RU2104803C1

RU2104803C1 - Plant purifying oil-carrying water

Info

Publication number: RU2104803C1
Application number: RU96108181A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Логиновский; Борис Николаевич Крупнов; Рустэм Закиевич Хамитов; Андрей Николаевич Крупнов; Владимир Мотевич Рейтман
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Фирма "ЭКОНГ"
Priority date: 1996-04-23
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: oil and petrochemical industries. SUBSTANCE: plant has pump, feeding branch pipe, hydrocyclone for preliminary purification with tube to discharge gas and slits to separate water from oil and mechanical impurities, discharge branch pipe joined to pump supplying water to hydrocyclone for fine purification with branch pipe to tap oil and nut to regulate velocity of liquid going into hydrocyclone for fine purification of liquid which lower part is connected with vessel communicating with pump feeding clarified water to filter of additional purification with sorbent and branch pipe to discharge purified water. All pumps, feeding and discharge branch pipes, hydrocyclones are provided with transducers and control elements interacting with programmable cyclic microprocessor. EFFECT: enhanced functional efficiency of plant. 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для очистки и разделения различных жидкостей и может быть использовано в нефтяной промышленности и на нефтехимических предприятиях для очистки нефтесодержащих вод. The present invention relates to devices for purification and separation of various liquids and can be used in the oil industry and in petrochemical enterprises for the purification of oily waters.

Известны устройства для разделения водонефтяной эмульсии (СССР а.с. 1576208, B 04 C 9/00, 1988, а.с. 1304899, B 04 C 9/00, 1985, а.с. 713590, B 04 C 9/00), включающие фильтрующие камеры с перфорированными рубашками, установленными концентрично снаружи, питательный и сливной патрубки, шламовую насадку. Known devices for the separation of oil-water emulsions (USSR, AS 1576208, B 04 C 9/00, 1988, AS 1304899, B 04 C 9/00, 1985, AS 713590, B 04 C 9/00 ), including filter chambers with perforated shirts installed concentrically on the outside, feed and drain pipes, sludge nozzle.

Недостатком известных устройств является отсутствие гибкой системы управления процессом разделения водонефтяной смеси, что значительно снижает качество очистки нефтесодержащих вод, так как масса и вязкость очищаемой смеси может колебаться в широких диапазонах. A disadvantage of the known devices is the lack of a flexible control system for the process of separation of the oil-water mixture, which significantly reduces the quality of purification of oil-containing water, since the mass and viscosity of the mixture being cleaned can fluctuate over wide ranges.

Наиболее близким по техническому решению является установка для очистки жидкостей (СССР а.с. 1151313, B 04 C 9/00, 1985), включающая соединенные последовательно гидроциклоны предварительной и тонкой очистки с входным, сливным и песковым патрубками, насосы, соединительные трубопроводы и емкость для слива. The closest in technical solution is the installation for cleaning liquids (USSR, AS 1151313, B 04 C 9/00, 1985), which includes pre-and fine-cleaning hydrocyclones connected in series with inlet, drain and sand nozzles, pumps, connecting pipelines and a tank to drain.

Недостатком прототипа является то, что гидроциклон тонкой очистки не обеспечивает необходимой глубины очистки воды, а гидроциклон предварительной очистки не имеет устройства для выпуска газа, который, попадая в гидроциклон тонкой очистки, будет дестабилизировать процесс разделения фаз "вода-нефть"; отсутствие гибкой системы управления процессом очистки нефтесодержащих вод, контроля за отдельными операциями значительно снижает качество очистки и не обеспечивает требования экологической безопасности. The disadvantage of the prototype is that the fine cyclone does not provide the necessary depth of water purification, and the preliminary cyclone does not have a device for the release of gas, which, falling into the fine cyclone, will destabilize the water-oil phase separation process; the absence of a flexible system for controlling the process of oil-containing water purification, control over individual operations significantly reduces the quality of purification and does not provide environmental safety requirements.

Задача предлагаемого технического решения - создание установки с гибкой системой управления всеми технологическими элементами и контроля за очисткой нефтесодержащих вод, которая обеспечит необходимые показатели качества очистки. The objective of the proposed technical solution is to create an installation with a flexible control system for all technological elements and control for the purification of oily water, which will provide the necessary indicators of the quality of treatment.

Поставленная задача решается за счет того, что установка дополнительно содержит фильтр доочистки, установленный после гидроциклона тонкой очистки, при этом гидроциклон предварительной очистки снабжен патрубком газоотвода, входной и нефтяной патрубки которого соединены соответственно с входным и через емкость для нефти - с нефтяным сливными патрубками гидроциклона тонкой очистки, входной патрубок которого, в свою очередь, соединен трубопроводом через сливную емкость для воды с входным патрубком фильтра доочистки, причем каждый упомянутый аппарат установки снабжен датчиками и элементами управления, связанными с микропроцессорным программируемым цикловым устройством. The problem is solved due to the fact that the installation additionally contains a post-treatment filter installed after a fine cyclone, while the preliminary cyclone is equipped with a gas outlet pipe, the inlet and oil pipes of which are connected respectively to the inlet and through the oil tank to the oil drain pipes of a thin hydrocyclone purification, the inlet pipe of which, in turn, is connected by a pipe through a drain tank for water with the inlet pipe of the aftertreatment filter, each of which is mentioned The small apparatus of the installation is equipped with sensors and control elements associated with a microprocessor programmable cyclic device.

Основным отличием заявляемой установки является наличие фильтра доочистки, установленного после гидроциклона тонкой очистки, а также системы контроля и управления связанных между собой последовательно трех аппаратов: гидроциклонов предварительной и тонкой очистки и фильтра доочистки. The main difference of the inventive installation is the presence of a post-treatment filter installed after a fine cleaning hydrocyclone, as well as a control and management system for three devices connected in series: pre-cleaning and fine hydrocyclones and a post-treatment filter.

Снабжение питательного и сливного патрубков каждого аппарата датчиками, соединенными с микропроцессорным программируемым цикловым устройством, обеспечивает контроль за параметрами жидкости, поступающей и выходящей из каждого аппарата отдельно. При отклонении от заданных параметров датчики подают сигнал на микропроцессорное программируемое цикловое устройство (МПЦУ). The supply of the supply and drain pipes of each device with sensors connected to a microprocessor programmable cyclic device, provides control over the parameters of the liquid entering and leaving each device separately. When deviating from the set parameters, the sensors send a signal to the microprocessor programmable cyclic device (MPCU).

Включение МПЦУ в систему управления обеспечивает проведение анализа сигналов, выработку решения и подачу сигналов на элементы управления насосами, гидроциклонами и фильтром. The inclusion of the MPCU in the control system provides the analysis of signals, development of solutions and the supply of signals to the control elements of pumps, hydrocyclones and filters.

Таким образом, заявляемая установка для очистки нефтесодержащих вод соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the inventive installation for the purification of oily water meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники показало, что установка фильтров для очистки сбрасываемых осветленных вод широко применяется в промышленности, но использование фильтра для доочистки после гидроциклона тонкой очистки и снабжение его датчиками контроля за качеством сбрасываемой воды, связанными с общей системой мониторингового контроля и управления процессом, применяется впервые. Выявленные признаки, отличающие техническое решение, позволяют сделать вывод о его соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field showed that the installation of filters for the treatment of discharged clarified water is widely used in industry, but the use of a filter for purification after a fine hydrocyclone and supplying it with sensors for monitoring the quality of the discharge water associated with a common monitoring and process control system is being applied for the first time. Identified features that distinguish the technical solution allow us to conclude that it meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 показан общий вид установки, на фиг. 2 - схема управления установкой. In FIG. 1 shows a general view of the installation, FIG. 2 - installation control diagram.

Установка для очистки нефтесодержащих вод состоит из насоса 1 с элементом управления 2, по питательному патрубку 3, снабженному датчиком 4, подающему водонефтяную смесь на завихритель гидроциклона предварительной очистки 5 с камерой 6, оборудованной трубкой 7 для сброса газа, конусом 8, сообщенным с емкостью 9, щелями 10 для сброса воды 11 в камеру 12 с щелями 13 для отделения механических примесей, удаляемых через песковый патрубок 14 и сливной патрубок 15 для отвода осветленной жидкости с датчиком 16, соединенным с насосом 17 с элементом управления 18, питательным патрубком 19, тангенциально соединенным с гидроциклоном тонкой очистки 20, верхняя часть которого снабжена гайкой 21 с элементом управления 22, через которую пропущена телескопическая трубка 23 с датчиком 24, нижняя часть которого снабжена конусом 25, сообщенным с емкостью 26 с датчиком 27, снабженной трубой 28 с элементом управления 29 и трубой 30, сообщенной с насосом 31 с элементом управления 32, подающим воду в фильтр доочистки 33, внутри которого на опорах 34 установлена турбина 35 со сменным пакетом сорбента 36, закрепленным на опоре 37, внутренняя полость которого сообщена с полостью корпуса 38, закрепленного крышкой 39 с патрубком 40 для сброса очищенной воды с датчиком 41, из микропроцессорного программируемого циклового устройства (МПЦУ) 42, взаимодействующего с датчиками и элементами управления. The installation for the purification of oily water consists of a pump 1 with a control element 2, via a feed pipe 3, equipped with a sensor 4, which supplies the oil-water mixture to the swirl of the preliminary treatment cyclone 5 with a chamber 6 equipped with a pipe 7 for gas discharge, a cone 8 connected to the tank 9 , slots 10 for discharging water 11 into the chamber 12 with slots 13 for separating mechanical impurities removed through the sand pipe 14 and the drain pipe 15 for draining the clarified liquid with a sensor 16 connected to the pump 17 with the control element 18, a feed pipe 19 tangentially connected to a fine hydrocyclone 20, the upper part of which is equipped with a nut 21 with a control element 22, through which a telescopic tube 23 with a sensor 24 is passed, the lower part of which is equipped with a cone 25 in communication with a container 26 with a sensor 27 provided with a pipe 28 with a control element 29 and a pipe 30 in communication with the pump 31 with a control element 32 supplying water to the after-treatment filter 33, inside of which a turbine 35 is installed on the supports 34 with an replaceable sorbent package 36 fixed to the support 37, inside rennyaya cavity which communicates with the cavity of body 38, cover 39 fixed to the nozzle 40 for discharge of purified water with the sensor 41, from the microprocessor programmable cyclic device (MPTSU) 42, interacting with the sensors and controls.

Работает установка следующим образом. The installation works as follows.

Насос 1 подает нефтесодержащую воду по питательному патрубку 3 на завихритель гидроциклона предварительной очистки 5. Проходя через завихритель, нефтесодержащая вода вращается, в результате чего возникают инерционные силы, разделяющие в камере 6 водонефтяную смесь на составные части. При этом газ выделяется из смеси и сбрасывается через трубку 7, нефть через конус 8 стекает в емкость 9, вода с механическими включениями через щели 10 поступает в камеру 12, а механические включения через щели 13 отделяются от воды и удаляются через песковый патрубок 14. Осветленная вода через сливной патрубок 15 поступает на насос 17, который по питательному патрубку 19 нагнетает ее в гидроциклон тонкой очистки 20. При завихрении потока, поступающего в гидроциклон тонкой очистки 20 тангенциально, возникают большие скорости и центробежные силы, создающие вихревые явления внутри гидроциклона. В результате нефть выделяется из потока и через телескопическую трубку 23 поступает в емкость 9, а осветленная вода по конусу 25 сливается в емкость 26. По трубе 30 вода подается на насос 31 и нагнетается в фильтр 33, поступает в его внутреннюю полость, центробежной силой отжимается из внутренней полости, проходит через сорбент 36, очищается от остаточной нефти и сбрасывается через патрубок 40. The pump 1 delivers the oil-containing water through the feed pipe 3 to the swirl of the pre-treatment hydrocyclone 5. Passing through the swirl, the oil-containing water rotates, resulting in inertial forces that separate the oil-water mixture into components 6. In this case, gas is released from the mixture and discharged through the tube 7, oil flows through the cone 8 into the tank 9, water with mechanical inclusions through the slots 10 enters the chamber 12, and the mechanical inclusions through the slots 13 are separated from the water and removed through the sand pipe 14. The clarified water through the drain pipe 15 enters the pump 17, which through the feed pipe 19 pumps it into the fine hydrocyclone 20. When the flow entering the fine hydrocyclone 20 swirls tangentially, high speeds and centrifugal forces arise, creating guides vortex phenomena inside the hydrocyclone. As a result, oil is separated from the stream and through the telescopic tube 23 enters the tank 9, and the clarified water is drained along the cone 25 into the tank 26. Through the pipe 30, water is supplied to the pump 31 and is pumped into the filter 33, enters its internal cavity, is squeezed out by centrifugal force from the internal cavity, passes through the sorbent 36, is cleaned of residual oil and discharged through the pipe 40.

Управление установкой осуществляется следующим образом. Management of the installation is as follows.

Водонефтяная смесь, поступающая от насоса 1 по питательному патрубку 3, проходит через датчик 4, связанный МПЦУ 42, где поступающие сигналы анализируются, например, по массе или вязкости, и при изменении заданных параметров МПЦУ 42 подает сигнал на элемент управления 2, изменяющий производительность или давление насоса 1. The oil-water mixture coming from the pump 1 through the feed pipe 3 passes through a sensor 4 connected by the MPCU 42, where the incoming signals are analyzed, for example, by mass or viscosity, and when the set parameters are changed, the MPCU 42 sends a signal to the control element 2, which changes the capacity or pump pressure 1.

Осветленная вода по сливному патрубку 15 отводится к насосу 17, при этом датчик 16 подает сигнал на МПЦУ 42, где он анализируется, и при изменении заданных параметров подается сигнал на элемент управления 18, изменяющий производительность и давление насоса 17. The clarified water through the drain pipe 15 is discharged to the pump 17, while the sensor 16 sends a signal to the MPCU 42, where it is analyzed, and when the set parameters are changed, a signal is sent to the control element 18, which changes the performance and pressure of the pump 17.

Нефть, выделяемая из осветленной воды, по телескопической трубке 23 подается в емкость 9, проходя через датчик 24, от которого сигнал поступает на МПЦУ 42, анализируется и при изменении параметров сигнал подается на элемент управления 22, который опускает или поднимает гайку 21, перекрывая или открывая выходную часть трубы 19, что изменяет скорость потока, входящего в гидроциклон тонкой очистки 20. Oil extracted from clarified water is supplied through a telescopic tube 23 to a container 9, passing through a sensor 24, from which the signal is supplied to the MPCU 42, analyzed and, when the parameters are changed, the signal is supplied to the control element 22, which lowers or raises the nut 21, blocking or opening the outlet of the pipe 19, which changes the flow rate entering the fine cyclone 20.

Вода по трубе 30 из емкости 26 поступает к насосу 31. При изменении установленного процента содержания нефти в воде сигнал от датчика 27 поступает на МПЦУ 42, анализируется и выдается на элементы управления 29 и 32. Элемент управления 32 отключает насос 31 от всасывания воды из емкости 26, а элемент управления 29 открывает рециркуляционный поток воды из емкости 26 по трубе 28 к насосу 17 через гидроциклон тонкой очистки 20 и по конусу 25 в емкость 26. При получении осветленной воды требуемой кондиции датчик 27 подаст сигнал на МПЦУ 42, которое его анализирует и подает сигнал на элементы управления 29 и 32, перекрывающие доступ воды из емкости 23 по трубе 28 к насосу 17 и включающие насос 31 на подачу воды к фильтру доочистки 33. Water through the pipe 30 from the tank 26 enters the pump 31. When the set percentage of the oil content in the water changes, the signal from the sensor 27 goes to the MPCU 42, is analyzed and issued to the controls 29 and 32. The control 32 disconnects the pump 31 from the water suction from the tank 26, and the control element 29 opens the recirculating water flow from the tank 26 through the pipe 28 to the pump 17 through a fine hydrocyclone 20 and along the cone 25 to the tank 26. Upon receipt of clarified water of the required condition, the sensor 27 will signal to the MPCU 42, which analyzes it and P sends a signal to the controls 29 and 32, blocking the access of water from the tank 23 through the pipe 28 to the pump 17 and turning on the pump 31 to supply water to the after-treatment filter 33.

При выходе воды из фильтра доочистки 33 по патрубку 40 она проходит через датчик 41. При соответствии состава воды экологическим требованиям датчик 41 подаст сигнал на элемент управлении 32, который остановит насос 31, и подача воды остановится до получения результатов анализа МПЦУ 42. При положительных результатах анализа элемент управления 32 включит насос 31 и работа установки продолжится в заданном режиме. When water leaves the after-treatment filter 33 through the pipe 40, it passes through the sensor 41. If the water composition meets environmental requirements, the sensor 41 will send a signal to the control 32, which will stop the pump 31, and the water supply will stop until the results of the analysis of the MPCU 42 are received. If the results are positive analysis, the control 32 will turn on the pump 31 and the installation will continue in the specified mode.

Применение установки позволяет очищать нефтесодержащие воды, обеспечивая мониторинговую систему контроля и управления, что позволяет производить очистку воды в соответствии с самыми высокими экологическими требованиями. The use of the installation allows the purification of oily water, providing a monitoring system of control and management, which allows for the purification of water in accordance with the highest environmental requirements.

Claims

Installation for the purification of oily water, including pre-and fine-purification hydrocyclones connected in series with inlet, drain and sand nozzles, pumps, connecting pipelines and a discharge tank, characterized in that it additionally contains a post-treatment filter installed after the fine-purification hydrocyclone, while the hydrocyclone pre-treatment is equipped with a gas outlet pipe, the inlet and oil pipes of which are connected respectively to the inlet and through the oil tank with oil fine hydrocyclone nozzles, the inlet of which is connected by a pipe through a water drain tank to the inlet of the aftertreatment filter, and each unit is equipped with sensors and control elements associated with a microprocessor-based programmable cyclic device.