NO310546B1 - Fremgangsmåte og anordning for separasjon av olje, vann og faststoff fra oljeholdige föder - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning og en fremgangsmåte for separasjon av vann, olje og faststoff fra flytende oljeholdig spesialavfall og faststoff-stabiliserte emulsjoner. Eksempelvis kan nevnes slopmud emulsjoner fra oljeboringsaktivitet, raffineri slam fra oljeraffinerier og generelt bunnfall fra skipstanker .lagertanker og produksjonstanker. Dette utgjør en betydelig mengde av den totale mengde spesialavfall i dag.

Emulsjoner stabiliseres generelt av:

1. Repulsive ladninger på overflaten til den dispergerte fasen som er omgitt av en kontinuerlig fase. 2. I tillegg kommer en adsorbert film som hovedsakelig blir fuktet av den kontinuerlige fase og som fungerer som en fysisk barriere som forhindrer kontakt mellom de dispergerte dråpene.

Ref: J.E.Strassner. Effect of pH on Interfacial Films and Stability of Crude Oil-Water Emulsions. SPE. 303-312(1967)

Den adsorberte filmen utgjøres av naturlige surfaktanter, tilsetningskjemikalier, fastoffer, andre høymolekylare forbindelser/ polymerer samt adsorberte ioner.

De små dispergerte dråpene i det kontinuerlige mediet får på denne måten lik elektrisk ladning og vil således frastøte hverandre og hindrer derved koalisering av disse partiklene.

Det er gjort flere forsøk på å bryte mer eller mindre stabile emulsjoner. De tidligere kjente forsøkene har ofte vært vellykket når det gjelder oppbrytning av emulsjoner som må kunne anses å høre hjemme i området mindre stabile til stabile, men har ofte vist begrensninger overfor svært stabile emulsjoner av den type som er omtalt ovenfor.

Mekanisk genererte emulsjoner av raffinerte oljer uten naturlige surfaktanter/ tilsetningskjemikalier og vann kan bli stabile dersom partikkelstørrelsene blir tilstrekkelig små (< 10 um). Under slike betingelser vil elektriske ladninger i den dispergerte fasen bli dominerende stabiliseirngsfaktor.

Stabile emulsjoner i form av oljebaserte slopmud emulsjoner fra oljeboringsaktivitet er hovedsakelig brukt boreslam iblandet spylevann og annet avfall/avfallsvann fra oljevirksomheten til havs. Slopmud inneholder typisk 10 - 20 vol % olje, 55 - 75 vol % vann og 5 - 12 vol % faststoff. Oljeholdig boreslam kan i tillegg inneholde en del spesielle kjemikalier for å gi slammet de ønskede egenskapene som er helt nødvendig for at slammet skal kunne brukes under borevirksomheten. Faststoffet består hovedsakelig av leire (modifisert bentonitt) som er gjort hydrofobt ved hjelp av kvaternære ammoniumforbindelser av en spesiell kjemisk sammensetning .

I tillegg kommer baritt brukt som vektmateriale som også er tilsatt kjemikalier for å være hydrofobt og stabilt under boringen samt små mengder bore finstoff som vil være nedknuste kakspartikler.

Boreslammets innhold av overflateaktive kjemikalier påvirker fuktegenskapene til faststoffene og har dessuten en emulsjons stabiliserende virkning under de rådende basiske pH betingelser.

I dag behandles oljeholdige slopmud emulsjoner ved først å foreta en pH kondisjonering som delvis endrer fuktegenskapene til tørrstoffet og derved destabiliserer emulsjonen. Oljeholdig boreslam kondisjoneres vanligvis ved en senkning av pH verdien. Etter kondisjonering tillates emulsjonen å sette seg i en tank. Dette medfører at man får et oljelag på toppen av karet etterfulgt av en vannfase i midten som kan tas ut og behandles før vannet slippes ut. Den gjenværende emulsjon i bunnen av tanken kan nå ha et faststoffinnhold på inntil det dobbelte av utgangspunktet Et faststoff innhold på 12-15 vol % er ikke uvanlig med en slik fremgangsmåte når man som utgangspunkt starter ut med et faststoff innhold på 6-8 vol % .

Den gjenværende slamfasen kan så bli blandet sammen med oljeholdig kaks med et høyt faststoff innhold og behandlet termisk i en fluidisert bed enhet hvor vannet fordamper, og oljen/kjemikaliene fordampes/krakkes slik at basisoljen kan gjenvinnes og det fremkomne tørrstoffet kun inneholder et lite restinnhold hydrokarboner (< 500 ppm).

Raffmerislam består ofte av stabile faststoff stabiliserte emulsjoner og blir i dag behandlet ved sentrifugering for å fjerne så mye vann som mulig etter en kondisjonering med ulike typer tilsetnmgskjemikalier. Raffineri slam som inneholder råolje inneholder naturlige surfaktanter i form av resin- og asfalten som sammen med voks, tilsetningskjemikalier og fast stoffer kan bidra til dannelse av svært stabile emulsjoner. Faststoffet i ulike typer raffineri slam utgjør normalt omkring 1-10 vol. % og kan være en blanding av kokspartikler, rust, salt samt leire og silt. Den gjenvunnede oljen benyttes normalt som ressurs i raffineriet. Det gjenværende slammet hvor volumet reduseres med inntil 30-50 %, forbrennes under tilførsel av energi, eksempelvis i et forbrenningsanlegg, slik at man til sist sitter igjen med en askerest som må deponeres, ofte til betydelige kostnader.

Det blir i norsk patentsøknad nr. 19984054 beskrevet en fremgangsmåte og utstyr for destabilisering av mekaniske emulsjoner ved mekanisk å fjerne elektriske la(ininger.

Dette er en metode som har vist seg anvendelig til å bryte opp rekke typer emulsjoner som ikke stabiliseres med naturlige surfaktanter i form av resin-/asfaltenforbindelser, tilsetningskjemikalier samt faststoffer.

I US 5.100.559 beskrives en fremgangsmåte hvor emulsjoner sprenges ved å varme opp blandingen til en temperatur > 200 ° C under høyt trykk. Blandingen holdes ved denne høye temperatur og trykk inntil fasene er adskilt. Metoden er normalt svært energi krevende og anbefales derfor ikke dersom det ikke er svært vanskelige og stabile emulsjoner som skal knekkes.

I EP 141 529 beskrives bryting av emulsjon ved hjelp av varme. Varmen tilføres til tanken ved skråstilte varmestaver som går inn i emulsjonen. Etter at emuljonen er brutt ved denne varmebehandlingen, skilles bestandelene ved hjelp av tetthetsforskjeller. Damp fra oljefraksjoner med lavt kokepunkt trekkes ut i toppen. Behandlet vann og olje tas ut av tanken i henholdsvis bunnen og toppen av tanken. Det er ikke nevnt noe om separasjon av faststoffer.

NO 159 575 beskriver en fremgangsmåte for å redusere vannmengden i oljeslam. Oljeslammet i en beholder holdes ved undertrykk samt en temperatur som ligger over kokepunktet for vann ved dette trykket. Omrøring av slammet skjer ved at slam tappes ut i bunnen av tanken og føres inn i tanken over væskeoverflaten hvor det innstrømmende slammet sprøytes mot en støtplate før det renner ned. Vanndamp trekkes av i tankens topp og kondenseres ved avkjøling. Målet ved denne oppfinnelsen er å redusere vanninnholdet så mye at slammet kan tjene som brensel. Det er ikke nevnt noe om separasjon av faststoff eller muligheten for å skille vann og olje i tanken.

NO 161 076 beskriver et apparat for oppsamling og nedbrytning av viskøse

petroleumsemulsjoner hvor det benyttes en demulgator for å bryte opp emulsjonen. Det nye ved denne oppfinnelsen skal være en kombinasjon av en blandeinnretning i hvilken demulgatoren blandes inn i emulsjonen før emulsjonen når oppsamlingstanken, samt at det i oppsamlingstanken er et undertrykk for oppsuging av emulsjonen.

GB 1.409.045 beskriver en fremgangsmåte og et apparat for koalisering av dispergerte dråper. Emulsjonen ledes gjennom en spesiell pakning eller over en ledeplate hvor emulsjonen bringes i kontakt med to forskjellige materialer, hvor det ene materialet har høy overflateenergi og det andre materialet har lav overflateenergi.

WO 95/10345 beskriver også en behandlingstank hvor en emulsjon sprenges opp ved hjelp av varme, og hvor vann og olje tillates å sette seg før de tas ut som "rene" faser.

SU 1755861 Al beskriver også en tank for bryting av emulsjoner av olje og vann. Den innkommende emulsjonen føres inn over vannflaten i tanken. Innkommende emulsjon ledes over en bølgeformet skål over hvilken det er montert bjelleformede organer med tennplugger. Fra skålen renner emulsjonen ned i den underliggende væsken hvor olje og vann tillates å sette seg før de "rene" faser tappes av.

SU 1214-135 A beskriver en løsning hvor emulsjon sprøytes inn i en tank mot en skjerm over væskeoverflaten i form av en jet stråle. Slaget mot skjermen deformerer dråpene i emulsjonen og sprenger opp emulsjonen. Væsken renner nedover skjermen som fører ned under væskeoverflaten, hvor vann og olje skilles ved sedimentering. Damp tas ut i toppen av tanken. Det er her ikke nevnt noe om temperatur eller trykk. Det er heller ikke nevnt noe om utskilling av faststoff.

US 4.938.876 beskriver en fremgangsmåte for separering av faststoff-stabiliserte olje og vann-emulsjoner hvor emulsjonen oppvarmes under høyt trykk (7 bar) og høy temperatur(170 ° C) deretter et hurtig trykkfall (til ca 1 bar) ved å føre massen via en dyse inn i en tank med stort v61um. Under denne operasjonen dampes vann og lette oljekomponenter bort og temperaturen i tanken synker ned til ca. 109-115 ° C. Faststoffer skilles deretter ut ved hjelp av hydrosykloner og filtrering, mens olje og vann separeres ved hjelp av en kontinuerlig sentrifuge. Fortrinnsvis benyttes det flokkuleirngsmidler for effektivt å skille ut faststoff.

De kjente teknikker representert ved publikasjonene ovenfor kommer til kort ved separasjon av meget stabile emulsjoner i form av visse typer raffinerislam, mudslam/slopemulsjoner, samt andre typer problemslam som valseoljeslam fra stålverk og såkalt "opportunity"- avfall som er organisk avfall som er vanskelig håndterbart og som hopes opp i spesial deponier i mangel på andre alternativer.

Det er derfor et mål med foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en fremgangsmåte for oppsplitting av svært stabile emulsjoner som omfatter olje, vann og faststoffer.

For emulsjoner som inneholder betydelige mengder faststoff er det et mål å skille ut faststoffet i en fraksjon med et høyest mulig faststoff innhold som gir minst mulig volum for videre behandling. Faststoffet kan etter viderebehandling gjenbrukes eller eventuelt deponeres.

Dessuten er det ønskelig å skille oljefasen og vannfasen slik at disse blir tilstrekkelig rene til at oljen kan gjenbrukes og at vannet kan slippes ut i naturen med minimal etterrensing.

Det er derfor et mål ved foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en framgangsmåte for separering av bestandelene olje, vann og faststoff fra stabile emulsjoner på en slik måte at de fremkomne olje og vannfasene blir nærmest fri for partikler samtidig som fremgangsmåten leder til en faststoff fase med et betydelig innhold av faststoffer (inntil 60 vol %) uten bruk av andre teknologier i form av sentrifuger og hydrosykloner.

Det er dessuten ønskelig at det ikke skal være nødvendig med organiske tilsetningskjemikalier, samt at fremgangsmåten ikke er sensitiv til fremmedlegemer i form av fiberrikt materiale.

Dette målet er ifølge oppfinnelsen nådd ved en fremgangsmåte for separasjon av olje, vann og faststoff fra oljeholdige føder i form av emulsjoner og slam, hvor føden først er kondisjonert i form av pH justering på kjent måte for å destabilisere denne, hvor føden først blir oppvarmet ved at den blir ledet gjennom rør som blir oppvarmet fra utsiden;

den oppvarmede føden deretter blir ledet inn i en vakuumtank som er delvis fylt med behandlet føde som er til sluttbehandling i form av settling slik en partikkelrik fraksjon utfelles i bunnen av tanken under en væskefase med redusert faststoffinnhold, hvor det øverst i tanken er en damplomme, og hvor trykket i vakuumtanken er lavere enn atmosfæretrykket;

fordampet væske blir trukket ut fra gasslommen, kondensert og viderebehandlet; faststoffet tillates å sette seg før det trekkes ut fra bunnen av vakuumtanken for viderebehandling;

væske trekkes ut fra væskefasen for videre behandling.

Oppvarming av føden ved at den ledes gjennom et rør som blir oppvarme fra utsiden, slik at bestanddelene i emulsjonen blir virvlet mot rørveggen, medfører at alle bestanddelene i føden kommer i kontakt med rørets overflate og sikrer at samtlige komponenter i føden blir oppvarmet til tilnærmet samme temperatur. Dessuten blir statiske ladninger som er til stede i enkelte av komponentene i føden utladet i kontakt med rørets overflate.

Det er foretrukket at røret som føden føres gjennom i varmeren, er over omkring 25 m langt, foretrukket over 50 m langt og helst over 100 m langt.

Føden blir fortrinnsvis oppvarmet til en temperatur fra 60-120 °C, fortrinnsvis fra 80 - 110°C.

Det er foretrukket at absoluttrykket i vakuumtanken er fra 0,1 til 0,9 bar, foretrukket fra 0,3 til 0,8 bar og mest foretrukket omkring 0,5 bar.

Ifølge en første foretrukket utførelsesform av foreliggende fremgangsmåte ledes føden inn i eller nær toppen av vakuumtanken og sprøytes ut mot vakuumtankens vegger over væskeoverflaten.

Ifølge en andre foretrukket utførelsesform ledes føden inn i vakuumtanken like under væskeoverflaten. Det er for denne utførelsesformen foretrukket at føden ledes inn i vakuumtanken i et område som er horisontalt avgrenset mot tankens øvrige innhold.

Det er foretrukket at føden utsettes for vakuum betingelser i varmeren.

Det er også et mål å fremskaffe en anordning for utførelse av fremgangsmåten.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved en anordning for separasjon av olje, vann og faststoff fra en emulsjon, som er kjennetegnet ved at den omfatter en varmer omfattende et rør som blir oppvarmet fra utsiden, for oppvarming av emulsjonen; oppstrøms

en vakuumtank med et absolutt trykk på fra 0,1 til 0,9 bar som er delvis fylt med føde i form av emulsjoner og/eller slam under behandling, og slik at det øverst i vakuumtanken er en damplomme;

en tilførselsledning for å føre oppvarmet føde fira varmeren inn i vakuumtanken;

et damputtak for å trekke damp ut fra vakuumtanken;

et væskeutløp for å trekke væske ut av vakuumtanken; og

et partikkelufiøp for å trekke faste partikler og væske ut av bunnen av vakuumtanken.

Det er foretrukket at at varmeren omfatter rør som fortrinnsvis er minst 25 m, foretrukket minst 50 m og aller helst minst 100 m langt, og hvor røret blir utvendig oppvarmet, fortrinnsvis av omkringliggende varmt vann.

Ifølge en første foretrukket utførelsesform munnet tilførselsledningen ut i en dyse i eller nær toppen av vakuumtanken.

Ifølge en andre foretrukket utførelsesform munner tilførselsledningen ut i et horisontalt avgrenset område like under væskeoverflaten i vakuumtanken.

Uten å ønske å være bundet av noen bestemt teori for virkemåten av foreliggende anordning, er det antatt at det er minst fem effekter som er viktige for at foreliggende anordning skal gi den ønskede effekt.

For det første er det viktig at alle komponenter i en emulsjon blir oppvarmet til nær samme temperatur. Ved tradisjonell oppvarming av en vann- i- olje emulsjon vil normalt det meste av varmen tilføres oljen som den kontinuerlige fase.

Varmeoverføring mellom olje og vann i en faststoff stabilisert emulsjon foregår i meget liten grad da oljen opptrer som en termisk isolator. I for eksempel en vann -i- olje emulsjon kan således oljen være langt over vannets koketemperatur i lang tid , uten at vannet er varmt nok til å koke.

Ved oppvarming i en varmer med stor overflate, hvor emulsjonen går/ledes gjennom et langt rør, vil alle bestanddelene i emulsjonen komme i kontakt med rørets overflate og bli oppvarmet. Dette synes å være et viktig element ved foreliggende oppfinnelse.

For det andre er elektriske ladninger og statiske spenninger med på å stabilisere emulsjoner ved at dispergerte partikler i den kontinuerlige fase med samme ladning frastøter hverandre. Det antas videre at bevegelige partikler i en emulsjon kan utlades ved kontakt med rørveggen, og at frastøtningseffekten oppheves.

Dette støttes av bevis som indikerer at partikler kan bli elektrisk ladet på grunn av kollisjon med en rørveggen som igjen leder til at partikler som allerede er elektrisk ladet kan bli utladet og at en emulsjon derved kan destabiliseres.

Se for eksempel K. Min and B .T . Chao . Nuclear Science and Engineering. 26, 534-546 (1966)

For det tredje er en kondisjonering av føden (slam og/eller emulsjon) ved pH justering svært viktig da en slik fremgangsmåte svekker den adsorberte filmen som omgir vanndråpene og som opptrer som en fysisk barriere som forhindrer kontakt mellom de dispergerte vanndråpene. Den kjemiske sammensetning av denne filmen er omtalt ovenfor. Styrken til denne filmen er svært viktig for en emulsjons stabilitet. Fagmannen som arbeider med separasjon av emulsjoner, vil vanligvis være klar over hvilken pH som ligger i det optimale vindu for en bestemt emulsjons type .

For det fjerde er undertrykket i vakuumtanken viktig. Ved undertrykk koker komponentene i emulsjonen ved lavere temperatur enn ved atmosfæretrykk. Koking (damputvikling) inni smådråpene i emulsjonen, fører til at dråpene sprenges på grunn av dampens volumøkning og emulsjonen svekkes/brytes.

Brytning av emulsjonen kan på nytt danne statiske ladninger. Disse nye ladninger vil virke hemmende på videre utskilling ved at olje og vannfasen ikke blir rene og må videre bearbeides av annen teknologi.

Ved at svekking/brytning av emulsjonen starter i varmeren ,vil nye statiske ladninger fjernes i varmeren. Ladningen utlades raskt ved gjentagne kontakter med stålrør i varmeren og stålvegg i vakuumtanken.

For det femte synes også undertrykket å ha en positiv effekt på faststoffet i emulsjonen. Faststoff partiklene kan inneholde gasslommer eller på annen måte assosiert gass. Denne gassen kan redusere den tilsynelatende tettheten til partiklene og således redusere/hindre utfelling. Ved å utsette partiklene for varme etterfulgt av undertrykk vil gassen frigjøres. Den derav følgende økningen av den tettheten kombinert med effekten av redusert viskositet og tetthet på oljen som medfører mindre motstand for faste partikler mot å sette seg (felle ut) ifølge Stoke's lov, kan være en forklaring på at ytterst små og fine partikler i kolloidal størrelse (< 2 um) setter seg etter behandling ifølge foreliggende fremgangsmåte.

Enkelte slamtyper som for eksempel brukt boreslam gir spesielle utfordringer, da det i tillegg til mikropartikler som leire og borefinstøv, også kan inneholde forskjellige andre faststoffer i form av ull, sagflis, dyrehår og andre tettingsmidler som benyttes for å hindre at boreslam lekker ut i formasjonen under boring. Disse faststoffene gjør at brukt boreslam lett tetter rør under 20 mm. Av denne grunn må man gjerne ta enkelte forbehold når det gjelder dimensjoner på rør og åpninger for et anlegg for behandling av et oljeholdig avfall som inneholder mye fiberrikt material. Dyser med stort trykkfall kan ikke brukes i denne sammenheng.

Oppfinnelsen vil nedenfor bli nærmere beskrevet med henvisning til et anlegg for utførelsen av framgangsmåten, hvor: Figur 1 viser en prinsippskisse for et anlegg ifølge oppfinnelsen; Figur 2 viser et snitt gjennom en vakuumtank i et anlegg ifølge oppfinnelsen;

Figur 3 viser et snitt gjennom en alternativ vakuumtank .

Anlegget vist i figur 1 er et typisk anlegg for behandling av diverse typer emulsjoner, slik som brukt boreslam eller raffinerislam .

Etter kondisjonering føres emulsjonen som skal separeres inn i anlegget gjennom et innløp 1 til en pumpe 2. Fra pumpe 2 pumpes emulsjonen gjennom et rør 3 til en varmer 4. Varmeren 4 er en varmer med stor varme overføringsflate , en varmer som omfatter et langt, helst spiral formet rør med glatt indre overflate hvor røret blir oppvarmet fra utsiden, fortrinnsvis fra vann som omgir spiralen. Eventuelt kan varmeren 4 inneholde to eller flere parallellkoblede spiraler.

Oppvarmingstemperaturen kan variere alt etter sammensetningen av emulsjonen som skal skilles. Typisk vil temperaturen på emulsjonen ut av varmeren 4 være i området 60 til 120 °C. Det er foretrukket at trykket i varmeren 4 ligger under atmosfæretrykket., slik at føden allerede her utsettes for dampdestillasjon med resultat at føde i form av emulsjoner allerede er nærmest helt brutt opp før den kommer inn i vakuumtanken 10.

Fra varmeren 4 blir den oppvarmede emulsjonen ledet i et rør 6 via en treveisventil 7 til en øvre tilførselsledning 8 eller en nedre tilførselsledning 9 til en vakuumtank 10. Vakuumtanken 10 er delvis fylt med emulsjon som er under behandling. Over emulsjonens overflate, merket med stiplet linje på figuren, er det en damplomme 13. Det er foretrukket at trykket i vakuumtanken er fra omkring 0,1 til 0,9 bar absolutt trykk. Det har vist seg hensiktsmessig ved flere tester å arbeide ved et absolutt trykk i området 0,5 - 0,8 bar. Lavere trykk blir vurdert etter behov.

Ved behandling av emulsjoner som inneholder relativt lite faststoff partikler og ellers er svært stabile, stilles treveis ventilen 7 slik at emulsjonen ledes gjennom den øvre tilførselsledningen 8 til toppen av vakuumtanken 10, via en dyse 11. Dysen 11 er en rundt sprøytende dyse som sprøyter den innkommende emulsjonen ut mot en halvkule-formet inmetning i øvre del av vakuumtanken, slik at emulsjonen renner langs tankens vegger og ned i væskefasen under som er til behandling.

Den varme væsken som strømmer ned langs veggene på vakuumtanken 10, vil koke på grunn av undertrykket i tanken, og damp og gass blir frigitt i gasslommen 13.

Ved behandling av mindre stabile emulsjoner som inneholder et heller høyt innhold fast stoffer og/eller fibermaterialer eller annet materiale som kan tette rør og dyser, stilles treveis ventilen 7 slik at emulsjonen ledes gjennom den nedre tilførselsledningen 9. Den nedre tilførselsledningen går inn i vakuumtanken og munner ut fortrinnsvis like under væskeoverflaten i tanken, inni et hovedsakelig vertikalt stabiliseringsrør 12.

Inni stabiliseringsrøret 12 ligger tilførselsledningen 9 tilnærmet horisontalt. Enden på tilførselsledningen 9 er fortrinnsvis skåret skrått av slik at åpningen peker skrått oppover som antydet i figur 2.

Restemulsjonen som strømmer inn i vakuumtanken 10 gjennom tilførselsledningen 9 vil på grunn av undertrykket koke. En del av væskefasen går over i gass/damp form og river med seg deler av emulsjonen som spruter over kanten av stabiliseringsrøret 12.

Stabiliseringsrøret 12 har en diameter som er større enn tilførselsledningen, typisk tre til ti ganger større. Stabiliseirngsrørets 12 diameter er igjen typisk fra omkring lA til 1/10 av vakuumtankens 10 diameter.

Gass og damp som frigis ved koking, enten emulsjonen er ført inn gjennom den øvre eller nedre tilførselsledningen 8,9, trekkes ut gjennom et gassutløp 14 ved hjelp av en pumpe 20.

Kokingen av emulsjonen, enten emulsjonen kommer inn gjennom den øvre eller nedre tilførselsledningen 8, 9, fører til at temperaturen i emulsjonen synker til under blandingens kokepunkt, slik at det er kun den friskt tilførte væsken som koker. Kokingen i vakuumtanken er således begrenset til den væsken som renner langs tankens vegger rundt damplommen 13 eller inni stabiliseringsrøret.

Den nedre del av vakuumtanken 10, dvs. den delen som er fylt med væske, virker som en settlingstank hvor partiklene som nå er løsnet fra emulsjonen, faller mot bunnen og kan tas ut gjennom et partikkelutløp 16 ved hjelp av pumpe 17. En blanding av vann og olje samt en begrenset mengde partikler tas ut gjennom et væskeutløp 15 ved hjelp av en pumpe 21.

Gassen i gassutløpet 14 avkjøles og kondenseres i en kjøler 18. Kjøleren 18 er en kjøler med stor indre overflate, fortrinnsvis en kjøler hvor gassen som skal kjøles, ledes gjennom et langt spiral formet rør som er omgitt av vann. Oppbygningen til kjøleren 18 er således tilsvarende oppbyggingen av varmeren 4.

Væskefasen fra vakuumtanken 10 trekkes ut gjennom væskeutløpet 15 og gjennom en kjøler 19 som fortrinnsvis er av samme type som kjøler 18.

Trykket i vakuumtanken reguleres ved å balansere tilførsel av væske gjennom tilførselsle(lningen 8, 9, mot uttak av væske, slam og damp i henholdsvis uttak 16,15 og 14.

Etter avkjøling til typisk omkring 40 - 60 °C, ledes både den kondenserte gassen og væsken inn i en olje-/vann - utskiller 22. Denne olje-/vann - utskiller 22 er fortrinnsvis en utskiller av samme type som beskrevet i norsk patentsøknad nr. 19984054, eventuelt en modifikasjon av denne.

I olje-/vann - utskiller 22 skilles vann og olje i to relativt rene faser som tas ut gjennom henholdsvis et oljeutløp 23 og et vannutløp 24. Gjenværende partikler og materiale som er tyngre enn vann, tas ut gjennom et slam utløp 25 og ledes til rør 3 hvor det på nytt sendes gjennom anlegget.

Hvis ønskelig kan det være anbrakt en ekstra settlingstank mellom kjøleren 18 og olje/vann - utskiller 22 for å skille olje og vann. Dersom man setter inn en slik ekstra settlingstank, vil man kunne få ut olje som er så ren at den kan omsettes uten å gå gjennom olje/vann -utskiller 22. Vannet inneholder imidlertid vanligvis urenheter og bør normalt renses ytterligere i olje/vann - utskiller 22.

Vannet i vannutløp 24 fra olje/vann - utskiller 22 kan inneholde partikler, eksempelvis organiske fettpartikler som er spesielt vanskelige å skille ut. Det kan i slike tilfeller være nødvendig å rense vannet for partikler ved andre tradisjonelle teknologier som filtrering osv.

Den i figur 1 og 2 viste utførelsesform av foreliggende anordning kan som nevnt ovenfor benyttes både til emulsjoner inneholdende fibre og annet materiale som tetter dyser, foruten emulsjoner uten slikt innhold. Dersom anordningen skal monteres i et anlegg hvor man på mer kontinuerlig basis håndterer samme type emulsjon, kan et slikt anlegg skreddersys og gjøres enklere.

I figur 3 er det vist en alternativ utførelsesform som har et stabiliseringsrør 25 som er åpent mot vakuumtanken for øvrig i toppen, men ikke i bunnen. Denne anordningen er spesielt tilpasset for føder med meget stort faststoffinnhold .

Slam med stort tørrstoffinnhold tas ut i bunnen av stabiliseirngsrøret 25 gjennom et slam uttak 26 ved hjelp av en pumpe 27. Gass og damp fra gassuttaket 14 og væske fra væskeuttaket 15 behandles på samme måte som i den ovenfor beskrevne anordningen. Slam og vann som synker til bunn i vakuumtanken 10, går til videre behandling sammen med slammet fra slamuttak 26 dersom faststoffandelen er tilstrekkelig høy, eller går til resirkulering i anlegget i motsatt fall.

For å energi optimalisere foreliggende fremgangsmåte er det foretrukket at varmen fra kjølerne 18,19 benyttes for forvarrning av føden i form av emulsjon/slam før denne føres inn i varmeren 4.

Det er viktig at alle pumpene er "skånsomme" mot føden i form av emulsjon/slam. Man kan her benytte tannhjulspumper, eksenterskru -pumper eller fortrinnsvis loborotor pumper.

Testresultater / sammenligning(er)

Driftsbetingelser i anlegget:

Driftstemperatur, dvs. oppvarmingstemperatur ut av varmer: 87 ° C

Testresultater:

Resten av oljen finnes i fast stoffet som hovedsakelig består av lette bentonitt-partikler som er kjemisk modifisert slik at denne sveller i olje i stedet for vann.

Over den tunge fasen ble det også observert en lettere fase som inneholdt fra 40- 50 vol% faststoff. Denne andelen utgjorde i overkant av 20 liter. Resten av støvet var fordelt som små partikler i vannfasen.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for separasjon av olje, vann og faststoff fra oljeholdige føder i form av emulsjoner og slam, hvor føden først er kondisjonert i form av pH justering på kjent måte for å destabilisere denne, karakterisert ved at føden først blir oppvarmet ved at den blir ledet gjennom rør som blir oppvarmet fra utsiden; den oppvarmede føden deretter blir ledet inn i en vakuumtank som er delvis fylt med behandlet føde som er til sluttbehandling i form av settling slik en partikkelrik fraksjon utfelles i bunnen av tanken under en væskefase med redusert faststoffinnhold, hvor det øverst i tanken er en damplomme, og hvor trykket i vakuumtanken er lavere enn atmosfæretrykket; fordampet væske blir trukket ut fra damplommen, kondensert og viderebehandlet; faststoffet tillates å sette seg før det trekkes ut fra bunnen av vakuumtanken for viderebehandling; væske trekkes ut fra væskefasen for videre behandling.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at røret som føden føres gjennom i varmeren, er over omkring 25 m langt, foretrukket over 50 m langt og helst over 100 m langt.

Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at føden blir oppvarmet til en temperatur fra 60- 120 °C, fortrinnsvis fra 80-110 °C.

4. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at absoluttrykket i vakuumtanken er fra 0,1 til 0,9 bar, foretrukket fra 0,3 til 0,8 bar og mest foretrukket omkring 0,5 bar.

5. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at føden ledes inn i eller nær toppen av vakuumtanken og sprøytes ut mot vakuumtankens vegger over væskeoverflaten.

6. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 1 til 3, karakterisert ved at føden ledes inn i vakuumtanken like under væskeoverflaten.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at føden ledes inn i vakuumtanken i et område som er horisontalt avgrenset mot tankens øvrige innhold.

8. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at føden utsettes for vakuum betingelser i varmeren. slik at denne allerede her utsettes for dampdestillasjon med resultat at føde i form av emulsjoner allerede er nærmest helt brutt opp før den kommer inn i vakuumtanken;

9. Anordning for separasjon av olje, vann og faststoff fra en emulsjon, karakterisert ved at den omfatter en varmer (4) omfattende et rør som blir oppvarmet fra utsiden, for oppvarming av emulsjonen; oppstrøms en vakuumtank (10) med et absolutt trykk på fra 0,1 til 0,9 bar som er delvis fylt med føde i form av emulsjoner og/eller slam under behandling, og slik at det øverst i vakuumtanken er en damplomme (13); en tilførselsledning (9) for å føre oppvarmet føde fra varmeren (4) inn i vakuumtanken (10); et damputtak (14) for å trekke damp ut fra vakuumtanken (10); et væskeutløp (15) for å trekke væske ut av vakuumtanken (10); og et partikkelutløp (16) for å trekke faste partikler og væske ut av bunnen av vakuumtanken (10).

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at varmeren omfatter rør som fortrinnsvis er minst 25 m, foretrukket minst 50 m og aller helst minst 100 m langt, og hvor røret fortrinnsvis blir utvendig oppvarmet av omkringliggende varmt vann.

11. Anordning ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at tilførselsledningen munner ut i en dyse (11) i eller nær toppen av vakuumtanken (10).

12. Anordning ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at tilførselsledningen (9) munner ut i et horisontalt avgrenset område like under væskeoverflaten i vakuumtanken (10).