CN101810943A

CN101810943A - 一种油水分离的装置

Info

Publication number: CN101810943A
Application number: CN200910078237A
Authority: CN
Inventors: 赵新; 杨波; 伍振毅; 殷冬媛; 范庆松; 田丰
Original assignee: CENTRAL RESEARCH INSTITUTE OF CHINA CHEMICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
Current assignee: CENTRAL RESEARCH INSTITUTE OF CHINA CHEMICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
Priority date: 2009-02-23
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2029-02-23
Also published as: CN101810943B

Abstract

一种油水分离的装置，包括罐体、上、下两侧法兰、树脂床层和隔板，上侧法兰有排油出口、下侧法兰有进水口、在罐体上侧壁有产品水出口，在罐体下部空间为树脂床层，罐体上部空间有圆锥体隔板或双曲线体隔板将罐体隔开，并形成圆锥体形物料通道或双曲线体物料通道以联通罐体上下空间，隔板下沿与罐体侧壁密合，产品水出口位于罐体侧壁、在隔板下沿与罐体侧壁密合的位置之上，该出口的直径小于圆锥体隔板或双曲线体隔板的上沿与下沿的垂直高度。

Description

一种油水分离的装置

技术领域

本发明涉及一种进行油水分离的装置，更进一步说涉及用于将水中少量的油分离出去得到产品水的分离装置。

背景技术

油水分离常用于处理含油废水，通常利用油水密度差进行分离，如气浮选、旋流过滤，也有活性炭或超滤纤维过滤，亲油金属填料，化学破乳，加热分离，膜分离，以及设计堰流板、多孔板、多腔室、机械挤压等利用装置结构的变化流体力学原理进行分离等，主要用于含油量比较高的含油废水的处理，目的在于将水中油含量减少到小于100ppm。

发明内容

本发明的目的是提供一种不同于现有技术的油水分离装置，尤其适用于高分离度要求的油水分离。

本发明提供的进行油水分离的装置，其特征在于该装置包括罐体、上、下两侧法兰、树脂床层和隔板，上侧法兰有排油出口、下侧法兰有进水口、在罐体上侧壁有产品水出口，在罐体下部空间为树脂床层，罐体上部空间有圆锥体隔板或双曲线体隔板将罐体隔开，并形成圆锥体形物料通道或双曲线体物料通道以联通罐体上下空间，隔板下沿与罐体侧壁密合，产品水出口位于罐体侧壁，在隔板下沿与罐体侧壁密合的位置之上，该出口直径小于圆锥体隔板或双曲线体隔板的上沿与下沿的垂直高度。

本发明提供的装置，当进行油水分离时，待处理水从下侧法兰的进水口进入罐体，经过罐体下部空间的树脂床层。该树脂层高度与罐体直径之比优选为1∶(2-10)。所说树脂床层中采用的树脂，选自具有长链碳氢链的交联聚丙烯酰胺树脂，其分子式为：(CH₂-CH)_nCONHCH₂NHR，其中R为含8到20个碳、优选含16到18个碳的烷基。

所说的具有长链碳氢链的交联聚丙烯酰胺树脂，其制备方法为：将重量比例范围为9.5∶0.5到6∶4的丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，以及过硫酸铵存在下溶于水中形成溶液，将此溶液悬浮于由氯苯、甲苯和司班-80组成的油相中，体系用氮气保护，调节搅拌速度使油相中的水相珠体主要分布在30-80目，加入N，N，N’N’-四甲基乙二胺，在室温下反应得到交联聚丙烯酰胺树脂；再将交联聚丙烯酰胺树脂悬浮于乙醇中，加入三聚甲醛和8到20个碳烷基胺，在30-80℃下反应，得到含有8到20个碳的长链碳氢链烷基交联聚丙烯酰胺树脂，反应式如下：

所说的长链碳氢链烷基交联聚丙烯酰胺树脂具有很高的亲水性，其亲水性使含有的微量油的水能迅速扩散进入树脂内部，使含油水与树脂充分接触；同时又含有亲油性的长链碳氢链，能够迅速吸附水中的油，当吸附的油逐渐最多时，粗化形成大油滴，当这些大油滴达到了临界体积后，与树脂分离，漂浮向上。

在本发明提供的装置中，在所说罐体的上部空间设置了圆锥体隔板或双曲线体隔板作为进一步的分离器，用于控制不同比重下油滴和水流的上升速度和抛逸分离程度。当水和与树脂分离的大油滴继续向上漂浮，接触到圆锥体隔板或双曲线体隔板后，由于隔板形成的变窄通道的挤压作用对不同比重的油滴和水的流速的改变程度不同，油水进一步得到分离，进入罐体上方，水的比重较大，从设置在罐体径向的产品水出口排出，而大油滴和夹带的少量水从上法兰的排油出口排出。所说的圆锥体隔板与水平的夹角在20°到60°之间的一个值，优选30°到45°之间的一个值，圆锥体隔板上沿的通道直径与罐体直径的比例为1-4∶10。所说的双曲线体隔板上沿的通道直径与罐体直径比例为0.2-0.6∶1，双曲线体隔板上沿的通道直径与通道最小直径的比值大于或等于1.1，所说的双曲线体隔板的高度与通道最小直径的比例在1-5∶1。

本发明提供的进行油水分离的装置，在罐体下部设置高效的油水分离树脂床层，在罐体上部设置圆锥体隔板或双曲线体隔板，先使水中油粗化为大油滴，再利用油水比重和抛逸速度的不同进行分离操作，可以用于对分离效果要求高的含油水的分离工艺中，经该装置处理后，可以使产品水中油含量小于1ppm。在本发明提供的一个实施例中，当装置中树脂为十八碳烷基的交联聚丙烯酰胺树脂，且双曲线形隔板上沿的通道直径与罐体直径比例为0.4∶1，双曲线形隔板上沿的通道直径与通道最小直径的比值为1.2，所说的双曲线隔板的高度与通道最小直径的比例在4∶1，可以取得更好的分离效果，产品水中油含量小于0.5ppm。

附图说明

图1为本发明提供的油水分离装置的正视示意图。

图中，1-进水口，2-下部人孔，3-下法兰，4-树脂床层下压力表接口，5-装树脂口，6-树脂床层上压力表接口，7-反洗水进口，8-产品水出口，9-环绕一圈的挡油隔板，10-隔板，11-上部人孔，12-排油出口，13-上法兰，14、16--液位计安装接口，15-液位计，17-中部人孔，18-罐体，19-树脂床层，20-树脂水出口。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明，但并不因此而限制本发明的内容。

实施例中所用试剂均为化学纯产品。

实施例1

本实施例中，在树脂床层中，所用的树脂的制备过程如下：

7Kg丙烯酰胺、3Kg N，N’-亚甲基双丙烯酰胺和100g过硫酸铵溶于50L水中，将此溶液悬浮于由160L氯苯、90L甲苯和10Kg司班80组成的油相中，体系用氮气保护，调节搅拌速度使油相中的水相珠体主要分布在30-80目，加入0.1L N，N，N’N’-四甲基乙二胺，在室温下反应2h，得到交联聚丙烯酰胺树脂。5Kg交联聚丙烯酰胺树脂悬浮于100L乙醇中，加入3.3Kg三聚甲醛和30Kg 18碳烷基胺(C₁₈H₃₇NH₂)，在60℃下反应12h，得到十八碳烷基的交联聚丙烯酰胺树脂。

结合附图1对本发明装置的运行过程加以说明。

罐体直径为3米，将十八碳烷基的交联聚丙烯酰胺树脂装树脂口5安装在树脂床层19中，床层高度0.4米。含油约200ppm的超标凝结水降温到95℃左右、粗过滤后，从下法兰3的进水口1进入罐体18，均匀缓慢上升到达树脂床层19，树脂床层高为0.4米，含油凝结水以10米/小时的速度经过树脂床层，所耗时间为144秒。凝结水中的油在树脂床层19中经破乳、富集收集在树脂上，然后富集的油以大油滴的形式分离出来，经过树脂床层后凝结水中的油滴变大，与水缓慢上升1.6米，上升过程中大油滴还能继续粘和，经过垂直上升576秒，油水到达圆锥体隔板10，圆锥体隔板与水平的夹角为30°，圆锥体隔板上沿的通道直径与罐体直径的比例为1∶5。在油水收集器中由于上升过程的截面积变小，油滴继续富集并与水分离。经过244秒后离开隔板形成的通道，水中油滴变的更大，缓慢上升的油水由于重力原因油水分层已开始明显，油水通道出口和罐顶部间还有0.6米的距离，在此空间中大油滴将继续上升到罐顶部，由于水的密度大从而会经隔板外侧往下流动到达产品水出口8排出回收，聚集在顶部的油层由顶部上法兰13的排油出口12排出回收，由此完成油水完全分离。

监测产品口出水，通过紫外分光光度法(GB 12153-89)测量，产品口出水水中油含量小于1ppm。

当然，在本实施例的装置中，下部人孔2、上部人孔11、中部人孔17、树脂床层的下压力表接口4、上压力表接口6、装树脂口5、反洗水进口7、液位计安装接口14、16、液位计15、树脂水出口20等都常规的操作运行或检修的需要而设置。例如，该装置在运行过程中，树脂床层还能过滤悬浮物等，截留物随着时间会增加，使树脂滤层前后压差增加，当压差达到0.1Mpa，就需要对设备进行反冲洗以恢复过滤性能。利用原水从反洗水进口7进水，从树脂水出口20排水，将截留物冲出。反洗完成后该装置再投入运行。为了进一步减少油水的返混，还在产品水出口上方设置环绕一圈的挡油隔板9。

实施例2

条件与实施例1相同，区别在于将其中的圆锥体隔板改变为双曲线体隔板：双曲线形隔板上沿的通道直径与罐体直径比例为0.4∶1，双曲线形隔板上沿的通道直径与通道最小直径的比值为1.2，所说的双曲线隔板的高度与通道最小直径的比例在4∶1。

对于产品口出水进行监测，水中油含量小于0.5ppm，说明设置了双曲线体隔板的分离装置的油水分离效果更好。

Claims

1.一种油水分离的装置，包括罐体、上、下两侧法兰、树脂床层和隔板，上侧法兰有排油出口、下侧法兰有进水口、在罐体上侧壁有产品水出口，在罐体下部空间为树脂床层，罐体上部空间有圆锥体隔板或双曲线体隔板将罐体隔开，并形成圆锥体形物料通道或双曲线体物料通道以联通罐体上下空间，隔板下沿与罐体侧壁密合，产品水出口位于罐体侧壁、在隔板下沿与罐体侧壁密合的位置之上，该出口直径小于圆锥体隔板或双曲线体隔板的上沿与下沿的垂直高度，所说的树脂床层中，树脂选自含有长链烷基的交联聚丙烯酰胺树脂，分子式为(CH₂-CH)_nCONHCH₂NHR，R为含8到20个碳的烷基。

2.按照权利要求1的装置，其中的圆锥体隔板与水平的夹角在20°到60°之间的一个值，圆锥体隔板上沿的通道直径与罐体直径的比例为1-4∶10。

3.按照权利要求2的装置，其中的圆锥体隔板与水平的夹角为30°到45°之间的一个值。

4.按照权利要求1的装置，其中的双曲线体隔板上沿的通道直径与罐体直径比例为0.2-0.6∶1，双曲线体隔板上沿的通道直径与通道最小直径的比值大于或等于1.1，所说的双曲线体隔板的高度与通道最小直径的比例为1-5∶1。

5.按照权利要求1的装置，其特征在于所说的R为含16-18个碳的烷基。

6.按照权利要求1的装置，其特征在于树脂为十八碳烷基的交联聚丙烯酰胺树脂，所说的隔板为双曲线形隔板，且双曲线形隔板上沿的通道直径与罐体直径比例为0.4∶1，双曲线形隔板上沿的通道直径与通道最小直径的比值为1.2，所说的双曲线隔板的高度与通道最小直径的比例在4∶1。

7.按照权利要求1的装置，其特征在于所说的具有长链碳氢链的交联聚丙烯酰胺树脂，其制备方法为：将重量比例范围为9.5∶0.5到6∶4的丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，以及过硫酸铵存在下溶于水中形成溶液，将此溶液悬浮于由氯苯、甲苯和司班-80组成的油相中，体系用氮气保护，调节搅拌速度使油相中的水相珠体主要分布在30-80目，加入N，N，N’N’-四甲基乙二胺，在室温下反应得到交联聚丙烯酰胺树脂；再将交联聚丙烯酰胺树脂悬浮于乙醇中，加入三聚甲醛和8到20个碳烷基胺，在30-80℃下反应，得到含有8到20个碳的长链碳氢链烷基交联聚丙烯酰胺树脂。