DE102014117348B3 - Method and device for separating heavy oil - Google Patents
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- B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
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Abstract
Offenbart ist zum Einen ein Verfahren zum Trennen von Schweröl, also einem Gemisch aus Wasser, organischem Öl und Gas und weiteren Verunreinigungen, das in einen vertikal verlaufenden Zyklon (13) geführt wird und dort eine Drallströmung ausbildet, wobei das Wasser an einer Innenwand des Zyklons (13) einen Film und durch die Schwerkraft getrieben unten im Zyklon (13) einen inneren Wasserpegel ausbildet und nach unten aus dem Zyklon (13) abfließt, das organische Öl sich auf dem Wasser sammelt, einen inneren Ölpegel ausbildet und über einen Ölstutzen zwischen dem inneren Wasserpegel und dem inneren Ölpegel durch ein Ölrohr (20) aus dem Zyklon (13) abfließt, und das Gas oberhalb des inneren Ölpegels aus dem Zyklon (13) ausströmt, und wobei außerhalb des Zyklons (13) das Wasser einen äußeren Wasserpegel und das organische Öl einen äußeren Ölpegel oberhalb des äußeren Wasserpegels ausbildet. Offenbart ist zum Andern eine Vorrichtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens. Um die Nachteile des Stands der Technik beim Abfließen der flüssigen Komponenten des Schweröls aus dem Zyklon (13) zu vermeiden wird vorgeschlagen, dass das Ölrohr (20) zwischen dem äußeren Wasserpegel und dem äußeren Ölpegel endet.On the one hand disclosed is a method for separating heavy oil, ie a mixture of water, organic oil and gas and other impurities, which is guided in a vertically extending cyclone (13) and there forms a swirl flow, wherein the water on an inner wall of the cyclone (13) a film and driven by gravity down in the cyclone (13) forms an internal water level and flows down from the cyclone (13), the organic oil collects on the water, forms an internal oil level and an oil spigot between the internal water level and the internal oil level through an oil pipe (20) flows out of the cyclone (13), and the gas above the internal oil level from the cyclone (13) flows out and outside of the cyclone (13) the water has an external water level and the organic oil forms an external oil level above the external water level. Disclosed is another device for carrying out such a method. In order to avoid the disadvantages of the prior art in the discharge of the liquid components of the heavy oil from the cyclone (13), it is proposed that the oil pipe (20) terminate between the external water level and the external oil level.
Description
Die Erfindung betrifft zum Einen ein Verfahren zum Trennen von Schweröl, also einem Gemisch aus Wasser, organischem Öl und Gas und weiteren Verunreinigungen, das in einen vertikal verlaufenden Zyklon geführt wird und dort eine Drallströmung ausbildet, wobei das Wasser an einer Innenwand des Zyklons einen Film und durch die Schwerkraft getrieben unten im Zyklon einen inneren Wasserpegel ausbildet und nach unten aus dem Zyklon abfließt, das organische Öl sich auf dem Wasser sammelt, einen inneren Ölpegel ausbildet und über einen Ölstutzen zwischen dem inneren Wasserpegel und dem inneren Ölpegel durch ein Ölrohr aus dem Zyklon abfließt, und das Gas oberhalb des inneren Ölpegels aus dem Zyklon ausströmt, und wobei außerhalb des Zyklons das Wasser einen äußeren Wasserpegel und das organische Öl einen äußeren Ölpegel oberhalb des äußeren Wasserpegels ausbildet. Die Erfindung betrifft zum Andern eine Vorrichtung zum Trennen von Schweröl, also einem Gemisch aus Wasser, organischem Öl und Gas und weiteren Verunreinigungen, mit mindestens einem vertikal verlaufenden Zyklon, der einen Schweröleinlass, einen Wasserauslass, ein Ölrohr mit einem Ölstutzen und einen Gasauslass aufweist, und mit einem Einströmkanal zu dem Schweröleinlass, durch den das Schweröl derart in den mindestens einen Zyklon einleitbar ist, dass das Wasser an einer Innenwand des Zyklons einen Film und durch die Schwerkraft getrieben unten im Zyklon einen inneren Wasserpegel ausbildet und durch den Wasserauslass nach unten aus dem Zyklon abfließt, das organische Öl sich auf dem Wasser sammelt, einen inneren Ölpegel ausbildet und über den Ölstutzen zwischen dem inneren Wasserpegel und dem inneren Ölpegel durch das Ölrohr aus dem Zyklon abfließt, und das Gas oberhalb des inneren Ölpegels durch den Gasauslass aus dem Zyklon ausströmt, und außerhalb des Zyklons in der Vorrichtung das Wasser einen äußeren Wasserpegel und das Öl einen äußeren Ölpegel oberhalb des äußeren Wasserpegels ausbildet.The invention relates to a method for separating heavy oil, ie a mixture of water, organic oil and gas and other impurities, which is guided in a vertically extending cyclone and there forms a swirl flow, wherein the water on an inner wall of the cyclone a film and driven by gravity down in the cyclone forms an internal water level and flows down from the cyclone, the organic oil collects on the water, forming an internal oil level and an oil spigot between the internal water level and the internal oil level through an oil pipe from the Cyclone drains, and the gas flows out of the cyclone above the internal oil level, and outside of the cyclone, the water forms an external water level and the organic oil an external oil level above the external water level. The invention relates to another device for separating heavy oil, ie a mixture of water, organic oil and gas and other impurities, with at least one vertically extending cyclone having a heavy oil inlet, a water outlet, an oil pipe with an oil nozzle and a gas outlet, and having an inflow channel to the heavy oil inlet through which the heavy oil can be introduced into the at least one cyclone such that the water forms an inner water level on an inner wall of the cyclone a film and driven by gravity down in the cyclone and down through the water outlet the cyclone drains, the organic oil collects on the water, forms an internal oil level and flows through the oil spout between the internal water level and the internal oil level through the oil pipe from the cyclone, and the gas above the internal oil level through the gas outlet from the cyclone emanates, and outside of the cyclone in the device, the water forms an external water level and the oil forms an external oil level above the external water level.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der vorgenannten Art ist aus Oropeza-Vasquez, Carlos: Multiphase Flow Separation in Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone and Gas-Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone Compact Separators. The University of Tulsa, Oklahoma/USA 2001 bekannt. Vorgeschlagen wird dort, das Ölrohr senkrecht nach unten unterhalb des Wasserauslasses durch den Boden des Zyklons zu führen.A method and a device of the aforementioned kind is known from Oropeza-Vasquez, Carlos: Multiphase Flow Separation in Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone and Gas-Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone Compact Separators. The University of Tulsa, Oklahoma / USA 2001 known. It is proposed to guide the oil pipe vertically downwards below the water outlet through the bottom of the cyclone.
In der bekannten Vorrichtung sinkt das aus dem Zyklon abgeflossene Wasser aufgrund seiner höheren Dichte nach unten, während das abgeflossene organische Öl sich oberhalb des Wassers sammelt, Öl und Wasser bilden also zwangsläufig gegenläufige Strömungen aus, die teilweise wieder zu einer unerwünschten Vermischung der beiden Komponenten führen müssen.In the known device, the water drained from the cyclone sinks due to its higher density down, while the organic oil collected collects above the water, oil and water thus inevitably form countercurrent flows, some of which again lead to undesirable mixing of the two components have to.
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik beim Abfließen der flüssigen Komponenten des Schweröls aus dem Zyklon zu vermeiden.The invention has for its object to avoid the disadvantages of the prior art in the flow of the liquid components of the heavy oil from the cyclone.
Lösungsolution
Ausgehend von dem bekannten Verfahren wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass das Ölrohr zwischen dem äußeren Wasserpegel und dem äußeren Ölpegel endet. So werden gegenläufige Strömungen der aus dem Zyklon abfließenden flüssigen Komponenten vermieden.Starting from the known method is proposed according to the invention that the oil pipe ends between the outer water level and the outer oil level. Thus, countercurrent flows of effluent from the cyclone liquid components are avoided.
Vorzugsweise wird im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens das Schweröl mit einer Einströmgeschwindigkeit zwischen 2 oder 3 m/s und 30 m/s (ca. 25 m/s) in den Zyklon geführt. Durch die auf die flüssige Phase des Schweröls wirkende Zentrifugalbeschleunigung bildet sich dann an der Innenwand des Zyklons ein geschlossener Film, der im Erdschwerefeld nach unten abläuft.Preferably, in the context of a method according to the invention, the heavy oil is fed into the cyclone with an inflow velocity of between 2 or 3 m / s and 30 m / s (about 25 m / s). By acting on the liquid phase of the heavy oil centrifugal then forms on the inner wall of the cyclone, a closed film that runs down in the earth's gravity field.
Besonders vorzugsweise wirkt in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren auf das Schweröl unmittelbar nach dem Einströmen in den Zyklon eine Zentrifugalbeschleunigung bis zur 1200-fachen Erdbeschleunigung. Bei kleinerem Zyklondurchmesser können auch höhere Zentrifugalbeschleunigungen auftreten. Die im Schweröl sehr fein (mit einem Durchmesser von etwa 5 bis 500 μm) verteilten Öl- und Wassertröpfchen agglomerieren dann in dem Film soweit, dass es zu einer Vortrennung von Wasser und organischem Öl kommt.Particularly preferably, in such a method according to the invention, the centrifugal acceleration acts on the heavy oil immediately after the flow into the cyclone up to 1200 times the acceleration of gravity. With a smaller cyclone diameter, higher centrifugal accelerations can also occur. The oil and water droplets distributed very finely in the heavy oil (with a diameter of about 5 to 500 μm) then agglomerate in the film to such an extent that pre-separation of water and organic oil occurs.
Bevorzugt strömt im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens das Wasser in dem Film an der Innenwand mit einer maximalen Umfangsgeschwindigkeit zwischen 0,5 m/s und 10 m/s (ca. 2 m/s). Dies gilt nur für sehr hohe Viskositätsklassen. Ist das Öl weniger viskos, so stellen sich dort auch entsprechend höhere Geschwindigkeiten ein.In the context of a method according to the invention, the water preferably flows in the film on the inner wall at a maximum circumferential speed between 0.5 m / s and 10 m / s (about 2 m / s). This only applies to very high viscosity classes. If the oil is less viscous, then there are correspondingly higher speeds.
Besonders bevorzugt wirkt in einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren auf das Wasser in dem Film an der Innenwand eine maximale Zentrifugalbeschleunigung zwischen mindestens dem fünf- und zehnfachen der Erdbeschleunigung. Die Trennung von Wasser und organischem Öl wird dann so deutlich beschleunigt, dass sich die leichtere Phase – das organische Öl – im Zentrum des Zyklons sammelt und dort leicht über den Ölstutzen abgeführt werden kann. Die schwerere Phase – das Wasser – verbleibt dagegen in Wandnähe und läuft nach unten durch den Wasserauslass aus dem Zyklon ab.In such a method according to the invention, the water in particular preferably acts on the water the film on the inner wall a maximum centrifugal acceleration between at least five and ten times the gravitational acceleration. The separation of water and organic oil is then significantly accelerated so that the lighter phase - the organic oil - collects in the center of the cyclone and can be easily removed there via the oil spigot. The heavier phase - the water - remains close to the wall and runs down through the water outlet from the cyclone.
Ausgehend von der bekannten Vorrichtung wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass das Ölrohr zwischen dem äußeren Wasserpegel und dem äußeren Ölpegel eine Seitenwand des Zyklons durchdringt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und zeichnet sich gleichermaßen durch die vorstehend aufgeführten Vorteile aus.Starting from the known device is proposed according to the invention that the oil pipe penetrates between the outer water level and the outer oil level, a side wall of the cyclone. The device according to the invention makes it possible to carry out a method according to the invention and is equally distinguished by the advantages listed above.
In einer vorteilhaften Ausprägung der erfindungsgemäßen Vorrichtung läuft der mindestens eine Zyklon zwischen dem Schweröleinlass und dem Wasserauslass konisch zu. Der konische Verlauf begünstigt einerseits die Aufrechterhaltung einer tangentialen Strömungskomponente in dem Film und vermeidet andererseits Totwasserzonen vor dem Wasserauslass.In an advantageous embodiment of the device according to the invention, the at least one cyclone conically flows between the heavy oil inlet and the water outlet. The conical shape on the one hand promotes the maintenance of a tangential flow component in the film and on the other hand avoids dead water zones in front of the water outlet.
Bevorzugt weist in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der mindestens eine Zyklon an der Innenwand oberhalb des Schweröleinlasses einen ringförmigen, radial nach Innen weisenden Abweiser für das Öl auf. Der Abweiser vermeidet ein darüber hinausgehendes Ansteigen des Films
Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zehn Zyklone auf, wobei durch den Einströmkanal das Schweröl zum Schweröleinlass jeden der Zyklone leitbar ist. Eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Verarbeitung des zehnfachen Schwerölstroms. Alternativ ist für größere Schwerölströme auch eine Skalierung mit größeren Durchmessern eines einzelnen Zyklons denkbar. Ein derartiges „Upscaling” ist aber durch die mit der Dimension sich ändernden Strömungsverhältnisse beschränkt. Die Anzahl der Zyklone kann zwischen eins und beliebig vielen liegen.Preferably, a device according to the invention has ten cyclones, wherein the heavy oil to the heavy oil inlet of each of the cyclones can be conducted through the inflow channel. Such a device according to the invention enables the processing of the tenfold heavy oil flow. Alternatively, scaling with larger diameters of a single cyclone is conceivable for larger heavy oil flows. However, such "upscaling" is limited by the flow conditions changing with the dimension. The number of cyclones can be between one and any number.
In einer besonders vorteilhaften Ausprägung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchdringt das Ölrohr eine Seitenwand des Zyklons. So kann eine lange Rohrleitung durch die Wasserschicht außerhalb des Zyklons vermieden werden.In a particularly advantageous embodiment of a device according to the invention, the oil pipe penetrates a side wall of the cyclone. Thus, a long pipe through the water layer outside the cyclone can be avoided.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigenThe invention will be explained below with reference to two embodiments. Show it
Die in
Im Innenraum
Der in
Unten an dem Gasrohr
Im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Der tangential schlitzförmige Eintritt des Schweröls implementiert im Gasrohr
Das Gasrohr
Durch die Trennung der flüssigen Phasen von der Gasphase und die Ausbildung des Films
Aufgrund der hohen Beschleunigung kommt es innerhalb des Films
Durch den Eintritt der Gasströmung kurz oberhalb des Ölpegels
Demnach besteht der einzelne Zyklon
Aus den Zyklonen
Eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung entspricht im Wesentlichen der zuvor beschriebenen ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung, unterscheidet sich aber in einem Detail des in
Die leichte flüssige Phase – das organische Öl – wird wie bei der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung innen aus dem Kern der Strömung ab- und durch eine gezielte Rohrführung zwischen den äußeren Wasserpegel
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- gewölbter Bodenarched ground
- 33
- Trennbehälterseparation vessel
- 44
- Einlaufseiteinlet side
- 55
- Auslaufseiteoutlet side
- 66
- SchweröleinlaufHeavy oil enema
- 77
- Wasserauslaufwater spout
- 88th
- Gasauslaufgas outlet
- 99
- Innenrauminner space
- 1010
- Einströmkanalinflow
- 1111
- Verteilkanaldistribution channel
- 1212
- Reiheline
- 1313
- Zykloncyclone
- 1414
- ÜberlaufwehrOverflow weir
- 1515
- Gasauslassgas outlet
- 1616
- Gasrohrgas pipe
- 1717
- Flüssigkeitsrohrliquid pipe
- 1818
- Wasserauslasswater outlet
- 1919
- SchweröleinlassHeavy oil intake
- 2020
- Ölrohroil pipe
- 2121
- Innenrauminner space
- 2222
- Symmetrieachseaxis of symmetry
- 2323
- Ölstutzenoil spigot
- 2424
- FilmMovie
- 2525
- Innenwandinner wall
- 2626
- Abweisringdeflector
- 2727
- Ölpegeloil level
- 2828
- Wasserpegelwater level
- 2929
- Ölpegeloil level
- 3030
- Zykloncyclone
- 3131
- Ölrohroil pipe
- 3232
- SeitenwandSide wall
- 3333
- Wasserauslaufwater spout
- 3434
- Wasserpegelwater level
- 3535
- Ölpegeloil level
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014117348.1A DE102014117348B3 (en) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | Method and device for separating heavy oil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014117348.1A DE102014117348B3 (en) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | Method and device for separating heavy oil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014117348B3 true DE102014117348B3 (en) | 2015-10-08 |
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ID=54146679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014117348.1A Active DE102014117348B3 (en) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | Method and device for separating heavy oil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102014117348B3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108031147A (en) * | 2018-01-29 | 2018-05-15 | 世本(天津)环境技术有限公司 | A kind of Kitchen waste filtrate oil removing pot and its oil removing system |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2362589A (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-28 | Kvaerner Process Systems As | Cyclone with intermediate water inlet |
-
2014
- 2014-11-26 DE DE102014117348.1A patent/DE102014117348B3/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2362589A (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-28 | Kvaerner Process Systems As | Cyclone with intermediate water inlet |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
OROPEZA-VAZQUEZ, Carlos: Multiphase Flow Separation in Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone and Gas-Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone Compact Separators. The University of Tulsa, Oklahoma/USA, 2001" * |
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CN108031147A (en) * | 2018-01-29 | 2018-05-15 | 世本(天津)环境技术有限公司 | A kind of Kitchen waste filtrate oil removing pot and its oil removing system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CRYPTA INVESTMENT AG, CH Free format text: FORMER OWNER: ENSEPATEC GERMANY GMBH, 52146 WUERSELEN, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENT- & RECHTSANWAELTE BAUER WAGNER PRIESMEY, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: BAUER WAGNER PELLENGAHR SROKA PATENT- & RECHTS, DE |