CN114426868A - 一种减顶油水分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减顶油水分离装置，包括卧式筒体、立式筒体、静电聚结单元和变压器，卧式筒体内部右侧竖直设置堰板，立式筒体竖直插入卧式筒体左侧，静电聚结单元位于立式筒体与堰板之间的卧式筒体内部，所述静电聚结单元包括若干沿上下方向设置的电极板，电极板包括平板电极板和波纹电极板，所述平板电极板与波纹电极板交替平行设置，平板电极板与波纹电极板之间形成流道，立式筒体底部设有布液构件，立式筒体内从上到下依次水平设置上管板和下管板，下管板上竖直固定设置有旋流管，旋流管顶部设置有旋流排气管。使用本发明可实现油气水的三级分离，大大简化分离工艺，实现集约分离。
Description
技术领域
本发明涉及炼油工业常减压装置减压塔系统技术领域，具体涉及一种减顶油水分离装置。
背景技术
随着油田开采逐渐进入中后期，原油的含水率急剧升高，同时化学驱等三次采油技术的广泛应用加剧了原油的乳化，这种高乳化原油进入炼厂中的常减压装置，导致减压塔顶各类设备乳化严重。目前炼厂中的减顶油水分离罐主要吸收各抽空冷凝器来的减顶油，以及部分减顶气和含硫污水，并将油、气、水三相分离，并分别排放至减顶油泵、减顶排水泵和不凝气撬装设备。
CN210473134U公开了一种化工用高效油水分离器。油水分离器为罐式中空结构，内部设置有涂覆疏水膜的分离通道、物理隔板、新型液位浮板，罐底分别设置油相和水相出料口。通过设置疏水膜层，在分离通道内实现油水的快速分离，缩短油水分离时间；采用新型气囊浮板，设计出密度可调控的油水分离液位浮板，高效促进油相、水相的分离。但缺点是：仅通过涂覆疏水膜的分离通道和液位浮板进行物理分离，未结合利用静电聚结分离和旋流分离的技术优势，适用范围较窄。
CN111349455A一种智能脉冲静电聚结电极的多级油水分离罐的操作方法，油水分离室内的高含水原油量不断增多而使液面不断上升，使高含水原油的液面向上依次进入第一级静电聚结油水分离区、第二级静电聚结油水分离区、第三级静电聚结油水分离区、第四级静电聚结油水分离区、第五级静电聚结油水分离区，通过控制器调节第一绝缘电极和第二绝缘电极上的带电量，以实现控制各区静电场电量的目的，含水原油进入静电场后，受静电场力的作用，含水原油中的水滴被极化变形，小水滴聚结成大水滴向下沉降，确保分离出的原油含水率大大降低。但缺点是：仅通过多级静电聚结进行油水分离，未结合利用重力沉降和旋流分离的技术优势，此外未考虑前序工艺流程中板式换热器及电脱盐罐等设备携带的伴生气的脱除，适用范围偏窄。
由上所述，现有减顶油水分离罐的内部结构对于高乳化原油除油效果不佳，且在减压塔顶，油水的流速非常快，界位模糊很难彻底分离，进而容易造成减顶油的损失，此外，油水分离效率低，混合介质进入后续工艺流程中，给酸性水汽提装置和加氢装置带来一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术除油效果不佳、减顶油损失大等缺点，提供一种减顶油水分离装置。使用本发明可实现油气水的三级分离设计，大大简化分离工艺，实现集约分离。
本发明提供一种减顶油水分离装置，包括卧式筒体，其特征在于：该减顶油水分离装置还包括立式筒体、静电聚结单元和变压器，所述卧式筒体内部右侧于卧式筒体底部竖直设置堰板，所述堰板左侧的卧式筒体底部设置水出口，堰板右侧的卧式筒体底部设置油出口，所述立式筒体竖直插入卧式筒体左侧，所述静电聚结单元位于立式筒体与堰板之间的卧式筒体内部，静电聚结单元与变压器之间通过高压电缆和第二低压电缆连接，所述立式筒体的底部设有布液构件，布液构件的侧面和底面设有布液孔，立式筒体顶部设置有第一气出口管，立式筒体内从上到下依次水平设置上管板和下管板，所述上管板与下管板之间于立式筒体侧壁上设置有入口管，所述下管板上竖直固定设置有若干旋流管，所述旋流管的顶部设置有旋流排气管，所述旋流排气管的下端插入到旋流管的底部，所述旋流排气管的上端贯穿上管板且与上管板固定连接，所述静电聚结单元包括若干沿上下方向设置的电极板，电极板包括平板电极板和波纹电极板，所述平板电极板与波纹电极板交替平行设置，所述平板电极板与波纹电极板之间形成流道，所述平板电极板接高压，所述波纹电极板接地。
本发明所述一种减顶油水分离装置，所述静电聚结单元的顶部通过第一悬挂绝缘子与卧式筒体内壁固定连接。
本发明所述一种减顶油水分离装置，其中布液构件优选为圆筒形，所述布液孔为圆孔。
本发明所述一种减顶油水分离装置，其中变压器优选设置在卧式筒体内部，于堰板右侧设置；所述变压器设置在卧式筒体内部时，卧式筒体的右端设有电缆引线孔，变压器通过电缆引线孔接入低压电缆，变压器通过第二悬挂绝缘子与卧式筒体内壁固定连接。
本发明所述一种减顶油水分离装置，优选的，所述上管板上部的立式筒体内由下向上依次设置有波纹板聚结器、丝网捕雾器。
本发明所述一种减顶油水分离装置，优选的，所述旋流管的底部呈上粗下细的圆锥面结构。
本发明所述一种减顶油水分离装置，优选的，所述旋流管的上部设置有两个呈中心对称的与旋流管筒体相切的切向入口，所述切向入口的流道呈流线型结构，所述切向入口的横截面呈渐缩结构。
本发明所述一种减顶油水分离装置，优选的，所述卧式筒体的右侧上部设有捕雾器，所述捕雾器的上部设有第二气出口管，所述第一气出口管与第二气出口管相连通。
本发明所述一种减顶油水分离装置，优选的，所述平板电极板与波纹电极板表面涂敷致密绝缘层。
本发明主要用于常减压装置减压塔顶，其与现有技术相比所具有的有益效果如下：
（1）本发明所述的减顶油水分离装置，通过立式筒体、卧式筒体、静电聚结单元实现油气水的三级分离，一方面大大简化分离工艺，实现集约分离；同时静电聚结单元中的平板电极板和波纹电极板间形成非均匀高压电场，利用介电泳现象强化分散相水滴聚结，在流道利用浅池理论和湍流脉动作用，增加分散相水滴的碰撞几率，在保证油水分离效率的前提下能够显著缩短水力停留时间。
（2）本发明所述的减顶油水分离装置，通过在立式筒体内部设置多个旋流管，采用旋流分离的方式进行除气，旋流分离出的气相中含有的雾滴优选通过波纹板聚结器、丝网捕雾器进行二次清除，从而进一步提高了分离效果，达到了高效除气的效果。
下面用附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，但并不限制本发明的范围。
附图说明
图1是本发明一种减顶油水分离装置的结构示意图；
图2是本发明一种减顶油水分离装置中旋流管的结构示意立体图；
图3是图2的A-A向剖视图；
图4是本发明一种减顶油水分离装置中静电聚结单元的结构示意图；
图中所示附图标记为：
1-卧式筒体，101-堰板，102-水出口，103-油出口，104-电缆引线孔，105-捕雾器，106-第二气出口管；
2-立式筒体，201-上管板，202-下管板，203-入口管，204-波纹板聚结器，205-丝网捕雾器，206-旋流管，2061-切向入口，207-旋流排气管，208-布液构件，209-布液孔，210-第一气出口管；
4-静电聚结单元，401-第一悬挂绝缘子，402-平板电极板，403-波纹电极板，404-流道；
5-变压器，501-第二悬挂绝缘子，502-低压电缆， 505-高压电缆，506-第二低压电缆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明一种减顶油水分离装置，包括卧式筒体1、立式筒体2、静电聚结单元4和变压器5，所述卧式筒体1内部右侧于卧式筒体1底部竖直设置堰板101，所述堰板101左侧的卧式筒体1底部设置水出口102，堰板101右侧的卧式筒体1底部设置油出口103，所述立式筒体2竖直插入卧式筒体1左侧，所述静电聚结单元4位于立式筒体2与堰板101之间的卧式筒体1内部，静电聚结单元4与变压器5之间通过高压电缆505和第二低压电缆506进行电连接，所述立式筒体2的底部设有布液构件208，布液构件208的侧面和底面设有布液孔209，立式筒体2顶部设置有第一气出口管210，立式筒体2内从上到下依次水平设置上管板201和下管板202，所述上管板201与下管板202之间于立式筒体2侧壁上设置有入口管203，所述下管板202上竖直固定设置有若干旋流管206，如图2所示，所述旋流管206的顶部设置有旋流排气管207，所述旋流排气管207的下端插入到旋流管206的底部，所述旋流排气管207的上端贯穿上管板201且与上管板201固定连接，所述静电聚结单元4的顶部通过第一悬挂绝缘子401与卧式筒体1内壁固定连接，所述静电聚结单元4包括若干沿上下方向设置的电极板，电极板包括平板电极板402和波纹电极板403，所述平板电极板402与波纹电极板403交替平行设置，所述平板电极板402与波纹电极板403之间形成流道404，所述平板电极板402接高压，所述波纹电极板403接地。
所述变压器5设置在卧式筒体1的内部或外部均可，优选设置在卧式筒体1内部，图1所示为变压器5设置在卧式筒体1内部的情况，变压器5设置在卧式筒体1内部时，设置在堰板101右侧的卧式筒体1内，卧式筒体1的右端设有电缆引线孔104，变压器5通过电缆引线孔104接入低压电缆502，变压器5通过第二悬挂绝缘子501与卧式筒体1内壁固定连接。所述变压器5内置于卧式筒体1的油室中，被绝缘油所淹没，为静电聚结单元4提供高压电源。
所述上管板201和下管板202将立式筒体2分隔为三个区域，上管板201以上的区域为旋流分离出的减顶气所在的气相区，上管板201与下管板202之间的区域为与入口管203连通的进液区，下管板202以下的区域为液相区。
所述布液构件208优选为圆筒形，所述布液孔209为圆孔。
所述布液构件208的侧面和底面设有若干布液孔209，立式筒体2分离出来的减顶油由布液构件208底部的圆形布液孔209平稳流入卧式筒体1，避免剧烈冲击造成油水二次乳化。
所述静电聚结单元4位于立式筒体2与堰板101之间的卧式筒体1内部；所述静电聚结单元4的顶部通过第一悬挂绝缘子401与卧式筒体1内壁固定连接；所述静电聚结单元4的结构示意图如图4所示，所述静电聚结单元4包括若干沿上下方向设置的电极板，即电极板水平设置。静电聚结单元4中的平板电极板402和波纹电极板403间形成非均匀高压电场，利用介电泳现象强化分散相水滴聚结，在流道404利用浅池理论和湍流脉动作用，增加分散相水滴的碰撞几率，能够显著缩短水力停留时间。
优选的，所述上管板201上部的立式筒体2内由下向上依次设置有波纹板聚结器204、丝网捕雾器205；波纹板聚结器204与丝网捕雾器205主要用于除去减顶气中夹带的雾滴，所述的波纹板聚结器204在含雾滴的减顶气通过时，对其进行多次折流分离，其中多数的雾滴聚结被分离出来，当减顶气中残余的部分雾滴再经过所述丝网捕雾器205，由于丝网捕雾器205呈多孔状，可以更好的对雾滴进行吸附，从而进一步提高分离效果。
优选的，所述旋流管206的底部呈上粗下细的圆锥面结构。
优选的，如图2-3所示，所述旋流管206的上部设置有两个呈中心对称的与旋流管206筒体相切的切向入口2061，所述切向入口2061的流道呈流线型结构，所述切向入口2061的横截面呈渐缩结构。
优选的，所述卧式筒体1的右侧上部设有捕雾器105，所述捕雾器105的上部设有第二气出口管106，所述第一气出口管210与第二气出口管106相连通；经立式筒体2分离的减顶油中还含有少量减顶气，少量减顶气在卧式筒体1上层空间聚集，经捕雾器105捕雾后由第二气出口管106分出。
优选的，所述平板电极板402与波纹电极板403表面涂敷致密绝缘层，可以有效防止电击穿。
本发明所述的一种减顶油水分离装置，其具体实施方式如下：
外部低压交流电通过低压电缆502接入内置变压器5，经变压器5转换为高压交流电后为静电聚结单元4提供高压电源。
减顶油通过入口管203进入立式筒体2内部时，在下管板202与上管板201的限制下，混合物只能通过旋流管206两侧的切向入口2061进行旋流管206内部，由于旋流管206两侧的切向入口2061与旋流管206筒体相切，所以混合物在流经旋流管时，依靠消耗自身的压降，会在旋流管206与旋流排气管207组成的环形空间内部形成旋流场；组分较轻的减顶气组分，沿旋流排气管207向上运动，当经过所述波纹板聚结器204时，减顶气中的雾滴会被多次折流、聚结分离后，形成较大的聚结液滴滴落，当减顶气中残余的部分雾滴再经过所述丝网捕雾器205，由于丝网捕雾器205呈多孔状，可以更好的对雾滴进行吸附，从而进一步提高分离效果，而分离出的减顶气则从第一气出口管210排出；组分较重的减顶油在旋流管206内利用离心力进行一级分离后经布液构件208底部的布液孔209平稳流入卧式筒体1内。
进入卧式筒体1的减顶油中含有少量减顶气，在卧式筒体1上层空间聚集，经捕雾器105捕雾后由第二气出口管106排出；前进的减顶油继续进入静电聚结单元4进行二级分离，通过静电聚结单元4的减顶油层减薄，分离相水滴粒径增大，随后进入后面的沉降段进行三级分离；最终分离出来的水经由水出口102分出，分离出来的油溢过堰板101进入油室，经油出口103分出。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种减顶油水分离装置，包括卧式筒体，其特征在于：该减顶油水分离装置还包括立式筒体、静电聚结单元和变压器，所述卧式筒体内部右侧于卧式筒体底部竖直设置堰板，所述堰板左侧的卧式筒体底部设置水出口，堰板右侧的卧式筒体底部设置油出口，所述立式筒体竖直插入卧式筒体左侧，所述静电聚结单元位于立式筒体与堰板之间的卧式筒体内部，静电聚结单元与变压器之间通过高压电缆和第二低压电缆连接，所述立式筒体的底部设有布液构件，布液构件的侧面和底面设有布液孔，立式筒体顶部设置有第一气出口管，立式筒体内从上到下依次水平设置上管板和下管板，所述上管板与下管板之间于立式筒体侧壁上设置有入口管，所述下管板上竖直固定设置有若干旋流管，所述旋流管的顶部设置有旋流排气管，所述旋流排气管的下端插入到旋流管的底部，所述旋流排气管的上端贯穿上管板且与上管板固定连接，所述静电聚结单元包括若干沿上下方向设置的电极板，电极板包括平板电极板和波纹电极板，所述平板电极板与波纹电极板交替平行设置，所述平板电极板与波纹电极板之间形成流道，所述平板电极板接高压，所述波纹电极板接地。
2.根据权利要求1所述的一种减顶油水分离装置，其特征在于：所述布液构件优选为圆筒形，所述布液孔为圆孔。
3.根据权利要求1所述的一种减顶油水分离装置，其特征在于：所述变压器设置在卧式筒体内部，于堰板右侧设置，所述变压器设置在卧式筒体内部时，卧式筒体的右端设有电缆引线孔，变压器通过电缆引线孔接入低压电缆，变压器通过第二悬挂绝缘子与卧式筒体内壁固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种减顶油水分离装置，其特征在于：所述静电聚结单元的顶部通过第一悬挂绝缘子与卧式筒体内壁固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种减顶油水分离装置，其特征在于：所述上管板上部的立式筒体内由下向上依次设置有波纹板聚结器、丝网捕雾器。
6.根据权利要求1所述的一种减顶油水分离装置，其特征在于：所述旋流管的底部呈上粗下细的圆锥面结构。
7.根据权利要求1所述的一种减顶油水分离装置，其特征在于：所述旋流管的上部设置有两个呈中心对称的与旋流管筒体相切的切向入口。
8.根据权利要求7所述的一种减顶油水分离装置，其特征在于：所述切向入口的流道呈流线型结构，所述切向入口的横截面呈渐缩结构。
9.根据权利要求1所述的一种减顶油水分离装置，其特征在于：所述卧式筒体的右侧上部设有捕雾器，所述捕雾器的上部设有第二气出口管，所述第一气出口管与第二气出口管相连通。
10.根据权利要求1所述的一种减顶油水分离装置，其特征在于：所述平板电极板与波纹电极板表面涂敷致密绝缘层。
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| CN202010996083.XA CN114426868A (zh) | 2020-09-21 | 2020-09-21 | 一种减顶油水分离装置 |
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2020
- 2020-09-21 CN CN202010996083.XA patent/CN114426868A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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