CN113083131A - 一种用于微量液体的混合装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种用于微量液体的混合装置及方法，涉及石油化工领域，本发明在输送泵（2）的出口管道上引出一分流管道，将分流管道引出的部分原油与破乳剂（3）混合，降低破乳剂与原油量的混合比例，增强混合效果，在分流管道下游的管道上设置泵出口调节阀（9），在分流管道上设置回流调节阀（8），使部分原油自分流管道回流至输送泵入口，破乳剂汇入分流管道中回流的部分原油中，而后进入设置于分流管道上的支路混合器（7），而后再进入电脱盐罐（6）进行油水分离等，本发明具有简便，混合效果好等特点，适合大范围的推广和应用。

Description

一种用于微量液体的混合装置及方法

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体涉及一种用于微量液体的混合装置及方法。

背景技术

已知的，自然界开采出的原油中除有效成分外，还含有大量的水及不同种类的盐类物质。这些盐类物质的分布形式主要分为两种，第一种是以固体状态的形式分布于原油中，第二种是以油包水的形式存在于液态水中间。因此，开采出来的原油在进入炼油装置后，第一步要做的是进行脱盐脱水,也就是电脱盐。电脱盐的主要流程是先将原油与破乳剂混合，然后再进入电脱盐罐。而破乳剂的作用是破坏油包水的分布形式，促进水的分离与沉淀，达到电脱盐的作用。在现有的电脱盐工艺流程中，破乳剂的注入方式为管线直接注入，然后再通过混合器混合，具体如图1所示。原油自原油罐1通过管道4被输送泵2抽出后，与一定比例的破乳剂3汇入同一管线，然后进入混合器5将原油、破乳剂3混合后再进入电脱盐罐6进行油水分离。

然而，在现有的电脱盐工艺流程中，破乳剂3的注入量十分微小，一般为10mg/kg数量级，也就是破乳剂3的注入量与被混合的原油量的比例为1:100000。相对于被混合的原油量，破乳剂3的注入量十分微小。再加上采用油和剂直接混合的方式，更加使得破乳剂3不能得到完全分散，不能与原油充分混合。虽然后续设置有混合器5，但一般的常规混合器5对混合比例差别较大的多股物料，混合效果极差。同时，受装置操作条件的限制，不允许混合器5存在较大的压降，而压降是保证混合效果的必要条件，因此，在现有的电脱盐工艺流程中，由于破乳剂3的混合效果极差，导致破乳剂3的使用效果受到严重影响，从而使得后续电脱盐罐6的脱盐率不能得到有效保证。现有电脱盐工艺流程的电脱盐系统脱盐率90%上下，而得不到进一步提高。因此需要提供一种能够提高破乳剂3与原油的混合效果，提高电脱盐系统的脱盐率的微量液体的混合装置及方法。

发明内容

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于微量液体的混合装置及方法，本发明将被混合的原油自输送泵出口引出一支路，将支路引出的部分原油与破乳剂混合，降低破乳剂与原油量的混合比例，增强混合效果，然后在部分原油与破乳剂一次混合后，再与原油进行二次混合，而后再通过混合器进入电脱盐罐进行油水分离等。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种用于微量液体的混合装置，包括原油罐、输送泵、混合器、电脱盐罐、支路混合器、回流调节阀和泵出口调节阀，所述原油罐通过管道连接输送泵的进口，所述输送泵的出口通过管道连接混合器，所述混合器通过管道连接电脱盐罐，在输送泵与混合器之间的管道上设有泵出口调节阀，泵出口调节阀左侧的管道联通分流管道，在所述分流管道上设有回流调节阀，回流调节阀上方的分流管道连接支路混合器，支路混合器与回流调节阀之间的分流管道联通破乳剂，所述支路混合器通过分流管道连接原油罐与输送泵之间的管道形成所述的用于微量液体的混合装置。

所述的用于微量液体的混合装置，所述原油罐与输送泵之间的管道上设有蝶式混合器，所述蝶式混合器上的混合介质入口管连接支路混合器。

所述的用于微量液体的混合装置，所述蝶式混合器包括混合介质入口管、外壳和导流板，在所述外壳的外缘面上设有至少一个贯通至外壳内缘面的通孔，在所述通孔内设有混合介质入口管，在外壳内缘面的左侧设有导流板，在所述导流板的中部设有哑铃型孔，在所述哑铃型孔的侧边对称设有一组内伸导流叶片，所述混合介质入口管的端头穿过通孔并延伸至内伸导流叶片的上方。

所述的用于微量液体的混合装置，所述内伸导流叶片与导流板端面的角度为15°～30°。

所述的用于微量液体的混合装置，所述外壳为圆环形结构。

所述的用于微量液体的混合装置，所述导流板焊接在外壳的内缘面上。

一种用于微量液体的混合方法，所述混合方法为在输送泵的出口管道上引出一分流管道，降低破乳剂与原油量的混合比例，增强混合效果，在分流管道下游的管道上设置泵出口调节阀，在分流管道上设置回流调节阀，使部分原油自分流管道回流至输送泵入口，破乳剂汇入分流管道中回流的部分原油中，而后进入设置于分流管道上的支路混合器，混合后再自输送泵入口被输送至管道，然后经混合器进入电脱盐罐进行油水分离。

所述的用于微量液体的混合方法，所述泵出口调节阀和回流调节阀控制原油罐中主流原油的回流比为1:1000。

所述的用于微量液体的混合方法，所述破乳剂与原油罐中回流原油的混合比例设置为1:100。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：

本发明在输送泵的出口管道上引出一分流管道，将分流管道引出的部分原油与破乳剂混合，降低破乳剂与原油量的混合比例，增强混合效果，在分流管道下游的管道上设置泵出口调节阀，在分流管道上设置回流调节阀，使部分原油自分流管道回流至输送泵入口，破乳剂汇入分流管道中回流的部分原油中，而后进入设置于分流管道上的支路混合器，而后再进入电脱盐罐进行油水分离等，本发明具有简便，混合效果好等特点，适合大范围的推广和应用。

附图说明

图1是现有混合装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中混合装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中混合装置的第二结构示意图；

图4是本发明实施例中蝶式混合器的结构示意图；

图5是图4的左视结构示意图；

图6是本发明实施例中导流板的结构示意图；

在图中：1、原油罐；2、输送泵；3、破乳剂；4、管道；5、混合器；6、电脱盐罐；7、支路混合器；8、回流调节阀；9、泵出口调节阀；10、蝶式混合器；101、混合介质入口管；102、外壳；103、导流板；104、主流体；105、被混合的流体；106、内伸导流叶片；107、哑铃型孔。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

首先需要说明的是，本发明在描述结构时采用的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

结合附图2～6所示的一种用于微量液体的混合装置，包括原油罐1、输送泵2、混合器5、电脱盐罐6、支路混合器7、回流调节阀8和泵出口调节阀9，所述原油罐1通过管道4连接输送泵2的进口，所述输送泵2的出口通过管道4连接混合器5，所述混合器5通过管道4连接电脱盐罐6，在输送泵2与混合器5之间的管道4上设有泵出口调节阀9，泵出口调节阀9左侧的管道4联通分流管道，在所述分流管道上设有回流调节阀8，回流调节阀8上方的分流管道连接支路混合器7，支路混合器7与回流调节阀8之间的分流管道联通破乳剂3，所述支路混合器7通过分流管道连接原油罐1与输送泵2之间的管道4形成所述的用于微量液体的混合装置。

进一步，在所述原油罐1与输送泵2之间的管道4上设有蝶式混合器10，所述蝶式混合器10上的混合介质入口管101连接支路混合器7。

进一步，蝶式静态混合器的结构如图4、5、6所示，蝶式静态混合器包括混合介质入口管101、外壳102和导流板103，所述外壳102为圆环形结构，实施时由于外壳102长度尺寸较短，从而减少了由于摩擦导致的沿程阻力损失，使流体的动能充分利用在混合上，且由于混合单元较少，相对于传统的多片串联的静态混合器，堵塞的可能性大大减小，减少了维护成本，在外壳102的外缘面上设有至少一个贯通至外壳102内缘面的通孔，所述通孔的中心轴线与外壳102的径向中心夹角为0°～30°，在所述通孔内设有混合介质入口管101，所述混合介质入口管101焊接在通孔内，在外壳102内缘面的左侧设有导流板103，在所述导流板103的中部设有哑铃型孔107，在所述哑铃型孔107的侧边对称设有一组内伸导流叶片106，所述内伸导流叶片106与导流板103端面的角度为15°～30°，所述混合介质入口管101的端头穿过通孔并延伸至内伸导流叶片106的上方，实施时，混合介质入口管101径向穿过外壳102，并向内深入到内伸导流叶片106右侧的上方，这样可以实现通过内伸导流叶片106使被混合的流体105与主流体104发生高强剪切的湍流混合。

主流体104经过内伸导流叶片106时，由于流道面积收缩，主流体104流速增大，且由于内伸导流叶片106的扰流作用主流体104的湍流强度增大。而经过内伸导流叶片106后由于流道截面突变，主流体104速度降低，运动的动能转变为静压力能。在内伸导流叶片106下游被混合的流体105从混合介质入口管101出口流出，再粘性剪切力的作用下被混合的流体105与主流体104发生动量交换，与主流体104一起向下游流动。而主流体104由于在内伸导流叶片106下游形成逆压力梯度，在逆压力梯度的作用下在内伸导流叶片106下游形成涡流，涡流由于能量耗散，涡流不断的出现和消失，因此形成交替出现的涡流。

蝶式静态混合器通过在外壳上设置导流板，在导流板上设置导流叶片，主流体通过导流叶片后形成漩涡流，同时被混合的流体经混合介质入口管进入到靠近导流叶片的位置，被混合的流体通过导流叶片改变流向，使被混合的流体成预定角度与主流体发生剪切，并强化湍流，从而加强混合效果等，本发明较传统混合器长度大大缩短，不易堵塞，由于长度缩短减小了沿程阻力损失，从而充分利用流体的压力能使两相流进行高效的混合等，本发明整体压降小，混合效果好，整体结构简单，使用寿命长，成本低等。

一种用于微量液体的混合方法，所述混合方法为在输送泵2的出口管道4上引出一分流管道，降低破乳剂3与原油量的混合比例，增强混合效果，在分流管道下游的管道4上设置泵出口调节阀9，在分流管道上设置回流调节阀8，使部分原油自分流管道回流至输送泵2入口，破乳剂3汇入分流管道中回流的部分原油中，而后进入设置于分流管道上的支路混合器7，混合后再自输送泵2入口被输送至管道4，然后经混合器5进入电脱盐罐6进行油水分离。

实施时，所述泵出口调节阀9和回流调节阀8控制原油罐1中主流原油的回流比为1:1000，所述破乳剂3与原油罐1中回流原油的混合比例设置为1:100。

本发明在具体实施时，被混合的主流介质（原油）简称主流介质，被混合的次流介质（破乳剂）简称次流介质，在主流介质输送泵的出口管线上引出一支路，在支路分支口下游管线上和支路管线上分别设置调节阀，使部分主流介质自支路管线回流至输送泵入口，次流介质汇入支路管线中回流的部分主流介质中，而后进入设置于支路管线上的支路混合器，混合后再自输送泵入口被输送至后续工艺流程。调节泵出口调节阀和回流调节阀，控制主流介质的回流比约为1:1000。次流介质与回流的主流介质的混合比例约为1:100。

本发明将至少两种流量差别较大（1:100000数量级）的流体，经若干过程及设备后，使微量流体均匀的分散于所在流体的装置及方法，也就是使微量流体达到最佳的分散混合效果。

本发明具有以下优点：

1、本发明具有混合效果好，将现有工艺条件下1:100000的混合比例，调整为先进行比例为1:100混合，再进行比例为1:1000混合,。也就是将原先的一次混合改为二次混合，降低每一次的混合比例。由于混合比例降低，所以混合效果会显著提高。

2、本发明具有操作流程简单，对现有工艺流程改动小，仅需增加若干设备及管线即可，且不需要过多调整工艺操作条件即可达到更好的混合效果。

3、本发明可根据实际使用工况和不同原料的性质调整回流比和操作条件，适应性强。同当次流介质（破乳剂）的因性质发生变化而需要调整注入量时，本发明所述方法也可根据情况做相应在线调整。

上述实施方式为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不仅限于上述方式，除此上述方式之外的类似的置换方式，例如改变一、二次混合的混合比例组合，改变混合器类型的组合方式等，都应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (9)

1.一种用于微量液体的混合装置，包括原油罐（1）、输送泵（2）、混合器（5）、电脱盐罐（6）、支路混合器（7）、回流调节阀（8）和泵出口调节阀（9），其特征是：所述原油罐（1）通过管道（4）连接输送泵（2）的进口，所述输送泵（2）的出口通过管道（4）连接混合器（5），所述混合器（5）通过管道（4）连接电脱盐罐（6），在输送泵（2）与混合器（5）之间的管道（4）上设有泵出口调节阀（9），泵出口调节阀（9）左侧的管道（4）联通分流管道，在所述分流管道上设有回流调节阀（8），回流调节阀（8）上方的分流管道连接支路混合器（7），支路混合器（7）与回流调节阀（8）之间的分流管道联通破乳剂（3），所述支路混合器（7）通过分流管道连接原油罐（1）与输送泵（2）之间的管道（4）形成所述的用于微量液体的混合装置。

2.根据权利要求1所述的用于微量液体的混合装置，其特征是：所述原油罐（1）与输送泵（2）之间的管道（4）上设有蝶式混合器（10），所述蝶式混合器（10）上的混合介质入口管（101）连接支路混合器（7）。

3.根据权利要求1所述的用于微量液体的混合装置，其特征是：所述蝶式混合器（10）包括混合介质入口管（101）、外壳（102）和导流板（103），在所述外壳（102）的外缘面上设有至少一个贯通至外壳（102）内缘面的通孔，在所述通孔内设有混合介质入口管（101），在外壳（102）内缘面的左侧设有导流板（103），在所述导流板（103）的中部设有哑铃型孔（107），在所述哑铃型孔（107）的侧边对称设有一组内伸导流叶片（106），所述混合介质入口管（101）的端头穿过通孔并延伸至内伸导流叶片（106）的上方。

4.根据权利要求3所述的用于微量液体的混合装置，其特征是：所述内伸导流叶片（106）与导流板（103）端面的角度为15°～30°。

5.根据权利要求3所述的用于微量液体的混合装置，其特征是：所述外壳（102）为圆环形结构。

6.根据权利要求3所述的用于微量液体的混合装置，其特征是：所述导流板（103）焊接在外壳（102）的内缘面上。

7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的一种用于微量液体的混合装置的混合方法，其特征是：所述混合方法为在输送泵（2）的出口管道（4）上引出一分流管道，降低破乳剂（3）与原油量的混合比例，增强混合效果，在分流管道下游的管道（4）上设置泵出口调节阀（9），在分流管道上设置回流调节阀（8），使部分原油自分流管道回流至输送泵（2）入口，破乳剂（3）汇入分流管道中回流的部分原油中，而后进入设置于分流管道上的支路混合器（7），混合后再自输送泵（2）入口被输送至管道（4），然后经混合器（5）进入电脱盐罐（6）进行油水分离。

8.根据权利要求7所述的用于微量液体的混合方法，其特征是：所述泵出口调节阀（9）和回流调节阀（8）控制原油罐（1）中主流原油的回流比为1:1000。

9.根据权利要求7所述的用于微量液体的混合方法，其特征是：所述破乳剂（3）与原油罐（1）中回流原油的混合比例设置为1:100。

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