CN111450578B - 一种w/o乳状液的破乳方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种W/O乳状液的破乳方法，W/O乳状液的破乳操作方法包括：通过搅拌器使亲水疏油型研磨剂颗粒均匀分布于W/O乳状液中；利用旋流装置使研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物中产生旋流场；利用电源发生装置在研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物中产生静电场；在旋流场、静电场与研磨剂颗粒的协同作用下，水滴与水滴之间、水滴与研磨剂颗粒之间、研磨剂颗粒与研磨剂颗粒之间产生碰撞，水滴破裂聚结并向旋流装置内壁面靠近聚集形成连续水相，连续油相向旋流装置轴心处聚集形成油芯，最终实现油水分相。本发明的有益效果为不使用特殊苛刻条件，工作可靠、处理量大、处理成本低、可连续处理；研磨剂颗粒廉价易得，容易与水相分离，并且能回收利用，具有广泛的应用前景。

Description

一种W/O乳状液的破乳方法
技术领域
本发明涉及非均相分离领域，油水两相分离技术，尤其是一种通过旋流场、静电场、研磨剂颗粒的协同作用加速W/O乳状液破乳的方法。
背景技术
目前，在原油开采与炼制、航空燃油生产、食品加工、机械加工等工业领域均会产生大量的W/O乳状液。如不加以处理会降低原油品质，腐蚀损坏管道和机械设备，直接排放还会严重破坏环境及生态。有效去除油体中的水分，对油品进行精制始终是研究者所追求的目标。
传统的破乳方法有：重力法、吸附法、浮选法、生物氧化法、化学法等。重力法所需设备体积大，靠重力沉降耗时长、效率低；吸附法、浮选法和化学法都需要添加化学试剂，回收困难，对环境也容易造成二次污染；生物氧化法对环境要求苛刻、菌种不稳定且成本较高。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种W/O乳状液的破乳方法，采用本发明提供的一种W/O乳状液的破乳方法，不仅可以有效增强W/O乳状液的破乳效果，还可以对破乳所用到的物质进行回收利用，降低对环境造成的二次污染。
本发明采用的技术方案如下：
一种W/O乳状液的破乳方法，W/O乳状液的破乳操作方法包括：
（1）、通过搅拌器使研磨剂颗粒均匀分布与W/O乳状液中；
（2）、利用旋流装置使研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物中产生旋流场；
（3）、利用电源发生装置在研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物中产生静电场；
（4）、在旋流场、静电场与研磨剂颗粒的协同作用下，水滴与水滴之间、水滴与研磨剂颗粒之间、研磨剂颗粒与研磨剂颗粒之间产生碰撞，水滴发生变形，破裂聚并成连续水相，最终实现油水分相。
传统的W/O乳状液破乳方法，有重力法、吸附法、浮选法、生物氧化法以及化学法等，重力法所需要的体积大，依靠重力沉降耗时长，效率低，吸附法 、浮选法和化学法都需要添加化学试剂，回收困难，对环境也容易造成二次污染；生物氧化法对环境要求苛刻、菌种不稳定且成本较高；本发明提供一种W/O乳状液的破乳方法，在旋流场、静电场以及研磨剂颗粒之间的协同作用下，对W/O乳状液进行破乳，采用此方法进行破乳时，破乳的效率高且不易对环境造成二次污染，所采用的研磨剂颗粒也可以进行回收并循环利用。
更进一步的，所述研磨剂颗粒为亲水疏油型材料颗粒。
更进一步的，所述亲水疏油型材料为二氧化硅材料或沸石材料。
研磨剂颗粒采用二氧化硅或者沸石材料组成，一方面水滴与研磨剂颗粒之间相互摩擦，使研磨剂颗粒表面润湿，并在研磨剂颗粒表面铺展成水膜，当表面水膜厚度积累到一定程度时便会自动聚结；另一方面研磨剂颗粒在相对运动过程中对水滴有挤压作用，大的变形容易造成水滴的破裂进而引起水的聚结。
更进一步的，所述步骤（1）中，搅拌器的转速为50-100r/min。
采用搅拌器将研磨剂颗粒与W/O乳状液进行混合，使得研磨剂颗粒能充分均匀分布于W/O乳状液中。
更进一步的，所述步骤（3）中，所述静电场的电场强度范围为2-8kV/cm,频率范围为500-3000Hz。
更进一步的，所述步骤（4）中，油水分相的具体操作步骤包括：
A．研磨剂颗粒与水滴聚并形成的连续水相从旋流装置的出水口流出；
B．连续油相从旋流装置出油口流出。
更进一步的，所述研磨剂颗粒粒径为0.5mm-8mm。
采用粒径为0.5mm-8mm的研磨剂颗粒，能够使得W/O乳状液和研磨剂颗粒充分混合，且增大对W/O乳状液的破乳率，能够增强研磨剂颗粒与水滴之间碰撞挤压作用，且同时获得铺展效果比较好的水膜。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.采用本发明所提供的一种W/O乳状液的破乳方法，整个工艺过程不需要在使用特殊苛刻的条件，其整个工艺处理量大，处理成本低，工作可靠，可连续处理；
2.采用本发明所提供的一种W/O乳状液的破乳方法，本发明采用了物理方法对W/O乳状液进行油水分相，不会对环境造成二次污染，绿色环保；
3.采用本发明所提供的一种W/O乳状液的破乳方法中，所采用的研磨剂颗粒，廉价易得，且可回收利用，有效增强了油水分相效果，在工业生产中具有广泛的应用前景；
4.采用本发明所提供的一种W/O乳状液的破乳方法，将旋流场、静电场与研磨颗粒相结合，在三者的协同作用下进行油水分相，使得油水分相的效率更高，二次污染更小。
附图说明
图1采用本发明的一种W/O乳状液的破乳方法的装置示意图；
图2 是旋流装置和外壳的剖视图；
图3是旋流装置和外壳的俯视图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一
本实施例公开了一种W/O乳状液的破乳方法的破乳装置，如图1所示，使用时：开始前将研磨剂颗粒与W/O乳状液置于储槽15中，由搅拌器16将两者搅拌混合均匀。通过绝缘导线2将电源发生装置1的正极和负极分别与第一绝缘电极3和第二绝缘电极4连接，将第一绝缘电极3经插口20插入环形缝隙21内至环形缝隙21底端并由支架6固定，将第二绝缘电极4经出油口5插入旋流装置内至小锥段19底端并由支架6固定。关闭出液口10的阀门，由进液口7向环形缝隙21注入电解质溶液并且充满环形缝隙21。破乳开始，开启电源发生装置1，第一绝缘电极3和第二绝缘电极4之间产生静电场。研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物由多相泵14打入旋流装置的圆柱段17中。在旋流装置产生的旋流场、电极之间产生的静电场和研磨剂颗粒的协同作用下，水滴发生高频率的摩擦和挤压变形，导致破裂，造成W/O乳状液的破坏，进而实现油水两相的快速分相。
实施例二
本实施例公开了一种W/O乳状液的破乳方法，W/O乳状液的破乳操作步骤包括：
（1）、通过搅拌器使研磨剂颗粒均匀分布于W/O乳状液中，其中搅拌器的转速为50-100r/min，采用50-100r/min的转速对W/O乳状液进行搅拌，一方面是为了避免出现W/O乳状液的进一步乳化效应，另一方面可使研磨剂颗粒充分均匀分布在W/O乳状液中，所述研磨剂颗粒为亲水疏油材料颗粒，所述亲水疏油材料为二氧化硅材料或沸石材料，采用这种材料的研磨剂颗粒，可以促进油水两相充分分相；所述研磨剂颗粒粒径为0.5mm-8mm，采用研磨剂颗粒粒径不能过大或者过小，研磨剂颗粒粒径过大的话，其和W/O乳状液的混合效果较差，且对W/O乳状液的破乳率增大作用趋缓；研磨剂颗粒粒径过小的话，其对水滴的碰撞挤压效果不好，且水膜铺展效果也较差。
（2）、利用旋流装置使研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物中产生旋流场；利用旋流装置使研磨剂颗粒与W/O乳状液混合物快速旋转，在快速旋转运动下，混合物中产生旋流场；
（3）、在研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物中产生静电场，在研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物产生旋流场的同时，可以通过电源发生装置使得混合物带上静电场；
（4）、在静电场、旋流场与研磨剂颗粒的协同作用下，水滴与水滴之间、水滴与研磨剂颗粒之间、研磨剂颗粒与研磨剂颗粒之间产生碰撞，水滴发生变形，破裂聚并成连续水相，实现油水分相，所述静电场的电场强度范围为2-8kV/cm,频率范围为500-3000Hz，油水分相时，聚集形成的连续水相与研磨剂颗粒从旋流装置的出水口流出；油相从旋流装置的出油口流出。
实施例三
本实施例是基于实施例一或实施例二的基础上，公开了一种W/O乳状液的破乳方法，具体的步骤为：研磨剂颗粒：二氧化硅颗粒；W/O乳状液为：有机相为煤油2000 mL+磷酸三丁酯3000 mL，内水相为湿法磷酸1000 mL，油水两相体积比为5:1；W/O乳状液进料体积流量为14.5 L/min；环形缝隙中注入NaCl溶液；脉冲电场强度和频率分别为5 kV/cm和700Hz。在上述实验条件下进行破乳实验，破乳后的油水两相分别由出油口和出水口连接的软管接入一量筒中，读取油水两相的体积。实验结果如下表，由表可知破乳率可达97.3%，此处破乳率可由下述公式算得：
Figure 187292DEST_PATH_IMAGE001
Figure 188746DEST_PATH_IMAGE002
实施例四
本实施例是基于实施例一或实施例二的基础上公开了一种W/O乳状液的破乳方法，具体的实施步骤为：研磨剂颗粒：二氧化硅颗粒；W/O乳状液为：有机相为煤油2000 mL+磷酸三丁酯3000 mL，内水相为湿法磷酸1000 mL，油水两相体积比为5:1；W/O乳状液进料体积流量为14.5 L/min；环形缝隙中注入NaCl溶液；脉冲电场强度和频率分别为6.5 kV/cm和850 Hz。在上述实验条件下进行破乳实验，破乳后的油水两相分别由出油口和出水口连接的软管接入一量筒中，读取油水两相的体积。实验结果如下表，由表可知破乳率可达98.18%，此处破乳率可由下述公式算得：
Figure 997433DEST_PATH_IMAGE001
Figure 400733DEST_PATH_IMAGE003
实施例五
本实施例是基于实施例一或实施例二的基础上公开了一种W/O乳状液的破乳方法，具体的实施步骤为：研磨剂颗粒：亲水沸石颗粒；W/O乳状液为：有机相为煤油2000 mL，磷酸三丁酯3000 mL，内水相为湿法磷酸1000 mL，油水两相体积比为5:1；W/O乳状液进料体积流量为14.5 L/min；环形缝隙中注入NaCl溶液；脉冲电场强度和频率分别为6.5 kV/cm和800 Hz。在上述实验条件下进行破乳实验，破乳后的油水两相分别由出油口和出水口连接的软管接入一量筒中，读取油水两相的体积。实验结果如下表，由表可知破乳率可达98.72%，此处破乳率可由下述公式算得：
Figure 128517DEST_PATH_IMAGE001
Figure 617267DEST_PATH_IMAGE004
综上所述，采用本发明所使用的一种W/O乳状液的破乳方法，在旋流场、静电场以及研磨剂颗粒三者的协同作用下对W/O乳状液进行破乳处理，三者处理油水分相的方法都达到了较高的效率，对油水分相有很好的处理，采用此物理方法进行破乳处理，破乳效率高，不易对环境造成二次污染，且处理的成本低，工作可靠，可连续处理，处理之后的研磨剂颗粒可以回收利用，有效的减少了处理成本，能够广泛的应用于工业生产中。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种W/O乳状液的破乳方法，其特征在于：W/O乳状液的破乳操作步骤包括：
（1）、通过搅拌器使研磨剂颗粒均匀分布于W/O乳状液中，W/O乳状液体积为6000ML；
（2）、利用旋流装置使研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物中产生旋流场；
（3）、利用电源发生装置在研磨剂颗粒与W/O乳状液的混合物中产生静电场；
（4）、在旋流场、静电场与研磨剂颗粒的协同作用下，水滴与水滴之间、水滴与研磨剂颗粒之间、研磨剂颗粒与研磨剂颗粒之间产生碰撞，水滴发生变形、破裂聚并成连续水相，实现油水分相；
所述研磨剂颗粒为亲水疏油型材料颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种W/O乳状液的破乳方法，其特征在于：所述亲水疏油型材料为二氧化硅材料或沸石材料。
3.根据权利要求2所述的一种W/O乳状液的破乳方法，其特征在于：所述步骤（1）中，搅拌器的转速为50-100r/min。
4.根据权利要求3所述的一种W/O乳状液的破乳方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述静电场的电场强度范围为2-8kV/cm,频率范围为500-3000Hz。
5.根据权利要求1、2、3、4任一所述的一种W/O乳状液的破乳方法，其特征在于：所述步骤（4）中，油水分相的具体操作步骤包括：
A．研磨剂颗粒与水滴聚并形成的连续水相从旋流装置的出水口流出；
B．连续油相从旋流装置出油口流出。
6.根据权利要求5所述的一种W/O乳状液的破乳方法，其特征在于：所述研磨剂颗粒粒径为0.5mm-8mm。
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