CN104711013A - 旋流粗粒化沉降脱水装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋流粗粒化沉降脱水装置,包括粗粒化处理器及沉降器；粗粒化处理器包括旋流器，旋流器上开设入液口、溢流口及底流口，溢流口、底流口分别向外接出溢流管、底流管，溢流管、底流管的末端相互连接并连接混合液管；混合液管另一端连接至沉降器；另外，本发明还公开了利用旋流粗粒化沉降脱水装置的脱水的方法，包括对油水混合液进行粗粒化处理及沉降粗粒化处理后的油水混合液两个步骤。本发明存利除弊地集三种分离方法为一体，此脱水工艺较粗粒化分离法简单、较旋流器分离法易控、较热化学沉降法高效，即保证了脱水装置的小型化，又满足了生产运行的平稳性，可大幅度降低分离设施的工程造价并减少运行成本。

Description

旋流粗粒化沉降脱水装置及其方法

技术领域

本发明涉及油气水分离装置及其分离方法，具体为旋流粗粒化沉降脱水装置及其方法。

背景技术

目前，常用的油气水分离方法主要有以下几种：1)热化学沉降法；2)粗粒化法；3)离心力法。

公开号为CN1944586A的中国专利公开了一种声热化学沉降原油水分离工艺,所用装置由加药点通过油管线连接的化油器，混相器以及沉降罐组成；施工时，首先用OX-I型破乳剂通过加药点经油管线内加入浓度为100PPM的破乳剂与油管线内油水混合液混合，通过管线混合液流入化油器及混相器后再流入混相器与沉降罐之间外层包裹有卡瓦式超声波发生器的油管线中，然后油水混合液进入沉降罐内，由于沉降罐内悬吊的数个柱式超声波发生器的作用下，混合液中的油、水可彻底分离，最后成品油从出油口、污水从污水出口流出。

上述的方法虽然操作简单、运行平稳，但是沉降罐往往需要较大的罐容和占地空间，在某些场合的使用具有一定的限制。

公开号为CN104003531A的中国专利公开了一种陈列式粗粒化过滤器，包括两个顺次连接的过滤罐，所述的两个过滤罐顶部和底部分别设有集油器和排污管，所述的两个过滤罐内设有若干个过滤网罩和布水管，所述的两个过滤罐通过连接管相连接，所述的过滤罐一和过滤罐二下部分别设置进水管和出水管。

上述方式虽然能够使微小的油颗粒聚合长大，实现分离的目的。但是，实际运行中经常存在易堵塞及不易反冲洗等问题，很难实现工业化应用。

公开号为CN103566627A的中国专利公开了一种油水分离设备，包括壳体、主筒体、上封头、下封头和副筒体，内置于主筒体内的螺旋离心分离装置，包括浓缩管、螺旋分离管、联通管，其中，浓缩管为一两端开口且轴线与主筒体轴线重合的管体，浓缩管的上端管口正对上方的集油盘开孔，浓缩管的下端管口连接喇叭状扩径段；螺旋分离管为一设置在浓缩管外围并沿主筒体轴线呈螺旋状延伸的管体；螺旋分离管的管体横截面沿主筒体径向分为内富油侧和外贫油侧，所述螺旋分离管的富油侧通过若干联通管与浓缩管连通；螺旋分离管上端管口与物料入口连通，下端管口的富油侧与浓缩管下端扩径段连通，下端管口的贫油侧则与主筒体内腔直接连通。

上述设备虽然具有设备体积小、分离效率高的优点，但是其脱水质量及稳定性较差，而且在油田的应用只局限于污水处理领域。

因此，获得一种设备体积小、分离效果好、稳定性高及可实现工业化生产的油气水分离装置成为了本领域技术人员追求的目标。

发明内容

为解决现有技术中缺陷，本发明提供了一种旋流粗粒化沉降脱水装置，包括粗粒化处理器及沉降器；粗粒化处理器包括旋流器，旋流器上开设入液口、溢流口及底流口，溢流口、底流口分别向外接出溢流管和底流管，溢流管、底流管的末端相互连接并连接出混合液管；混合液管另一端连接至沉降器。

本发明的旋流粗粒化沉降脱水装置创新地将粗粒化处理器和沉降器结合，由于粗粒化处理器的旋流器具有对小液滴的聚并作用优于分离作用的特点，可将乳化液转变为游离液，将分散相小液滴聚并成连续相大液滴的功能，然后将旋流器上的溢流口、底流口流出的液体汇合在一起，进而大幅度减少油水重力分异所需时间，也无需使用大容积的沉降罐。因此，油水混合液经过旋流粗粒化后只需再通过小型容器即可高效稳定地完成油水分离过程，在提高分离效果的同时，极大地减小了整个设备的体积；而且本发明的装置结构简单，稳定性强。

进一步地，沉降器包括沉降罐，其顶端设有出油口，底部设有出水口。

进一步地，沉降罐内安装油水界面仪。

油水界面仪保证了油水界面始终在罐中间附近，以保证油水分离过程高效、稳定地完成。

本发明的另一发明目的在于提供旋流粗粒化沉降的脱水方法，包括如下步骤：

a.对油水混合液进行粗粒化处理，将油水混合液中的小油滴聚并成大油滴；

b.沉降粗粒化处理后的油水混合液,使其分开。

本发明巧妙地将粗粒化处理方法、沉降方法结合，利用两种方法各自的优点，实现了快速分离、且简单平稳的目的。

进一步地，a步骤中，通过旋流器对油水混合液进行粗粒化处理，将分别从旋流器溢流管、底流管流出的液体重新混合。

旋流器将乳化液转变为游离液，将分散相小液滴聚并成相对较大的液滴，进而大幅度减少油水重力分异所需时间，使用小的沉降罐也能高效、稳定地达到很好地分离效果。

进一步地，a步骤中的油水混合液中添加有破乳剂。

本发明的有益效果为：本发明存利除弊地集三种分离方法为一体，此脱水工艺较粗粒化分离法简单，较旋流器分离法易控，较热化学沉降法高效，即保证了脱水装置的小型化，又满足了生产运行的平稳性，可大幅度降低分离设施的工程造价并减少运行成本。

附图说明

图1为旋流粗粒化沉降脱水装置结构示意图。

图中，

1、旋流器；10、入液口；2、溢流管；3、底流管；4、混合液管；5、沉降罐；50、出油口；51、出水口；6、油水界面仪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构进行详细解释说明。

如图1所示的本发明的旋流粗粒化沉降脱水装置，包括粗粒化处理器及沉降器；粗粒化处理器用于将油水混合液中的小油滴聚并成大油滴，沉降器将经粗粒化处理后的油水分离。

粗粒化处理器包括旋流器1，旋流器1上设有用于油水混合液流入的入液口10、溢流口及底流口。溢流口、底流口分别连接溢流管2和底流管3，溢流管2、底流管3的末端相互连接并连接混合液管4；混合液管另一端连接至沉降器。现有的旋流器是为了将油、水分开，而本发明的旋流器1无需单独使用动力装置，而是创新地利用旋流器1将油水混合液中的小油滴聚并成大油滴，由于本发明的旋流器1旋转速度并不是特别快，因此从溢流口、底流口流出的液体仍然是混合液体，并没有将油、水分开；混合液管4尾端连接至沉降器，用于将油、水分开。沉降器包括沉降罐5，其顶端设有出油口50，底部设有出水口51。沉降罐5内设有用于调节油水界面高度的油水界面仪6。

本发明的旋流粗粒化沉降脱水装置创新地将粗粒化处理器和沉降器结合，由于粗粒化处理器的旋流器1对小液滴的聚并作用优于分离作用的特点，将旋流器1上的溢流口、底流口流出的液体汇合在一起，使其不再起分离的作用，而只是起将乳化液转变为游离液，将分散相小液滴聚并成连续相大液滴的功能，进而大幅度减少油水重力分异所需时间。因此，油水混合液经过旋流粗粒化后只需再通过小型容器即可高效稳定地完成油水分离过程，在提高分离效果的同时，极大地减小了整个设备的体积；而且本发明的装置结构简单，稳定性强。

本发明的供旋流粗粒化沉降的脱水方法，包括如下步骤：

a.对添加有破乳剂油水混合液进行粗粒化处理，将油水混合液中的小油滴聚并成大油滴；通过旋流器1对油水混合液进行粗粒化处理，将分别从旋流器1的溢流管2、底流管3流出的液体重新混合。

b.沉降粗粒化处理后的油水混合液。

本发明巧妙地将粗粒化处理方法、沉降方法结合，利用两种方法各自的优点，实现了快速分离、且简单平稳的目的。

将旋流器1底流口、溢流口汇合在一起安装，使旋流器1不再起分离作用，而只是起将乳化液转变为游离液，将分散相小液滴聚并成连续相大液滴的功能。这样的安装方式对旋流器1进液口的含水率及出油口50、出水口51的分流比均无需严格的要求，从面大大降低了控制难度。由于旋流器1的离心力可达重力加速度的几百倍，所以只需几秒钟即可完成粗粒化过程。含水原油经过旋流器1再汇合后，虽然其含水率并无变化，但分散相中的小液滴已经聚并成大液滴，可以更容易用重力法进行油水分离。

本发明由于通过沉降罐5汇聚小油滴，因此可采用小型的沉降罐5，且将缓冲罐的出油口50设在最顶端，将出水口51设在底部。因进入缓冲罐的油水混合液经过旋流粗粒化后，可大幅度减少油水重力分异所需时间，由于液滴所需的沉降时间与液滴直径的平方成正比，所以如果经粗粒化后液滴的直径增大10倍，则沉降所需的时间即所需沉降罐5的容积可减少100倍，实际上经粗粒化后的液滴直径远不止增大10倍，因此只需较小的沉降罐5，就可保证出油口50和出水口51均能输出较纯的油和较纯的水。

本发明的未经旋流器1的油水混合液，也就是乳状液，其分离经历四个过程，即液滴破乳、径向聚集、油芯聚并和纵向分层。首先，已加入破乳剂的油水混合液进入到旋流器1中后，分散相液滴之间的液膜在在扩散或搅动作用下液膜破裂而破乳；然后液滴在离心力和密度差的作用下，轻质的原油在径向上向中心运动产生碰撞使粒径增大或形成液滴团向内形成油芯；接下来由于其油芯具有浓乳状态，使聚集和聚并得到强化，在径向发生乳状液的分离；因此重新混合的油水混合液再进入到小型容器内时，其油水已各呈连续相的状态，使上浮或下沉速度增大，而使油水快速分层。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.旋流粗粒化沉降脱水装置，包括粗粒化处理器及沉降器,其特征在于：粗粒化处理器包括旋流器(1)，旋流器上开设入液口(10)、溢流口及底流口，溢流口、底流口分别连接溢流管(2)和底流管(3)，溢流管、底流管的末端相互连接并连接混合液管(4)；混合液管另一端连接至沉降器。

2.根据权利要求1所述的旋流粗粒化沉降脱水装置，其特征在于：沉降器为沉降罐(5)，其顶端和底部分别开设出油口(50)和出水口(51)。

3.根据权利要求2所述的旋流粗粒化沉降脱水装置，其特征在于：沉降罐内安装油水界面仪(6)。

4.一种利用权利要求1、2或3的旋流粗粒化沉降脱水装置进行脱水的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

a.对油水混合液进行粗粒化处理，将油水混合液中的小油滴聚并成大油滴；

b.沉降粗粒化处理后的油水混合液。

5.根据权利要求4所述的脱水的方法，其特征在于：a步骤中，通过旋流器对油水混合液进行粗粒化处理，将分别从旋流器溢流管、底流管流出的液体重新混合。

6.根据权利要求4所述的脱水的方法，其特征在于：a步骤中的油水混合液中添加有破乳剂。