RU2077363C1

RU2077363C1 - Method of separation of emulsions and device for its embodiment

Info

Publication number: RU2077363C1
Application number: RU94036186A
Authority: RU
Inventors: Татьяна Алексеевна Лакина; Владимир Терентьевич Адамчук; Андрей Геннадиевич Лакин
Original assignee: Татьяна Алексеевна Лакина; Владимир Терентьевич Адамчук; Андрей Геннадиевич Лакин
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1997-04-20
Also published as: RU94036186A

Abstract

FIELD: methods of separation of emulsions of immiscible liquids. SUBSTANCE: method of separation of emulsions from immiscible liquids of different density, for instance, water-oil, is based on coalescence of finely emulsified particles of oil on oleophylic threads with their subsequent separation from water on a hydrophobic semipermeable fibrous membrane. The device for embodiment of the offered method is a cylindrical body together with central tube in form of communicating vessels. Central tube is filled with coalescing member in form of fiber bundle. Installed in body is partition in form of semipermeable fibrous membrane. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике разделения эмульсий, состоящих из двух несмешивающихся жидкостей различной плотности, и может быть использовано, в частности, для очистки промышленных и сточных вод от эмульгированной нефти и нефтепродуктов при любом соотношении компонентов с последующим их использованием. The invention relates to techniques for the separation of emulsions consisting of two immiscible liquids of different densities, and can be used, in particular, for the purification of industrial and waste water from emulsified oil and oil products at any ratio of components with their subsequent use.

Наиболее близким к изобретению является устройство для очистки воды, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с патрубками для входа и выхода жидкостей и с горизонтально установленной в корпусе перегородкой с закрепленными в ней пучками волокон, а также дополнительной перегородкой, установленной над перегородкой с пучками волокон, патрубками, соединяющими перегородки и расположенными между пучками волокон, дополнительными отводящими патрубками, присоединенными к боковым поверхностям корпуса между перегородками, при этом волокна в пучках выполнены из олеофильного материала и переплетены между собой. Closest to the invention is a water purification device comprising a vertical cylindrical body with nozzles for entering and exiting liquids and with a partition horizontally mounted in the housing with bundles of fibers fixed in it, as well as an additional partition installed above the partition with bundles of fibers, nozzles connecting the partitions and between the bundles of fibers, additional outlet pipes connected to the side surfaces of the housing between the partitions, while on the tufts are made of an oleophilic material and intertwined.

Такое выполнение коалесцирующего элемента ведет к неудовлетворительной его регенерации и закупорке поровых каналов между волокнами механическими примесями, к нарушению регулярности структуры пор и, как следствие, ухудшению качества очистки воды и снижению производительности. This embodiment of the coalescing element leads to unsatisfactory regeneration and blockage of the pore channels between the fibers by mechanical impurities, to a disruption in the regularity of the pore structure and, as a consequence, to a deterioration in the quality of water treatment and a decrease in productivity.

Целью данного изобретения является повышение степени очистки воды от нефтепродуктов, а нефтепродуктов от воды, упрощение регенерации фильтрующих элементов и увеличение производительности без дополнительных энергозатрат при ламинарном режиме процесса разделения жидкостей. The aim of this invention is to increase the degree of purification of water from petroleum products, and petroleum products from water, simplifying the regeneration of filter elements and increasing productivity without additional energy consumption in the laminar mode of the liquid separation process.

Поставленная цель достигается тем, что используют обычный метод адсорбционной фильтрации в сочетании с мембранным методом, причем в качестве коалесцирующего элемента нефтепродуктов используют длинные пучки волокон, выполненные из олеофильного материала, а в качестве мембраны используют нетканый волокнистый материал, изготовленный по игольно-пробивной технологи с размером пор 1,0.1,5 мм. This goal is achieved by using the conventional adsorption filtration method in combination with the membrane method, and long fiber bundles made of oleophilic material are used as a coalescing element of oil products, and a nonwoven fibrous material made using needle-piercing technology with a size is used as a membrane then 1.0.1.5 mm.

Указанная цель реализуется в устройстве для осуществления способа, содержащем корпус в виде сообщающихся сосудов с центральной трубой, заполненной длинными пучками олеофильных волокон с подающим и отводящими патрубками, а решетка снабжена фильтрующим волокнистым материалом. This goal is realized in a device for implementing the method, comprising a housing in the form of communicating vessels with a central tube filled with long bundles of oleophilic fibers with supply and outlet pipes, and the grill is equipped with a filtering fibrous material.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Способ включает
коалесценцию крупных частиц нефти или масла на пучках олеофильных волокон при движении эмульсии по прямым участкам центральной трубы;
изменение направления потока эмульсии в центральной трубе на противоположное, вследствие чего происходит частичная коалесценция нескоагулированных мелкодисперсных частиц нефти или масла на олеофильных волокнах в изогнутой части центральной трубы;
адсорбцию нескоагулированных мелкодисперсных частиц нефти или масла полупроницаемой мембранной перегородкой, выполненной из олеофильного материала и пропитанной дисперсной фазой, т.е. нефтью или маслом;
проникновение дисперсной среды через гидрофильную полупроницаемую мембранную перегородку, пропитанную дисперсной средой (например, водой), при этом частицы дисперсной фазы (например, нефть или масло) остаются на границе раздела, не проникая внутрь волокнистой мембраны, и могут быть смыты противотоком чистой воды.The method includes
coalescence of large particles of oil or oil in bundles of oleophilic fibers when the emulsion moves along straight sections of the central pipe;
a change in the direction of the emulsion flow in the central tube to the opposite, which results in partial coalescence of uncoagulated finely divided particles of oil or oil on oleophilic fibers in the bent part of the central tube;
adsorption of uncoagulated fine particles of oil or oil with a semipermeable membrane septum made of an oleophilic material and impregnated with a dispersed phase, i.e. oil or oil;
penetration of a dispersed medium through a hydrophilic semipermeable membrane septum impregnated with a dispersed medium (e.g., water), while particles of the dispersed phase (e.g., oil or oil) remain at the interface without penetrating into the fibrous membrane and can be washed away by a counterflow of pure water.

Способ осуществляется с помощью предлагаемого устройства (смотри чертеж). Устройство представляет собой цилиндрический корпус в виде сообщающихся сосудов (например, U-образной формы) 1 с размещенной внутри центральной трубой 2 труба в трубе. Один из концов центральной трубы является входным патрубком 3 для эмульсии, другой конец, расположенный внутри правого колена U-образного корпуса, заканчивается плоской решеткой 4. Внутри центральной трубы помещен коалесцирующий элемент 5, выполненный в виде длинного пучка тонких олеофильных волокон (типа лески). Один конец пучка выходит из входного патрубка 3, а второй поднимается над решеткой 4 и заправляется в нетканый волокнистый материал из олеофильных нитей 6, уложенный на решетку 4 и заполняющий свободный объем корпуса над ней. Левое колено U-образного корпуса 1 также заполнено волокнистым гидофильным материалом 7, уложенным на решетку 8. Левое колено корпуса 1 имеет выходной патрубок 9 для очищенной от нефти или масла воды, а правое колено корпуса имеет выходной патрубок 10 для очищенной от воды нефти или масла. The method is carried out using the proposed device (see drawing). The device is a cylindrical body in the form of communicating vessels (for example, U-shaped) 1 with a pipe placed in the pipe 2 inside the central pipe. One end of the central tube is an inlet pipe 3 for the emulsion, the other end, located inside the right knee of the U-shaped body, ends with a flat lattice 4. A coalescing element 5 made in the form of a long bundle of thin oleophilic fibers (such as fishing line) is placed inside the central tube. One end of the beam leaves the inlet pipe 3, and the second rises above the grating 4 and is fed into the non-woven fibrous material of oleophilic filaments 6, laid on the grating 4 and filling the free volume of the housing above it. The left elbow of the U-shaped housing 1 is also filled with a hydrophilic fibrous material 7 laid on the grill 8. The left elbow of the housing 1 has an outlet pipe 9 for oil or oil purified from oil, and the right elbow of the housing has an outlet pipe 10 for oil or oil purified from water .

Устройство работает следующим образом. Эмульсия через патрубок 3 поступает в центральную трубу 2, заполненную коалесцирующим материалом 5. Проходя по вертикальным частям центральной трубы, эмульгированные крупные частицы гидрофобной фазы (например, нефть или масло) адсорбируются на олеофильных волокнах и, коалесцируясь на их поверхности, стекают по ним как по направляющим. В изгибе центральной трубы частицы гидрофобной фазы, имеющие меньшую по отношению к дисперсной среде плотность и вследствие этого меньшую скорость, будут группироваться в верхней части сечения трубы, улучшая тем самым условия для адсорбции и коалесценции их на олеофильных волокнах. После перегиба гидрофобная фаза под действием гидростатического давления столба жидкости поднимается по олеофильным волокнам до решетки 4, на которой расположен волокнистый нетканый материал полупроницаемой мембраны, и, заполнив объем корпуса над решеткой 4, вытекает из выходного патрубка 10. Вода через отверстия в решетке 4 опускается и, заполнив объем корпуса до и над решеткой 8, на которой расположен гидрофильный волокнистый материал 7, вытекает из выходного патрубка 9. Частицы гидрофобной фазы, попавшие в левое колено U-образного корпуса, скапливаются у решетки 8, не проникая внутрь объема гидрофильного волокнистого материала 7. При этом содержание гидрофобной фазы на выходе из патрубка 9 составляет не более 0,2 мг/л. The device operates as follows. The emulsion through the pipe 3 enters the central tube 2, filled with coalescing material 5. Passing along the vertical parts of the central tube, emulsified large particles of the hydrophobic phase (for example, oil or oil) are adsorbed on oleophilic fibers and, coalescing on their surface, flow down them like guides. In the bend of the central tube, particles of the hydrophobic phase, having a lower density with respect to the dispersed medium and, consequently, lower speed, will be grouped in the upper part of the pipe section, thereby improving the conditions for their adsorption and coalescence on oleophilic fibers. After the inflection, the hydrophobic phase under the influence of hydrostatic pressure of the liquid column rises along the oleophilic fibers to the lattice 4, on which the fibrous nonwoven material of the semipermeable membrane is located, and, filling the body volume above the lattice 4, flows from the outlet pipe 10. Water flows through the holes in the lattice 4 and filling the volume of the casing up to and above the grating 8, on which the hydrophilic fibrous material 7 is located, flows from the outlet pipe 9. Particles of the hydrophobic phase falling into the left elbow of the U-shaped casing Accumulate at the gate 8 without penetrating into the volume of the hydrophilic fibrous material 7. In this case, the hydrophobic phase content at the outlet from the nozzle 9 is not more than 0.2 mg / l.

Claims

1 1. A method of separating emulsions, comprising separating the particles of the dispersed phase from the dispersed medium on fiber bundles of olefil material, characterized in that for separating emulsified particles the emulsion flow direction in laminar mode is reversed at least once in a pipeline partially filled with fiber bundles from olefilic material, after which the dispersed phase is passed through a semipermeable hydrophobic membrane impregnated with the dispersed phase, and the dispersed medium is passed through a hydrophilic a membrane impregnated with a dispersed medium. 2 2. A device for separating emulsions, comprising a vertical cylindrical body filled with bundles of fibers with supply and outlet pipes and a partition horizontally mounted in the housing, characterized in that the housing is made in the form of communicating vessels and is provided with an additional central tube, connected to the supply pipe and filled with bundles of fibers, and the partition installed in the housing is a semi-permeable fibrous membrane.