CN110217855A - 油水分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田化工设备领域，尤其是涉及一种油水分离装置，其特征在于包括旋流聚并器本体，通过管路与此旋流聚并器本体相连接的聚并分离罐本体，通过管路与此聚并分离罐本体相连接的旋流分离器本体，聚并分离罐本体包括罐体，与此罐体相连接的入口，与此入口相连接的入口流量分配管，设置在所述罐体上部的第一油出口，设置在罐体中部的聚结器，设置在罐体下部的出水收集管，与此出水收集管相连接的排水口，此排水口与旋流分离器本体相连接。本发明利用旋流聚结、沉降分离聚并、旋流分离复合使用克服了单一原理的分离方法对于不同工况下处理效率低的缺点，提高了分离效率，改进的分离技术，减轻了装置重量，适用于各类油田使用。

Description

油水分离装置

技术领域

本发明属于油田化工设备领域，尤其是涉及一种油水分离装置。

背景技术

工业、民用污水，特别是油田采出液、石油炼化污水通常含有油类、悬浮固体、胶体和溶解物质等，其中油类按状态又可以分为浮油、机械分散态油、乳化油、溶解油。油类是主要去除对象，在除油的同时，其他污染物质如悬浮物、COD等可以同步得到有效去除。

一般除油方法包括重力沉降除油、过滤除油、混凝除油、旋流器除油、气浮除油等工艺方法，随着技术进步、国家对环保要求的提高，国家对节能减排要求的提高、土地保护及特殊场所的应用，一般常规技术存在占地过大、产生二次污染物、处理工艺过长、操作繁琐和投资偏高等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服现有油水分离装置缺陷、减少处理单元、缩短油水分离的工艺流程、改进分离技术、提高分离效率、降低油水分离装置投资成本、降低二次污染物、生产运行简单可靠的油水分离装置。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的油水分离装置，其特征在于包括旋流聚并器本体，通过管路与此旋流聚并器本体相连接的聚并分离罐本体，通过管路与此聚并分离罐本体相连接的曲线型旋流分离器本体，

所述的聚并分离罐本体包括罐体，与此罐体相连接的入口，与此入口相连接的入口流量分配管，设置在所述罐体上部的带有流量计量控制系统第一油出口，设置在所述罐体中部的聚结器，设置在所述罐体下部的出水收集管，与此出水收集管相连接的排水口，此排水口与所述的旋流分离器本体相连接。

所述的旋流聚并器本体包括曲线型旋流聚并器本体或双锥型旋流聚并器本体。

所述的曲线型旋流聚并器本体包括沿中心轴线方向依次设置且相互连通的圆柱段Ⅰ、抛物线段Ⅰ和尾管直管段Ⅰ，设置在所述圆柱段Ⅰ上的切向进液口Ⅰ，设置在所述尾管直管段Ⅰ上的出液口Ⅰ，此出液口Ⅰ与所述的入口相连接，

所述的圆柱段Ⅰ直径大于所述的抛物线段Ⅰ直径，所述的抛物线段Ⅰ直径大于所述的尾管直管段Ⅰ直径。

所述的圆柱段Ⅰ内径为所述圆柱段Ⅰ与抛物线段Ⅰ之间过渡圆弧的曲率半径的2-3.5倍，所述圆柱段Ⅰ内径为所述尾管直管段Ⅰ与抛物线段Ⅰ之间过渡圆弧的曲率半径的10-17倍。

所述的曲线型旋流分离器本体包括沿中心轴线方向依次设置且相互连通的圆柱段Ⅱ、抛物线段Ⅱ和尾管直管段Ⅱ，设置在所述圆柱段Ⅱ上的油出口和切向进液口Ⅱ，设置在所述的尾管直管段Ⅱ上的出水口，所述的切向进液口Ⅱ与所述的排水口相连接，

所述的圆柱段Ⅱ直径大于所述的抛物线段Ⅱ直径，所述的抛物线段Ⅱ直径大于所述的尾管直管段Ⅱ直径。

所述的圆柱段Ⅱ内径为所述圆柱段Ⅱ与抛物线段Ⅱ之间过渡圆弧的曲率半径的2-3.5倍，所述圆柱段Ⅱ内径为所述尾管直管段Ⅱ与抛物线段Ⅱ之间过渡圆弧的曲率半径的10-17倍。

所述的双锥型旋流聚并器本体包括沿中心轴线方向依次设置且相互连通的圆柱段Ⅲ、大锥段、小锥段和尾管直管段Ⅲ，设置在所述圆柱段Ⅲ上的切向进液口Ⅲ，设置在所述尾管直管段Ⅲ上的出液口Ⅱ，此出液口Ⅱ与所述的入口相连接，

所述的圆柱段Ⅲ直径大于所述的大锥段直径，所述的大锥段直径大于所述的小锥段直径，所述的小锥段直径大于所述的尾管直管段Ⅲ直径。

本发明的优点：

(1)本发明的油水分离装置，利用旋流聚结、沉降分离聚并、旋流分离复合使用克服了单一原理的分离方法对于不同工况下处理效率低的缺点，提高了分离效率，改进了分离技术，减轻了装置重量；

(2)本发明的油水分离装置，与传统油水分离工艺比较节约工程投资、节约占地，方便现场布置，运行成本低，工艺设备简单，易于操作维护，出水水质稳定良好，工艺适应性强，尤其适应油田各种工况条件下的采出液的油水分离处理；

(3)本发明的油水分离装置，采用先聚并然后沉降分离，可以放宽本发明对油水混合液含油量的适应要求，一般含水70％以上的油水混合液都可以用本发明进行油水分离；

(4)本发明的油水分离装置，采用两次聚并分离提高了油水分离效果，出水含油可以实现10mg/l以下。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明曲线型旋流聚并器本体的结构示意图。

图3为本发明图2的俯视图。

图4为本发明聚并分离罐本体的结构示意图。

图5为本发明曲线型旋流分离器本体的结构示意图。

图6为本发明双锥型旋流聚并器本体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1-6所示，本发明的油水分离装置，其特征在于包括旋流聚并器本体24，通过管路与此旋流聚并器本体24相连接的聚并分离罐本体25，通过管路与此聚并分离罐本体25相连接的曲线型旋流分离器本体26，

所述的聚并分离罐本体25包括罐体，与此罐体相连接的入口6，与此入口6相连接的入口流量分配管7，设置在所述罐体上部的带有流量计量控制系统第一油出口9，设置在所述罐体中部的聚结器8，设置在所述罐体下部的出水收集管10，与此出水收集管10相连接的排水口11，此排水口11与所述的旋流分离器本体相连接。

所述的旋流聚并器本体24包括曲线型旋流聚并器本体或双锥型旋流聚并器本体。

所述的曲线型旋流聚并器本体包括沿中心轴线方向依次设置且相互连通的圆柱段Ⅰ1、抛物线段Ⅰ2和尾管直管段Ⅰ3，设置在所述圆柱段Ⅰ1上的切向进液口Ⅰ4，设置在所述尾管直管段Ⅰ3上的出液口Ⅰ5，此出液口Ⅰ5与所述的入口6相连接，

所述的圆柱段Ⅰ1直径大于所述的抛物线段Ⅰ2直径，所述的抛物线段Ⅰ2直径大于所述的尾管直管段Ⅰ3直径。

所述的圆柱段Ⅰ1内径为所述圆柱段Ⅰ1与抛物线段Ⅰ2之间过渡圆弧的曲率半径的2-3.5倍，所述圆柱段Ⅰ1内径为所述尾管直管段Ⅰ3与抛物线段Ⅰ2之间过渡圆弧的曲率半径的10-17倍。

所述的曲线型旋流分离器本体包括沿中心轴线方向依次设置且相互连通的圆柱段Ⅱ12、抛物线段Ⅱ13和尾管直管段Ⅱ14，设置在所述圆柱段Ⅱ12上的油出口16和切向进液口Ⅱ15，设置在所述的尾管直管段Ⅱ14上的出水口17，所述的切向进液口Ⅱ15与所述的排水口11相连接，

所述的圆柱段Ⅱ12直径大于所述的抛物线段Ⅱ13直径，所述的抛物线段Ⅱ13直径大于所述的尾管直管段Ⅱ14直径。

所述的圆柱段Ⅱ12内径为所述圆柱段Ⅱ12与抛物线段Ⅱ13之间过渡圆弧的曲率半径的2-3.5倍，所述圆柱段Ⅱ13内径为所述尾管直管段Ⅱ14与抛物线段Ⅱ13之间过渡圆弧的曲率半径的10-17倍。

所述的双锥型旋流聚并器本体包括沿中心轴线方向依次设置且相互连通的圆柱段Ⅲ19、大锥段20、小锥段21和尾管直管段Ⅲ22，设置在所述圆柱段Ⅲ19上的切向进液口Ⅲ18，设置在所述尾管直管段Ⅲ22上的出液口Ⅱ23，此出液口Ⅱ23与所述的入口6相连接，

所述的圆柱段Ⅲ19直径大于所述的大锥段20直径，所述的大锥段20直径大于所述的小锥段21直径，所述的小锥段21直径大于所述的尾管直管段Ⅲ22直径。

以曲线型旋流聚并器为例，本发明的曲线型旋流聚并器本体的水平入口与切向进液口Ⅰ4连接，垂直设置的曲线型旋流聚并器本体与聚并分离罐本体25的入口6连接，聚并分离罐本体25下部排水口11与曲线型旋流分离器本体的切向进液口Ⅱ15连接。聚并分离罐本体25上出口连接流量计量控制系统，作为第一油出口9。曲线型旋流分离器本体上出口作为油出口16、下出口作为出水口17。

待处理的油水混合液首先进入曲线型旋流聚并器本体，混合液在曲线型旋流聚并器本体内在离心力作用下，完成油滴水在水中的聚并，将小液滴聚并成大液滴。然后由曲线型旋流聚并器本体下出口进入聚并分离罐本体25，在聚并分离罐本体25中完成油水初步分离，聚并分离罐本体25上部的油相通过第一油出口9排出。水相中的油滴继续完成聚并，水相经过聚并分离罐本体25的排水口11进入曲线型旋流分离器本体，完成油水分离。油相通过油出口16排出，水从出水口17排出。

本发明通过高速旋流将油水混合液的油相聚并，然后在聚并分离罐本体25中完成聚并后的油水混合液初步分离，最后在旋流分离器完成最后分离。采用先聚并然后沉降分离，可以放宽本发明对油水混合液含油量的适应要求，一般含水70％以上的油水混合液都可以用本发明进行油水分离。两次聚并分离提高了油水分离效果，出水含油可以实现10mg/l以下。

实施例1

以曲线型旋流聚并器本体为例，其中，油水混合液经过曲线型旋流聚并器本体切向进液口Ⅰ4进入圆柱段Ⅰ1开始旋流运动，逐渐向下在抛物线段Ⅰ2加速旋流运动，形成圆心为油相周边为水相旋流运动，向下经过尾管直管段Ⅰ3，由尾管直管段Ⅰ3的出液口Ⅰ5排出。油水混合液经过旋流运动油相向曲线型旋流聚并器本体中心轴线聚集，完成聚并并形成油心，由小液滴变成大液滴的油水混合液通过尾管直管段Ⅰ3出液口Ⅰ5排出。

抛物线段方程为Y＝A*X²+B*X+C，抛物线段与尾管直管段相交平面的圆心为原点，横轴为水平方向，纵轴为旋流器中心线。取圆柱段Ⅰ1的内径为50毫米，圆柱段Ⅰ1的长度为50毫米。则抛物线段方程为Y＝-119.814*X²+619.5*X+499.69，曲线段为A点(7.5.0)到B点(25.235)。尾管直管段Ⅰ3内径为15毫米，尾管直管段Ⅰ3的长度为500毫米。该应用曲线型旋流聚并器本体的处理量为1-3m³/h。进液含油≤30％。

曲线型旋流聚并器本体尾管直管段Ⅰ3出液口Ⅰ5排出的液体，通过聚并分离罐本体25的入口6进入聚并分离罐本体25，首先进入入口流量分配管7、使进入聚并分离罐本体25的液体均匀，由入口流量分配管7流出，油水初步分离，油相向上由第一油出口9排出，水相向下经过聚并分离罐本体25中部的聚结器8聚并后通过下部出水收集管10，最后由排水口11排出。

取聚并分离罐本体25的尺寸为DN1000×2000mm²，入口6直径为40mm，排水口11直径为40mm。进液含油≤30％，油相分离比率为0.5-30％，水相含油≤200mg/l。沉降时间为2小时。

由排水口11排出液进入曲线型旋流分离器本体切向进液口Ⅱ15，曲线型旋流分离器本体圆柱段Ⅱ12开始旋流运动，逐渐向下在抛物线段Ⅱ13加速旋流运动，完成聚并并形成以中心轴线为圆心的油心，油心向上通过油出口16从曲线型旋流分离器本体排出，水相经过尾管直管段Ⅱ14由出水口17排出。

取圆柱段Ⅱ12的内径为50毫米，圆柱段Ⅱ12的长度为50毫米。抛物线段方程为Y＝-119.814*X²+619.5*X+499.69，曲线段为A点(7.5.0)到B点(25.235)。尾管直管段Ⅱ14内径为15毫米，尾管直管段Ⅱ14的长度为500毫米。该应用曲线型旋流分离器本体的处理量为1-3m³/h、进液含油500mg/l、溢流量≤5％、出水口出液含油≤20mg/l。

实施例2

以双锥型旋流聚并器本体为例，其中，油水混合液经过双锥型旋流聚并器本体切向进液口Ⅲ18进入圆柱段Ⅲ19开始旋流运动，形成圆心为油相周边为水相旋流运动，逐渐向下经过大椎段20、小锥段21加速旋流运动，由尾管直管段Ⅲ22的出液口Ⅱ23排出。液体经过双锥型旋流聚并器本体经过旋流运动油相向双锥型旋流聚并器本体中心轴线聚集，完成聚并并形成油心，通过尾管直管段Ⅲ22的出液口Ⅱ23排出。

取圆柱段Ⅲ19的内径为50毫米，圆柱段Ⅲ19的长度为50毫米。大椎段20的斜角为22°，大椎段20的长度为35mm，小锥段21的斜角为2°，尾管直管段Ⅲ22内径为15mm，尾管直管段Ⅲ22的长度为500mm。该应用双锥型旋流聚并器本体的处理量为1-3m³/h。进液含油≤30％。

双锥型旋流聚并器本体尾管直管段Ⅲ22出液口Ⅱ23排出的液体，通过聚并分离罐本体25的入口6进入聚并分离罐本体25，首先进入入口流量分配管7、使进入聚并分离罐本体25的液体均匀的由入口流量分配管7流出，油水初步分离，油相向上由第一油出口9排出，水相向下经过聚并分离罐本体25中部的聚结器8聚并后通过下部出水收集管10，最后由排水口11排出。

由排水口11排出液进入曲线型旋流分离器切向进液口Ⅱ15，曲线型旋流分离器圆柱段Ⅱ12开始旋流运动，逐渐向下在抛物线段Ⅱ13加速旋流运动，完成聚并并形成以中心轴线为圆心的油心，油心向上通过油出口16从曲线型旋流分离器排出，水相经过曲线型旋流聚并器尾管直管段Ⅱ14由出水口17排出。

本发明与传统油水分离工艺比较节约工程投资、节约占地：方便现场布置，具有处理效率高，运行成本低，工艺设备简单，易于操作维护：出水水质稳定良好，工艺适应性强，尤其适应油田各种工况条件下的采出液的油水分离处理。

Claims (7)

1.一种油水分离装置，其特征在于包括旋流聚并器本体，通过管路与此旋流聚并器本体相连接的聚并分离罐本体，通过管路与此聚并分离罐本体相连接的曲线型旋流分离器本体，

所述的聚并分离罐本体包括罐体，与此罐体相连接的入口，与此入口相连接的入口流量分配管，设置在所述罐体上部的带有流量计量控制系统第一油出口，设置在所述罐体中部的聚结器，设置在所述罐体下部的出水收集管，与此出水收集管相连接的排水口，此排水口与所述的旋流分离器本体相连接。

2.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于所述的旋流聚并器本体包括曲线型旋流聚并器本体或双锥型旋流聚并器本体。

3.根据权利要求2所述的油水分离装置，其特征在于所述的曲线型旋流聚并器本体包括沿中心轴线方向依次设置且相互连通的圆柱段Ⅰ、抛物线段Ⅰ和尾管直管段Ⅰ，设置在所述圆柱段Ⅰ上的切向进液口Ⅰ，设置在所述尾管直管段Ⅰ上的出液口Ⅰ，此出液口Ⅰ与所述的入口相连接，

所述的圆柱段Ⅰ直径大于所述的抛物线段Ⅰ直径，所述的抛物线段Ⅰ直径大于所述的尾管直管段Ⅰ直径。

4.根据权利要求3所述的油水分离装置，其特征在于所述的圆柱段Ⅰ内径为所述圆柱段Ⅰ与抛物线段Ⅰ之间过渡圆弧的曲率半径的2-3.5倍，所述圆柱段Ⅰ内径为所述尾管直管段Ⅰ与抛物线段Ⅰ之间过渡圆弧的曲率半径的10-17倍。

5.根据权利要求1所述的油水分离装置，其特征在于所述的曲线型旋流分离器本体包括沿中心轴线方向依次设置且相互连通的圆柱段Ⅱ、抛物线段Ⅱ和尾管直管段Ⅱ，设置在所述圆柱段Ⅱ上的油出口和切向进液口Ⅱ，设置在所述的尾管直管段Ⅱ上的出水口，所述的切向进液口Ⅱ与所述的排水口相连接，

所述的圆柱段Ⅱ直径大于所述的抛物线段Ⅱ直径，所述的抛物线段Ⅱ直径大于所述的尾管直管段Ⅱ直径。

6.根据权利要求5所述的油水分离装置，其特征在于所述的圆柱段Ⅱ内径为所述圆柱段Ⅱ与抛物线段Ⅱ之间过渡圆弧的曲率半径的2-3.5倍，所述圆柱段Ⅱ内径为所述尾管直管段Ⅱ与抛物线段Ⅱ之间过渡圆弧的曲率半径的10-17倍。

7.根据权利要求2所述的油水分离装置，其特征在于所述的双锥型旋流聚并器本体包括沿中心轴线方向依次设置且相互连通的圆柱段Ⅲ、大锥段、小锥段和尾管直管段Ⅲ，设置在所述圆柱段Ⅲ上的切向进液口Ⅲ，设置在所述尾管直管段Ⅲ上的出液口Ⅱ，此出液口Ⅱ与所述的入口相连接，

所述的圆柱段Ⅲ直径大于所述的大锥段直径，所述的大锥段直径大于所述的小锥段直径，所述的小锥段直径大于所述的尾管直管段Ⅲ直径。