CN102218232A - 油水分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油水分离方法，主要解决以往技术中油水分离效果差，设备投资大的问题。本发明通过采用一种包括含油水进入油水分离器，依次通过油水分离器内的预分离内构件、稳流内构件，破乳内构件和油相聚集内构件后，油水得到分离，其中水相从水相出口管流出，油相经挡板溢流后从油相出口管流出的技术方案，较好地解决了该问题，可用于油水分离的工业生产中。

Description

油水分离方法

技术领域

本发明涉及一种油水分离方法。

背景技术

工业生产上经常需要对油水混合物进行油水分离，特别是在化工、油田、炼厂等行业。油和水为互不相溶的两类液体，根据工艺或者环境保护的要求必须将其进行分离。油水分离常用的方法有重力法、离心法、浮选法、电脱法和化学处理法等，其中重力法是如今普遍应用的方法，工业装置上通常采用让含有水在油水分离器内，利用油和水的重度差异，通过重力沉降作用，实现轻相(油相)同重相(水相)的分离的方法进行分离。

工业装置上的油水分离是相当重要的一道工序，根据生产实践经验，该过程既忌讳油中带水，也忌讳水中带油。因为油相中带有过量水，将影响下游油相的精制操作；而水中带油，则可能严重影响水的质量，使之不宜循环使用，造成环境污染。为此，油水分离器的操作原则之一是油相中不带有过量水的前提下，要使水中带油降低到最低程度。

为了实现上述过程，目前工业生产中采用的方法是保证物料在油水分离器中有足够的停留时间，使混合液中的细微液滴有足够的时间聚并成较大的液滴，从而具有较大的沉降(或浮升)速度，因此，油水分离器必须有足够大的容积。但是带来的不利影响就是设备体积大，投资和占地面积也大，同时油水分离效果也不是很好。

为解决以上问题，文献02129209.4提出了一种高效湍流促相油水分离方法，其方法是：将受污染的油通过油泵从油箱引出，经滤网除去杂质，通过加热装置使油升温40～70℃，再将油送入湍流发生器，使油在40～70℃温度、压力1.0～2.5兆帕条件下完成油中的水从液态到汽态的快速相变，相变后的油和蒸汽进入微正压油水分离罐，分离出汽体；文献ZL200610110057.2提出了一种油水分离方法及油水分离装置，其方法是空气与从处理槽的下部吸出的被处理液混合，用循环泵升压，由设在处理槽下部的喷嘴喷射，使被处理液返回处理槽，使被处理液循环，未处理状态的被处理液供给被处理液的循环配管系或处理槽的下部，在该系统中添加少量的氯化钙、盐酸和氢氧化钠，促进油的凝聚，使油分离性能提高。以上方法均需增加多个设备，有的操作压力高，有的需添加化学品，流程复杂，投资较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是以往技术中油水分离效果差，设备投资大的问题，提供一种新的油水分离方法，该油水分离方法具有油水分离效果好，设备投资和占地面积小的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种油水分离方法，含油水物料通过进口管1进入油水分离器，依次通过油水分离器内的预分离内构件2、稳流内构件3，破乳内构件4和油相聚集内构件5后，油水得到分离，其中水相物料从水相出口管7流出，油相物料经挡板6溢流后从油相出口管8流出，其中进口管1伸入容器内部与预分离内构件2连通，预分离内构件2位于下方，为一容器结构，上面开有供液体流出的小孔，稳流内构件3为填料或垂直放置的波纹板，破乳内构件4为一金属板，上面开有供液体流过的小孔，油相聚集内构件5为沿容器圆周放置的水平波纹板或金属丝网，挡板为一金属板，位于水相出口管后油相出口管前，油水分离器的操作温度为10～80℃，操作压力为10～500kpaA。

上述技术方案中，含油水物料通过伸入容器内部的进口管进入预分离内构件，预分离内构件位于下方，为一容器结构，内构件上分布有小孔，小孔孔径为5～50毫米，优选范围为20～40毫米，含油水通过小孔流出进入油水分离器内部，液体出孔流速为0.01～1.0米/秒，优选范围为0.05～0.3米/秒；油水分离器内设置有稳流内构件，内构件为填料或垂直放置的波纹板，波纹板厚度为0.1～1米；油水分离器内设置有破乳内构件，内构件为一金属板，上所开小孔孔径为10～40毫米的小孔，液体出孔流速为0.01～0.2米/秒；油水分离器内设置有油相聚集内构件，内构件为沿容器圆周放置的水平波纹板或金属丝网，波纹板厚度为0.2～3米或金属丝网厚度为0.05～1米；油水分离器内水相出口后、油相出口前设置有挡板，挡板高度为油水分离器高度的40～90％；油水分离器操作温度优选范围为20～60℃，操作压力优选范围为常压操作。

本发明通过采用图1的油水分离技术方案，含油水物料经进口管进入预分离内构件，预分离内构件位于油水分离器的底部，上面开有小孔，物料经预分离内构件小孔进入容器内，使液流在由小孔射出的过程中，除克服流体阻力外还要克服重力做功，同时预分离内构件下置使物料在油水界面以下的水相进液，当冷凝液通过水相时，液团之间的搅拌剪切作用增加了水滴之间的聚结机会从而强化了油水预分离效果；物料经预分离后进入稳流内构件，稳流内构件为垂直放置的波纹板，有利于液流分布均匀，流体分布均匀有利于油水重力分离。冷凝液经稳流内构件后通过上面布满小孔的破乳内构件，破乳内构件的主要作用在于破碎水相中的乳化液，使其中的小油滴分离出来，特别在温度较低的时候，乙苯脱氢反应冷凝液水相和油相易形成乳化液。经破乳内构件后，初步分离的物料进入油相聚集内构件，油相聚集内构件为水平放置的波纹较小，板组当量直径小，能在较大处理量，较小停留时间下保持层流状态，液流在波纹板组内呈“之”字形流动，流向和流动面积不断变化，为油滴在波纹板表面的聚集和油滴相互间的碰撞创造了机会，油滴在聚集中浮升，在浮升中聚集，提高了油水分离效率，分离后的油相经挡板溢流由油相出口排出，水相由水相出口排出。

以10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯生产装置为例，脱氢反应后的气体经冷凝成液相，液体中通常含有乙苯、苯乙烯、甲苯(油相)和水(水相)。其中油相占反应冷凝液的1/3左右(重量)，水相占反应冷凝液的2/3左右(重量)。采用本发明油水分离方法对冷凝液进行油水分离后，油相中含水由原来的0.1％下降到0.07％(重量)，水相中含油由原来的0.9％下降到0.6％，设备容积由原来的60立方米减少到30立方米，减少了50％；占地面积由原来的26平方米减少到20平方米，减少了23％；设备投资由原来的150万元减少到110万元，减少了27％，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为采用本发明技术方案的油水分离方法示意图。

图1中，I为容器壳体，II为容器内部，1为进口管，2为预分离器，3为稳流内构件，4为破乳内构件，5为油相聚集内构件，6为挡板，7为水相出口，8为油相出口，101为含油水物料，102为水相物料，103为油相物料。

含油水物料101经进口管1进入预分离内构件2，经预分离内构件上开有的小孔进入容器内，然后依次通过稳流内构件3、破乳内构件4、油相聚集内构件5，分离后的油相物料103经挡板6溢流由油相出口8排出，水相物料102由水相出口7排出。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

【实施例1】

某10万吨/年苯乙烯装置(年操作时数8000小时)，其乙苯脱氢反应冷凝液油水分离采用图1的技术。油水分离器为卧式容器，容积30立方米，长8米，直径2.4米，进料冷凝液流量为45立方米，其中水占70％(重量)，烃类占30％(重量)，进料管直径250毫米，预分布器开孔孔径40毫米，孔数100，稳流内构件采用垂直布置的波纹板，厚度500毫米，破乳内构件采用一金属板，上开25毫米小孔，孔数260，油相聚集内构件采用水平放置波纹板，厚度2米，油相出口管径150毫米，水相出口管径400毫米，挡板高度为容器高度的80％，操作温度为52℃，压力为30kpaA。

该油水分离器设备投资110万元，占地面积20平方米，液体停留时间40分钟，经分析油相中含水0.07％(重量)，水相中含油0.6％。

【实施例2】

某10万吨/年苯乙烯装置(年操作时数8000小时)，其乙苯脱氢反应冷凝液油水分离采用图1的技术。油水分离器进料量、组成及设备结构同实施例1，不同的是预分布器开孔孔径20毫米，孔数400，该油水分离器设备投资110万元，占地面积20平方米，液体停留时间40分钟，经分析油相中含水0.08％(重量)，水相中含油0.65％。

【实施例3】

某10万吨/年苯乙烯装置(年操作时数8000小时)，其乙苯脱氢反应冷凝液油水分离采用图1的技术。油水分离器进料量、组成及设备结构同实施例1，不同的是稳流内构件采用填料结构，该油水分离器设备投资115万元，占地面积20平方米，液体停留时间40分钟，经分析油相中含水0.075％(重量)，水相中含油0.6％。

【实施例4】

某10万吨/年苯乙烯装置(年操作时数8000小时)，其乙苯脱氢反应冷凝液油水分离采用图1的技术。油水分离器进料量、组成及设备结构同实施例1，不同的是油相聚集内构件采用金属丝网，该油水分离器设备投资108万元，占地面积20平方米，液体停留时间40分钟，经分析油相中含水0.08％(重量)，水相中含油0.7％。

【实施例5】

某10万吨/年苯乙烯装置(年操作时数8000小时)，其乙苯脱氢反应冷凝液油水分离采用图1的技术。油水分离器进料量、组成及设备结构同实施例1，不同的是挡板高度为容器高度的50％，该油水分离器设备投资110万元，占地面积20平方米，液体停留时间40分钟，经分析油相中含水0.09％(重量)，水相中含油0.7％。

【实施例6】

某10万吨/年苯乙烯装置(年操作时数8000小时)，其乙苯脱氢反应冷凝液油水分离采用图1的技术。油水分离器进料量、组成及设备结构同实施例1，不同的是操作温度为20℃。该油水分离器设备投资110万元，占地面积20平方米，液体停留时间40分钟，经分析油相中含水0.1％(重量)，水相中含油0.9％。

【实施例7】

某6万吨/年苯乙烯装置(年操作时数8000小时)，其乙苯脱氢反应冷凝液油水分离采用图1的技术。油水分离器为卧式容器，容积25立方米，长8米，直径2.0米，进料冷凝液流量为32立方米，其中水占72％(重量)，烃类占28％(重量)，进料管直径200毫米，预分布器开孔孔径35毫米，孔数120，稳流内构件采用垂直布置的波纹板，厚度500毫米，破乳内构件采用一金属板，上开20毫米小孔，孔数200，油相聚集内构件采用金属丝网，厚度2米，油相出口管径100毫米，水相出口管径250毫米，挡板高度为容器高度的80％，操作温度为52℃，压力为30kpaA。

该油水分离器设备投资85万元，占地面积16平方米，液体停留时间46分钟，经分析油相中含水0.06％(重量)，水相中含油0.55％。

【比较例1】

某10万吨/年苯乙烯装置(年操作时数8000小时)，其乙苯脱氢反应冷凝液油水分离器操作条件与实施例1相同，不同的是油水分离器内无预分布内构件、稳流内构件、破乳内构件以及油相聚集内构件。油水分离器为卧式容器，容积60立方米，长10米，直径2.6米，进料管直径250毫米，油相出口管径150毫米，水相出口管径400毫米，挡板高度为容器高度的80％，操作温度为52℃，压力为30kpaA。

该油水分离器设备投资150万元，占地面积26平方米，液体停留时间80分钟，经分析油相中含水0.1％(重量)，水相中含油0.9％。

【比较例2】

某10万吨/年苯乙烯装置(年操作时数8000小时)，其乙苯脱氢反应冷凝液油水分离器操作条件与比较例1相同，不同的是油水分离器操作温度为20℃。该油水分离器设备投资150万元，占地面积26平方米，液体停留时间80分钟，经分析油相中含水0.2％(重量)，水相中含油1.5％

Claims (8)

1.一种油水分离方法，含油水物料通过进口管(1)进入油水分离器，依次通过油水分离器内的预分离内构件(2)、稳流内构件(3)，破乳内构件(4)和油相聚集内构件(5)后，油水得到分离，其中水相物料从水相出口管(7)流出，油相物料经挡板(6)溢流后从油相出口管(8)流出，其中进口管(1)伸入容器内部与预分离内构件(2)连通，预分离内构件(2)位于下方，为一容器结构，上面开有供液体流出的小孔，稳流内构件(3)为填料或垂直放置的波纹板，破乳内构件(4)为一金属板，上面开有供液体流过的小孔，油相聚集内构件(5)为沿容器圆周放置的水平波纹板或金属丝网，挡板(6)为一金属板，位于水相出口管后油相出口管前，油水分离器的操作温度为10～80℃，操作压力为10～500kpaA。

2.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于含油水物料通过伸入油水分离器内部的进口管(1)进入预分离内构件(2)内，预分离内构件位于下方，为一容器结构，其上分布有小孔，小孔孔径为5～50毫米，含油水通过小孔流出进入油水分离器内部，液体出孔流速为0.01～1.0米/秒。

3.根据权利要求2所述的油水分离方法，其特征在于小孔孔径为20～40毫米，含油水通过小孔流出进入油水分离器内部，液体出孔流速为0.05～0.3米/秒；

4.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于稳流内构件(5)的波纹板厚度为0.1～1米。

5.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于破乳内构件(4)的金属板上所开小孔孔径为10～40毫米的小孔，液体出孔流速为0.01～0.2米/秒。

6.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于油相聚集内构件(5)，其波纹板厚度为0.2～3米，或金属丝网厚度为0.05～1米。

7.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于油水分离器内水相出口后、油相出口前设置有挡板，挡板高度为油水分离器高度的40～90％。

8.根据权利要求1所述的油水分离方法，其特征在于油水分离器操作温度为20～60℃，操作压力为常压。

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