CN104014164A - 一种聚结模块抽屉式安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚结模块抽屉式安装方法，该方法包括：将圆柱形聚结分离块在径向截面切割为不同大小的长方体方洞，每个长方体空间内置抽屉式聚结模块，可以进行独立的安装、拆卸；并按照操作介质不同调整布置的层数，按照径向截面分散相浓度的不同调整各抽屉的聚结材料，以达到径向截面每个局部区域的聚结分离性能最大化。该方法便于不同材料的组合以实现分离效率最高，且各聚结模块拆装方便，可以定期清洗或更换，特别适合于含固体介质较多的场合，具有经济、高效、拆装简单、适应性强的特点，可广泛应用于不同场合的油品脱水或污水除油的聚结分离过程。

Description

一种聚结模块抽屉式安装方法

技术领域

本发明属于石油化工、环保领域的油水分离技术，具体涉及一种适用于油水聚结分离的聚结模块抽屉式安装方法。

背景技术

应用于石油化工行业的物理法油水分离技术主要有沉降法、离心分离法、聚结法、气浮法等，相配套的常用设备有斜板除油器、旋流除油器、粗粒化除油器、气浮除油器等，以上技术在特定使用过程中能满足一定的需求，但其普遍的缺点是适应性窄，不能同时满足原料性质变化范围大及分离效率高的分离要求。

目前，重力沉降主要去除污水中的浮油或油品中的游离态水，即粒径大于100μm的游离油滴或水滴，对100μm以下的分散油滴或水滴不能有效去除，安装斜板除油器后也很难将污水含油量含量降低至200mg/L以下，因此不适合于低含油量含油污水的深度处理；旋流分离技术适用于含大量油(水)的快速去除过程，对15μm以下油滴(水滴)及乳化油滴(水滴)不能有效分离；聚结过滤通过渗透性进行分离，适应范围窄、寿命短、要求介质干净等；现有的气浮技术一般处理含油量在200mg/L以下的含油污水，两级气浮后能将含油量降低至20mg/L左右，但气浮技术不适合于高含油量污水的处理，且有操作较复杂、能耗大、需加絮凝剂及设备投资大等缺点。

如炼油厂催化、延迟焦化、加氢、常减压、硫磺等装置产生的酸性水中油含量波动大、洁净度及污油的性质等各不相同，造成各装置的分离设备五花八门，因此石油化工油水分离领域迫切需要、适应范围宽、效率高、通用性好的高效油水分离设备。

为了解决上述现有技术无法对原料性质变化大的油水分离问题，中国发明专利申请(CN201410013074)给出了一种应用于石油化工油水两相非均相混合液的模块化组合高效分离设备，其内件由整流段、粗粒化、强化沉降分离、纳米纤维聚结分离几个部分组成，将浅池原理、粗粒化技术、以及纳米改性纤维高效聚结技术组合起来，通过组合能对各种油水混合物达到有效的分离效果，但其各个分离段的材料都是单一的，没有考虑到径向截面分散相浓度不同所要求的分离功能不同，从而需采用不同的聚结分离材料组合以达到径向截面每个局部区域的分离聚结性能最大化，并且其安装完成后无法拆卸，不适合于含固体介质较多，需要定期清洗或更换的场合。

发明内容

为了解决上述现有油水聚结分离设备没有考虑到根据截面分散相浓度不同，需要求采用不同聚结分离材料组合的问题，本发明提出了一种拆装方便的聚结模块抽屉式安装方法，并按照操作介质的不同给出了最佳的层数布置。

具体的技术方案为：

一种聚结模块抽屉式安装方法，所述安装方法包括如下步骤：

将圆柱形聚结分离块进行切割，切割后得到的长方体形方洞在所述圆柱形聚结分离块的径向上对称分布，所述长方体形方洞之间用框架进行分隔；

每个所述长方体形方洞里放置可拆卸的抽屉式聚结模块。

所述长方体形方洞与所述圆柱形聚结分离块边缘处的空隙用金属或非金属材料密封。

沿着与所述圆柱形聚结分离块的径向平行的方向，所述长方体形方洞的层数按照操作介质的不同排布为2-8层，每层2-4个。

当入口分散相浓度小于1％时，所述层数为2-4层；当入口分散相浓度为1-20％时，所述层数为4-6层；当入口分散相浓度为20-50％时，所述层数为6-8层。

所述抽屉式聚结模块的聚结分离材料的材质类型相同或不同。

按照聚结分离器内径向截面的分散相的浓度不同，调整每个所述抽屉式聚结模块的聚结分离材料的材质选择，以达到径向截面每个局部区域的聚结分离性能最大化，即此法便于不同材料的的组合实现分离效率最高。

所述聚结分离材料的下部层材料侧重于水脱油，上部层材料侧重于油脱水。

在含固体颗粒物或操作介质较脏的情况下，每个所述抽屉式聚结模块可取出进行清洗或更换。

较佳的，所述抽屉式聚结模块为表面镂空的长方体，模块边框与长方体方洞的内框之间为卡槽结合或其他快拆固定形式，相邻的抽屉式聚结模块之间间隙做到最小，以防止短路流。

本发明的有益效果在于，改变了传统聚结分离器内同一分离段材料单一的缺点，将聚结法油水分离技术真正的实现了模块化：按照入口操作介质分散相含量不同，设置不同的层数；按照聚结分离器内径向截面分散相浓度的不同调整每个抽屉的聚结分离材料，以达到径向截面每个局部区域的聚结分离性能最大化；各抽屉模块拆装方便，可以定期清洗或更换，特别适合于含固体介质较多的场合。与单一聚结分离材料的分离段相比，该方法可根据内部具体分离情况调节不同水平高度处的抽屉材质类型，能在达到更高的分离要求下，使用更经济合理的材料组合，降低了材料成本并提高了效率，因此该方法经济、高效、拆装简单、适应性强，可广泛应用于不同场合的油品脱水或污水除油的聚结分离过程。

附图说明

图1是分散相为轻相的聚结分离器的结构示意图；

图2是分散相为重相的聚结分离器的结构示意图；

图3是聚结分离段的机构示意图，其中(a)是改性纳米纤维聚结分离段的结构示意图；(b)是改性纳米纤维聚结分离段安装聚结模块后的示意图；

图4是聚结模块抽屉式安装方法的长方体形方洞的框架示意图，其中，(a)是一半框架示意图，(b)是整体框架示意图。

符号说明：

1混合液入口；2入口分布器；3整流器；4粗粒化段；

5一级改性纳米纤维聚结分离段；51长方体形方洞；

52边缘封板；53侧重于油脱水的聚结材料；

54侧重于水除油的聚结材料；6强化沉降分离段；

7二级改性纳米纤维聚结分离段；8液面计；

9分散相出口；10连续相出口。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

先用下述方法组装聚结分离器：

如图1所示的分散相为轻相的聚结分离器的结构示意图，所述聚结分离器依次包括混合液入口1、入口分布器2、整流器3、粗粒化段4、一级改性纳米纤维聚结分离段5、强化沉降分离段6、处于聚结分离器下部的二级改性纳米纤维聚结分离段7、处于聚结分离器顶部的分散相出口9、置于分散相出口9内部的液面计8、以及聚结分离器底部的连续相出口10。

如图2所示的分散相为重相的聚结分离器的结构示意图，所述聚结分离器依次包括混合液入口1、入口分布器2、整流器3、粗粒化段4、一级改性纳米纤维聚结分离段5、强化沉降分离段6、处于聚结分离器上部的二级改性纳米纤维聚结分离段7、处于聚结分离器底部的分散相出口9、置于分散相出口9内部的液面计8、以及聚结分离器顶部的连续相出口10。

图3(a)是改性纳米纤维聚结分离段的结构示意图，将圆柱形聚结分离块进行切割，切割后得到的长方体形方洞51在圆柱形聚结分离块的径向上对称分布，长方体形方洞51之间用框架进行分隔，如图4所示，图4(a)是含长方体形方洞的一半框架示意图，图4(b)是两半组合后的圆柱形框架示意图；长方体形方洞51与圆柱形聚结分离块边缘处的空隙用金属或非金属材料密封，形成边缘封板52。每个长方体形方洞51里放置可拆卸的抽屉式聚结模块，如图3(b)所示。

沿着与圆柱形聚结分离块的径向平行的方向，长方体形方洞51的层数按照操作介质的不同排布为2-8层，每层2-4个。当入口分散相浓度小于1％时，所述层数为2-4层；当入口分散相浓度为1-20％时，所述层数为4-6层；当入口分散相浓度为20-50％时，所述层数为6-8层。

按照聚结分离器内径向截面的分散相的浓度不同，调整每个抽屉式聚结模块的聚结分离材料的材质选择，以达到径向截面每个局部区域的聚结分离性能最大化。

聚结分离材料的下部层材料侧重于水脱油，为图3中的侧重于水除油的聚结材料54；上部层材料侧重于油脱水，为图3中的侧重于油脱水的聚结材料53。

在含固体颗粒物或操作介质较脏的情况下，每个抽屉式聚结模块可取出进行清洗或更换。

实施例1

某石化公司的硫磺回收装置的酸性水汽提工艺中，采用了本发明的油水聚结分离的方法及装置，对经过脱气罐后的酸性水原料进行酸性水除油的小试实验。酸性水含油量约1～5％，含有微量固体杂质，操作温度约40～50℃，要求除油效率达到99％以上。

方案选择：本方案中酸性水含油量较高，在1～20％之间，分离要求很高，要求99％以上，因此一级改性纳米纤维聚结分离段选择采用6层布置，即上下半圆各三层的方式进行试验，该分离段厚度设置为200mm。实验罐整体流速控制在0.02m/s左右、停留时间控制在1min左右。一级改性纳米纤维聚结分离段的各层聚结模块的组合方式为：上方2层各模块为侧重于油脱水的材料，下方4层各模块为侧重于水除油的材料，各模块材料密实度相同。

试验效果：经过三天的实验，测试结果如下表1所示：

表1

为了比较该方法的优势，不考虑径向截面不同高度处分散相浓度不同的影响，将上下6层各模块都替换为侧重于水除油的聚结材料，材料类型和密实度与前三天实验选取的一样，再次进行实验。

试验效果：再次经过三天的实验，测试结果如下表2：

表2

为考察聚结材料的阻塞情况，将实验装置放置在现场连续运行一个月后拆开封头，发现只有下部两层明显变黑，说明其堵塞相对严重，可以很方便地抽出下方两层的抽屉式聚结模块，其他模块不用动，冲洗后将其再插入分离器中。

结果分析：比较前三天和后三天的实验结果，明显看出本发明的方法考虑到径向截面分散相浓度不同而采用不同的聚结材料，能明显提高分离效率；从前三天试验结果看试验除油效率基本能达到99％的要求，再者试验设计停留时间为1min，工程设计为2～3min，因此可以保证该方法及装置在实际工程应用中可以稳定达到99％的除油效率要求；在含固体介质的场合，下方两层会比较容易堵塞，此法可将其快速取出清洗，方便快捷。

综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限制本发明的实施范围；本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，此外应理解，在阅读了本发明的上述讲述内容之后，本领域技术人员可以对本发明做任何改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种聚结模块抽屉式安装方法，其特征在于，所述安装方法包括如下步骤：

将圆柱形聚结分离块进行切割，切割后得到的长方体形方洞在所述圆柱形聚结分离块的径向上对称分布，所述长方体形方洞之间用框架进行分隔；

每个所述长方体形方洞里放置可拆卸的抽屉式聚结模块。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述长方体形方洞与所述圆柱形聚结分离块边缘处的空隙用金属或非金属材料密封。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，沿着与所述圆柱形聚结分离块的径向平行的方向，所述长方体形方洞的层数按照操作介质的不同排布为2-8层，每层2-4个。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当入口分散相浓度小于1％时，所述层数为2-4层；当入口分散相浓度为1-20％时，所述层数为4-6层；当入口分散相浓度为20-50％时，所述层数为6-8层。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抽屉式聚结模块的聚结分离材料的材质类型相同或不同。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按照聚结分离器内径向截面的分散相的浓度不同，调整每个所述抽屉式聚结模块的聚结分离材料的材质选择，以达到径向截面每个局部区域的聚结分离性能最大化。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚结分离材料的下部层材料侧重于水脱油，上部层材料侧重于油脱水。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在含固体颗粒物或操作介质较脏的情况下，每个所述抽屉式聚结模块可取出进行清洗或更换。