RU2038113C1

RU2038113C1 - Separator for emulsions

Info

Publication number: RU2038113C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Вениаминович Райко
Original assignee: Валерий Вениаминович Райко
Priority date: 1990-11-19
Filing date: 1990-11-19
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: separating materials. SUBSTANCE: separator has stack of parallel plates which have projections lifting along one side and lowering along the other side in the direction of flow of the emulsion. EFFECT: improved design. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам для разделения эмульсии и смесей жидкостей различной плотности, применяемых в нефтяной, газовой, нефтехимической и химической промышленности. The invention relates to apparatus for separating emulsions and mixtures of liquids of various densities used in the oil, gas, petrochemical and chemical industries.

Известен разделитель эмульсии, в котором разделение осуществляют в щелевых каналах, образованных плоскопараллельными пластинами. Known emulsion separator, in which the separation is carried out in slotted channels formed by plane-parallel plates.

Недостатком этого разделителя является наличие встречных потоков капель и струй разделяемых жидкостей, приводящее к повторному смешиванию разделяемых жидкостей [1]
Известен сепаратор эмульсии, который снабжен прокладками, размещенными между пластинами с образованием в каналах последовательных вертикального и плавно расширяющегося горизонтального участков.The disadvantage of this separator is the presence of oncoming flows of droplets and jets of separated liquids, leading to re-mixing of the separated liquids [1]
Known emulsion separator, which is equipped with gaskets located between the plates with the formation in the channels of successive vertical and gradually expanding horizontal sections.

Недостатком данного сепаратора является контактирование встречных капельных потоков разделяемых жидкостей, образование и увеличение стойкости промежуточного эмульсионного слоя, снижение степени и качества разделения [2]
Цель изобретения повышение эффективности разделения эмульсии.The disadvantage of this separator is the contacting of the counter drip flows of the separated liquids, the formation and increase of the stability of the intermediate emulsion layer, the decrease in the degree and quality of separation [2]
The purpose of the invention is improving the separation efficiency of the emulsion.

Цель достигается тем, что пластины выполнены с параллельными выступами, поднимающимися вдоль одной стороны пластин и спускающимися вдоль другой стороны пластин по направлению движения эмульсии. При этом выступы могут быть выполнены в виде козырьков, отогнутых вниз для поднимающихся и отогнутых вверх для спускающихся выступов. The goal is achieved in that the plates are made with parallel protrusions rising along one side of the plates and descending along the other side of the plates in the direction of movement of the emulsion. In this case, the protrusions can be made in the form of visors, bent down for rising and bent up for descending protrusions.

Пластины с выступами устанавливаются либо вертикально, либо наклонно. Выступы располагаются параллельно на всей поверхности пластин на расстоянии (шаге) друг от друга, являющемся постоянным или переменным. Наличие таких выступов на каждой стороне каждой пластины способствует коагуляции капель диспергированной в эмульсию жидкости до сплошного очищенного потока, предотвращает контакт, встречное движение, трение и турбулизацию и, как следствие, предотвращает повторное перемешивание потоков капель легкой и тяжелой жидкостей. Это обеспечивает равномерный по всему объему отток и отвод выделенных из эмульсии жидкостей без вторичного загрязнения их в самом разделителе и образования промежуточного эмульсионного слоя, единого для всего разделителя. The plates with protrusions are mounted either vertically or obliquely. The protrusions are parallel to the entire surface of the plates at a distance (step) from each other, which is constant or variable. The presence of such protrusions on each side of each plate contributes to the coagulation of droplets dispersed in the emulsion of the liquid to a continuous purified flow, prevents contact, oncoming motion, friction and turbulization and, as a result, prevents re-mixing of the flow of droplets of light and heavy liquids. This ensures that the outflow and discharge of liquids extracted from the emulsion are uniform throughout the volume without secondary contamination in the separator itself and the formation of an intermediate emulsion layer that is the same for the entire separator.

При наборе пластин в пакеты наличие выступов, поднимающихся и спускающихся по разные стороны пластин, определяет дистанцию расположения пластин в пакете, создает искривленность коалесцирующих щелевых каналов между пластинами и образует развитую поверхность контакта пластин с эмульсией. Увеличение поверхности боковых сторон пластин и искривление каналов между ними способствует интенсификации процесса коалесценции капель жидкости в единице объема разделителя, занимаемого эмульсией. During the collection of plates in packages, the presence of protrusions rising and descending on opposite sides of the plates determines the distance of the plates in the package, creates a curvature of coalescing slotted channels between the plates, and forms a developed contact surface between the plates and the emulsion. The increase in the surface of the sides of the plates and the curvature of the channels between them contributes to the intensification of the process of coalescence of liquid droplets per unit volume of the separator occupied by the emulsion.

Пространственное расположение выступов в виде козырьков относительно плоскости пластин характеризует их функциональное назначение. Козырек, отогнутый вниз и поднимающийся вдоль пластины по направлению движения эмульсии, предназначен для отвода и коагуляции капель легкой жидкости из промежуточного эмульсионного слоя. Козырек, отогнутый вверх и спускающийся вдоль пластины по направлению движения эмульсии, предназначен для отвода и коагуляции капель тяжелой жидкости из промежуточного эмульсионного слоя. The spatial arrangement of the protrusions in the form of peaks relative to the plane of the plates characterizes their functional purpose. The visor, bent down and rising along the plate in the direction of movement of the emulsion, is designed to divert and coagulate drops of light liquid from the intermediate emulsion layer. The visor, bent up and down along the plate in the direction of movement of the emulsion, is designed to drain and coagulate drops of heavy liquid from the intermediate emulsion layer.

Отток очищенных легкой и тяжелой жидкости из зоны эмульсии осуществляется попутно с направлением потока эмульсии, что уменьшает трение потоков между собой и с пластинами, способствует снижению турбулизации потоков, предотвращает их отвод из зоны эмульсии. Все это способствует повышению эффективности разделения эмульсии. На чертеже на фиг.1 схематично изображен предлагаемый разделитель; на фиг.2 то же, вид сбоку с вертикальным расположением пластин; на фиг.3 вид сбоку с наклонным расположением пластин; на фиг. 4 узел А на фиг.1; на фиг.5 узел Б на фиг.2. The outflow of the purified light and heavy liquids from the emulsion zone is carried out along with the direction of the emulsion flow, which reduces the friction of the flows between each other and with the plates, helps to reduce the turbulization of the flows, and prevents their removal from the emulsion zone. All this helps to increase the separation efficiency of the emulsion. In the drawing, figure 1 schematically shows the proposed separator; figure 2 is the same side view with a vertical arrangement of the plates; figure 3 side view with an inclined arrangement of plates; in FIG. 4 node a in figure 1; in Fig.5 node B in Fig.2.

Разделитель эмульсии состоит из горизонтальной цилиндрической камеры 1, содержащей пакет 2 пластин. Ввод эмульсии производят через патрубок 3, вывод очищенных жидкостей через патрубки: 4 для легкой жидкости и 5 для тяжелой жидкости. Между пластинами 6 образованы коалисцирующие щелевые каналы 7 для движения эмульсии и разделенных жидкостей. На каждой пластине 6 с одной стороны имеются выступы в виде козырьков 8, отогнутых вниз и поднимающихся вдоль пластины 6 по направлению движения эмульсии, и козырьков 9, отогнутых вверх и спускающихся вдоль пластины 6 по направлению движения эмульсии. The emulsion separator consists of a horizontal cylindrical chamber 1 containing a package of 2 plates. The emulsion is introduced through pipe 3, the output of purified liquids through pipes: 4 for light liquid and 5 for heavy liquid. Between the plates 6 formed coalescing slotted channels 7 for the movement of the emulsion and the separated liquids. On each plate 6 on one side there are protrusions in the form of visors 8, bent down and rising along the plate 6 in the direction of movement of the emulsion, and visors 9, bent up and descending along the plate 6 in the direction of movement of the emulsion.

Внутренний объем камеры 1 подразделяется на три основных динамических зоны: зона 10 очищенной (разделенной) легкой жидкости, зона 11 промежуточного эмульсионного слоя (эмульсии), зона 12 очищенной (разделенной) тяжелой жидкости. The internal volume of the chamber 1 is divided into three main dynamic zones: zone 10 of the purified (divided) light liquid, zone 11 of the intermediate emulsion layer (emulsion), zone 12 of the purified (divided) heavy liquid.

Поток эмульсии поступает в камеру 1 через патрубок 3 и движется по коалесцирующим каналам 7 между пластинами 6 пакета 2. В результате коалесценции капель жидкостей они укрупняются. Капли легкой жидкости поднимаются и собираются под козырьками 8, где они сливаются в стpуйки или слои легкой жидкости, которая, получив после этого подвижность, под прикрытием сверху поднимается вдоль козырьков 8 через зону 11 эмульсии (не контролируя с ней сверху) в зону 10 очищенной легкой жидкости. Капли тяжелой жидкости опускаются, собираются в желобках, образованных козырьками 9, сливаются в струйки или слои тяжелой жидкости и, получив после этого подвижность, стекают по козырькам 9 через зону 11 промежуточного эмульсионного слоя, не контактируя с ним снизу, и поступает в зону 12 очищенной тяжелой жидкости. The emulsion flow enters the chamber 1 through the pipe 3 and moves along the coalescing channels 7 between the plates 6 of the package 2. As a result of coalescence of the liquid droplets, they are enlarged. Drops of light liquid rise and collect under the visors 8, where they merge into streams or layers of light liquid, which, having received mobility after that, under cover from above rises along the visors 8 through the emulsion zone 11 (without controlling it from above) into the purified light zone 10 liquids. Drops of heavy liquid drop, collect in the grooves formed by the visors 9, merge into trickles or layers of heavy liquid and, having received mobility after this, flow down the visors 9 through zone 11 of the intermediate emulsion layer without contacting it from below, and enters the zone 12 of the purified heavy fluid.

Очищенные легкая и тяжелая жидкости выводятся из камеры 1 через патрубки 4 и 5 соответственно. The purified light and heavy liquids are discharged from the chamber 1 through the nozzles 4 and 5, respectively.

Пластины 6 в пакете 2 могут быть расположены вертикально или наклонно. В первом случае максимальное расстояние, на которое могут подниматься или опускаться капли жидкости в вертикальном направлении уменьшается, что позволяет увеличить шаг между выступами и уменьшить их количество, а также увеличить расстояние между пластинами 6. The plates 6 in the bag 2 can be arranged vertically or obliquely. In the first case, the maximum distance that liquid droplets can rise or fall in the vertical direction decreases, which allows to increase the step between the protrusions and reduce their number, as well as increase the distance between the plates 6.

Выступы 8 и 9 могут быть выполнены не только в виде козырьков, но и любой другой конфигурации при соблюдении обязательного условия: поднимающиеся выступы 8 должны ограничивать движение струек или слоев легкой жидкости сверху, а спускающиеся козырьки 9 должны ограничивать движение струек или слоев тяжелой жидкости снизу. The protrusions 8 and 9 can be made not only in the form of visors, but also in any other configuration, subject to the mandatory condition: the rising protrusions 8 should limit the movement of the jets or layers of light liquid from above, and the descending visors 9 should limit the movement of the jets or layers of heavy liquid from below.

В коалесцирующих каналах укрупнение капель и последующее их слияние интенсифицируется за счет многократного и регулярного изменения формы, площади поперечного сечения и винтового направления движения потока эмульсии в коалесцирующем канале при обтекании поднимающихся и спускающихся выступов, а также за счет увеличения поверхности боковых стенок пластин и предание им неплоской формы. При этом происходит перемешивание эмульсионного слоя во всем объеме и на разных уровнях, что способствует разрушению и снижению стойкости, плотности и непроницаемости промежуточного эмульсионного слоя. In coalescing channels, the enlargement of droplets and their subsequent merging is intensified due to repeated and regular changes in the shape, cross-sectional area and helical direction of movement of the emulsion flow in the coalescing channel when flowing around ascending and descending protrusions, as well as by increasing the surface of the side walls of the plates and making them non-planar forms. In this case, the emulsion layer is mixed in the entire volume and at different levels, which contributes to the destruction and reduction of resistance, density and impermeability of the intermediate emulsion layer.

Также интенсифицируется отток и вывод очищенных жидкостей из зоны эмульсионного слоя вследствие регулярного расположения поднимающихся и спускающихся выступов по всему объему, занимаемому эмульсией, уменьшения пути встречного движения капель жидкостей различной плотности и отсутствию противонаправленного и контактного движения отводимых струй и слоев очищенных жидкостей и потока эмульсии. The outflow and withdrawal of purified liquids from the emulsion layer zone is also intensified due to the regular arrangement of rising and descending protrusions throughout the volume occupied by the emulsion, a decrease in the oncoming movement of liquid droplets of various densities and the absence of counter-directional and contact movement of the extracted jets and layers of the purified liquids and the emulsion stream.

Поскольку наклон выступов выполнен под тупым углом к направлению движения потока эмульсии и очищенных жидкостей, то не возникает повышения гидравлического сопротивления разделителя эмульсии в целом. Since the inclination of the protrusions is made at an obtuse angle to the direction of flow of the emulsion and purified liquids, there is no increase in hydraulic resistance of the emulsion separator as a whole.

Наклонное расположение пластин с выступами позволяет снизить расход конструктивного материала на изготовление пакета пластин. The inclined arrangement of plates with protrusions reduces the consumption of structural material for the manufacture of a package of plates.

Интенсификация процесса разделения эмульсии повышает эффективность использования внутреннего пространства разделителя, что обеспечивает увеличение его пропускной способности, способствует уменьшению его габаритных размеров и материалоемкости. The intensification of the process of separation of the emulsion increases the efficiency of using the internal space of the separator, which ensures an increase in its throughput, helps to reduce its overall dimensions and material consumption.

Наличие выступов по обе стороны пластин позволяет использовать пакеты пластин при разделении эмульсии в полях сил, например в электромагнитном поле в электродегидраторах. The presence of protrusions on both sides of the plates allows the use of packages of plates in the separation of the emulsion in the fields of forces, for example in an electromagnetic field in electric dehydrators.

Claims

1. EMULSION SPLITTER, comprising a horizontal housing with inlets and outlets of purified liquids, a package of parallel plates, characterized in that, in order to improve the separation efficiency of the emulsion, the plates are made with parallel protrusions rising along one side of the plates and descending along the other side of the plates along direction of movement of the emulsion.

2. The separator according to claim 1, characterized in that the protrusions are made in the form of visors, bent down for rising protrusions and bent up for descending protrusions.