CN112745904B - 一种油品脱悬浮物及深度脱水的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种油品脱悬浮物及深度脱水的装置和方法，包括脱悬浮物系统和油水分离系统，脱悬浮物系统包括一个卧式反应器，其内设置气体分布装置、均质仓和填装吸附填料的脱悬浮物区，利用气浮将大部分悬浮物脱除，并实现水相和油相的初步分离，油水分离系统包括相邻的水相除油区和油相除水区，分别装填相对应的填料，实现油水的深度分离。本发明的装置和方法中，在悬浮物脱除之前，先对悬浮物进行均化处理，将大块的悬浮物处理成尺寸较小的悬浮物，再利用吸附填料进行脱除，解决后续深度脱水过程生产效率低、容易堵塞填料等问题。

Description

一种油品脱悬浮物及深度脱水的装置和方法

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体为一种油品脱悬浮物及深度脱水的装置和方法。

背景技术

电脱盐脱水是原油进场加工前的第一个、也是十分重要的步骤，由于盐分是溶解在水中的，因此油水分离效果对于炼厂后续加工具有重要意义。近年来，而随着原油劣质化、重质化趋势的加强，原油、二次加工重质油及污油中均含有一定量的胶质悬浮物，而现有技术中都没有原油脱除悬浮物的设施，而悬浮物的存在对原油脱水脱盐过程及后续加工装置有着很大的影响，主要如下：（1）原油中的胶质悬浮物成片状或絮状悬浮在油品中，容易堵塞流经设备及管线；（2）这些胶质悬浮物在传统的电脱盐过程中不易被极化，因而难以实现深度的油水分离，造成油水分离不彻底，两相互相夹带严重；（3）这些胶质悬浮物的去除，采用传统的过滤方法造成过滤器迅速堵塞，不能长周期运行。总之，由于胶质悬浮物的存在，不论这些胶质悬浮物是在油品中还是污水中都具有诸多不利的影响，需要根据原油加工流程开发适宜的方法去除。

现有技术中，原油电脱盐脱水的方法，没有设置脱除胶质悬浮物过程和设备，原油电脱盐脱水设备也没有脱除悬浮物的功能，存在以下问题：（1）在原油电脱盐脱水过程中的胶质悬浮物成悬浮状态，无法实现沉降分离而脱除，同时这些悬浮物也不能被电场极化，影响脱盐效果，也是导致脱盐后的原油中盐含量指标不合格的主要原因；（2）胶质悬浮物为油类物质，密度轻，但不溶于水，因此在油水分离过程中影响油水分离效果，导致油水两相互相夹带十分严重，从而使油品中水含量较高；（3）含有悬浮物的物料直接进行油水分离，会堵塞现有的油水分离设备及填料。因此，若要实现重质油脱盐脱水即油水分离实现良好的效果，则需要开发新的工艺和配套设备，采取有效的方法脱除油品中的除悬浮物，再进行深度脱水，才能解决油品脱盐、脱水过程中存在的脱盐效果差、油水两相互相夹带严重等问题。

CN 109453561A提出了一种除去油脂中悬浮物的方法，该方法为一种除去油脂中悬浮物的方法，包括对初油进行第一次过滤，得到第一次过滤油；然后对第一次过滤油进行第二次过滤，得到第二次过滤油；再对第二次过滤油进行第三次过滤，得到第三次过滤油；利用袋式过滤器对第三次过滤油进行第四次过滤；总之，采用多次多级过滤的方法除去油脂中悬浮物。该方法存在过滤设备迅速堵塞、不能长周期运行的问题。

CN 109758828 A提出了一种污水悬浮物沉降装置，包括壳体；所述壳体内设有环形帽，环形帽中间位置设有开口向下的混凝腔，环形帽上端设有呈环形的絮凝腔；所述混凝腔内设有第一搅拌板，第一搅拌板上端固定连接有第一出液管，混凝腔内设有出水头；所述絮凝腔内设有呈圆周分布的第二出液管，第二出液管下端固定连接有第二搅拌板；所述絮凝腔为环形腔，絮凝腔内设有呈圆周分布的污泥沉降筒。该发明通过混凝剂和絮凝剂的混合来改善悬浮物沉降效率，还是传统的悬浮物沉降方法，对于漂浮在水相上浮的悬浮物难以实现沉降脱除。

CN201280072453.4 提出了一种用于过滤悬浮物的过滤器装置和方法，其中过滤器装置具有由至少一凹板和相邻的凹板组成的板组，所述板组在固定的头件和可动的尾端件之间，过滤器装置具有用于将悬浮物的第一流从头件用管输送至板组中的悬浮物管，所述悬浮物管穿过所述板组延伸到尾端件，其中过滤器装置具有用于将悬浮物的第二流用管输送至悬浮物管中的供给管，所述连供给管接于尾端件，其中在所述凹板和所述相邻的凹板之间形成过滤器腔，所述凹板和/或所述相邻的凹板具有凹部，其中凹板具有用于将悬浮物从悬浮物管输送至过滤器腔内的悬浮物导管，过滤器装置具有用于从悬浮物中过滤出固体成分的至少一个过滤布。该方法的原理是采用过滤布原理来过滤悬浮物，仍然存在过滤布容易堵塞、不能长期使用的问题。

CN204447409U提出了一种强化冷低压分离器中油水分离器及耦合除盐专职，包括壳体、设置在所述壳体上的油水气进口，分别与所述油水气进口相连的注水设备和T型液气分离器或旋流脱气器，依次设置与所述壳体内部的二次注水器、整流分布器、油水粗粒化模块、CPI快速分离模块、油水界面控制器、隔板、液面控制器以及处于所述壳体尾部的油相出口；置于所述壳体底部的气体脱液器，所述壳体的顶部具有气相出口；所述壳体的底部还设有水相出口。该实用新型能强化冷低压分离器油水分离性能的同时还可以实现油中除盐的功能。该方法主要是进行油水气三者的分离，通过油水分离将盐溶解在水中而脱除，不能处理含有少量悬浮物的物料。

CN101972559A提出了一种油水分离装置及油水分离方法，该装置包括一个底流管设置成U形的旋流器和一个具有液体均匀分布功能的卧式聚结油水分离器。卧式聚结油水分离器内部顺序设置有入口布液器、整流筛板、限位栅板固定的不锈钢波纹填料和聚丙烯丝网波纹填料、出口收集器等。其中旋流器的底流管及其内设的滤网可以将液体中所含的少量固体杂质过滤掉从而避免堵塞聚结填料，入口布液器和出口集液器保证液体分布均匀，整流筛板使得液体流速减小呈层流流动，不锈钢板波纹填料提供了油滴聚结分离的场所，带有气浮装置的聚丙烯丝网波纹填料可进一步将残留的细小油滴聚结分离。该专利的目的是实现油水深度分离，但没有脱除悬浮物的功能，若进料中含有悬浮物还会在填料内发生堵塞。

综上所述，开发一种能够流程简单、效果好、效率高的脱除原油中悬浮物的装置及方法，同时能够对含有少量悬浮物的物料进行油水深度分离的装置和方法，一方面可以解决脱悬浮物流程复杂、脱除效率低的问题，另一方面解决油水分离过程不能处理含有少量悬浮物物料、填料易堵塞、油水两相互相夹带严重等问题，具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中缺乏能够高效脱除油品中悬浮物的装置和方法，也没有能够对含有少量悬浮物物料进行油水深度分离的装置和方法，本发明提供一种能够高效脱除油品中悬浮物以及能够对含有少量悬浮物物料进行深度油水分离的装置和方法，一方面可以解决常规悬浮物设备的流程复杂、效率低、容易堵塞过滤设施或填料等问题，另一方面可以解决常规油水分离过程不能处理含有少量悬浮物的物料、油水分离填料堵塞、油水分离不彻底等问题，简化了脱悬浮物过程的工艺流程，提高了生产效率，实现了油水分离过程能够深度处理含量少量悬浮物的原料，大幅度延长了装置的运行周期。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面的技术目的是提供一种油品脱悬浮物及深度脱水的装置，包括脱悬浮物系统和油水分离系统，所述脱悬浮物系统包括一个卧式反应器，卧式反应器底部设置气体分布装置，反应器中间为均质仓，所述均质仓为两块具有多孔的隔板形成的空间，所述隔板将卧式反应器内的空间横向分成三部分，均质仓的上部为脱悬浮物区，其内填装吸附填料；所述卧式反应器的顶部设置气体出口，所述均质仓的一侧连接进料口Ⅰ，出料口Ⅰ和出料口Ⅱ设置于与进料口Ⅰ相对的另一侧，出料口Ⅰ设置于卧式反应器上部脱悬浮物区的侧面，出料口Ⅱ设置于卧式反应器底部侧面；所述出料口Ⅰ连接油水分离系统的水相除油区的进料口Ⅲ，所述出料口Ⅱ连接油水分离系统的油相除水区的进料口Ⅳ；所述油水分离系统为一个卧式反应器，其内设置相邻的水相除油区和油相除水区，所述水相除油区内填装将油相从水相中聚结脱除的纤维填料层，所述油相除水区内填装将水相从油相中聚结脱除的纤维填料层，两种填料层间相通；进料口Ⅲ设置于水相除油区沿水平方向的外侧，卧式反应器的顶部中间设置出料口Ⅲ；进料口Ⅳ设置于油相除水区的沿水平方向的外侧，卧式反应器的底部中间设置出料口Ⅳ。

进一步的，所述气体分布装置为微气泡发生器，所述微气泡发生器是能够将气体分散成小尺寸气泡的装置，或可称为微孔气泡发生器、膜管微分散器及超微气泡发生器等，可形成尺寸为50nm～1000μm，优选为5μm～100μm的气泡，能实现上述功能的设备均可用于本发明，其作用是推动和加速进料中悬浮物上浮，主要采用加压溶气气浮法实现。

进一步的，所述均质仓为是一个可实现将进料均质化处理的区域，均质化处理可以采用多种方法实现，所述均质仓可为超声波反应器、微波振荡反应器、机械搅拌器和磁力搅拌器等中的任意一种或多种组合的方式。

进一步的，由于超声波在油和水中均具有较好的传导性，所述均质仓优选为超声波反应器；所述的超声波发生频率一般为20KHz～100KHz，功率密度一般为通常≥0.3w/cm²（功率密度=发射功率(W)/发射面积(cm²)，信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号。

进一步的，所述卧式反应器顶部的气体出口还通过增压机连接气体分布装置，实现气体的循环利用。

进一步的，所述增压机选自压缩机、溶气泵和高压射流泵中的一种或多种的组合。

进一步的，脱悬浮物区内填充的吸附填料为低密度气浮填料，填料密度为50kg/m³～900kg/m³，优选300kg/m³～600kg/m³；所述填料由亲油材料或经改性亲油材料制成，选自聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯酸类和尼龙中的至少一种，或选自材料表面经过亲油处理的材料；所述填料可以是任何形状，如大孔蜂窝状填料、大孔丝网状填料、空心状填料、织物填料和波纹齿角填料中的任意一种类型。

进一步的，所述吸附填料在脱悬浮物区内为非固定填装状态；填料的孔隙率为30%～95%，优选50%～80%。

进一步的，水相除油区内的纤维填料层为乱序填装，以防止填料层被水相中携带的少量悬浮物堵塞；填料可为任意形状，如为长条形、方形、圆柱形、多边形或其它规则或不规则形状；所述的纤维填料均采用纤维丝编织而成的，纤维丝的孔径大于进入水相除油区的液体中夹带的悬浮物的直径，防止悬浮物将纤维填料堵塞；所述纤维丝是由亲油疏水纤维与亲水疏油纤维编织在一起的复合纤维丝，其中亲水疏油纤维与亲油疏水纤维的质量比例为1:1.1～1:10，优选1:2～1:5；

进一步的，油相除水区内的纤维填料层为纤维层是按照多层叠加的方式进行填装的，要求填料层内部压紧，无明显空隙；所述的纤维填料也采用纤维丝编织而成的，纤维丝是由亲油疏水纤维丝与亲水疏油纤维编织在一起的复合纤维丝，其中亲水疏油纤维与亲油疏水纤维的编织比例1.1:1～10:1，优选2:1～5:1。

进一步的，所述亲油疏水纤维丝选自聚酯纤维丝、尼龙纤维丝、聚氨酯纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚丙烯腈纤维丝和聚氯乙烯纤维丝中的至少一种，亲水疏油纤维丝选自主链或侧链带有羧基、氨基、或羟基的天然高分子聚合物，如丙纶纤维，或选自材料表面经过亲水疏油处理的材料；每层纤维层表面都具有凹凸结构，这种凹凸结构可以为X型、V型、8型、Ω型、水滴形或菱形中的任意一种。

进一步的，所述水相除油区和油相除水区靠近进料口Ⅲ和进料口Ⅳ的一侧还分别设置物料均布器I和物料均布器Ⅱ，为现有技术中各种可实现物料均匀分布的设计，良好的物料初始分布可以使整个截面上的聚结填料的流通能力和停留时间近乎等同，同时在聚结脱水过程中物料流动状态达到持续稳定和均匀，消除局部流速过大而给分离效果带来的不利影响。作为具体的实施方式，所述物料均布器I和物料均布器Ⅱ优选为5～10层孔板布液板错列排布堆叠而成，作为更具体的实施方式，针对需分离油品的性能，孔板布液板上的孔板孔径为4～8mm，孔中心间距为20～30mm。

本发明第二方面的技术目的是提供利用上述装置进行脱悬浮物及深度脱水的方法，如下：将待处理物料由进料口Ⅰ进入均质仓，气体分布装置进气，在均质仓作用下，待处理物料中的悬浮物被均质化，在微气泡的推动作用下，较轻的悬浮物和水相以较快的速度上行，进入脱悬浮物区，在吸附填料和气泡作用下，大部分悬浮物被吸附脱除，气体由顶部的气体出口排出，较轻的水相夹带少量悬浮物由出料口Ⅰ出料；较重的油相聚集在下层，通过出料口Ⅱ出料；夹带少量微小悬浮物的水相由进料口Ⅲ进入油水分离系统的水相除油区，在纤维填料的作用下油相被填料吸附聚结成大颗粒聚集在下层，由出料口Ⅳ出料，分离出的水相聚集在上层，从出料口Ⅲ出料；由进料口Ⅳ进入油相除水区的物料，在纤维填料的作用下水相被填料吸附聚结成大颗粒聚集在上层，从出料口Ⅲ出料，分离出的油相聚集在下层，从出料口Ⅳ出料。

本领域技术人员应当了解的是，首先，原油或污水中的悬浮物大多数为不规则形状的、尺寸大小不一的，且较多为大块“海带”状，因此不管采用过滤、膜处理、吸附、气浮等现有技术方法进行脱除，这些技术都存在容易挂附堵塞设备、设备不易清理以及不能维持长周期运行的问题，本发明的技术方案中首先对这些悬浮物进行均质化处理，使其成为形态及尺寸都小于某一直径的小块悬浮物，然后再进行处理分离脱除，解决了悬浮物容易挂附堵塞设备、设备不易清理等问题。其次，在悬浮物脱除过程中，由于悬浮物密度小，在重质油品（密度大于水的油品）中存在于水相，而进料为油水两相，若进行常规的悬浮物脱除，需要油水两相进料都进入脱除设备中，造成了脱悬浮物效率低、脱悬浮物带油等问题，而若是采用现有技术先进行油水分离，再进行脱除悬浮物，则存在悬浮物堵塞油水分离设备以及不能长周期运行的问题，所以针对此问题本发明先通过吸附填料将部分悬浮物脱除，再将携带少量悬浮物的水相和油相进行深度分离，不会造成悬浮物堵塞油水分离填料，且脱悬浮和油水分离的整体效率高。

进一步的，待处理物料选自重劣质原料油、含油污水、重质污油和煤焦油中的任意一种。

进一步的，所述待处理物料需先注水，注水的量为油品质量的3%~20%。

进一步的，通过控制均质仓的作用力及气体分布装置的进气量、气泡大小控制悬浮物被均质处理后的大小，使其直径小于水相除油区内的纤维填料的孔径，不会堵塞纤维填料。

进一步的，通入气体分布装置的气体选自氮气、空气或惰性气体，优选为氮气。

进一步的，气体分布装置的通气量与待处理物料进料的体积比（Nm³/h：m³/h）为1:1～500:1，优选10:1～100:1；其中的气体体积以标准状态下的气体体积计。

进一步的，物料在油相除水区内的停留时间为0.1～16分钟，优选0.5～6.0分钟，在此时间内，达到的脱水率≥98%；物料在水相除油区内的停留时间为0.1～15分钟，优选0.5～6.0分钟，在此时间内，达到的脱油率≥98%；在所述的油相除水区和水相除油区，进一步延长停留时间、增大设备体积都会使油品脱水率进一步提高。

进一步的，所述脱悬浮物系统的操作条件如下：温度为常温～200℃，优选60～120℃；压力为0.3～10.0MPa，优选0.5～2.0MPa；油水分离系统的操作条件如下：温度为常温～150℃，优选30～80℃；压力为0.1～10.0MPa，优选0.1～1.0MPa。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明的装置和方法中，在悬浮物脱除之前，先对悬浮物进行均化处理，将大块的悬浮物处理成尺寸较小的悬浮物，再利用吸附填料进行脱除，解决后续油水分离过程生产效率低、容易堵塞填料等问题。

（2）在油品中由于悬浮物密度小，在重质油品（密度大于水的油品）中存在于水相，而进料为油水两相，悬浮物存在于水中，本发明的装置和方法先对进料进行油水初步分离，将水相的大部分悬浮物进行脱除处理，在进行深度的油水分离，可以提高装置的工作效率，减小脱悬浮物设备体积。

（3）由于悬浮物即使均质化处理后，虽然不会很快堵塞脱悬浮物设备，但是由于其中含有一些很小尺寸的悬浮物，在脱悬浮物填料空隙会被物料带走，当这些物料至后续的油水分离设备时，容易堵塞或附着在悬浮物表面，会造成油水填料效果变差，严重的话还会堵塞油水分离填料，为此，本发明的水相除油区内的填料具有能够处理含有少量小块悬浮物的装填设计。

总之，本发明的装置及方法可以解决常规悬浮物设备的流程复杂、效率低、容易堵塞过滤设施或填料等问题，解决常规油水分离过程不能处理含有少量悬浮物的物料、油水分离填料堵塞、油水分离不彻底等问题，简化了脱悬浮物过程的工艺流程，提高了生产效率，实现了油水分离过程能够深度处理含量少量悬浮物的原料，大幅度延长了装置的运行周期。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1.实施例1的油品脱悬浮物及深度脱水的装置；

其中100.脱悬浮物系统，200.油水分离系统，1.进料口Ⅰ，2.出料口Ⅰ，3.出料口Ⅱ，5.微气泡发生器，6.均质仓，7.脱悬浮物区，8.气体出口，9.压缩机，10.进料口Ⅲ，11.进料口Ⅳ，12.出料口Ⅲ，13.出料口Ⅳ，14.水相除油区，15.油相除水区，16.物料均布器Ⅰ，17.物料均布器Ⅱ。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

一种油品脱悬浮物及深度脱水的装置，包括脱悬浮物系统100和油水分离系统200，如图1所示：

所述脱悬浮物系统100包括一个卧式反应器，卧式反应器底部设置微气泡发生器5，反应器中间为均质仓6，为超声波反应器，外接电源，所述均质仓6为两块具有多孔的隔板形成的空间，所述隔板将卧式反应器内的空间横向分成三部分，均质仓6的上部为脱悬浮物区7，其内填装吸附填料，所述吸附填料是密度为600kg/m³的低密度大孔蜂窝状聚丙烯填料，其为非固定填装状态，填料的孔隙率为60%；所述卧式反应器的顶部设置气体出口8，气体出口8还通过压缩机9连接微气泡发生器5，所述均质仓6的一侧连接进料口Ⅰ1，出料口Ⅰ2和出料口Ⅱ3设置于与进料口Ⅰ1相对的另一侧，出料口Ⅰ2设置于卧式反应器上部脱悬浮物区7的侧面，出料口Ⅱ3设置于卧式反应器底部侧面；所述出料口Ⅰ2连接油水分离系统200的水相除油区14的进料口Ⅲ10，所述出料口Ⅱ3连接油水分离系统200的油相除水区15的进料口Ⅳ11；

所述油水分离系统200为一个卧式反应器，其内设置相邻的水相除油区14和油相除水区15，所述水相除油区14内填装将油相从水相中聚结脱除的纤维填料层，为长条形表面编织成X型的纤维丝乱序填装而成，纤维丝由丙纶纤维（亲水疏油纤维）与聚丙烯纤维丝（亲油疏水纤维）按质量比例1:4编织而成；所述油相除水区15内填装将水相从油相中聚结脱除的纤维填料层，为编织成X型的纤维层紧密堆叠而成，纤维层内丙纶纤维（亲水疏油纤维）与聚丙烯纤维丝（亲油疏水纤维）质量比例为4:1；水相除油区14和油相除水区15内两种填料层间相通；进料口Ⅲ10设置于水相除油区14沿水平方向的外侧，卧式反应器的顶部中间设置出料口Ⅲ12；进料口Ⅳ11设置于油相除水区15的沿水平方向的外侧，卧式反应器的底部中间设置出料口Ⅳ13，水相除油区14和油相除水区15靠近进料口Ⅲ10和进料口Ⅳ11的一侧还分别设置物料均布器I16和物料均布器Ⅱ17，均为6层孔板布液板错列排布堆叠而成。

实施例2

利用实施例1的装置进行含水污油的脱悬浮物与油水深度分离：

表1为待处理原料的性质。

表1

将表1中的待处理物料经进料口Ⅰ1进入均质仓6，在均质仓6的作用下，待处理物料中的悬浮物被均质化，均质仓6的底部设置微气泡发生器5连续发生微气泡，待处理物料在气泡的推动作用下，较轻的悬浮物和水相以较快的速度上行，进入脱悬浮物区7，在吸附填料和微气泡作用下，大部分悬浮物被吸附脱除，分离出的气体由顶部的气体出口8排出，气体出口8通过压缩机9连接微气泡发生器5，使气体可以循环使用，分离出的较轻水相夹带少量悬浮物由出料口Ⅰ2出料；较重的油相聚集在下层，通过出料口Ⅱ3出料。

夹带少量悬浮物的水相由进料口Ⅲ10进入油水分离系统200的水相除油区14，在其中填装的异形纤维填料的作用下聚结分离除油，异形纤维填料为长条形表面编织成X型的纤维丝乱序填装而成，纤维丝由丙纶纤维（亲水疏油纤维）与聚丙烯纤维丝（亲油疏水纤维）按质量比例1:4编织而成，在异形纤维填料层内分离出的少量油由出料口Ⅳ13出料，分离出的水相聚集在上部位置，从出料口Ⅲ12出料。由进料口Ⅳ11进入油相除水区的重相物料，在其中填装的纤维填料作用下聚结分离除水，在纤维填料层内分离出的少量水由出料口Ⅲ12出料，分离出的油相聚集在下层，从出料口Ⅳ13出料。

通入微气泡发生器5的气体采用氮气。通入微气泡发生器5与待处理物料进料的体积比（Nm³/h：m³/h）为80:1，其中的气体体积以标准状态下的气体体积计。物料在油相除水区内的停留时间为5.6分钟，物料在水相除油区内的停留时间为3.2分钟。脱悬浮物系统100的操作条件如下：温度为110℃，压力为1.2MPa；油水分离系统200的操作条件如下：温度为80℃，压力为0.6MPa。

经上述方法处理后，待处理物料中的脱悬浮物与油水分离同时完成，油相中含盐量为2.45～2.88mg/L，含水量为6500～6800ppm，水相中油含量为0.42wt%～0.57wt%，水相和油相中的悬浮物肉眼看不见，经测量分别为0.0056%和0.0023%，装置在运行过程中各设备及填料层均未出现堵塞现象。

实施例3

利用实施例1的装置进行重质原油中脱悬浮物与深度油水分离。表2为待处理原料。

表2

将表2中的待处理物料经进料口Ⅰ1进入均质仓6，在均质仓6的作用下，待处理物料中的悬浮物被均质化，均质仓6的底部设置微气泡发生器5连续发生微气泡，待处理物料在气泡的推动作用下，较轻的悬浮物和水相以较快的速度上行，进入脱悬浮物区7，在吸附填料和微气泡作用下，大部分悬浮物被吸附脱除，分离出的气体由顶部的气体出口8排出，气体出口8通过压缩机9连接微气泡发生器5，使气体可以循环使用，分离出的较轻水相夹带少量悬浮物由出料口Ⅰ2出料；较重的油相聚集在下层，通过出料口Ⅱ3出料。

夹带少量悬浮物的水相由进料口Ⅲ 10进入油水分离系统200的水相除油区14，在其中填装的异形纤维填料的作用下聚结分离除油，异形纤维填料为长条形表面编织成X型的纤维丝乱序填装而成，纤维丝由丙纶纤维（亲水疏油纤维）与聚丙烯纤维丝（亲油疏水纤维）按质量比例1:4编织而成，在异形纤维填料层内分离出的少量油由出料口Ⅳ13出料，分离出的水相聚集在上部位置，从出料口Ⅲ 12出料。由进料口Ⅳ 11进入油相除水区的重相物料，在其中填装的纤维填料作用下聚结分离除水，纤维填料为编织成X型的纤维层紧密堆叠而成，纤维层内丙纶纤维（亲水疏油纤维）与聚丙烯纤维丝（亲油疏水纤维）质量比例为4:1编织而成，在纤维填料层内分离出的少量水由出料口Ⅲ 12出料，分离出的油相聚集在下层，从出料口Ⅳ13出料。

通入微气泡发生器5的气体采用氮气。通入微气泡发生器5与待处理物料进料的体积比（Nm³/h：m³/h）为100:1，其中的气体体积以标准状态下的气体体积计。物料在油相除水区内的停留时间为4.2分钟，物料在水相除油区内的停留时间为3.0分钟。脱悬浮物系统100的操作条件如下：温度为100℃，压力为1.5MPa；油水分离系统200的操作条件如下：温度为70℃，压力为0.8MPa。

经上述方法处理后，待处理物料中的脱悬浮物与油水分离同时完成，油相中含盐量为2.77～2.98mg/L，含水量为4500～4800ppm，水相中油含量为0.32wt%～0.47wt%，水相和油相中的悬浮物肉眼看不见，经测量分别为0.0046%和0.0017%，装置在运行过程中各设备及填料层均未出现堵塞现象。

Claims (21)

1.一种油品脱悬浮物及深度脱水的装置，其特征在于，包括脱悬浮物系统和油水分离系统，所述脱悬浮物系统包括一个卧式反应器，卧式反应器底部设置气体分布装置，所述气体分布装置为微气泡发生器，能形成尺寸为50nm～1000μm气泡；反应器中间为均质仓，所述均质仓选自超声波反应器、微波振荡反应器、机械搅拌器和磁力搅拌器中的任意一种或多种组合的方式；所述均质仓为两块具有多孔的隔板形成的空间，所述隔板将卧式反应器内的空间横向分成三部分，均质仓的上部为脱悬浮物区，其内填装吸附填料；所述卧式反应器的顶部设置气体出口，所述均质仓的一侧连接进料口Ⅰ，出料口Ⅰ和出料口Ⅱ设置于与进料口Ⅰ相对的另一侧，出料口Ⅰ设置于卧式反应器上部脱悬浮物区的侧面，出料口Ⅱ设置于卧式反应器底部侧面；所述出料口Ⅰ连接油水分离系统的水相除油区的进料口Ⅲ，所述出料口Ⅱ连接油水分离系统的油相除水区的进料口Ⅳ；所述油水分离系统为一个卧式反应器，其内设置相邻的水相除油区和油相除水区，所述水相除油区内填装将油相从水相中聚结脱除的纤维填料层，所述油相除水区内填装将水相从油相中聚结脱除的纤维填料层，两种填料层间相通；进料口Ⅲ设置于水相除油区沿水平方向的外侧，卧式反应器的顶部中间设置出料口Ⅲ；进料口Ⅳ设置于油相除水区的沿水平方向的外侧，卧式反应器的底部中间设置出料口Ⅳ。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述卧式反应器顶部的气体出口还通过增压机连接气体分布装置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸附填料为密度为50kg/m³～900kg/m³的亲油型填料，选自聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯酸类和尼龙中的至少一种，或选自材料表面经过亲油处理的材料。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸附填料在脱悬浮物区内为非固定填装状态，填料的孔隙率为30%～95%。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，水相除油区内的纤维填料层为乱序填装，是采用纤维丝编织而成的任意形状，纤维丝的孔径大于进入水相除油区的液体中夹带的悬浮物的直径。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述纤维丝是由亲油疏水纤维与亲水疏油纤维编织在一起的复合纤维丝，其中亲水疏油纤维与亲油疏水纤维的质量比例为1:1.1～1:10。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，油相除水区内的纤维填料层为纤维层是按照多层叠加的方式进行填装，采用纤维丝编织而成的。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述纤维丝是由亲油疏水纤维丝与亲水疏油纤维编织在一起的复合纤维丝，其中亲水疏油纤维与亲油疏水纤维的编织比例1.1:1～10:1。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述纤维填料是由纤维丝编织而成的表面具有X型、V型、8型、Ω型、水滴形或菱形中的任意一种的凹凸结构。

10.根据权利要求6或8任意一项所述的装置，其特征在于，所述亲油疏水纤维丝选自聚酯纤维丝、尼龙纤维丝、聚氨酯纤维丝、聚丙烯纤维丝、聚丙烯腈纤维丝和聚氯乙烯纤维丝中的至少一种，所述亲水疏油纤维丝选自主链或侧链带有羧基、氨基、或羟基的天然高分子聚合物丙纶纤维，或选自材料表面经过亲水疏油处理的材料。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水相除油区和油相除水区靠近进料口Ⅲ和进料口Ⅳ的一侧还分别设置物料均布器I和物料均布器Ⅱ。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述物料均布器I和物料均布器Ⅱ为5～10层孔板布液板错列排布堆叠而成，孔板布液板上的孔板孔径为4～8mm，孔中心间距为20～30mm。

13.利用权利要求1-12任意一项所述的装置进行脱悬浮物及深度脱水的方法，其特征在于，将待处理物料由进料口Ⅰ进入均质仓，气体分布装置进气，在均质仓作用下，待处理物料中的悬浮物被均质化，在气泡的推动作用下，较轻的悬浮物和水以较快的速度上行，进入脱悬浮物区，在吸附填料和气泡作用下，部分悬浮物被吸附脱除，气体由顶部的气体出口排出，较轻的水相夹带少量悬浮物由出料口Ⅰ出料；较重的油相聚集在下层，通过出料口Ⅱ出料；夹带少量悬浮物的水相由进料口Ⅲ进入油水分离系统的水相除油区，在纤维填料的作用下油相被填料吸附聚结成大颗粒聚集在下层，由出料口Ⅳ出料，分离出的水相聚集在上层，从出料口Ⅲ出料；由进料口Ⅳ进入油相除水区的物料，在纤维填料的作用下水相被填料吸附聚结成大颗粒聚集在上层，从出料口Ⅲ出料，分离出的油相聚集在下层，从出料口Ⅳ出料。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，待处理物料选自重劣质原料油、含油污水、重质污油和煤焦油中的任意一种。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述待处理物料需先注水，注水的量为油品质量的3%~20%。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过控制均质仓的作用力及气体分布装置Ⅰ的进气量、气泡大小控制悬浮物被均质处理后的大小，使其直径小于脱油区纤维填料的孔径。

17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，气体分布装置的通气量与待处理物料进料的体积比为1:1～500:1。

18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，物料在油相除水区内的停留时间为0.1～16分钟，物料在水相除油区内的停留时间为0.1～15分钟。

19.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述脱悬浮物系统的操作条件为温度常温～200℃，压力为0.3～10.0MPa。

20.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，脱除系统的操作条件如下：温度为常温～150℃，压力为0.1～10.0MPa。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，脱除系统的操作条件如下：温度为30～80℃，压力为0.1～1.0MPa。

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