e r i n c r u d e p e t r o l e u mwhich p e r m i t s m u c h moree f f e c t i v e d e s a l t i n g o f t h e c r u d e , t h a t i s , r e m o v a lo f a smuch s or m o r e than 95 percent of t s i n i t i a ls a l t content. '

The i n v e n t i o n f u r t h er s e e k s t o propose a n a p p a r a t u so f t h i s t y p e t h a t c a n b e u s e d c o n t i n u o u s l y , w i t h o u ta p p r e c i a b l y i n c r e a s i n g t h e c o s t o f t h e u s u a l c r u d epe t ro l eum d e s a l t i n g p r o c e s s e s , b y m e a n s w h i c h a r e

30

3 5

4 0

4 5

s o

5 5

6 5

s i m p l e a n d a l r e a d y b e i n gu s e d i n o t h e r t e c h n i c a l ? e l d s .T h e i n v e n t i o n t h u s has a s one e m b o d i m e n t a n a p p a r a

t u s f o r p r o m o t i n gt h e s e p a r a t i o n a n d / o r c o n t a c t o f twoi m m i s c i b l el i q u i d s ,s a i da p p a r a t u s c o m p r i s i n ga t l e a s tone p i p e f o r f e e d i n g a n e m u l s i o no f t h e t w o l i q u i d s t o a na s s e m b l yo f t u b e s i n e a c h o f w h i c h t h e r e i s d i s p o s e d , i nt h e d i r e c t i o n o f i t s l e n g t h and o v e r a t l e a s t a p o r t i o nt h e r e o f , a b u n d l eo f ? b e r s which a r e p r e f e r e n t i a l l y w e tt a b l eb y o n e o f t h e two l i q u i d s ,s a i d a s s e m b l y b e i n gconnected t o a d e c a n t e r i n which t h e t w o l i q u i d s s e p ar a t e , t h e d e c a n t e r b e i n g p r o v i d e d w i t hp i p e s f o r t h ed i s c h a r g e o ft h e two l i q u i d s ,s a i da p p a ra t u s b e i n gc h a ra c t e r i z e d i n t h a t t h e t u b e s a r e b o u n d e d by two w a l l s ,s e p a r a t e d b y a s u b s t a n t i a l l y c o n s t a n t d i s t a n c e , a n d by ac o r r u g a t e d e l e m e n ti n s e r t e d b e t w e e n s a i d w a l l s a n da l t e r n a t e l y i n c o n t a c t w i t h e a c h o f them t h r o u g h i t sc o r r u g a t i o n s .

A u r t h e r e m b o d i m e n t o f t h e i n v e n t i o n i s a n a p p a r at u s f o r t h e d e s a l t i n g o f a h y d r o c a r b o nf e e d s t o c k , a n dp a r t i c u l a r l y c r u d e p e t r o l e u m , c o m p r i s i n ga d e s a l t e r ,a tl e a s t one p i p e f o r f e e d i n g a n e m u l s i o n o fw a t e r a n d o ft h e hydrocarbon f e e d s t o c k t o t h e d e s a l t e r , a t l e a s tonep i p e f o r d i s c h a r g i n g t h e s a l t - w a t e rp h a s e s e p a r a t e d i nt h e d e s a l t e r ,a n d a t l e a s to n e p i p e f o r d i s c h a r g i n g t h eh y d r o c a r b o np h a s e f r o m t h e d e s a l t e r ,s a i da p p a r a t u sc o m p r i s i n ga t l e a s to n e e n c l o s u r e , d i s p o s e di n t h e f e e dp i p e f o r t h e e m u l s i o n o f w a t e ra n d h y d r o c a r b o nf e e ds t o c k ,a h e a d o f t h e d e s a l t e r ,a n d / o r i n t h e d i s c h a r g ep i p e f o r t h e h y d r o c a r b o np h a s e , a h e a d o f a d e c a n t e r ,a n d c o n t a i n i n g a n a s s e mb l yo f t u b e s i n e a c h o f whicht h e r e i s d i s p o s e d , i n t h e d i r e c t i o n o f i t s l e n g t h a n d o v e ra t l e a s ta p o r t i o n t h e r e o f , a b u n d l e o f ? b e r s p r e f e r e nt i a l l yw e t t a b l e b y w a t e r o r b y t h e h y d r o c a r b o nf e e d

s t o c k , s a i da p p a r a t u s b e i n g c h a r a c t e r i z e d i n t h a t t h et u b e s a r e bounded by two w a l l s , s e p a r a t e d by a s u b s t a nt i a l l yc o n s t a n t d i s t a n c e , a n d by a c o r r u g a t e d e l e m e n ti n s e r t e d b e t w e e ns a i d w a l l s a n d a l t e r n a t e l y i n c o n t a c tw i t h e a c h o f t h e m t h r o u g h i t s c o r r u g a t i o n s .

S t i l la n o t h e r e m b o d i m e n t o f t h e i n v e n t i o n i s a p r o c e s sf o r t h e d e s a l t i n g o f a h y d r o c a r b o nf e e d s t o c k , c h a r a c t e r


8/10

5 , 0 1 7 , 2 9 43

i z e d i n t h a t upst ream o r d o w n s t r e a m of a t l e a s t oned e s a l t e r t o which a n e m u l s i o no f wate r a n d t h e hydroc a r b o n f e e d s t o c k i s f e d ,t h e e m u l s i o n ,o r t h e h y d r o c a rb o n p h a s e d i s c h a r g e d f r o m t h e d e s a l t e r ,i s t r e a t e d b ym e a n s of a n appara tus such a s described above.

S i n c e t h e ? b e r s a r e p r e f e r e n t i a l l y w e t t a b l e by one o f

t h e two l i q u i d s ,t h e w a t e r o r t h e h y d r o c a r b o np h a s e i nt h e c a s e o f d e s a l t i n g , t h e d r o p s o f t h a t l i q u i d w i l l c oa l e s c e ,c o a t t h e ? b e r s a n d r u n o f f a l o n g t h e ? b e r s , t h u sf o r m i n g a c o n t i n u o u s ?lm which i n c r e a s e s t h e l i k e l ihood t h a t t h e r e s i d u a l d r o p s w i l lb e c o l l e c t e d , b u t w i t ho u t f o r m i n g a n e m u l s i o no f t i n y d r o p l e t s o f one o f t h etwo l i q u i d s i n s i d e t h e o t h e r.

I n t h e c a s e o f a n a p p a r a t u s f o r t h e d e s a l t i n g o f c r u d e. p e t r o l e u m , t h e e n c l o s u r e c o n t a i n i n gt h e t u b e s p r o v i d e d

w i t h a b u n d l eo f ? b e r s m a y b e l o c a t e d u p s t r e a mand/ord o w n s t r e a m of the d e s a l t e r . .

W h e n t h e e n c l o s u r e i s l o c a t e d u p s t r e a m o f t h e d es a l t e r ,a t r a n s f e r o f s a l t t o t h e d e s a l t i n g wate r t h u s occ u r s e v e n b e f o r e t h e m i x t u r e r e a c h e s t h e d e s a l t e r , a n d

t h e s e p a r a t i o n i n t h e l a t t e ro f t h e s a l t - w a t e r a n d h y d r oc a r b o np h a s e s i s f a c i l i t a t e ds i n c e one o f t h e l i q u i d s r u n so f f p r e f e r e n t i a l l ya l o n g t h e ? b e r s , g e n e r a l l y w i t h a s p e e dd i f f e r i n gf r o m t h a to f t h e o t h e r l i q u i db e c a u s e o ft h e d i f f e r e n c e i n t h e i r v i s c o s i t i e s .

Unde r t h e o p e r a t i n g c o n d i t i o n so f t h e d e s a l t i n g p r oc e s s ,a n d b e a r i n g i n m i n dt h a tt h e q u a n t i t y o f d e s a l t i n gw a t e r i s c o n s i d e r a b l yl e s s t h a n t h e q u a n t i t y o f p e t r ol e u m , ? b e r s which a r e p r e f e r e n t i a l l y w e t t e d by w a t e rc a n b e u s e d .

W h e n t h e e n c l o s u r e c o n t a i n i n gt h e t u b e s p r o v i d e dw i t h a b u n d l e o f ? b e r s i s l o c a t e d upstream o f t h e d es a l t e r ,t h e f e e d p i p e m a y c a r r y a m i x t u r e o f w a t e r andc r u d e p e t r o l e u m w i t h o u tb e i n g e q u i p p e d w i t ht h e m i xi n g v a l v e commonly u s e d f o rt h e i n t i m a t e m i x i n g o ft h ew a t e r and t h e c r u d e p e t r o l e u m . B e c a u s eo f t h e ? b e r s o ft h e b u n d l e , t h e c o n t a c t s u r f a c e be tween t h e w a t e r andt h e c r u d e w i l lb e s u f f i c i e n t l yl a r g e w i t h o u t t h e r e b e i n gany n e e d f o r u s i n g d r o p l e t s o f a v e r y s m a l l d i a m e t e r ,a n d t h i sw i l lf a c i l i t a t et h e s e p a r a t i o n o f t h e p h a s e s .

W h e n s a i d e n c l o s u r e i s l o c a t e d downs t ream o f t h ed e s a l t e r ,t h e ? b e r s a r e p r e f e r a b l y w e t t a b l e p r e f e r e nt i a l l yb y w a t e r s o t h a t t h e d r o p l e t s o f s a l t e d w a t e r r em a i n i n g i n t h e h y d r o c a r b o np h a s e a t t h e o u t l e t o f t h ed e s a l t e r c o a l e s c e on t h e s u r f a c e of t h e ? b e r s t o fo rm as u b s t a n t i a l l y c o n t i n u o u s ? l m .At t h e downstream e n d o ft h e ? b e r b u n d l e , t h e r e s i d u a l a q u e o u sp h a s e w i l lt h e na c t u a l l y be s e p a r a t e d f rom t h e w a t e r a n d c a n be c o ll e c t e d i n a s e p a r a t o r by d e c a n t a t i o n .

D e p e n d i n g on t h e d e s i r e d e f f e c t s and on t h e c o n d it i o n s o f t h e t r e a t m e n t , ? b e r s o f p o l y m e r ss u c h a s p o l ya m i d e , o r g l a s s ,b o r o n , c a r b o n o r s t a i n l e s s - s t e e l? b e r s ,o r a n y o t h e r ? b e r h a v i n gg o o d h y d r o p h i l i c p r o p e r t i e s ,can be u s e d . The ?ber b u n d l e i s ?xed i n s i d e t h e t u b ep r o v i d e d w i t hi t i n s u c h a w a y t h a t i t o c c u p i e s s u b s t a nt i a l l yi t s e n t i r e c r o s s s e c t i o n . The e x t e n t t o which t h et u b e i s t o b e ? l l e d s h o u l d be b a s e d on t h e t h e e f f e c ts o u g h t t o b e a c h i e v e d . I t m a y r a n g e f rom 5 t o 8 0 p e rc e n t , f o r e x a m p l e ,a n d p r e f e r a b l y r a n g e s f r o m 1 0 t o 5 0p e r c e n t . The d i a m e t e r o f t h e ? b e r s m a y a l s o v a r y andm i g h t r a n g e f r o m 4 0 t o 4 0 0 m i c r o n s , w i t h o u t t h i sr a n g eb e i n g

l i m i t a t i v e .The m i x t u r e o f

l i q u i d sc i r c u l a t i n gthrough t h e t u b e m a y be a t ambien t t e m p e r a t u r eo r a t ahigher t e m p e r a t u r e .

W h e n u s e d i n d e s a l t i n g , t e m p e r a t u r e so f t l e a s ta b o u t5 0 C . h a v e p r o v e df a v o r a b l ef o r e f f e c t i v ed e s a l t i n g .Asw i l l be s e e n f u r t h e r o n , t h e e f f e c t i v e n e s s o f d e s a l t i n gw i t h t h e a p p a r a t u s o f t h e i n v e n t i o n m a y e x c e e d9 5 p e r

5

20

25

3 0

3 5

40

4 5

60

6 5

4c e n t and i s b e t t e r t h a n t h a t o b t a i n e d w i t h t h e d e s a l t e ra l o n e u n d e r t h e same t r e a t i n g c o n d i t i o n s .

I n a l l c a s e s , t h e t u b e o r t u b e s p r o v i d e dw i t h a ? b e rb u n d l ea r e p r e f e ra b l y d i s p o s e d v e r t i c a l l yo r o b l i q u e l yt o f a c i l i t a t et h e f l o w o f t h e l i q u i d sby r a v i t y .The p r e ss u r e d r o p be tween t h e two e n d s o f t h e t u b e , g e n e r a l l y

l e s st h a n 1 0 0 k i l o p a s c a l s ,i s o f l i t t l ei m p o r t a n c e .Various embodimen t s o f t h e i n v e n t i o n a r e i l l u s t r a t e d

i n t h e accompanying d r a w i n g s , which a r e n o t l i m i t at i v e , a n d w h e r e i n 7

FIG. 1 i s a d i a g r a m m a t i c v i e w o f a n a p p a r a t u s a cc o r d i n g t o t h e i n v e n t i o n , w i t h t h e a s s e m b l yo f t u b e sw i t h ? b e r b u n d l e sl o c a t e d u p s t r e a mo f a d e s a l t e r ;

FIG. 2 i s a d i a g r a m m a t i c v i e w of an a p p a r a t u s a cc o r d i n g t o t h e . i n v e n t i o n , w i t h t h e a s s e m b l yo f t u b e sw i t h ? b e r b u n d l e s l o c a t e d downs t ream o f a d e s a l t e r ;

F I G . 3 i s a l o n g i t u d i n a l s e c t i o na l o n g t h e l i n eI I I - I I Ii n FIG. 4 o f a n e n c l o s u r e c o n t a i n i n g t h e t u b e a s s e m b l yplaced i n a c h a m b e r of annular c r o s s s e c t i o n ;

FIG. 4 i s a s e c t i o n a l o n g t h e l i n eIVIV n FIG. 3 ;FIG. 5 i s a f r a g m e n t a r y s e c t i o n a l v i e w o f a n o t h e r

e m b o d i m e n to f t h e e n c l o s u r e c o n t a i n i n g t h e t u b e s ,which a r e l o c a t e d i n s i d e a c h a m b e r of h e l i c a l c r o s ss e c t i o n ;a n d

FIG. 6 i s a d i a g r a m m a t i cv i e w showing a ? b e r b u nd l e .

I n t h e embodiment shown i n FIG. 1 , t h e c r u d ep e t r o l e u m f e e d l i n e 1 o f t h e e l e c t r o s t a t i c d e s a l t e r 2 i ss u p p l i e d w i t h d e s a l t i n g w a t e r t h r o u g ht h e l i n e3 . D o w ns t r e a m o f t h e j u n c t i o n o f l i n e s1 a n d 3 , a m i x i n gv a l v e i su s u a l l y p r o v i d e df o r t h e i n t i m a t e m i x i n g o f t h e w a t e ra n d t h e p e t r o l e u mi n t h e f o r m o f t i n y d r o p l e t s t o a s s u r ea s i z a b l e c o n t a c t s u r f a c e b e t w e e n t h e t w o p h a s e s .

I n t h e p r e s e n t c a s e ,t h a t v a l v e i s d i s p e n s e dw i t h a n dl i n e 1 i s connected t o t h e t o p o f a v e r t i c a l e n c l o s u r e 4c o n t a i n i n ga n a s s e m b l yo f t u b e s , w i t h e a c h t u b e c o n t a i ni n g a b u n d l eo f ? b e r s , f a s t e n e d a t t h e u p s t r e a me n d o ft h e t u b e . The ? b e r s have a p r e f e r e n t i a l a f ? n i t y f o r w a t e rand a r e w e t t e d by t h e d r o p s o f w a t e r , which t h u s forma c o n t i n u o u s?lm t h a t f l o w s a l o n gt h e a s s o c i at e d ? b e r .I t i s a p p a r e n t t h a t a s i z a b l e e x c h a n g es u r f a c e e x i s t s ,f o ra g i v e n q u a n t i t y o f w a t e r , be tween t h e w a t e r a n d t h ec r u d e p e t r o l e u m o v e rt h e l e n g t h o f t h e m a n y ? b e r s ,which f a c i l i t a t e sa n d e n h a n ce st h e d e s a l t i n g o f t h e p et r o l e u m . At t h e b a s e o f e v e r y t u b e , a p a r t i a ls e p a r a t i o no f d e s a l t i n g w a t e r a n d c r u d ep e t r o l e u mt h u s o c c u r s , a n dt h e m i x t u r e o b t a i n e d can be s e n t through a l i n e 7 t o t h eb a s e o f t h e d e s a l t e r 2 , where t h e s e p a r a t i o n o f c r u d ep e t r o l e u ma n d w a t e r i s c o m p l e t e d .The d e s a l t e d c r u d ep e t r o l e u m p h a s e 9 c a n b e c o n v e n t i o n a l l yd i s c h a r g e df rom t h e u p p e r p a r t o f t h e d e s a l t e r t h r o u g h a l i n e1 0W h i l e t h e w a t e r 1 1 c a n be d i s c h a r g e d f rom i t s bottomt h r o u g h t h e l i n e1 2 .

I n t h e embodiment shown n FIG. 2 , t h e d e s a l t e r 2 0 i ss u p p l i e d w i t h c r u d e p e t r o l e u m t h r o u g ht h e l i n e 2 1 .D e s a l t i n g w a t e r i s i n t r o d u c e di n t o l i n e2 1 t h r o u g h a l i n e2 2 , downstream o f which a m i x i n gv a l v e 2 3 i s p r o v i d e di n t h e u s u a l m a n n e r .The s a l t - w a t e r p h a s e 2 4 s e p a r a t e di n t h e d e s a l t e r i s d i s c h a r g e df r o m i t s b o t t o mt h r o u g h al i n e2 5 w h i l e t h e h y d r o c a r b o np h a s e 1 9 i s d i s c h a r g e df rom t h e upper p a r t through a l i n e 26 t o a v e r t i c a l e n c l o

s u r e 2 7 c o n t a i n i n ga n a s s e mb l yo f t u b e s , w i t h e v e r yt u b ec o n t a i n i n g a b u n d l eo f ? b e r s .The e n c l o s u r e 2 7 i s c o n n e c t e da t i t s downs t ream end

t o a d e c a n t e r 2 9 ,w i t h t h e ? b e r b u n d l e sp r o j e c t i n g f romt h e e n d s o f t h e t u b e s i n t o a c e n t r a l p o r t i o n o f t h e d es a l t e rt h a t i s bounded b y a c y l i n d r i c a l p a r t i t i o n3 0 .Thed e c a n t e r 2 9 i s h e a t e d by means o f h o t w a t e r , i n t r o d u c e d


9/10

5 , 0 1 7 ,5 .

t h r o u g h t h e l i n e 3 1 i n t oa j a c k e t 3 2 a n d d i s c h a r g e dt h r o u g h t h e l i n e3 3 .

The ? b e r s o f t h e b u n d l e s ,w h i c h o c c u p ys u b s t a n t i a l l yt h e e n t i r e c r o s s s e c t i o n o f t h e t u b e s , a r e p r e f e r e n t i a l l yw e t t a b l e by w a t e r s o t h a t t h e d r o p l e t s o f s a l t w a t e r 5r e m a i n i n gi n s u s p e n s i o ni n t h eh y d r o c a r b o np h a s e 2 5s e p a r a t e d i n t h e d e s a l t e rc l i n gt o t h e ? b e r s , c o a l e s c e ,a n d f o r m a s u b s t a n t i a l l yc o n t i n u o u sf i l m ,which ?owsa l l t h e w a y t o t h e d e c a n t e r 2 9 . The wate r p h a s e 3 5 s os e p a r a t e d i s d i s c h a r g e df r o mt h e b o t t o mo f t h e d e c a n t e r 1 0t h r o u g h t h e l i n e3 6 w h i l e t h e c r u d e p e t r o l e u m3 4 i sr e c o v e r e di n t h e u p p e r p a r t t h r o u g h t h e l i n e3 7 .

FIGS. 3 a n d 4 show a n e n c l o s u r e c o n t a i n i n ga n a ss e m b l yo f t u b e s which m a y h o l d ? b e r b u n d l e s . The

. tubes are located i n a c h a m b e r of a n n u l a r cross s e c t i o n . 1 5I n t h i se m b o d i m e n t ,t h e e n c l o s u r e 5 0 i s f o r m e db y a

c y l i n d e r 5 1 equipped wi th a cove r 5 2 a n d a bot tom 5 3 .The o v e r 5 2 v a n d t h e b o t t o m 5 3 a r e p r o v i d e d w i t h

o p e n i n g s 5 4 a n d 5 5 f o r i n t r o d u c i n g a n d d r a w i n go f f ,r e s p e c t i v e l y ,t h e m i x t u r e o fc r u d e p e t r o l e u ma n d w a t e r . 2 0

The e n c l o s u r e 5 0 c o n t a i n s a c e n t r a l c y l i n d r i c a l c o r e5 6 whose mount ing means a r e n o t shown f o r t h e s a k e o fs i m p l i c i t y. .

The w a l l 5 1 o f t h e e n c l o s u r e 5 0 a n d t h e c o r e 5 6 forma c h a m b e r 57 o f a n n u l a r c r o s s s e c t i o n i n which a c o r r u - 2 5g a t e d s h e e t o f m e t a l 5 8 i s d i s p o s e dw h i c h b yi t s c o r r u g at i o n s i s a l t e r n a t e l y i n c o n t a c t w i t h t h e w a l l 5 1 a n d t h ec o r e 5 6 t o form w i t h them a p l u r a l i t y o f t u b e s 5 9 . Disp o s e d i n e a c h t u b e i s a ? b e r b u n d l e 6 0a t t a c h e d t o af a s t e n i n gs y s t e m6 1 f o r m i n ga r i n g .

The ? b e r s 6 2 , a s shown i n FIG. 6 , a r e m a d e o f p o l ya m i d e , f o r e x a m p l e ,a n d h a v e a l e n g t h o f two m e t e r s .T h e r e m a y b e 1 0 , 0 0 0 ? b e r s p e r b u n d l e , t h e i rd i a m e t e rb e i n g 12010-4 cm. They a r e s e t i n t o a c o l l a r 6 3 p r o

vided with a hook 64 t o p e r m i t t h e bundle t o be s u s - 3 5pended from t h e f a s t e n i n g s y s t e m .

vThe number of tubes shou ld b e b a s e d on he feed r a t e .

o f t h e c r u d e p e t r o l e u mt o b e d e s a l t e d . I f d e s i r e d , s e v e r a lc h a m b e r s 5 7 bounded b y c o n c e n t r i c w a l l s b e t w e e nwhich c o r r u ga t e d e l e m e n t sa r e i n s e r t e d m a y be p r o - 4 0v i d e d .

I n a n e m b o d i m e n t t h a t i s p a r t i c u l a r l y e a s y t o f a b r i ~c a t e , a s i n g l e c h a m b e r m a y b e u s e d t h a t i s de?ned by a

3 0

h e l i c a l w i n d i n g o f t w o smooth w a l l s b e t w e e n w h i c h a

2 9 46

m i t s t u b e s 5 9 t o b e d i s p o s e d p r a c t i c a l l y o v e r t h e e n t i r ec r o s s - s e c t i o n a l a r e a o f t h e e n c l o s u r e 5 0 .

The chamber 1 5 7 e x t e n d s from t h e c o r e 1 5 6 whosec r o s s s e c t i o n i s m u c h s m a l l e r t h a n t h a t o f t h e c o r e 5 6d e s c r i b e d i n c o n j u n c t i o n w i t h FIGS. 3 a n d 4 ) t o t h e

_ i n s i d e w a l l 5 1 o f t h e e n c l o s u r e 50 a s a h e l i c a l l y w o u n ds m o o t hs h e e t o f m e t a l 2 0 0 . The c o r r u g a t e dm e t a l s h e e t5 8 p r o v i d i n gt h e t u b e s 5 9 i s p l a c e d i n t h e chamber 1 5 7 .

I n a c t u a l p r a c t i c e , t h e smooth s h e e t 2 0 0 and t h e c o rr u g a t e d s h e e t a r e w o u n d one on t o p o f t h e o t h e r aroundt h e c o r e 1 5 6 . The r e f e r e n c e n u m e r a l s2 0 1 and 2 0 2 d en o t e w e d g e sa t t h e b e g i n n i n ga n d e n d , r e s p e c t i v e l y ,o ft h e w i n d i n g w i t hwhich t h e c r o s s s e c t i o n o f t h e e n c l os u r e 5 0 i s t o b e ? l l e d t o p r e v e n t t h e l i q u i d from ?owinga n y w h e r eb u t t h r o u g h t h e t u b e s 5 9 .

The t u b e s 5 9 a r e ? l l e d w i t h ? b e r s g a t h e r e d i n t o b u nd l e s , a s shown i n FIG. 6 . E a c h hook 64 i s i n t h i sc a s ea t t a c h e d t o a f a s t e n i n g s y s t e m ( n o t s h o w n )o f h e l i c a ls h a p e .

T h i s s p e c i ? c a t i o n o n l y r e f e r st o t h e s e p a r a t i o n o f

w a t e r and c r u d e p e t r o l e u m i n t h e c a s e o f c r u d ep e t r o l e u m d e s a l t i n g .H o w e v e r ,i t w i l lb e a p p r e c i a t e dt h a t t h e a p p a r a t u s o f t h e i n v e n t i o n a l s o l e n d s i t s e l ft o t h es e p a r a t i o no f o t h e r w a t e r / h y d r o c a r b o np a i r sb y d e h yd r a t i o n ,u s i n gh y d r o p h i l i c ? b e r s ,o r b y c o l l e c t i n gt h eh y d r o c a r b o n sw i t h o l e o p h i l i c? b e r s .O t h e r p a i r so fl i q u i d s , s u c h a s wate r a n d t h e e d i b l e o i l s , can a l s o b es e p a r a t e d .

The e x a m p l ewhich f o l l o w s i l l u s t r a t e so n e m o d e o fc a r r y i n g o u t t h e i n v e n t i o n .

EXAMPLE

T h i s e x a m p l e r e l a t e st o t h e d e s a l t i n g o f d i f f e r e n tc r u d e p e t r o l e u m s .

T e s t s A, B , C , D n d B e r e r u n w i t h a n a p p a r a t u s i na c c o r d a n c ew i t h t h e i n v e n t i o n , s u c h a s t h a t shown i nFIG. 1 , a n d c o n t r o l t e s t sTA, TB, TC, TD n d TE i t ha c o n v e n t i o n a ld e s a l t e r , s u c h a s t h a t shown i n FIG. 2 ,b u t l i m i t e d t o t h e d a s h e d r e c t a n g l e , t h e e n c l o s u r e w i t ht h e t u b e s c o n t a i n i n g? b e r s b e i n gd i s p e n s e dw i t h .

The a p p a r a t u s o f t h e i n v e n t i o n c o m p r i s e s 2 5 t u b e s ,e a c h p r o v i d e d w i t ha b u n d l eo f 1 0 , 0 0 0p o l y a m i d e? b e r sof a l e n g t h of t w o meters a n d a diameter of 1 2 0 1 0 - 4cm. Each t u b e i s ? l l e d t o t h e e x t e n t of 3 0 p e r c e n t .

c o r r u g a t e d e l e m e n ti s i n s e r t e d . 4 5 The r e s u l t so b t a i n e d a r e p r e s e n t e d i n t h e t a b l e whichFIG. 5 shows a n e m b o d i m e n t o f t h e a p p a r a t u s o f t h e f o l l o w s . The r e s p e c t i v e l e g e n d sa p p e a ra t t h e end o f t h e

i n v e n t i o n t h a t i s p a r t i c u l a r l y e a s y t o f a b r i c a t e a n d p e r - t a b l e . ~

TABLET e s t A TA B TB C TC D TD E TE

law

N a t u r e SF SF SF SF NF NF LA LA ME MED e n s i t y a t 1 5 ' C . ,kg /cm3 8 2 6 8 2 6 8 3 6 8 3 6 8 5 4 8 5 4 8 6 3 8 6 3 8 5 8 8 5 8Wate r c o n t e n t , p p m ( 1 ) 2 9 8 0 2 9 8 0 3 8 4 1 3 8 4 1 6 1 2 3 6 1 2 3 1 9 0 0 1 9 ( 1 ) 5 3 6 2 5 3 6 2S a l t c o n t e n t ( 1 ) , p p m 2 8 2 8 2 9 . 5 2 9 . 5 6 4 6 4 1 6 . 5 1 6 . 5 4 2 4 2Wt. f water 5 . 9 5 . 9 5 . 1 5 . 1 6 6 6 . 6 6 . 6 6 . 5 6 . 5a d d e d( 2 ) ,b a s e d onc r u d e p e t r o l e u mD e c a n t a t i o n H0 1 4 0 I 3 5 1 3 5 I 3 3 1 3 3 1 3 9 1 3 9 1 3 6 1 3 6t e m p e r a t u r e( 3 ) ,' C .A n a l y s i sa f t e rd e c a n t a t i o n

Wa t e r c o n t e n t o f 5 5 4 0 4300 5 9 0 3 4550 5 2 1 7 5 0 0 0 2 3 0 1 0 5 9 0 0 3 0 0 0 0 6 4 0 0

c r u d e p e t r o l e u m( 4 ) ,p pmS a l t c o n t e n t o f 1 . 9 2 . 5 2 . 3 3 2 . 8 3 3 . 3 5 6 . 4 1 6c r u d e p e t r o l e u m( 4 ) ,p p mHydrocarbon c o n t e n t o f < 2 0 8 0 < 2 0 1 2 0 1 5 0 4 5 0 4 0 1 5 0 5 0 1 8 0a q u e o u sp h a s e ( 5 ) ,ppmD e s a l t i n g p e r c e n t a g e ( 6 ) 9 3 . 2 9 1 . 1 9 2 . 2 8 9 . 8 9 5 . 6 9 5 . 3 8 0 6 9 . 7 8 4 . 7 6 l . 9Washing 9 9 . 6 9 8 . 8 9 8 9 8 . 8 1 0 0 l 0 0 9 5 . 3 9 2 . 9 8 7 . 5 7 4 . 5


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