RU2163500C1 - Разделитель эмульсии - Google Patents

Разделитель эмульсии Download PDF

Info

Publication number
RU2163500C1
RU2163500C1 RU2000105806/12A RU2000105806A RU2163500C1 RU 2163500 C1 RU2163500 C1 RU 2163500C1 RU 2000105806/12 A RU2000105806/12 A RU 2000105806/12A RU 2000105806 A RU2000105806 A RU 2000105806A RU 2163500 C1 RU2163500 C1 RU 2163500C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
emulsion
package
coalescing
separator
Prior art date
Application number
RU2000105806/12A
Other languages
English (en)
Inventor
Г.Л. Пахотин
Л.Г. Пахотин
К.Г. Пахотин
Л.Ф. Пахотина
Original Assignee
Пахотин Геннадий Леонидович
Пахотин Леонид Геннадьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пахотин Геннадий Леонидович, Пахотин Леонид Геннадьевич filed Critical Пахотин Геннадий Леонидович
Priority to RU2000105806/12A priority Critical patent/RU2163500C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2163500C1 publication Critical patent/RU2163500C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Removal Of Floating Material (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам для разделения дисперсных систем, предназначено для использования в нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. Устройство содержит корпус, рабочее сечение которого перекрыто коалесцирующим пакетом. Пакет установлен в корпусе неплотно, с зазором для оттока воды, уровень которого контролируется. По достижении уровнем контрольной отметки осуществляется автоматический отвод воды из разделителя. Нижний торец коалесцирующего пакета смонтирован с непроницаемой пластиной, а между нижним краем входной поверхности пакета и корпусом установлена непроницаемая перегородка. Технический результат состоит в повышении эффективности разделения эмульсий за счет организации оттока отделенной тяжелой фазы. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения дисперсной системы, состоящей из не растворяющихся друг в друге жидкостей различной плотности, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической и смежных указанным отраслях промышленности.
Преимущественным назначением заявляемого решения является его применение для разделения нефтеводяных эмульсий.
Известен отстойник для разделения нефтеводяных эмульсий (см. авт. св-во SU 1733038, МПК B 01 D 17/02, опубл. 15.05.92, Бюл. N 18), содержащий горизонтальный корпус с патрубками подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов и заполняющий объем корпуса коалесцирующий пакет в виде совокупности наклонных полок, смонтированных с образованием плоскостей волнообразной формы. Известен также разделитель эмульсии (см. патент RU 2038113, B 01 D 17/02, опубл. 27.06.95, Бюл. N 18), состоящий из горизонтальной цилиндрической камеры, содержащей пакет параллельных пластин, которые имеют выступы, поднимающиеся вдоль одной стороны и спускающиеся вдоль другой стороны пластин по направлению движения эмульсии.
Конструктивные исполнения известных решений направлены на то, чтобы повысить эффективность разделения эмульсий путем организации движения скоагулированных частиц легкой и тяжелой фаз, т.е. направлены на обеспечение их раздельного движения с целью не допустить повторного смешения разделяемых жидкостей.
Обязательным условием работоспособности таких решений является гидрофобность материала, и поскольку процесс укрупнения частиц идет за счет контактных взаимодействий составляющих эмульсии с поверхностью элементов, образующих пакет, конструкции таких устройств сложны, громоздки, требуют значительных затрат для прокачки эмульсии через пакет и могут быть применимы только для установок с малой производительностью.
Перспективным в технологиях разделения эмульсий для производств, характеризующихся большими мощностями, является использование материалов, имеющих пористо-ячеистую структуру, например таких как пенополиуритан или другие пористые полимеры.
Однако при применении материалов с беспорядочной пористой структурой возникает проблема, заключающаяся в "замокании" коалесцирующих пакетов, поскольку внутри объема таких пакетов организация отвода разделенных фаз, как это имеет место в вышеописанных решениях, невозможна.
В качестве ближайшего аналога заявленного решения принят аппарат для разделения эмульсий (см. патент RU 2065762, B 01 D 17/04, опубл. 27.08.96, Бюл. N 24), содержащий корпус с элементами подвода эмульсии и отвода разделенных фаз, коалесцирующий пакет, установленный в корпусе с наклоном выходной поверхности, обусловливающим стекание жидкости, и с образованием зазора между нижним краем его выходной поверхности и стенкой корпуса. Пакет выполнен по нижнему торцу со скосом, поверхность которого смонтирована в совокупности с непроницаемой пластиной, при этом разделитель снабжен непроницаемой перегородкой, перекрывающей промежуток между нижним краем входной поверхности коалесцирующего пакета и корпусом.
В известном решении коалесцирующий пакет установлен с наклоном, обусловливающим стекание жидкости: тяжелая фаза, в частности вода, выделившаяся в результате прохождения через пакет нефтеводяной эмульсии, стекает по выходной поверхности пакета. Однако это не предотвращает его "замокание", поскольку отвод тяжелой фазы в известном решении производится только в зоне отстоя, а вода, полученная при пропускании эмульсии через коалесцирующий пакет, скапливается у основания пакета, при этом, поскольку структура коагулирующего пакета пористо-ячеистая и содержит открытые, сообщающиеся поры, происходит наполнение водой объема самого пакета, и чем выше уровень скопившейся воды, тем большая часть коалесцирующего пакета становится неработоспособной. Вследствие этого поток эмульсии вынужден проходить через меньшее рабочее сечение, чем то, на которое рассчитано устройство, и в определенный момент происходит выброс воды через патрубок отвода нефти, что отрицательно влияет на эффективность работы разделителя. Вместе с тем при "замокании" коалесцирующего пакета вследствие движения потока эмульсии происходят частые колебания пакета, пакет как бы вибрирует, что ведет к механическому разрушению структуры его исходного материала. В результате длительность работы пакета значительно сокращается и он быстро становится непригодным.
Заявленным изобретением решается задача повышения эффективности разделения эмульсии с одновременным повышением надежности и долговечности работы коалесцирующих пакетов в устройствах для разделения эмульсии за счет организации оттока от рабочей зоны отделенной тяжелой фазы и исключения "замокания" этих элементов, т.е. за счет предотвращения заполнения коалесцирующих каналов пакетов уже отделенной жидкостью.
Поставленная задача решается тем, что в разделителе, содержащем корпус с элементами подвода эмульсии и отвода разделенных фаз, коалесцирующий пакет, установленный в корпусе с наклоном выходной поверхности, обусловливающим стекание жидкости, и с образованием зазора между нижним краем его выходной поверхности и стенкой корпуса, выполненный по нижнему торцу со скосом, поверхность которого смонтирована в совокупности с непроницаемой пластиной, при этом разделитель снабжен непроницаемой перегородкой, перекрывающей промежуток между нижним краем входной поверхности коалесцирующего пакета и корпусом, согласно изобретению угол скоса нижнего торца коалесцирующего пакета выполнен не менее угла стекания жидкости в направлении к выходной поверхности пакета, а элемент отвода отделенной тяжелой фазы установлен в части корпуса, ограниченной линией перегородки и линией зазора.
Установка коалесцирующего пакета с зазором между нижним краем его выходной поверхности и стенкой корпуса, обеспечивающим возможности истечения жидкости между нижней частью пакета и корпусом, выполнение скоса нижнего торца пакета, также обеспечивающим стекание воды в эту же зону, и установка элемента отвода воды в этой части корпуса, ограниченной линией зазора, т.е. линией проекции нижнего края выходной поверхности коалесцирующего пакета, и линией пересечения непроницаемой перегородки с корпусом, позволяет исключить скопление отделенной из эмульсии жидкости в объеме между выходной поверхностью пакета и стенкой корпуса. Наличие скоса, выполненного по нижнему торцу коалесцирующего пакета под определенным углом, обеспечивающим стекание жидкости, а также невозможность проникновения через поверхность скоса эмульсии или разделенных фаз, также обусловливают отток тяжелой разделенной фазы в нужном направлении. Жидкость при этом попадает в своего рода сборник, образованный непроницаемой перегородкой, соединяющей нижний край входной поверхности коалесцирующего пакета с корпусом, и сопряженной с перегородкой частью стенки корпуса, при этом указанный объем получен также благодаря наличию скоса на нижней торцевой поверхности коалесцирующего пакета. Размещение элемента отвода отделенной тяжелой фазы в части корпуса, ограниченной линией непроницаемой перегородки и линией зазора, завершает организацию отвода этой отделенной фазы из разделителя. Таким образом, совокупность перечисленных конструктивных элементов, их исполнение и связи позволили получить технический результат, заключающийся в предотвращении "замокания" коалесцирующего пакета, а следовательно, повысить эффективность работы разделителя, его надежность и обеспечить долговечность работы коалесцирующих пакетов.
Более высокая степень организации отвода достигается тем, что элемент отвода отделенной тяжелой фазы содержит патрубок с клапаном, связанным с системой контроля уровня отделенной жидкости и с устройством регулирования положения клапана. В этом случае отвод отделенной тяжелой фазы в устройстве регулируется автоматически.
Выполнение корпуса разделителя в виде горизонтального цилиндра, а коалесцирующего пакета в виде элемента протяженной формы с длиной, соответствующей длине корпуса, и с размещением его в плоскости наклонно-продольного сечения цилиндра, обусловливает высокую производительность такого устройства и возможность применения разделителя в технологических линиях крупных перерабатывающих предприятий, в частности на предприятиях переработки нефти.
При конкретном исполнении заявленного устройства, а именно при выполнении его с горизонтальным цилиндрическим корпусом, целесообразно элемент подвода эмульсии выполнить в виде продольного трубчатого распределителя, установленного параллельно оси корпуса и со смещением к его стенке. При этом распределитель имеет равномерно размещенные по его длине выходные отверстия, открытые в сторону стенки корпуса. В частности, эти отверстия могут быть выполнены щелевыми. ножественность выходных отверстий в распределителе является причиной снижения скорости струи эмульсии при ее истечении в корпус разделителя, а установка трубчатого распределителя со смещением к стенке корпуса, т.е. в определенной от нее близости, а также ориентир отверстий в сторону стенки, обеспечивают попадание эмульсии на стенку корпуса с небольшого расстояния. Такая конструктивная проработка элемента подвода эмульсии обеспечивает погашение турбулентности потока и придает его движению ламинарный характер, что является для данной стадии переработки эмульсии предпочтительным.
При исследовании известного уровня техники заявителем не было обнаружено аналогичных устройств, которые характеризовались бы идентичной совокупностью признаков, а также устройств, имеющих вышеизложенные отличительные от прототипа признаки с достижением такого же технического результата, какой получен в заявляемом решении. Это позволяет сделать предположение о соответствии заявленного изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".
Заявленное изобретение иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг. 1 схематично изображен разделитель с горизонтальным цилиндрическим корпусом, поперечный разрез; на фиг 2 - вид A на фиг. 1 (с условно убранной стенкой корпуса).
Разделитель эмульсии содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1, продольный трубчатый распределитель 2, обеспечивающий подачу перерабатываемой, в частности водонефтяной, эмульсии в объем корпуса 1, патрубок 3 отвода отделенной легкой фазы, в конкретном описываемом примере - это патрубок отвода нефти, и патрубок 4 отвода отделенной тяжелой фазы - патрубок отвода воды. В корпусе 1 в плоскости наклонно-продольного сечения цилиндра на направляющих 5 установлен коалесцирующий пакет 6, перекрывающий рабочее сечение разделителя, при этом поверхность 7 пакета 6 является входной поверхностью, а поверхность 8 - выходной. Коалесцирующий пакет 6 установлен в корпусе 1 таким образом, что выходная поверхность 8 имеет наклон, обеспечивающий стекание по этой поверхности жидкости, а нижний торец пакета не доходит до стенки корпуса 1, образуя тем самым зазор 9, обеспечивающий возможность истечения отделенной воды между пакетом и стенкой корпуса. Нижний торец пакета 6 выполнен со скосом 10, при этом пакет 6 упирается поверхностью скоса 10 на непроницаемую для воды, в частности металлическую пластину 11, закрепленную на корпусе 1. Металлическая пластина 11 установлена с уклоном, обеспечивающим стекание воды. Пространство между нижним краем входной поверхности 7 коалесцирующего пакета 6 и стенкой корпуса 1 перекрыто непроницаемой для воды и нефти перегородкой 12. В результате образовано пространство, выполняющее функцию накопителя воды - сборник 13. Патрубок 4 отвода воды установлен в части корпуса, ограниченной линией стыковки перегородки 12 со стенкой корпуса и линией зазора 9, т.е. в объеме сборника 13. Уровень воды в сборнике 13 регулируется с помощью системы (не показана) контроля уровня воды, содержащей датчик 14 верхнего уровня воды и датчик 15 нижнего уровня воды, и устройством (не показано) регулирования положения клапана 16 патрубка 4 отвода отделенной тяжелой фазы. В зоне подачи исходной эмульсии в нижней части корпуса 1 установлен второй патрубок 17 отвода отстоявшейся тяжелой фазы, положение клапана которого (не показано) также регулируется автоматически в зависимости от показаний датчика 18 верхнего уровня воды и датчика 19 нижнего уровня воды системы контроля (не показана).
Продольный трубчатый распределитель 2 установлен параллельно оси корпуса 1 и на небольшом расстоянии от его стенки. При этом распределитель имеет равномерно размещенные по его длине выходные отверстия 20, открытые в сторону стенки корпуса. В частности, эти отверстия могут быть выполнены щелевыми.
Разделитель эмульсии работает следующим образом.
Сырая нефть, подогретая в теплообменниках и, при необходимости, прошедшая 1-2 ступени термоотстойников, насыщается горячей промывной водой и подается посредством трубчатого распределителя 2 в виде водонефтяной эмульсии в корпус 1 разделителя. Подача эмульсии осуществляется через отверстия 20, открытые в сторону стенки корпуса 1, причем эмульсия поступает равномерно по всей длине корпуса. Поскольку распределитель 2 смещен к стенке корпуса, эмульсия попадает на стенку и стекает по ее поверхности, при этом происходит преобразование турбулентности потока в ламинарное движение, и идет постепенное наполнение корпуса 1 разделителя в зоне подачи водонефтяной эмульсии. Одновременно с наполнением наблюдается отстой эмульсии и осаждение тяжелой фазы в нижнюю часть корпуса, перекрытую непроницаемой перегородкой 12. Эмульсия, заполнившая объем корпуса и находящаяся в контакте с входной поверхностью 7 коалесцирующего пакета 6, под действием создавшегося перепада давления начинает движение через коалесцирующий пакет 6. В процессе ее прохождения через объем пакета имеет место разрушение эмульгирующих оболочек и коалесценция капель жидкостей, в результате чего происходит разделение водонефтяной эмульсии на легкую фазу - нефть и тяжелую - воду. Металлическая пластина 11, перекрывающая скос 10, обеспечивает движение водонефтяной эмульсии только через пакет, исключая проникновение неразделенной эмульсии в сборник 13. Отделенная нефть скапливается в верхней части корпуса 1 и выводится из разделителя посредством патрубка 3. Отделенная тяжелая фаза - вода пленкой стекает по выходной поверхности 8 пакета 6, а также скапливается у металлической пластины 11, перекрывающей скос пакета, и через зазор 9 поступает в сборник 13, где идет ее накопление. При наполнении сборника 13 до уровня, контролируемого датчиком 14, клапан 16 патрубка 4 автоматически открывается и вода спускается в дренажную систему, по завершению сброса воды в момент, когда срабатывает датчик 15, клапан закрывается.
Поскольку в объеме корпуса 1 со стороны входной поверхности коалесцирующего пакета происходит термохимический отстой, т.е. также имеет место расслоение эмульсии, отделенная вода, при необходимости, выводится из разделителя посредством патрубка 17, работа которого также регулируется автоматически в зависимости от уровня накопившейся отделенной воды, контролируемого датчиками 18 и 19. При этом оптимальный уровень накопления отделенной воды обусловлен высотой непроницаемой перегородки 12, соединяющей нижний край входной поверхности коалесцирующего пакета 6 со стенкой корпуса 1.
Предложенная организация отвода отделенной воды исключает ее накопление у основания коалесцирующего пакета, что значительно повышает эффективность разделения водонефтяной эмульсии, и одновременно повышает надежность и долговечность работы коалесцирующего пакета.

Claims (5)

1. Разделитель эмульсии, содержащий корпус с элементами подвода эмульсии и отвода разделенных фаз, коалесцирующий пакет, установленный в корпусе с наклоном выходной поверхности, обусловливающим стекание жидкости, и с образованием зазора между нижним краем его выходной поверхности и стенкой корпуса, выполненный по нижнему торцу со скосом, поверхность которого смонтирована в совокупности с непроницаемой пластиной, при этом разделитель снабжен непроницаемой перегородкой, перекрывающей промежуток между нижним краем входной поверхности коалесцирующего пакета и корпусом, отличающийся тем, что угол скоса нижнего торца коалесцирующего пакета не менее угла стекания жидкости в направлении к выходной поверхности пакета, а элемент отвода отделенной тяжелой фазы установлен в части корпуса, ограниченной линией перегородки и линией зазора.
2. Разделитель по п.1, отличающийся тем, что элемент отвода отделенной тяжелой фазы содержит патрубок с клапаном, связанным с системой контроля уровня отделенной фазы и устройством регулирования положения клапана.
3. Разделитель по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде горизонтального цилиндра, при этом коалесцирующий пакет размещен в плоскости наклонно-продольного сечения цилиндра.
4. Разделитель по п.3, отличающийся тем, что элемент подвода эмульсии выполнен в виде установленного параллельно оси корпуса и со смещением к его стенке продольного трубчатого распределителя с равномерно размещенными по длине выходными отверстиями, открытыми в сторону стенки корпуса.
5. Разделитель по п.4, отличающийся тем, что выходные отверстия трубчатого распределителя выполнены щелевыми.
RU2000105806/12A 2000-03-13 2000-03-13 Разделитель эмульсии RU2163500C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105806/12A RU2163500C1 (ru) 2000-03-13 2000-03-13 Разделитель эмульсии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000105806/12A RU2163500C1 (ru) 2000-03-13 2000-03-13 Разделитель эмульсии

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2163500C1 true RU2163500C1 (ru) 2001-02-27

Family

ID=20231631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000105806/12A RU2163500C1 (ru) 2000-03-13 2000-03-13 Разделитель эмульсии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2163500C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450848C2 (ru) * 2010-08-16 2012-05-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибметаллсервис" Способ организации удаления капельной жидкости из газовых потоков и устройство для его осуществления

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2450848C2 (ru) * 2010-08-16 2012-05-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибметаллсервис" Способ организации удаления капельной жидкости из газовых потоков и устройство для его осуществления

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6638437B2 (en) Multi-directional flow gravity separator
US7014756B2 (en) Method and apparatus for separating immiscible phases with different densities
CA2464907A1 (en) Method and apparatus for separating immiscible phases with different densities
RU2219311C2 (ru) Способ и устройство для отделения плавающих загрязняющих веществ
KR20100016131A (ko) 액체 분리 시스템 및 방법
RU2570867C2 (ru) Устройство для коалесцентной сепарации смеси, содержащей две текучие фазы, по меньшей мере частично несмешиваемые друг с другом и имеющие различную удельную плотность
JP3546359B2 (ja) 油水分離装置
RU2163500C1 (ru) Разделитель эмульсии
JP2001162106A (ja) 油水分離装置
WO2001076716A1 (en) Method and apparatus for separation of a mixture of non-miscible liquids
RU2308313C1 (ru) Жидкостно-газовый сепаратор
RU2243814C2 (ru) Устройство для разделения эмульсии (варианты)
RU195516U1 (ru) Сепарационная установка для первичного разделения продукции нефтяных скважин
JP7072776B2 (ja) 分離装置
JP2003181204A (ja) 油水分離油脂回収装置
RU2297266C2 (ru) Колонный массообменный аппарат
RU2455048C1 (ru) Коалесцирующий патрон
RU2766135C1 (ru) Газожидкостный сепаратор
RU2342181C1 (ru) Переливное устройство контактной тарелки и контактная тарелка
RU2636313C1 (ru) Установка для очистки нефти
RU2188691C1 (ru) Аппарат для разделения смесей
RU194405U1 (ru) Газожидкостной сепаратор
JP6893547B2 (ja) 油分離回収装置
RU196886U1 (ru) Сепаратор для очистки газа от примесей
RU2105592C1 (ru) Аппарат для разделения двух несмешивающихся жидкостей

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060314

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080120

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080314