NO324790B1 - Fremgangsmate for a skille en vaeske fra en annen vaeske - Google Patents
Fremgangsmate for a skille en vaeske fra en annen vaeske Download PDFInfo
- Publication number
- NO324790B1 NO324790B1 NO19992041A NO992041A NO324790B1 NO 324790 B1 NO324790 B1 NO 324790B1 NO 19992041 A NO19992041 A NO 19992041A NO 992041 A NO992041 A NO 992041A NO 324790 B1 NO324790 B1 NO 324790B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- liquid
- droplets
- oil
- water
- stage
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 claims description 14
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 34
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G33/00—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
- C10G33/06—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils with mechanical means, e.g. by filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/04—Breaking emulsions
- B01D17/041—Breaking emulsions with moving devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/04—Breaking emulsions
- B01D17/045—Breaking emulsions with coalescers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S210/00—Liquid purification or separation
- Y10S210/05—Coalescer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Fremgangsmåten tjener til å skille en første f ra en andre væske, hvor den ene væsken ikke er løselig i den andre, den første væsken er omfattet som dråper i den andre og de to væskene har forskjellig tetthet. Fremgangsmåten omfatter følgende tre trinn: 1. Til å danne en samling av dråpene blir væskeblandingen ledet gjennom et første tidsrom som turbulente strømninger gjennom innbygninger (110, 113), spesielt gjennom anvendelige fyllelegemer i en pakningskolonne eller en statisk mikser. 2. Strømningene blir for en videre dannelse av samlingen av dråper gjennom et andre tidsrom holdt ved en lavere hastighet. 3. Til slutt blir strømningene ved videre redusert hastighet ført mot hhv med tyngdekraften, hvorved større dråper (122) som settes av hhv stiger opp blir samlet og skilt ut, mens mindre dråper (123) blir ført med videre av den andre væsken.
Description
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å skille en første væske fra en andre væske, spesielt for å skille vanndråper fra olje eller omvendt oljedråper fra vann.
Olje fra mineralkilder, nemlig jordolje eller såkalt kondensat inneholder som regel vann på grunn av geologiske hendelser, fra hawannsinntrengning i olje- hhv gassfelt eller fra injisert trykkvann som er brakt inn under oljeutvinningen for å opprettholde trykket i oljefeltet. Kondensat er en væske av tunge hydrokarboner som ved jordgassutvinningen opptrer som ledsagerstoff og som blir skilt fra gassen. I det etterfølgende skal begrepet olje omfatte så vel jordolje som kondensat.
Vann er i olje som blir levert som råstoff til raffineriene bare tolererbart i små mengder, på grunn av korrosjon i transportskipene eller transportrørene, på grunn av transportomkostningene for verdiløst vann og på grunn av fraksjoneringsprosessene i raffineriene som for det meste bare kan gjennomføres vannfritt. Som regel kan en olje som blir transportert med tankere ikke inneholde mer enn 1 % vann.
I et kjent apparat "Performax Coalescer" som er utformet som sylindrisk og horisontalt anordnet beholder blir fasene for en blanding separert som består av tre faser gass, olje og vann i form av meget små dråper. Vanndråpene, hvor den gjennomsnittlige diameter ligger i området fra rundt 10 til 30 um oppstår ved en trykkreduksjon i en høytrykksventil "choke valve", hvor trykkfallet kan utgjøre flere ganger 100 bar. Verdiene for dråpediametrene sprer seg sterk om gjennomsnittsverdien.
Gassen og olje/vannblandingen strømmer - i den øvre delen av apparatet hhv i den nedre delen - fra et inngangs- til et utgangsområde. Vann og olje skilles her takket være en forskjell i tetthet, de danner i utgangsområdet sjikt med olje som bare inneholder 0,5 til 1 % vann og et sjikt med vann som ligger under og som er kontaminert med olje. Vannet må etterbehandles (for eksempel med sentrifugalutskiller) for å få en kvalitet som er tolererbar for omgivelsene.
I inngangsområdet for trefaseskilleapparatet kan en pakning for følgende formål være innebygget: dersom bruksstedet for apparatet eksempelvis er et skip eller en flytende boreplattform (offshore-anlegg), så skal en sammenblanding av de tre fasene igjen på grunn av vuggende bevegelser forhindres, dessuten skal koalesensen for små vanndråper fremmes. Mens det første av de tilstrebede formålene uten tvil blir oppnådd synes det andre mere tvilsomt da de fleste av dråpene ved gjennomstrømning i pakningen ikke kommer i kontakt med dens overflate og dermed kan en effekt som fremmer koalesensen bare være svakt utviklet.
Dette trefaseskilleapparatet har et meget stort volum, noe som er en ulempe spesielt i offshore-anlegg. Det er for oljen nødvendig med ventetider på fra 3 til 10 minutter. Hastighetene av fasene som strømmer gjennom apparatet er i størrelsesordenen fra noen millimeter pr. sekund.
Det er kjent vann/oljefiltre hvor en koalesens beror på en filtreringseffekt og ikke på en strømnings- eller tyngdekratfseffekt. Disse filtrene er bare brukbare for små andeler av vann i området fra 1 % til 10 ppm da filtrene ved større andeler vann blir mettet med vann og dermed uvirksomme.
Foruten en utskillelse av vann fra olje skulle det med et skilleapparat også være mulig med en utskillelse av olje fra vann, slik det eksempelvis er nødvendig ved havforurensing etter tankskipsulykker.
Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte som skiller to væsker, hvor den ene i dråpeform er løst i den andre, i en innretning som er minst mulig og/eller tillater kortest mulig tid til opphold i innretningen. Dette formål oppnås med fremgangsmåten angitt i krav 1 med en innretning ifølge krav 7.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tjener til å skille en første væske fra en andre væske, hvor den ene væsken ikke er løselig i den andre, hvor den første væsken er oppløst som dråper i den andre og de to væskene har forskjellige tettheter. Fremgangsmåten omfatter følgende tre trinn, 1. for å danne en koalesens av dråpene blir væskeblandingen gjennom et første tidsrom ledet som turbulente strømninger gjennom innbygninger, særlig gjennom et anvendelig fyllelegeme eller en statisk mikser. 2. Strømningen blir holdt ved en redusert hastighet for en videre utforming av koalesensen gjennom et andre tidsrom. 3. Til slutt blir strømningene ved videre redusert hastighet ført mot hhv med tyngdekraften, slik at større dråper som avsettes hhv stiger opp blir samlet og utskilt, mens mindre dråper blir ført med videre av den andre væsken.
I forhold til de tidligere kjente fremgangsmåtene er oppholdstiden for oljen i skilleinnretningen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vesentlig redusert og altså takket være at en forstørrelse av dråpene blir gjennomført i tre skritt, hvor det for hvert skritt blir truffet et passende valg av strømningshastighet. Med innbygninger og en relativt høy strøm-ningshastighet blir det i det første trinn sørget for turbulens, slik at alle dråpene er underkastet en bevegelsestilstand som - som eksperimentelt påviselig - bringer med seg sammensmeltingen av små dråper med større, som altså fremmer koalesensen. I det andre trinnet blir tofasestrømningene dempet, slik at koalesensen fortsetter. Til slutt blir det tredje trinn gjennomført for å skille fasene ved hjelp av forskjellen i tetthet, slik at store dråper avsettes, mens små forblir suspendert i den andre væsken. Avsetningen av vanndråpene i siste trinn kan forbedres ved hjelp av en pakning. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir en bedre renhet for oljen (ved gjennomførte forsøk 0,05 % vann istedenfor 0,5 til 1 %). Utskillingen skjer ikke som med det tidligere kjente skilleapparatet i koeksistens mellom væskeblandingen og en gassfase, slik at utskillingen er uavhengig av mulig forekommende vuggende bevegelser på bruksstedet.
Andre forsøk med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har gitt spesielt gode resultater: 0,1 til 0,2 % vann i oljen, 20 ppm olje i det bortledede vannet. (Da oljeandelen ved en avgivelse av vann til havet ikke må overstige 40 ppm er det med henblikk på dette forsøksresultatet ikke lenger nødvendig med en etterrensing av vannet.)
De uselvstendige krav angir fordelaktige utforminger av oppfinnelsen. Gjenstanden i krav 6 er en anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
Det er kjent å dispergere en første væske i en andre væske ved hjelp av statisk mikser, slik at det oppstår en væskeblanding, hvor den ene væsken er suspendert i den andre i dråpeform (se for eksempel F. Streiff "Anvendung statischer Mischer beim Inline-Dispergieren", MM Maschinenmarkt, 1977, s. 289). Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen dreier det seg om en omvending av en slik dispergeringsfremgangsmåte, hvor delvis lignende midler kan bli anvendt, nemlig innbygninger som har strukturen fra statiske miksere. Ved studium av dispergeringsfremgangsmåter gjennomført med statiske miksere fastslår man at diameteren av dråpene som er dannet ikke kan lages så små man vil, men at det innstiller seg en stasjonær tilstand som ikke forandrer seg ved gjennomstrømning i andre statiske miksere. En slik stasjonær tilstand avhenger av mikserstrukturen og strøm-ningshastigheten. Det er å anta at i den stasjonære tilstanden står en dannelse av nye dråper i likevekt med en forening av bestående dråper.
Grunntanken til oppfinnelsen er nå gjennom egnede forandringer av driftsbetingelsene å tilstrebe en forskyvning av en slik likevekt, hvor foreningsprosessen er avgjørende. Følgelig skulle det være mulig for en væskeblanding som inneholder små dråper med en egnet behandling i en statisk mikser å få en omvending av dispergeringsvirkningen som fører til en forstørrelse av den gjennomsnittlige dråpediameteren. Eksperimenter har bekreftet denne antagelsen og dermed vist at det med det første trinnet i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen virkelig er funnet forholdsregler som fremmer koalesensen.
Turbulensen i det første trinnet i fremgangsmåten skal være utformet slik at færrest mulig store dråper faller fra hverandre og flest mulig små dråper forenes. Turbulensen må bare ha den virkningen at det på hvert sted i innbygningsrommet foreligger en sterkt utformet omrøring av væsken, slik at en utskilling på grunn av tetthetsforskj eller blir forhindret.
Til utformingen av turbulensen kan også andre innbygninger som ikke er forutsatt for en statisk blanding brukes, eksempelvis fyllelegemer som kan anvendes i en pakningskolonne. Fra EP-B 0 418 338 (=P.6332) er en såkalt virvelpakning kjent som egner seg godt til gjennomføring av det første trinnet i fremgangsmåten.
I det følgende blir oppfinnelsen forklart ved hjelp av tegningene. Her viser figur 1 et trefaseskilleapparat som fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres i, figur 2 viser innbygninger for gjennomføringen av en statisk miksing, figur 3 viser et element for et annet eksempel på innbygninger, figurene 4a -5 viser et skjematisk tverrsnitt gjennom innretninger ifølge oppfinnelsen, figur 6 viser et snitt på langs gjennom en innretning ifølge oppfinnelsen, figur 7 viser en innsats for innretningen i figur 6, figur 8 viser et annet utformingseksempel på innretningen ifølge oppfinnelsen, figur 9 viser en variant av apparatet i figur 1 og figur 10 en innretning for fjerning av olje fra vann.
I figur 1 er det vist et trefaseskilleapparat A som omfatter en innretning 1 ifølge oppfinnelsen til å skille en flytende tofaseblanding 10, spesielt til å skille ut vanndråper fra olje. Gjennom en ventil B blir en trefaseblanding som ved siden av to flytende faser omfatter en gassfase matet inn i apparatet A, hvor gassen blir skilt fra tofaseblandingen 10 og gassen blir fjernet fra apparatet A gjennom stussen C. I tofaseblandingen 10 er en første væske i dråpeform løst i en andre væske, hvor i det i det viste eksemplet den første væsken (vann) har en større tetthet enn den andre (olje).
Blandingen 10 blir i innretningen 1 ifølge oppfinnelsen vidtgående skilt i de to væskene: et første trinn av fremgangsmåten foregår i organene 11 som omfatter innbygningene 110, eksempelvis statisk mikser ifølge figur 2. Gjennom en turbulens i innbygningene 110 blir det en koalesens, hvor større dråper vokser ved innfanging av mindre dråper. Den gjennomsnittlige hastigheten til de turbulente strømningene har en verdi mellom 100 og 1 000 mm/s. I et rom 12 som ligger under organene 11 fortsetter koalesensen (andre trinn). Strømningshastigheten er redusert (50 og 500 mm/s), slik at de større dråpene 122 kan sette seg av. De danner i sumpen av innretningen 1 en fase 140 som hovedsaklig består av den første væsken med en grenseflate 14 som har fraktale egenskaper: grenseflaten 14 blir dannet av en emulsjonslignende overgangssone hvor dråpene 122 forener seg til den kontinuerlige fasen 140. Den første væsken i fasen 140 kan slippes ut av apparatet gjennom stussen 141. Den andre væsken som har en lavere tetthet beveger seg oppover ut av rommet 12, hvorved de minste dråpene 123 i den tyngre væsken blir ført med. I rommet 13 som ligger over strømmer den andre væsken relativt langsomt (10 til 100 mm/s, tredje trinn), slik at også flere dråper 122 kan skilles ut. Med innbygninger 132 kan utskillingen av den første væsken fremmes eller økes idet ytterligere dråper som blir ført med av den andre væsken hefter til overflaten på innbygningene 132 og danner filmer som renner ned, som til slutt løser seg som større dråper 124 fra innbygningene 132. Gjennom en stuss 131 kan den andre væsken, som i stor grad er befridd for den første, tas ut av apparatet A.
Organet 11 som i utsnitt er vist i figur 2 er sylinderformet og omfatter en statisk mikser 110. Denne er bygget opp av bølgede lag 111 som er anordnet parallelt og har en krysskanalstruktur, dvs den danner en ordnet struktur elle pakning med åpent kryssende kanaler. Mikseren er sammensatt av flere enheter 112, hvor naboenheter i forhold til sine stillinger er orientert på tvers av hverandre. For innbygningene 132 i det tredje trinnet av fremgangsmåten kan det også være anordnet en krysskanalstruktur. Det er for innbygningene 110 i organet 11 mange strukturer som kan anvendes. Et alternativt strukturelement 113-Iikedan for et organ 11 med sirkelformet tverrsnitt - er vist i figur 3. Den tilsvarende innbygningsstrukturen setter seg sammen av en lineær anordning av slike strukturelementer 113.
Det første trinnet i fremgangsmåten kan også omfatte minst to deltrinn, slik at for hvert av disse deltrinnene til det etterfølgende avtar Webers tall (We) for strømningen på grunn av forandringene av den hydrauliske diameteren og/eller geometrien av innbygningene. Her øker den gjennomsnittlige diameteren av de koaleserende dråpene takket være en reduksjon av turbulensen. (Sammenlign her med publikasjonen av Streiff som er nevnt ovenfor, henvisningene 5, 8 og bilde 4, hvor det fremgår at jo mindre Webers tall er, desto større er dråpene. We = p w<2> dh a"<1> = produktet av tettheten, strømnings-hastigheten kvadrert, den hydrauliske diameteren av innbygningene og den resiproke verdien av grenseflatespenningen.)
Ved gjennomføringen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i et forsøksanlegg ble en blanding av vann (første væske) og paracryol (andre væske) skilt. I en dispergator ble vanndråper dannet som hadde en gjennomsnittlig diameter som lå i området mellom 10 og 30 um. Etter gjennomføringen av det første trinnet dannet det seg i det andre trinnet vanndråper med diameter større enn 3 mm. Paracryol inneholdt etter fjerningen av vanndråpene bare 0,05 % vann. Oppholdstiden for paracryol i testanlegget var bare 60 sekunder, altså omkring 3 til 10 ganger mindre enn med kjente skilleinnretninger. Med for-søksinnretningen ble 2 til 3 m /h væske behandlet.
Figurene 4a til 4c og 5 viser tverrsnitt gjennom innretninger 1 som er tilveiebrakt for behandling av store mengder tofasevæske (1 000 til 1 200 m<3>/h). I figur 4a danner organene 11 en bunt av en mengde statiske miksere som hver har et sylinderformet tverrsnitt. En skillevegg 11' lukker denne anordningen inne i sentrum av et sirkelformet rom 13, hvor det tredje trinnet av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen finner sted. Organene 11 kan også, se figur 4b, være anordnet i et ringrom eller, se figur 4c, i flere ringrom. I Innretningen 1 i figur 5 er organene 11 anordnet i sjakter 15 med firkantede tverrsnitt.
Sjaktene med firkantet tverrsnitt blir, som vist i figurene 6-7, med fordel fylt med innbygninger som strekker seg over hele tverrsnittet.
Innretningen 1 i figur 6 omfatter innsatsen 1' som er vist i figur 7. Denne er lagvis og alternerende bygget opp av statiske miksere 110 (loysskanalstruktur) og hulrom 13 som er åpne nedover. Rommene 13 kan omfatte pakninger 132 ( jfr. figur 1). I sine øvre ender kan den andre væsken etter behandlingen med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tas ut gjennom rør 131' og gjennom samlerør 131" tilføres utgangsstussen 131. Istedenfor innbygninger med krysskanalstruktur kan meget godt de såkalte virvelpakningene nevnt ovenfor anvendes.
For innretningen 1 i figur 6 blir blandingen som skal behandles tilført gjennom stussen 9 på siden og produktvæsken som er befridd for dråpene tatt ut gjennom den øvre stussen 131. Det kan være fordelaktig dersom blandingen som skal behandles blir tilført oppe og produktvæsken kan tas ut på siden. Dette er mulig når den statiske mikserstrukturen 110 som er anordnet for det første trinnet i innsatsen 1' i figur 7 blir byttet ut med pakningene i hulrommene 13 for det tredje trinnet i fremgangsmåten.
I figur 8 er det vist en innretning 1, hvor organet 11 for det første trinnet i fremgangsmåten er innrettet horisontalt. I den vertikale beholderen 13 blir det tredje trinnet gjennomført. I et rørstykke 125 som er anordnet horisontalt i fortsettelsen av organet 11 i beholderen 13 foregår koalesensen i det andre trinnet. Delrommet som er avgrenset av rørstykket 125 har ved sin utgang som fører inn i innerrommet av beholderen 13 en åpning som øker nedover. Rørstykket 125 kan også sløyfes da fremgangsmåtens trinn 2 også kan foregå uten dette i det nevnte delrommet. Beholderen 13 kan igjen inneholde innbygninger.
Med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan i stor grad oljefritt vann utvinnes. Renheten av vannet avhenger av forholdene i sumpen 140 i innretningen 1 (se figur 1), spesielt av følgende parametere: mengden av dråper som pr. tidsenhet setter seg av på den fraktale grenseflaten 14 og oppholdstiden for vannet i sumpen 140. Ved hjelp av innbygninger i sumpen 140 kan renheten bli enda bedre.
Den fraktale grenseflaten 14 er i alt vesentlig en sjiktformet sone, hvor tykkelsen likeledes øker med økende rate for dråper som avsettes. Renheten av det utskilte vannet avhenger av tykkelsen av denne sonen. For en høy renhet må sonen være tynnest mulig. Dette lar seg konstruktivt oppnå med en innretning som den som er vist i figur 9.
Innretningen 1 i figur 9 er en modifikasjon av den i figur 1, hvor nå en første del av blandingen 10 blir ført inn i et første kammer 12,13 gjennom den statiske mikseren 11 og en andre del gjennom den andre mikseren 11' inn i et andre kammer 12', 13' som er anordnet nedenfor. En vegg 15 skiller de to kamrene. I disse kamrene skjer hvert av de andre og tredje trinnene. Da hele flateinnholdet av de fraktale grenseflatene 14 og 14' nå er fordoblet i forhold til i figur 1, er det for vannet som renner ut gjennom stussene 141 og 141' å forvente en bedre renhet når det i begge tilfeller blir behandlet like store mengder. Oljen, som likeledes kan oppvise en noe bedre kvalitet, kommer ut av innretningen 1 gjennom de to stussene 131 og 131'. Selvfølgelig kan det tilsvarende også være anordnet mer enn to kamre 12, 13 hhv 12', 13' for å forstørre de fraktale grenseflatene 14, 14' enda mer.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan også anvendes ved en rensing av havvann som ved en tankskipsulykke er blitt forurenset. I dette tilfelle er oljedråper (første væske) oppløst i vann (andre væske). Tilsvarende må en innretning til å skille de to væskene være omvendt i forhold til innretningene som er beskrevet ovenfor. Figur 10 viser skjematisk en slik innretning 1": en tilførselsstuss 9 nede for forurenset vann (blanding 10), en uttaksstuss 141 for utskilt olje oppe, og en uttaksstuss 131 for renset vann på siden. Behandlingen av blandingen foregår igjen i statiske miksere 11 (med mikserstrukturer 110) og andre innbygninger 132 som fortrinnsvis har formen av pakningene med krysskanalstruktur. Over den strekprikkede grenseflaten 14 som også her igjen har fraktale egenskaper (oljedråper suspendert i vann og også vanndråper suspendert i olje) er det anordnet andre innbygninger for utskilling av medførte vanndråper fra oljen som flyter opp.
I ideelt tilfelle kan vannet renses ned til 40 ppm olje. Men ved større ulykker er det å foretrekke at store mengder vann raskt kan behandles og med tilsvarende reduksjon med hensyn til renhet.
Claims (11)
1. Fremgangsmåte for å skille en væskeblanding (10) som består av en første og en andre væske, hvor den ene væsken ikke er løselig i den andre, den første væsken er inneholdt som dråper i den andre og de to væskene har forskjellig tetthet, hvor fremgangsmåten omfatter følgende tre trinn: 1. for å danne en koalesens av dråpene blir væskeblandingen gjennom et første tidsrom ledet som turbulente strømninger gjennom innbygninger (110, 113), særlig gjennom et anvendelig fyllelegeme i en pakningskolonne eller en statisk mikser, 2. strømningene blir for en videre utforming av koalesensen gjennom et andre tidsrom holdt ved en lavere hastighet, og 3. til slutt blir strømningene ved videre redusert hastighet ført mot hhv med tyngdekraften, slik at større dråper (122) som avsettes hhv stiger opp blir samlet og skilt ut, mens mindre dråper (123) blir ført med videre av den andre væsken.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at verdiene for hastigheten av strømningen ligger mellom 0,1 og 1 m/s i første trinn, mellom 0,05 og 0,5 m/s i andre trinn, og mellom 0,01 og 0,1 m/s i tredje trinn.
3. Fremgangsmåte ifølge foregående krav, karakterisert ved at under det tredje trinnet blir avsetningen av dråpene begunstiget av innbyninger (132) som forårsaker ytterligere koalesens.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at for innbygningene (110, 132) i det første og/eller det tredje trinnet blir det anvendt pakninger med ordnet struktur.
5. Fremgangsmåte ifølge foregående krav, karakterisert ved at det første trinnet omfatter minst to deltrinn, og at for hvert av disse deltrinnene til det etterfølgende avtar Webers tall for strømningen på grunn av forandringer av den hydrauliske diameteren og/eller geometrien av innbygningene, slik at takket være en reduksjon av turbulensen øker den gjennomsnittlige diameteren av de koaleserende dråpene.
6. Anvendelse av fremgangsmåten ifølge foregående krav, hvor den ene væsken er vann og den andre olje, hvor spesielt oljen er utvunnet av en jordoljekilde eller en oljeholdig jordgasskilde.
7. Innretning (1) for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1-4, karakterisert ved at den omfatter en vertikal beholder som inneholder et kammer for å samle væskeblandingen (10), især for å samle vannholdig olje og også for å fordele væskeblandingen i et tilknyttet område som omfatter a) et vertikalt rør (11) eller flere parallell koplede og vertikalt anordnede rør (11) som hvert inneholder et fyllelegeme, især en statisk mikser (110) for å gjennomføre det første trinnet, og b) et oppsamlingsrom (130) for den andre væsken mellom beholderveggen og røret hhv rørene for gjennomføring av det tredje trinnet, samt for gjennomføring av det andre trinnet et ytterligere område (12) i beholderen hvor røret hhv rørene munner ut, og hvis tverrsnitt i forhold til summen av rørtverrsnittene er så mye forstørret at det fremkommer en forutbestemt hastighetsreduksjon fra det første til det andre trinnet.
8. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at rørene (11) er sjakter med firkantet tverrsnitt og at oppsamlingsrommet er sammensatt av parallelt anordnede kamre (13) med firkantet tverrsnitt.
9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at sjaktene (11) og de parallelt anordnede kamre (13) inneholder pakninger (110) med ordnet struktur, spesielt fylt med slike.
10. Innretning ifølge krav 7-10, karakterisert ved at det for det første trinnet minst er anordnet to soner koplet i serie, og at for hver av disse sonene til den etterfølgende avtar Webers tall for en gjennomstrømmende væske på grunn av forandringer i den hydrauliske diameteren og/eller geometrien av innbygningene (110) som spesielt er statiske miksere eller en virvelpakning, slik at takket være en reduksjon av turbulensen i strømningsretningen øker den gjennomsnittlige diameteren av de koaleserende dråpene.
11. Innretning ifølge krav 7-10, karakterisert ved at det for gjennomføringen av det andre og tredje trinnet av fremgangsmåten er anordnet to kamre (12, 13, 12', 13') adskilt med en vegg (15), og at det ene av disse kamrene er anordnet over det andre.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP98810379A EP0955076B1 (de) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Verfahren zum Trennen einer ersten von einer zweiten Flüssigkeit |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO992041D0 NO992041D0 (no) | 1999-04-28 |
NO992041L NO992041L (no) | 1999-11-01 |
NO324790B1 true NO324790B1 (no) | 2007-12-10 |
Family
ID=8236059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19992041A NO324790B1 (no) | 1998-04-29 | 1999-04-28 | Fremgangsmate for a skille en vaeske fra en annen vaeske |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6164458A (no) |
EP (1) | EP0955076B1 (no) |
JP (1) | JP2000061205A (no) |
KR (1) | KR100559350B1 (no) |
CN (1) | CN1155431C (no) |
CA (1) | CA2264353C (no) |
DE (1) | DE59813936D1 (no) |
NO (1) | NO324790B1 (no) |
SG (1) | SG71918A1 (no) |
TW (1) | TW460308B (no) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AR027590A1 (es) * | 2000-03-02 | 2003-04-02 | Dow Chemical Co | Reactor tubular, proceso para conducir las reacciones multifase de liquido/liquido en un reactor tubular, y un proceso para compuestos aromaticos denitracion de anillo en un reactor tubular |
US6919034B2 (en) * | 2002-08-21 | 2005-07-19 | Apartar Technologies Inc. | System and method for separating immiscible fluids |
DE10241518B4 (de) * | 2002-09-07 | 2015-09-24 | Mahle International Gmbh | Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Abtrennung einer diskontinuierlichen Nebenphase aus einer flüssigen Hauptphase |
EP1684912B1 (en) * | 2003-11-14 | 2013-01-02 | Chemtronics AB | Method and system for monitoring a papermaking process |
DE102004042726A1 (de) * | 2004-09-03 | 2006-03-09 | B + V Industrietechnik Gmbh | Vorrichtung zum Abscheiden von Beimengungen aus Flüssigkeiten |
US20060196220A1 (en) * | 2005-03-02 | 2006-09-07 | Westermeyer Gary W | Vertical oil separator |
US7810351B2 (en) * | 2005-03-02 | 2010-10-12 | Westermeyer Gary W | Multiple outlet vertical oil separator |
GB0508670D0 (en) * | 2005-04-28 | 2005-06-08 | Air Prod & Chem | Structured packing and use thereof |
US20070095765A1 (en) * | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Kozak Andrew F Iii | Liquid purification system and method for purifying a liquid using liquid-to-liquid heating and cooling |
US20070175092A1 (en) * | 2005-11-28 | 2007-08-02 | Ames Randall S | Continuous flow biodiesel processor |
ITBA20060051A1 (it) * | 2006-08-07 | 2008-02-08 | Michele Sanseverino | Procedimento per la separazione di fluidi bi-fase e relativo impianto acceleratore |
US7694829B2 (en) * | 2006-11-10 | 2010-04-13 | Veltri Fred J | Settling vessel for extracting crude oil from tar sands |
DE102006059714A1 (de) | 2006-12-18 | 2008-06-26 | Mahle International Gmbh | Verfahren zur Abtrennung einer Wasserphase aus einer Ölphase |
US7470873B2 (en) * | 2007-03-29 | 2008-12-30 | Aquitic Technology, Inc. | Desalinization system and method |
CN201637443U (zh) * | 2009-11-07 | 2010-11-17 | 兰州海默科技股份有限公司 | 极高含水多相流测量装置 |
US9228785B2 (en) | 2010-05-04 | 2016-01-05 | Alexander Poltorak | Fractal heat transfer device |
WO2011143122A1 (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-17 | Thermo Fisher Scientific Inc. | Particulate matter monitor |
IT1403785B1 (it) | 2010-12-28 | 2013-10-31 | Sanseverino | Impianto per separazione accelerata di fluidi multifase |
US20130045399A1 (en) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | Primus Power Corporation | Flow Battery with Reactant Separation |
ITFI20120071A1 (it) | 2012-04-04 | 2013-10-05 | Tea Sistemi S P A | Apparato separatore per miscele gas-acqua-olio, e relativo processo di separazione |
DE102013114116B4 (de) * | 2013-12-16 | 2016-06-09 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Vorrichtung zur mechanischen Abtrennung von Öl und Teer aus Gaskondensat und Verwendung der Vorrichtung |
CN106474828A (zh) | 2015-08-27 | 2017-03-08 | 通用电气公司 | 用于重力分离的装置和方法及包含其的石油和天然气生产系统和方法 |
EP3485215B1 (en) | 2016-07-12 | 2023-06-07 | Alexander Poltorak | System and method for maintaining efficiency of a heat sink |
CN108070716B (zh) * | 2016-11-15 | 2020-04-28 | 格林美(江苏)钴业股份有限公司 | 一种从负载有机相中脱除水相的装置 |
WO2018131005A1 (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | Turbulent Technologies Ltd. | Static coalescer, system and method therefor |
CN110529095B (zh) * | 2019-09-04 | 2021-08-20 | 中国石油大学(华东) | 深海并联多相多级分离回注系统 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7315815A (nl) * | 1973-11-19 | 1975-05-21 | Pielkenrood Vinitex Bv | Coalescentietoestel. |
SU808096A1 (ru) * | 1978-07-26 | 1981-02-28 | Татарский Государственный Научно- Исследовательский И Проектный Инсти-Тут Нефтяной Промышленности "Татнипи-Нефть" | Установка дл обезвоживани и ОбЕССОлиВАНи НЕфТи |
DE4103163A1 (de) * | 1991-02-02 | 1992-08-06 | Ifg Ingenieur Und Forschungsge | Verfahren zum reinigen von mit halogenierten kohlenwasserstoffen in geringsten mengen verschmutzten abwaessern |
US5401404A (en) * | 1993-01-21 | 1995-03-28 | Strauss; Richard | Stacked disk coalescer |
GB9305201D0 (en) * | 1993-03-13 | 1993-04-28 | Armfibre Ltd | Oil separators |
US5565094A (en) * | 1994-08-30 | 1996-10-15 | Nelson Industries, Inc. | Apparatus for purifying and conditioning turbine lubricating oil |
-
1998
- 1998-04-29 DE DE59813936T patent/DE59813936D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-04-29 EP EP98810379A patent/EP0955076B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-03-04 CA CA002264353A patent/CA2264353C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-24 TW TW088104652A patent/TW460308B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-03-29 JP JP11085683A patent/JP2000061205A/ja not_active Withdrawn
- 1999-03-31 SG SG1999001593A patent/SG71918A1/en unknown
- 1999-04-21 US US09/296,099 patent/US6164458A/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-04-28 CN CNB991063163A patent/CN1155431C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-04-28 NO NO19992041A patent/NO324790B1/no unknown
- 1999-04-29 KR KR1019990015501A patent/KR100559350B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1234287A (zh) | 1999-11-10 |
EP0955076A1 (de) | 1999-11-10 |
CA2264353A1 (en) | 1999-10-29 |
EP0955076B1 (de) | 2007-03-07 |
CA2264353C (en) | 2004-05-11 |
JP2000061205A (ja) | 2000-02-29 |
CN1155431C (zh) | 2004-06-30 |
SG71918A1 (en) | 2000-04-18 |
NO992041L (no) | 1999-11-01 |
KR100559350B1 (ko) | 2006-03-15 |
TW460308B (en) | 2001-10-21 |
US6164458A (en) | 2000-12-26 |
DE59813936D1 (de) | 2007-04-19 |
KR19990083620A (ko) | 1999-11-25 |
NO992041D0 (no) | 1999-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO324790B1 (no) | Fremgangsmate for a skille en vaeske fra en annen vaeske | |
US6214220B1 (en) | Combined process vessel apparatus | |
US6872239B2 (en) | Method and a system for separating a mixture | |
US4428841A (en) | Offshore pollution prevention | |
US4198300A (en) | Apparatus for removing suspended oil droplets from water | |
GB2462213A (en) | Multiphase fluid separating method and apparatus | |
SK286611B6 (sk) | Kombinovaná odplyňovacia a flotačná nádrž a jej použitie | |
KR20100065172A (ko) | 수평 탱크들을 가스 부상 분리기들로 전환시키기 위한 방법 및 장치 | |
US5543043A (en) | Clarification of produced water in the oil and gas industry | |
Sharifi et al. | Secondary drop production in packed-bed coalescers | |
US3452870A (en) | Apparatus for separating fluids by centrifugal and gravitational forces | |
US3925204A (en) | Liquid separating equipment | |
US4173533A (en) | Method for removing suspended oil droplets from water | |
US4518403A (en) | Degasser-desurger unit | |
NO152616B (no) | Fremgangsmaate til dispergering av olje omfattende utlegning av en lense paa vann som er forurenset med olje og lense til utfoerelse av fremgangsmaaten | |
EP1559465B1 (en) | Small droplets recovery system | |
RU2191618C2 (ru) | Способ разделения неустойчивых дисперсных систем и устройство для его осуществления | |
RU2045982C1 (ru) | Установка подготовки продукции скважин | |
RU125483U1 (ru) | Трехфазный сепаратор | |
SU1761183A1 (ru) | Устройство дл разделени жидкостей с разной плотностью | |
RU97932U1 (ru) | Трубный делитель фаз | |
EA006839B1 (ru) | Устройство и способ (варианты) обработки текучих сред из нефтяных скважин | |
RU2053008C1 (ru) | Способ разделения неустойчивых эмульсий и устройство для его осуществления | |
Hadfield et al. | Hydrocyclones in large-scale marine oil spill cleanup | |
Hadzihafizovic | Separation Oil and Gas |