RU2588134C2 - Composite medium for water treatment processes and methods for use thereof - Google Patents

Composite medium for water treatment processes and methods for use thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2588134C2
RU2588134C2 RU2013140576/04A RU2013140576A RU2588134C2 RU 2588134 C2 RU2588134 C2 RU 2588134C2 RU 2013140576/04 A RU2013140576/04 A RU 2013140576/04A RU 2013140576 A RU2013140576 A RU 2013140576A RU 2588134 C2 RU2588134 C2 RU 2588134C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stream
coalescing
oil
medium
hydrocarbon liquid
Prior art date
Application number
RU2013140576/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013140576A (en
Inventor
Чад Л. Фелч
Мэттью Паттерсон
Шейн П. ВИРЦИНСКИ
Original Assignee
Сименс Энерджи, Инк.
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 Сименс Энерджи, Инк. filed Critical Сименс Энерджи, Инк.
Priority claimed from PCT/US2012/027397 external-priority patent/WO2012119033A1/en
Publication of RU2013140576A publication Critical patent/RU2013140576A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2588134C2 publication Critical patent/RU2588134C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to methods of processing of the initial stream containing hydrocarbon liquid and water-based liquid. One of the versions involves feeding initial flow in inlet tank containing composite medium consisting of single-phase homogeneous particle shape, wherein each particle contains a mixture of cellulose-based material and polymer; and contact of initial flow with composite medium to obtain a processed stream, wherein the treated stream contains specified target concentration of hydrocarbon fluid. Invention also relates to a system.
EFFECT: used composite medium is more effective.
34 cl, 10 tbl, 7 ex, 15 dwg

Description

Перекрестная ссылка на родственную заявкуCross reference to related application

В соответствии с параграфом 119(e) раздела 35 Свода законов США, настоящая заявка испрашивает приоритет в отношении предварительной патентной заявки США № 61/448,821, озаглавленной «Использование объемной композитной среды, состоящей из древесины и пластмассы, для отделения нефти от воды» и поданной 03 марта 2011 г., все описание которой во всей своей полноте включается в данный документ посредством настоящей ссылки.In accordance with paragraph 119 (e) of section 35 of the United States Code, this application claims priority in relation to provisional patent application US No. 61 / 448,821, entitled "Use of a volumetric composite medium consisting of wood and plastic to separate oil from water" and filed March 03, 2011, the entire description of which in its entirety is incorporated into this document by this link.

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Аспекты настоящего изобретения относятся, в общем, к обработке жидкостей и, более конкретно, к способам коалесцирования углеводородных жидкостей и отделения углеводородных жидкостей от жидкостей на водной основе.Aspects of the present invention relate generally to the treatment of liquids and, more particularly, to methods for coalescing hydrocarbon liquids and separating hydrocarbon liquids from water-based liquids.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложен способ обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. Данный способ включает введение исходного потока во впуск резервуара, содержащего композитную среду, причем композитная среда включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера, и контакт исходного потока с композитной средой для получения обработанного потока, обработанный поток содержит заданную целевую концентрацию углеводородной жидкости. В других аспектах способ дополнительно включает измерение, по меньшей мере, одного свойства обработанного потока. По меньшей мере, в одном аспекте измеренное свойство представляет собой, по меньшей мере, одно свойство из концентрации углеводородной жидкости в обработанном потоке и скорости потока обработанного потока. По меньшей мере, в одном аспекте способ дополнительно включает обратное промывание композитной среды на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства обработанного потока для получения выходящей углеводородной жидкости. В еще одном аспекте способ дополнительно включает возвращение выходящей углеводородной жидкости в исходный поток.In accordance with one or more embodiments, a method is provided for treating a feed stream comprising a hydrocarbon liquid and a water based liquid. This method includes introducing a feed stream into the inlet of a reservoir containing a composite medium, the composite medium comprising a mixture of cellulose-polymer-based material and contacting the feed stream with the composite medium to produce a treated stream, the treated stream containing a predetermined target concentration of hydrocarbon liquid. In other aspects, the method further comprises measuring at least one property of the treated stream. In at least one aspect, the measured property is at least one property of the concentration of the hydrocarbon liquid in the treated stream and the flow rate of the treated stream. In at least one aspect, the method further includes backwashing the composite medium based on at least one measured property of the treated stream to produce an outgoing hydrocarbon liquid. In another aspect, the method further includes returning the hydrocarbon effluent to the feed stream.

В одном или нескольких вариантах осуществления контакт исходного потока с композитной средой включает фильтрование исходного потока, причем заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке составляет менее чем концентрация углеводородной жидкости в исходном потоке. В еще одном варианте осуществления заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке составляет менее чем приблизительно 30 частей на миллион. В определенных аспектах контакт исходного потока с композитной средой включает коалесцирование исходного потока, причем заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке представляет собой уменьшенную концентрацию эмульгированной углеводородной жидкости по сравнению с исходным потоком. В еще одном варианте осуществления концентрация эмульгированной углеводородной жидкости в обработанном потоке уменьшается по сравнению с исходным потоком на более чем приблизительно 50%. В определенных аспектах обработанный поток включает капли углеводородной жидкости, у которых диаметр составляет, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм.In one or more embodiments, contacting the feed stream with the composite medium includes filtering the feed stream, the predetermined target concentration of the hydrocarbon fluid in the treated stream being less than the concentration of the hydrocarbon fluid in the feed stream. In yet another embodiment, the predetermined target concentration of the hydrocarbon liquid in the treated stream is less than about 30 ppm. In certain aspects, contacting the feed stream with the composite medium includes coalescing the feed stream, the predetermined target concentration of the hydrocarbon fluid in the treated stream being a reduced concentration of emulsified hydrocarbon fluid compared to the feed stream. In yet another embodiment, the concentration of emulsified hydrocarbon liquid in the treated stream is reduced by more than about 50% compared to the original stream. In certain aspects, the treated stream includes drops of hydrocarbon liquid in which the diameter is at least about 20 microns.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложен способ обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающий пропускание исходного потока при первой скорости потока через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду, причем композитная среда включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера для получения коалесцированного потока, и пропускание коалесцированного потока при второй скорости потока через фильтровальное устройство, находящееся в соединении с коалесцирующим устройством и содержащее композитную среду для получения выходящего потока. В определенных вариантах осуществления первый скорость потока находится в интервале от приблизительно 100 до приблизительно 200 галлонов в минуту на квадратный фут (от 6,79 до 13,58 м/с). По меньшей мере, в одном варианте осуществления вторая скорость потока составляет менее чем приблизительно 40 галлонов в минуту на квадратный фут (2,72 м/с). В еще одном варианте осуществления способ дополнительно включает сохранение концентрации углеводородной жидкости в выходящем потоке на уровне заданного целевого процентного сокращения. По меньшей мере, в одном аспекте способ дополнительно включает обратное промывание, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства. В определенных вариантах осуществления способ дополнительно включает обратное промывание, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства на основании заданного временного интервала.In accordance with one or more embodiments, there is provided a method for treating a feed stream comprising a hydrocarbon liquid and an aqueous liquid, comprising passing the feed stream at a first flow rate through a coalescing device containing a composite medium, the composite medium comprising a mixture of cellulose-based material and polymer to produce a coalesced stream, and passing the coalesced stream at a second flow rate through a filter device located combined with a coalescing device and containing a composite medium to produce an exit stream. In certain embodiments, the first flow rate is in the range of from about 100 to about 200 gallons per minute per square foot (6.79 to 13.58 m / s). In at least one embodiment, the second flow rate is less than about 40 gallons per minute per square foot (2.72 m / s). In yet another embodiment, the method further comprises maintaining the concentration of hydrocarbon fluid in the effluent at a predetermined target percentage reduction. In at least one aspect, the method further includes backwashing the at least one device from a coalescing device and a filter device. In certain embodiments, the method further includes backwashing the at least one device from the coalescing device and the filter device based on a predetermined time interval.

В одном или нескольких вариантах осуществления способ дополнительно включает измерение, по меньшей мере, одного свойства коалесцированного потока. Еще один вариант осуществления включает обратное промывание коалесцирующего устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства коалесцированного потока для получения выходящей углеводородной жидкости. В определенных аспектах способ, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой скорость потока коалесцированного потока.In one or more embodiments, the method further comprises measuring at least one property of the coalesced stream. Another embodiment includes backwashing the coalescing device based on at least one measured property of the coalescing stream to produce an outgoing hydrocarbon liquid. In certain aspects, the method of the at least one measured property is the flow rate of a coalesced stream.

В определенных аспектах способ включает измерение, по меньшей мере, одного свойства выходящего потока. По меньшей мере, в одном аспекте способ дополнительно включает обратное промывание фильтровального устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства выходящего потока для получения выходящей углеводородной жидкости. В еще одном аспекте, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой, по меньшей мере, одно свойство из скорости потока выходящего потока и концентрации углеводородной жидкости в выходящем потоке.In certain aspects, the method includes measuring at least one property of the effluent. In at least one aspect, the method further includes backwashing the filter device based on at least one measured property of the effluent to produce an effluent hydrocarbon fluid. In yet another aspect, the at least one measured property is at least one property of the flow rate of the effluent and the concentration of hydrocarbon fluid in the effluent.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложен способ обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающий пропускание исходного потока через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду, включающую смесь материала на основе целлюлозы и полимера для получения коалесцированного потока, причем коалесцированный поток включает уменьшенную концентрацию эмульгированной углеводородной жидкости по сравнению с исходным потоком, и разделение коалесцированного потока путем пропускания коалесцированного потока через разделительное устройство для получения, по меньшей мере, одного потока из углеводородного жидкого потока и водного потока. В одном аспекте коалесцированный поток включает капли углеводородной жидкости, у которых диаметр составляет, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм. В следующем аспекте разделительное устройство представляет собой, по меньшей мере, одно из следующих устройств: гидроциклон, гравитационное осадительное устройство, фильтровальное устройство и флотационное устройство.In accordance with one or more embodiments, there is provided a method for treating a feed stream comprising a hydrocarbon liquid and a water-based liquid, comprising passing a feed stream through a coalescing device containing a composite medium comprising a mixture of cellulose-based material and a polymer to produce a coalescing stream, wherein coalesced stream includes a reduced concentration of emulsified hydrocarbon fluid compared to the original stream, and separation of coalescence soda stream by passing a coalesced stream through a separation device to obtain at least one stream from a hydrocarbon liquid stream and a water stream. In one aspect, the coalesced stream comprises hydrocarbon liquid droplets in which the diameter is at least about 20 microns. In a further aspect, the separation device is at least one of the following devices: a hydrocyclone, a gravity precipitation device, a filter device, and a flotation device.

В определенных аспектах способ дополнительно включает измерение, по меньшей мере, одного свойства коалесцированного потока. По меньшей мере, в одном аспекте способ дополнительно включает обратное промывание коалесцирующего устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства коалесцированного потока для получения выходящей углеводородной жидкости. В еще одном варианте осуществления, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой скорость потока коалесцированного потока.In certain aspects, the method further includes measuring at least one property of the coalesced stream. In at least one aspect, the method further includes backwashing the coalescing device based on at least one measured property of the coalescing stream to produce an outgoing hydrocarbon liquid. In yet another embodiment, the at least one measured property is the flow rate of the coalesced stream.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложена система для обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающая, по меньшей мере, одно коалесцирующее устройство в соединении с исходным потоком и содержащий композитную среду, включающую смесь материала на основе целлюлозы и полимера, и, по меньшей мере, один разделительное устройство в соединении с коалесцирующим устройством. По меньшей мере, в одном варианте осуществления разделительное устройство представляет собой, по меньшей мере, одно из следующих устройств: фильтровальное устройство, гравитационное осадительное устройство, гидроциклон, и флотационное устройство. В определенных вариантах осуществления разделительное устройство представляет собой фильтровальное устройство, содержащее композитную среду. В одном или нескольких вариантах осуществления композитная среда включает материал на основе целлюлозы в концентрации, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 50 масс.%. В одном варианте осуществления материал на основе целлюлозы включает кленовую древесину. В определенных аспектах полимер включает полиэтилен высокой плотности. В других аспектах композитная среда включает множество частиц однородной формы.In accordance with one or more embodiments, there is provided a system for treating a feed stream comprising a hydrocarbon liquid and an aqueous liquid, comprising at least one coalescing device in conjunction with the feed stream and comprising a composite medium comprising a mixture of cellulose-based material and a polymer, and at least one separation device in conjunction with a coalescing device. In at least one embodiment, the separation device is at least one of the following devices: a filter device, a gravity precipitation device, a hydrocyclone, and a flotation device. In certain embodiments, the separation device is a filter device comprising a composite medium. In one or more embodiments, the composite medium comprises cellulose-based material in a concentration of at least about 50% by weight. In one embodiment, the cellulose-based material comprises maple wood. In certain aspects, the polymer includes high density polyethylene. In other aspects, the composite medium includes many particles of a uniform shape.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложен способ, позволяющий обрабатывающей системе разделять исходный поток на углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, причем обрабатывающая система включает, по меньшей мере, один резервуар в соединении с исходным потоком, и способ включает изготовление композитной среды, включающей смесь материала на основе целлюлозы и полимера и помещенной в резервуар, предназначенный для контакта с исходным потоком.In accordance with one or more embodiments, a method is provided that allows a processing system to separate a feed stream into a hydrocarbon liquid and a water-based liquid, the treatment system comprising at least one reservoir in conjunction with the feed stream, and the method includes manufacturing a composite medium comprising a mixture of cellulose-polymer-based material and placed in a reservoir intended to contact the feed stream.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сопровождающие чертежи не предназначены для соблюдения действительного масштаба. На данных чертежах каждый идентичный или почти идентичный компонент, который проиллюстрирован на разнообразных изображениях, представлен аналогичным условным номером. Для целей ясности, не каждый компонент может быть маркирован на каждом изображении. В числе данных чертежей:The accompanying drawings are not intended to adhere to the actual scale. In these drawings, each identical or almost identical component, which is illustrated in a variety of images, is represented by the same reference number. For purposes of clarity, not every component may be labeled in each image. Among these drawings:

фиг. 1 представляет схематическое изображение последовательности технологических операций в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 1 is a schematic diagram of a process flow in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 2 представляет схематическое изображение последовательности технологических операций в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 2 is a schematic diagram of a process flow in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 3 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 3 is a graph illustrating environmental studies in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 4 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 4 is a graph illustrating the results of an environmental study in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 5 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 5 is a graph illustrating the results of an environmental study in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 6 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 6 is a graph illustrating the results of an environmental study in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 7 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 7 is a graph illustrating environmental studies in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 8 представляет схематическое изображение последовательности технологических операций в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 8 is a schematic diagram of a process flow in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 9 представляет схематическое изображение последовательности технологических операций в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 9 is a schematic flow diagram in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 10 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 10 is a graph illustrating the results of an environmental study in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 11 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 11 is a graph illustrating environmental test results in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 12 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 12 is a graph illustrating the results of an environmental study in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 13 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;FIG. 13 is a graph illustrating environmental test results in accordance with one or more aspects of the present invention;

фиг. 14 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения; иFIG. 14 is a graph illustrating environmental test results in accordance with one or more aspects of the present invention; and

фиг. 15 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения.FIG. 15 is a graph illustrating environmental test results in accordance with one or more aspects of the present invention.

Подробное описаниеDetailed description

Определение «приблизительно» при использовании в связи с количеством включает определенное значение и имеет смысл, продиктованный контекстом (например, оно включает, по меньшей мере, степень ошибки, связанной с измерением определенной величины). При использовании в контексте интервала определение «приблизительно» следует также рассматривать как описание интервала, определенного абсолютными значениями двух конечных точек. Например, интервал «от приблизительно 2 до приблизительно 4» также описывает интервал «от 2 до 4».The definition of “approximately” when used in connection with quantity includes a certain value and makes sense dictated by the context (for example, it includes at least the degree of error associated with the measurement of a certain value). When used in the context of an interval, the definition of “approximately” should also be considered as a description of the interval defined by the absolute values of the two endpoints. For example, the interval “from about 2 to about 4” also describes the interval “from 2 to 4”.

В определенных приложениях индивидуальные компоненты жидкостей можно физически обрабатывать перед их использованием в последующих процессах. Физические технологии обработки основаны, главным образом, на физических свойствах индивидуальных компонентов жидкости и могут включать, по меньшей мере, один из следующих процессов: коалесцирование, разделение и фильтрование технологии. Например, водные жидкости могут включать суспендированные твердые вещества или жидкости, которые можно обрабатывать, используя один или несколько процессов, включая фильтрование, коалесцирование и разделение. Один или несколько из этих процессов могут включать контакт жидкости со средой. В определенных случаях контакт жидкости со средой можно осуществлять путем пропускания жидкость через слой, наполненный средой.In certain applications, individual fluid components can be physically processed before being used in subsequent processes. Physical processing technologies are based mainly on the physical properties of the individual components of the liquid and may include at least one of the following processes: coalescing, separation and filtering of the technology. For example, aqueous liquids may include suspended solids or liquids that can be processed using one or more processes, including filtering, coalescing, and separation. One or more of these processes may include contact of the liquid with the medium. In certain cases, the contact of the liquid with the medium can be accomplished by passing the liquid through a layer filled with medium.

Среда может оказаться полезной для разнообразных технологий переработки и применений, включающих фильтрование, коалесцирование, разделение, увеличение продолжительности пребывания жидкости в резервуаре, содержащем среду, и функционирование в качестве адсорбента или абсорбент. Например, среду можно использовать для отделения жидкостей от газов, жидкостей от других жидкостей, а также для отделения суспендированных твердых веществ, коллоидных и тонкодисперсных материалов от движущегося потока. Кроме того, среду можно использовать, чтобы коалесцировать мелкие капли одного или нескольких компонентов жидкости в более крупные капли. Например, содержащие среду фильтры можно использовать для удаления суспендированных твердых веществ и свободной нефти из одного или нескольких растворов. Например, содержащие среду фильтры могут использовать нефтеперерабатывающие заводы и нефтяные скважины, нефтехимические заводы, химические заводы, заводы по переработке природного газа и другие промышленные процессы для целей разделения нефти и воды. Разделительные технологии в данных промышленных процессах можно разделить на категории первичной, вторичной и третичной стадий. Первичные разделительные технологии могут использовать, например, сепараторы для сбора нефти из открытых стоков по стандарту Американского нефтяного института (API) и гравитационные отстойники для отделения больших количеств нефти и суспендированных твердых веществ от стоков отработавшей воды. В определенных примерах первичные разделительные технологии способны снижать концентрации нефти до уровней, составляющих от приблизительно 500 до приблизительно 200 частей на миллион. Вторичные разделительные технологии могут использовать, например, коалесцирующие и флотационные устройства для отделения дополнительных количеств нефти от отработавшей воды. В определенных примерах вторичные разделительные технологии способны снижать концентрации нефти до уровней, составляющих от приблизительно 100 до приблизительно 20 частей на миллион. Третичные разделительные технологии могут использовать, например, содержащие слой среды фильтры и способны снижать концентрации нефти до уровней ограничения на сброс. Например, технологии третичной обработки могут быть способными удаление свободной нефти при исходных уровнях, составляющих от приблизительно 20 частей на миллион до приблизительно 100 частей на миллион, до уровней, которые составляют менее чем приблизительно 10 частей на миллион. Неограничительные примеры третичных разделительных технологий включают флотационные устройства по стандарту API, устройства для флотации растворенным воздухом (DAF), устройства для флотации растворенным газом (DGF), компактные флотационные устройства, гидроциклоны, и содержащие слой среды фильтры, в том числе содержащие слой скорлупы грецких орехов фильтры. В настоящее время существует спрос на третичный содержащие среду фильтры, которые используют нефтяные платформы (также называются «морские»), в целях соблюдения установленных требований по сбросу отработавшей воды. Воздействие на окружающую среду и масса оборудования представляют собой решающие факторы при определении возможности использования оборудования на морских нефтяных платформах. Следовательно, среда, которая является более эффективной в отделении нефти от воды, чем среда, которая является доступной в настоящее время, может обеспечивать значительное снижение размера и массы оборудования. Содержащий среду фильтр может быть расположен ниже по потоку относительно первичной и вторичной обработки. В настоящее время известно, что среда на основе скорлупы черных грецких орехов обладает одновременным сродством к нефти и воде, и ее можно использовать в качестве среды для процессов третичного разделения. Например, на нефтеперерабатывающих заводов содержащие скорлупу грецких орехов фильтры используют ниже по потоку относительно первичных разделительных устройств и вторичных разделительных устройств, чтобы снижать оставшийся уровень свободной нефти, составляющий от приблизительно 20 до приблизительно 100 частей на миллион, до уровней, составляющих менее чем приблизительно 10 частей на миллион.The medium can be useful for a variety of processing technologies and applications, including filtering, coalescing, separation, extending the residence time of the liquid in the tank containing the medium, and functioning as an adsorbent or absorbent. For example, the medium can be used to separate liquids from gases, liquids from other liquids, and also to separate suspended solids, colloidal and finely divided materials from a moving stream. In addition, the medium can be used to coalesce small drops of one or more liquid components into larger drops. For example, media-containing filters can be used to remove suspended solids and free oil from one or more solutions. For example, media filters can use refineries and oil wells, petrochemical plants, chemical plants, natural gas processing plants, and other industrial processes for the separation of oil and water. Separation technologies in these industrial processes can be divided into categories of primary, secondary and tertiary stages. Primary separation technologies can use, for example, American Petroleum Institute (API) standard separators to collect oil from open sewage and gravity settlers to separate large quantities of oil and suspended solids from waste water. In certain examples, primary separation technologies are capable of lowering oil concentrations to levels of about 500 to about 200 ppm. Secondary separation technologies can use, for example, coalescing and flotation devices to separate additional quantities of oil from spent water. In certain examples, secondary separation technologies are capable of reducing oil concentrations to levels of from about 100 to about 20 ppm. Tertiary separation technologies can use, for example, filters containing a layer of the medium and are able to reduce oil concentrations to levels of restriction on discharge. For example, tertiary treatment technologies may be capable of removing free oil at baseline levels of from about 20 ppm to about 100 ppm, to levels that are less than about 10 ppm. Non-limiting examples of tertiary separation technologies include API flotation devices, dissolved air flotation (DAF) devices, dissolved gas flotation devices (DGF), compact flotation devices, hydrocyclones, and media containing filters, including those containing a walnut shell layer filters. Currently, there is a demand for tertiary media filters that use oil platforms (also called offshore) in order to comply with established waste water discharge requirements. The environmental impact and weight of the equipment are critical factors in determining whether equipment can be used on offshore oil platforms. Therefore, an environment that is more efficient in separating oil from water than the currently available medium can provide a significant reduction in size and weight of equipment. The medium containing filter may be located downstream of the primary and secondary processing. It is now known that a medium based on black walnut shells has a simultaneous affinity for oil and water, and it can be used as a medium for tertiary separation processes. For example, in refineries, walnut-containing shell filters use downstream of primary separation devices and secondary separation devices to reduce the remaining free oil level of about 20 to about 100 parts per million to levels of less than about 10 parts per million.

В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения может оказаться желательным изготовление экономичной и требующей незначительного обслуживания объемной среды, которая может быть пригодной для обратного промывания. Обратное промывание может восстанавливать среду и ее пригодность для повторного использования. В некоторых вариантах осуществления может оказаться желательным изготовление пригодной для обратного промывания среды, которая может обладать способностью увеличения скорости потока и более эффективного отделения нефти по сравнению со средой, содержащей скорлупу черных грецких орехов, относящихся, например, к виду восточного черного грецкого ореха (Juglans nigra). Содержащие среду из скорлупы грецких орехов фильтры могут иметь ограниченную скорость потока, что может ограничивать размер их конструкции и, следовательно, ограничивать их пригодность для использования на морских платформах. Кроме того, источники содержащей скорлупу черных грецких орехов среды подвержены неустойчивости, поскольку их доступность непосредственно зависит от изменения урожайности от одного сезона к другому. В некоторых вариантах осуществления может оказаться желательным уменьшать частоту обратного промывания для повышения производительности одной или нескольких обрабатывающих систем. Это уменьшение может также уменьшать объем производимой воды, используемой для обратного промывания, что может придавать системе дополнительное преимущество.In certain embodiments of the present invention, it may be desirable to make an economical and low maintenance volumetric medium that may be suitable for backwashing. Backwashing can restore the medium and its suitability for reuse. In some embodiments, it may be desirable to produce a backwash medium that may have the ability to increase the flow rate and more efficiently separate the oil compared to a medium containing black walnut shells, such as for example eastern black walnut (Juglans nigra ) Filters containing walnut shell media may have a limited flow rate, which may limit the size of their structure and, therefore, limit their suitability for use on offshore platforms. In addition, sources of black walnut shells are prone to instability, as their availability is directly dependent on changes in yield from one season to another. In some embodiments, it may be desirable to reduce the frequency of backwashing to improve the performance of one or more processing systems. This reduction may also reduce the amount of water produced used for backwashing, which may give the system an additional advantage.

В определенных приложениях может оказаться затруднительным физического отделения суспендированных в жидкости индивидуальных компонентов вследствие их количества. Например, в операциях по бурению нефтяных скважин обычно получают воду, содержащую сырую нефть. Установленные законом требования или технологические условия могут определять, что вода должна содержат нефть в концентрации ниже определенного порогового значения, чтобы ее можно было выпускать в окружающую среду или повторно использовать для других целей. Сложность разделения смеси нефти и воды может зависеть от физической формы нефти. В течение операций по переработке и транспортировке давление падает, и при движении могут образовываться нефтяные капли, которые являются достаточно мелкими, настолько, что их нелегко отделять от воды. Например, нефть может дипспергироваться в объеме воды в форме мелких капель, диаметры которых могут составлять менее чем 20 мкм. Для сортов нефти, у которых плотность близка к плотности воды, может оказаться затруднительным даже отделение капель, диаметры которых составляют более чем 20 мкм, с использованием традиционных процессов гравитационного разделения. В смесях каждого их этих типов нефть считают эмульгированной в воде. В определенных аспектах эмульгированная нефть может представлять собой нефть, которая не отделяется от воды после осуществления гравитационного разделения в течение приблизительно 30 минут в условиях равновесия. Обработка воды, которая содержит эмульгированную нефть, может представлять собой определенные затруднения при использовании технологий физического разделения. Такие устройства, как гидроциклоны, сепараторы по стандарту API, флотационные устройства, гравитационные осадительные устройства и содержащие скорлупу грецких орехов фильтры, могут оказаться неэффективными для отделения механически эмульгированной нефти от воды. Напротив, эти технологии можно использовать, чтобы отделять «свободную» нефть, которая представляет собой неэмульгированную нефть.In certain applications, it may be difficult to physically separate individual components suspended in a liquid due to their quantity. For example, in oil drilling operations, water containing crude oil is usually obtained. Statutory requirements or technological conditions may determine that water must contain oil at a concentration below a certain threshold value so that it can be released into the environment or reused for other purposes. The difficulty of separating a mixture of oil and water may depend on the physical form of the oil. During processing and transportation operations, the pressure drops and oil droplets can form during movement, which are small enough so that they are not easily separated from the water. For example, oil may be dispersed in a volume of water in the form of small droplets whose diameters may be less than 20 microns. For varieties of oil whose density is close to that of water, it may be difficult to even separate droplets with diameters of more than 20 microns using traditional gravity separation processes. In mixtures of each of these types, oil is considered emulsified in water. In certain aspects, the emulsified oil may be oil that does not separate from water after performing gravitational separation for approximately 30 minutes under equilibrium. Processing water that contains emulsified oil can present some difficulties when using physical separation technologies. Devices such as hydrocyclones, API separators, flotation devices, gravity sedimentation devices and walnut shell filters may not be effective in separating mechanically emulsified oil from water. On the contrary, these technologies can be used to separate the “free” oil, which is unemulsified oil.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, системы и способы, описанные в настоящем документе, относятся к способу обработки исходного потока. Исходный поток может включать один или несколько компонентов. Исходный поток может включать один или несколько компонентов, которые находятся в одной фазе, например, одну или несколько жидкостей. Исходный поток может включать один или несколько компонентов, которые находятся в различных фазах, например, одно или несколько сочетаний газов и жидкостей и одно или несколько сочетаний твердых веществ и жидкостей. В определенных приложениях исходный поток может включать одно или несколько суспендированных твердых веществ, коллоидов и тонкодисперсных твердых материалов. Исходный поток может включать жидкость на водной основе. В определенных аспектах исходный поток может включать углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. В определенных аспектах система может принимать один или несколько исходных потоков из промышленных источников. Например, исходный поток могут производить нефтеперерабатывающие заводы, нефтяные скважины, нефтехимические заводы, химические заводы, заводы по переработке природного газа и другие промышленные объекты. В определенных вариантах осуществления система может принимать один или несколько исходных потоков, включающий углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. При использовании в настоящем документе термин «углеводород» означает органический материал с молекулярной структурой, содержащей углерод, связанный с водородом. Углеводороды могут также включать и другие элементы, в том числе, но не ограничиваясь этим, по меньшей мере, один из следующих элементов: галогены, металлы, азот, кислород и сера. При использовании в настоящем документе термин «углеводородная жидкость» означает жидкофазную углеводородную текучую среду или смесь жидкофазных углеводородных текучих сред. Углеводородная жидкость может включать дополнительные вещества, например, твердые частицы. Неограничительные примеры углеводородных жидкостей могут включать, например, сырую нефть, природный газ, сланцевую нефть, пиролитическую нефть и любое их сочетание. При использовании в настоящем документе термины «жидкость на водной основе» и «водный поток» означают жидкости, включающие воду. Жидкость может включать дополнительные вещества, которые могут представлять собой твердые вещества, в том числе суспендированные твердые вещества, жидкости, газы или любое их сочетание. Способы и системы, описанные в настоящем документе, могут относиться к исходному потоку, включающему углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, но они не должны ограничиваться ими. Например, может оказаться возможной обработка жидкостей одного или нескольких других типов с использованием способов и систем, описанных в настоящем документе.In accordance with one or more embodiments, the systems and methods described herein relate to a method for processing a source stream. The source stream may include one or more components. The feed stream may include one or more components that are in the same phase, for example, one or more liquids. The feed stream may include one or more components that are in different phases, for example, one or more combinations of gases and liquids and one or more combinations of solids and liquids. In certain applications, the feed stream may include one or more suspended solids, colloids, and finely divided solids. The feed stream may include a water-based liquid. In certain aspects, the feed stream may include a hydrocarbon liquid and a water-based liquid. In certain aspects, a system may receive one or more source streams from industrial sources. For example, refineries, oil wells, petrochemical plants, chemical plants, natural gas processing plants and other industrial facilities can produce the feed stream. In certain embodiments, a system may receive one or more feed streams, including a hydrocarbon fluid and a water based fluid. As used herein, the term “hydrocarbon” means an organic material with a molecular structure containing carbon bound to hydrogen. Hydrocarbons may also include other elements, including, but not limited to at least one of the following elements: halogens, metals, nitrogen, oxygen and sulfur. As used herein, the term “hydrocarbon liquid” means a liquid phase hydrocarbon fluid or a mixture of liquid phase hydrocarbon fluids. The hydrocarbon fluid may include additional substances, for example, solid particles. Non-limiting examples of hydrocarbon fluids may include, for example, crude oil, natural gas, shale oil, pyrolytic oil, and any combination thereof. As used herein, the terms “water-based liquid” and “water stream” mean liquids including water. The liquid may include additional substances, which may be solids, including suspended solids, liquids, gases, or any combination thereof. The methods and systems described herein may relate to a feed stream comprising a hydrocarbon liquid and a water-based liquid, but should not be limited to them. For example, it may be possible to process liquids of one or more other types using the methods and systems described herein.

В определенных вариантах осуществления исходный поток можно вводить во впуск резервуара. Впуск может быть расположен в верхней части резервуара, в нижней части резервуара или в любом другом промежуточном месте, которое является подходящим для использования способов и систем, описанных в настоящем документе. При использовании в настоящем документе термин «резервуар» в широком смысле означает любую конструкцию, подходящую для содержания одного или нескольких технологических компонентов, включая газообразные, жидкие и твердые компоненты, а также и их смеси. Резервуар может быть открыт для окружающей среды, или его можно закрывать для работы под давлением. В определенных приложениях резервуар можно сконструировать, чтобы создавать анаэробные или аэробные условия для компонентов. Резервуар может иметь размеры и формы согласно желательному применению и объему исходного материала, подлежащего обработке, чтобы обеспечивать, по меньшей мере, одно из условий желательной пропускной способности и желательной продолжительности работы перед началом обратного промывания. Резервуар может содержать контейнер для помещения слоя среды желательной глубины в зависимости от желательного объема исходного материала, подлежащего обработке, и среды, выбранной для конкретного применения. Соответственно, резервуар может содержать слой среды любой глубины, который является подходящим для целей способов и систем, описанных в настоящем документе. Резервуар можно сооружать, используя любой материал, подходящий для целей способов и систем, описанных в настоящем документе. Неограничительные примеры подходящих материалов включают сталь, нержавеющую сталь, армированную стекловолокном пластмассу и поливинилхлорид (PVC). Один или несколько вариантов осуществления могут включать резервуар, имеющий один или несколько боковых стенок в зависимости от желательной формы резервуара. Например, цилиндрический резервуар может иметь одну боковую стенку, в то время как квадратный или прямоугольный резервуар может иметь четыре боковых стенки. В определенных вариантах осуществления резервуар может иметь цилиндрическую форму, имеющую одну непрерывную боковую стенку, расположенную между первой и второй стенками. В других определенных вариантах осуществления резервуар может быть закрытым, причем одна или несколько боковых стенок проходят между первой стенкой и второй стенкой. В определенных аспектах резервуар может содержать среда. Можно использовать любую среду, подходящую для способов и систем, описанных в настоящем документе. Среда может быть расположена в резервуаре на заданной глубине и может заполнять весь объем резервуара или содержаться в конкретной части резервуара. Например, часть объема резервуара, прилегающая к одной или нескольким стенкам, может не содержать среды. Среда может удерживаться внутри резервуара одной или несколькими разделителями, такие как перегородки или перфорированные плиты, которые могут удерживать среду в желательном положении внутри резервуара, обеспечивая в то же время протекание одной или нескольких жидкостей через среду в резервуаре.In certain embodiments, the feed stream may be introduced into the inlet of the tank. The inlet may be located at the top of the tank, at the bottom of the tank, or at any other intermediate location that is suitable for using the methods and systems described herein. As used herein, the term “reservoir” in the broad sense means any structure suitable for containing one or more process components, including gaseous, liquid, and solid components, as well as mixtures thereof. The tank may be open to the environment, or it may be closed to work under pressure. In certain applications, a reservoir can be designed to create anaerobic or aerobic conditions for the components. The tank may have dimensions and shapes according to the desired application and volume of the starting material to be processed in order to provide at least one of the conditions for the desired throughput and the desired duration of operation before starting backwashing. The tank may contain a container for placing a layer of medium of the desired depth depending on the desired volume of the starting material to be processed and the medium selected for a particular application. Accordingly, the reservoir may contain a layer of medium of any depth, which is suitable for the purposes of the methods and systems described herein. The tank may be constructed using any material suitable for the purposes of the methods and systems described herein. Non-limiting examples of suitable materials include steel, stainless steel, fiberglass reinforced plastic, and polyvinyl chloride (PVC). One or more embodiments may include a reservoir having one or more side walls depending on the desired shape of the reservoir. For example, a cylindrical tank may have one side wall, while a square or rectangular tank may have four side walls. In certain embodiments, the reservoir may have a cylindrical shape having one continuous side wall located between the first and second walls. In other specific embodiments, the reservoir may be closed, one or more side walls extending between the first wall and the second wall. In certain aspects, the reservoir may comprise a medium. Any medium suitable for the methods and systems described herein may be used. The medium may be located in the tank at a predetermined depth and may fill the entire volume of the tank or be contained in a specific part of the tank. For example, a portion of the volume of the reservoir adjacent to one or more walls may not contain a medium. The medium can be held inside the tank by one or more separators, such as partitions or perforated plates, which can hold the medium in a desired position inside the tank, while allowing one or more liquids to flow through the medium in the tank.

В определенных вариантах осуществления резервуар может содержать композитную среду. При использовании в настоящем документе термин «композитная среда» означает сочетание двух или более различных материалов. По меньшей мере, в одном варианте осуществления композитная среда включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера. Композитная среда может включать гетерогенную смесь материала на основе целлюлозы и полимера. Гетерогенная смесь может включать такие ингредиенты или составляющие, что компоненты не являются равномерно распределенными в объеме смеси. При использовании в настоящем документе термин «гетерогенная смесь» означает композит из двух или более несходных ингредиентов или составляющих. Композитная среда может включать гомогенную смесь материала на основе целлюлозы и полимера. В одном варианте осуществления композитная среда может включать материал на основе целлюлозы и полимер таким образом, что эти два материала связаны друг с другом, но не смешаны друг с другом. При использовании в настоящем документе термин «гомогенная смесь» означает композит, который представляет собой однофазный композит, состоящий из двух или более соединений, которые распределены в однородном соотношении или в практически однородном соотношении в объеме смеси, таким образом, что любая часть композита представляет собой одинаковое соотношение двух или более соединений. При использовании в настоящем документе термин «материал на основе целлюлозы» означает любой материал, продукт или состав, который содержит целлюлозу. Неограничительные примеры могут включать древесину сбрасывающих листву и вечнозеленых деревьев, включая древесную муку, древесную массу, древесные частицы, древесные волокна, опилки, древесные стружки, древесные щепки, а также любой другой древесный продукт или продукт на основе целлюлозы, подходящий для способов и систем, описанных в настоящем документе, такой как кокосовый орех, багасса, торф, отходы целлюлозных заводов, кукурузные стебли и любое их сочетание. Среда может включать любой древесный материал, подходящий для целей способов и систем, описанных в настоящем документе. В определенных вариантах осуществления материал на основе целлюлозы может представлять собой сосновую древесину. В определенных вариантах осуществления материал на основе целлюлозы может представлять собой кленовую древесину. Неограничительные примеры полимеров, подходящих для способов и систем, описанных в настоящем документе, могут включать полиолефины, в том числе полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен (PE), полипропилен (PP), PVC, сополимеры этилена и пропилена, фторполимеры, включая тефлон (Teflon®) и любое их сочетание. По меньшей мере, в одном варианте осуществления полимер может представлять собой HDPE. В еще одном варианте осуществления полимер может представлять собой полипропилен.In certain embodiments, the reservoir may comprise a composite medium. As used herein, the term “composite medium” means a combination of two or more different materials. In at least one embodiment, the composite medium comprises a mixture of cellulose-based material and a polymer. The composite medium may include a heterogeneous mixture of cellulose-polymer based material. A heterogeneous mixture may include ingredients or constituents such that the components are not evenly distributed throughout the mixture. As used herein, the term “heterogeneous mixture” means a composite of two or more dissimilar ingredients or constituents. The composite medium may include a homogeneous mixture of cellulose-polymer based material. In one embodiment, the composite medium may include cellulose-based material and a polymer such that the two materials are bonded to each other but not mixed together. As used herein, the term “homogeneous mixture” means a composite, which is a single-phase composite consisting of two or more compounds that are distributed in a uniform ratio or in an almost uniform ratio in the volume of the mixture, so that any part of the composite is the same ratio of two or more compounds. As used herein, the term “cellulose-based material” means any material, product or composition that contains cellulose. Non-limiting examples may include foliage-dropping wood and evergreen trees, including wood flour, wood pulp, wood particles, wood fibers, sawdust, wood shavings, wood chips, and any other wood product or cellulose-based product suitable for methods and systems, described herein, such as coconut, bagasse, peat, pulp waste, corn stalks, or any combination thereof. The medium may include any wood material suitable for the purposes of the methods and systems described herein. In certain embodiments, the cellulose-based material may be pine wood. In certain embodiments, the cellulose-based material may be maple wood. Non-limiting examples of polymers suitable for the methods and systems described herein may include polyolefins, including high density polyethylene (HDPE), polyethylene (PE), polypropylene (PP), PVC, ethylene propylene copolymers, fluoropolymers including teflon (Teflon®) and any combination thereof. In at least one embodiment, the polymer may be HDPE. In yet another embodiment, the polymer may be polypropylene.

В одном или нескольких вариантах осуществления композитная среда может включать материал на основе целлюлозы в концентрации, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 50%. В других вариантах осуществления композитная среда может включать материал на основе целлюлозы в концентрации, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 60%. В определенных вариантах осуществления композитная среда может включать материал на основе целлюлозы в концентрации, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 70%. По меньшей мере, в одном варианте осуществления композитная среда может включать кленовая древесина в концентрации, составляющей приблизительно 50 масс.%. В еще одном варианте осуществления композитная среда может включать сосновую древесину в концентрации, составляющей приблизительно 70 масс.%. Концентрация материала на основе целлюлозы может представлять собой любой процентное соотношение, составляющее от приблизительно 0% до приблизительно 100%, или любой интервал процентных соотношений между данными процентными соотношениями. По меньшей мере, в одном аспекте композитная среда включает множество частиц однородной формы. При использовании в настоящем документе термин «частицы однородной формы» означает имеющие точно одинаковые формы и размеры частицы и имеющие практически одинаковые формы и размеры частицы, в то время допускается некоторая степень различия формы, что связано, например, с неточностью изготовления. Подходящие формы для композитной среды могут включать сферы и цилиндры. Например, композитная среда может включать множество имеющих однородную форму цилиндрических или подобных цилиндрам частиц. Композитная среда может представлять собой любую форму, которая способна обеспечивать промежутки в пространствах пор между частицами. В определенных вариантах осуществления композитная среда может включать множество имеющих неправильную форму частицаIn one or more embodiments, the composite medium may include cellulose-based material at a concentration of at least about 50%. In other embodiments, the implementation of the composite medium may include cellulose-based material in a concentration of at least about 60%. In certain embodiments, the composite medium may include cellulose-based material at a concentration of at least about 70%. In at least one embodiment, the composite medium may include maple wood at a concentration of about 50 wt.%. In yet another embodiment, the composite medium may include pine wood at a concentration of approximately 70 wt.%. The concentration of the cellulose-based material may be any percentage ranging from about 0% to about 100%, or any range of percentages between these percentages. In at least one aspect, the composite medium comprises a plurality of particles of a uniform shape. As used herein, the term “particles of uniform shape” means having exactly the same particle shapes and sizes and having substantially the same particle shapes and sizes, while some degree of shape difference is allowed, which is due, for example, to manufacturing inaccuracy. Suitable forms for a composite medium may include spheres and cylinders. For example, a composite medium may include a plurality of uniformly shaped cylindrical or cylinder-like particles. The composite medium may be any form that is capable of providing gaps in the pore spaces between the particles. In certain embodiments, the composite medium may include a plurality of irregularly shaped particle

Композитная среда может включать дополнительный компоненты, включающий химические компоненты. Неограничительные примеры компонентов, которые могут оказаться подходящими для включения в композитную среду, включают коагулянты и флокулянты. Композитная среда может включать любой дополнительный компонент, который может оказаться подходящими для целей способов и систем, описанных в настоящем документе.The composite medium may include additional components, including chemical components. Non-limiting examples of components that may be suitable for incorporation into a composite medium include coagulants and flocculants. The composite environment may include any additional component that may be suitable for the purposes of the methods and systems described herein.

В соответствии с определенными вариантами осуществления, предложена среда. Можно использовать любую среду при том условии, что она может оказаться подходящей, по меньшей мере, для одного из следующих процессов: (1) коалесцирование, по меньшей мере, одной углеводородной жидкости и (2) фильтрование, по меньшей мере, одного потока, включающего углеводородную жидкость и водную жидкость. Один пример среды, подходящей для способов и систем, описанных в настоящем документе, может представлять собой композитная среда. При использовании в настоящем документе термины «композитная среда» и «среда композита» используют взаимозаменяемым образом. Композитная среда может включать смесь материала на основе целлюлозы и полимера. Среда может включать, по меньшей мере, одну из гомогенной и гетерогенной смеси материала на основе целлюлозы и полимера. Материал на основе целлюлозы и полимер можно описывать и внедрять, как обсуждается выше. По меньшей мере, в одном варианте осуществления среда может быть пригодной для осуществления обратного промывания. В определенных вариантах осуществления среда может быть пригодной для осуществления ожижения. В некоторых вариантах осуществления, среда может проявлять, по меньшей мере, одно из свойств адсорбции и абсорбции по отношению, по меньшей мере, к одной жидкости из углеводородной жидкости и водной жидкости.In accordance with certain embodiments, a medium is provided. You can use any medium provided that it can be suitable for at least one of the following processes: (1) coalescing at least one hydrocarbon liquid and (2) filtering at least one stream, including hydrocarbon liquid and aqueous liquid. One example of a medium suitable for the methods and systems described herein may be a composite medium. As used herein, the terms “composite medium” and “composite medium” are used interchangeably. The composite medium may include a mixture of cellulose-based material and a polymer. The medium may include at least one of a homogeneous and heterogeneous mixture of cellulose-polymer based material. The cellulose-based material and the polymer can be described and incorporated as discussed above. In at least one embodiment, the medium may be suitable for backwashing. In certain embodiments, the medium may be suitable for liquefying. In some embodiments, implementation, the medium may exhibit at least one of the properties of adsorption and absorption with respect to at least one liquid from a hydrocarbon liquid and an aqueous liquid.

В определенных вариантах осуществления масса нефти, которую можно загружать в композитную среду, прежде чем произойдет прорыв, может представлять собой четырехкратную массу, которую можно загружать в материалы среды других типов. Материалы среды других типов могут включать, например, древесину, полимер (например, HDPE и полипропилен) и скорлупу черных грецких орехов. По меньшей мере, в одном варианте осуществления древесный и полимерный компоненты композитной среды могут не проявлять способность поглощения нефти на уровне или вблизи уровня способность поглощения нефти композитной среды. Без ограничения теорией, одно возможное объяснение полезных эффектов сочетания древесины и полимера может заключаться в том, что каждый из этих двух компонентов придает различные адсорбционные или абсорбционные свойства, и что может возникать синергия в результате сочетания двух материалов. Второе возможное объяснение заключаться в том, что форма композитных частиц способствует разделительному процессу.In certain embodiments, the mass of oil that can be loaded into the composite medium before a breakthrough occurs can be a four-fold mass that can be loaded into other types of media. Other types of environmental materials may include, for example, wood, polymer (e.g. HDPE and polypropylene) and black walnut shells. In at least one embodiment, the wood and polymer components of the composite medium may not exhibit oil absorption capacity at or near the level of oil absorption capacity of the composite medium. Without being limited by theory, one possible explanation for the beneficial effects of the combination of wood and polymer may be that each of these two components gives different adsorption or absorption properties, and that synergy may result from a combination of the two materials. A second possible explanation is that the shape of the composite particles contributes to the separation process.

В определенных вариантах осуществления резервуар может также включать впуск исходного материала, расположенный выше среды и выпуска фильтрата, расположенного ниже среды. Резервуар может также включать первый впуск, который сооружен и предназначен, чтобы направлять первую текучую среду к первому концу отводящей трубы и обеспечивать в течение обратного промывания движение среды внутри отводящей трубы от первого конца отводящей трубы до второго конца отводящей трубы при одновременном обеспечении движения фильтровальной среды вдоль внешней боковой стенки отводящей трубы от второго конца отводящей трубы до первого конца отводящей трубы. Далее отводящие трубы обсуждаются более подробно.In certain embodiments, the reservoir may also include a feed inlet located above the medium and a filtrate outlet located below the medium. The tank may also include a first inlet, which is constructed and designed to direct the first fluid to the first end of the outlet pipe and to provide, during backwashing, the movement of the medium inside the outlet pipe from the first end of the outlet pipe to the second end of the outlet pipe while allowing the filter medium to move along the outer side wall of the discharge pipe from the second end of the discharge pipe to the first end of the discharge pipe. Further outlet pipes are discussed in more detail.

В определенных вариантах осуществления композитная среда вступает в контакт с исходным потоком для получения обработанного потока. По меньшей мере, в одном варианте осуществления контакт исходного потока с композитной средой включает фильтрование исходного потока. При использовании в настоящем документе термины «фильтрование» и «разделение» в широком смысле означают любой процесс, используемый для отделения составляющего ингредиента вещества от других составляющих ингредиентов вещества. Например, фильтрование может означать процесс отделения одной или нескольких фаз друг от друга. В определенных аспектах фильтрованием можно разделять две жидкие фазы. В других аспектах фильтрованием можно отделять твердую фазу от жидкой фазы. По меньшей мере, в одном варианте осуществления фильтрование означает процесс отделения углеводородной жидкости от жидкости на водной основе. В определенных аспектах фильтрование включает пропускание исходного потока через фильтровальное устройство при скорости потока, которая может составлять менее чем приблизительно 40 галлонов в минуту на квадратный фут (2,72 м/с). В других аспектах фильтрование включает пропускание исходного потока через фильтровальное устройство при скорости потока, которая может составлять менее чем приблизительно 30 галлонов в минуту на квадратный фут (2,04 м/с). По меньшей мере, в одном аспекте фильтрование включает пропускание исходного потока через фильтровальное устройство при скорости потока, которая может составлять менее чем приблизительно 20 галлонов в минуту на квадратный фут (1,36 м/с). В еще одном аспекте скорость потока может составлять менее чем приблизительно 13,5 галлонов в минуту на квадратный фут (0,92 м/с). Скорость потока может представлять собой любую скорость потока, составляющую от приблизительно 1 и приблизительно 1000 галлонов в минуту на квадратный фут (от 0,0679 до 67,9 м/с), или любой интервал скоростей потока между данными значениями скорости поток. Скорость потока может представлять собой любую скорость, которая является подходящей для целей осуществление описанной функции фильтрования с использованием способов и систем, описанных в настоящем документе.In certain embodiments, the composite medium comes into contact with the feed stream to produce a treated stream. In at least one embodiment, contacting the feed stream with the composite medium includes filtering the feed stream. As used herein, the terms “filtration” and “separation” broadly mean any process used to separate a constituent ingredient of a substance from other constituent ingredients of a substance. For example, filtering may mean the process of separating one or more phases from each other. In certain aspects, two liquid phases can be separated by filtration. In other aspects, the solid phase can be separated from the liquid phase by filtration. In at least one embodiment, filtration means the process of separating a hydrocarbon liquid from a water-based liquid. In certain aspects, filtering involves passing the feed stream through a filter device at a flow rate that may be less than about 40 gallons per minute per square foot (2.72 m / s). In other aspects, filtering involves passing the feed stream through a filter device at a flow rate that may be less than about 30 gallons per minute per square foot (2.04 m / s). In at least one aspect, filtering comprises passing the feed stream through a filter device at a flow rate that may be less than about 20 gallons per minute per square foot (1.36 m / s). In yet another aspect, the flow rate may be less than about 13.5 gallons per minute per square foot (0.92 m / s). The flow rate can be any flow rate of between about 1 and about 1000 gallons per minute per square foot (0.0679 to 67.9 m / s), or any range of flow rates between these flow rates. The flow rate may be any speed that is suitable for the purpose of implementing the described filtering function using the methods and systems described herein.

При использовании в настоящем документе термины «фильтровальное устройство» и «разделительное устройство» означают любой устройство, подходящее для осуществления процессов фильтрования. В определенных вариантах осуществления фильтровальное устройство и разделительное устройство может быть сооружено и предназначено таким образом, как обсуждается выше по отношению к резервуару. Фильтровальное устройство и разделительное устройство может быть сооружено из любого материала, подходящего для конкретных целей способов и систем, описанных в настоящем документе. Например, фильтровальное устройство и разделительное устройство может быть сооружено из любого конструкционного материала, такого как, например, сталь, нержавеющая сталь, армированная стекловолокном пластмасса и поливинилхлоридный материал, подходящего для изготовления конструкции типа трубы или колонны. По меньшей мере, в одном аспекте фильтровальное устройство и разделительное устройство может включать композитную среду. По меньшей мере, один аспект включает фильтровальное устройство, содержащее защитный материал, находящийся, по меньшей мере, на одном конце фильтровального устройства, для целей удерживания среды. В определенных аспектах движение текучей среды через фильтровальное устройство и разделительное устройство может происходить в направлении сверху вниз. В других аспектах движение текучей среды через фильтровальное устройство и разделительное устройство может происходить в направлении снизу вверх. В определенных вариантах осуществления одно или несколько фильтровальных устройства и один или несколько разделительных устройств могут быть расположены ниже по потоку относительно одного или несколько коалесцирующих устройств.As used herein, the terms “filter device” and “separation device” mean any device suitable for performing filtering processes. In certain embodiments, a filter device and a separation device may be constructed and designed in such a manner as discussed above with respect to the reservoir. The filter device and separation device may be constructed of any material suitable for the specific purposes of the methods and systems described herein. For example, the filter device and the separation device may be constructed of any structural material, such as, for example, steel, stainless steel, fiberglass reinforced plastic and polyvinyl chloride material suitable for the manufacture of structures such as pipes or columns. In at least one aspect, the filter device and separation device may include a composite medium. At least one aspect includes a filter device comprising a protective material located at least at one end of the filter device for the purpose of holding the medium. In certain aspects, the movement of the fluid through the filter device and the separation device may occur in a downward direction. In other aspects, the movement of fluid through the filter device and the separation device may occur in the direction from the bottom up. In certain embodiments, one or more filter devices and one or more separation devices may be located downstream of one or more coalescing devices.

В других аспектах контакт исходного потока с композитной средой включает коалесцирование исходного потока. При использовании в настоящем документе термин «коалесцирование» в широком смысле означает соединение и/или объединение одной или несколько мелких капель жидкой или другой фазы с образованием, по меньшей мере, одной более крупной капли, фазы и прослойки. Например, в определенных аспектах коалесцирование способно увеличивать размер капель углеводородной жидкости от диаметра, составляющего менее чем приблизительно 20 мкм, до размера, который составляет более чем приблизительно 20 мкм. В других определенных аспектах коалесцирование способно увеличивать размер капель углеводородной жидкости от диаметра, составляющего менее чем приблизительно 20 мкм, до размера, который составляет более чем приблизительно 50 мкм. В некоторых аспектах коалесцирование способно производить капли углеводородной жидкости, размер которых составляет более чем приблизительно 50 мкм. В некоторых аспектах коалесцирование способно производить капли углеводородной жидкости, размер которых может составлять более чем приблизительно 100 мкм. При использовании в настоящем документе термин «коалесцированный поток» означает жидкость, в которой капли жидкой или другой фазы образуют капли, у которых диаметр составляет, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм. По меньшей мере, в одном аспекте коалесцированный поток можно означать жидкость, в которой капли углеводородной жидкости имеют диаметр, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм. В некоторых аспектах коалесцированный поток может означать жидкость, в которой капли углеводородной жидкости имеют диаметр, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм, диаметр, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 30 мкм, диаметр, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 30 мкм, диаметр, составляющий, по меньшей мере, приблизительно 100 мкм, и любое их сочетание. По меньшей мере, в одном аспекте коалесцирование включает пропускание исходного потока через коалесцирующее устройство при скорости потока, которая может находиться в интервале от приблизительно 40 до приблизительно 250 галлонов в минуту на квадратный фут (от 2,72 до 16,98 м/с). В еще одном аспекте коалесцирование включает пропускание исходного потока через коалесцирующее устройство при скорости потока, которая может находиться в интервале от приблизительно 100 до приблизительно 200 галлонов в минуту на квадратный фут (от 6,79 до 1,38 м/с). Скорость потока может представлять собой любую скорость потока, составляющую от приблизительно 1 до приблизительно 2000 галлонов в минуту на квадратный фут (от 0,0679 до 135,8 м/с), или любой интервал скоростей потока между данными величинами скорости потока. Скорость потока может представлять собой любую скорость, которая является подходящей для целей осуществления описанной функции коалесцирования с использованием способов и систем, описанных в настоящем документе.In other aspects, contacting the feed stream with the composite medium includes coalescing the feed stream. As used herein, the term "coalescing" in the broad sense means the combination and / or combination of one or more small droplets of a liquid or other phase to form at least one larger droplet, phase and interlayer. For example, in certain aspects, coalescing is capable of increasing a droplet size of a hydrocarbon liquid from a diameter of less than about 20 microns to a size of more than about 20 microns. In other specific aspects, coalescing is capable of increasing droplet size of a hydrocarbon liquid from a diameter of less than about 20 microns to a size of more than about 50 microns. In some aspects, coalescing is capable of producing droplets of hydrocarbon liquid that are larger than about 50 microns in size. In some aspects, coalescing is capable of producing droplets of hydrocarbon liquid, the size of which may be more than about 100 microns. As used herein, the term “coalesced stream” means a liquid in which droplets of a liquid or other phase form droplets in which the diameter is at least about 20 microns. In at least one aspect, a coalesced stream may mean a liquid in which droplets of a hydrocarbon liquid have a diameter of at least about 20 microns. In some aspects, a coalesced stream may mean a liquid in which droplets of a hydrocarbon liquid have a diameter of at least about 20 microns, a diameter of at least about 30 microns, and a diameter of at least about 30 microns a diameter of at least about 100 microns, and any combination thereof. In at least one aspect, coalescing comprises passing the feed stream through a coalescing device at a flow rate that can range from about 40 to about 250 gallons per minute per square foot (2.72 to 16.98 m / s). In yet another aspect, coalescing involves passing the feed stream through a coalescing device at a flow rate that can range from about 100 to about 200 gallons per minute per square foot (6.79 to 1.38 m / s). The flow rate may be any flow rate of from about 1 to about 2000 gallons per minute per square foot (0.0679 to 135.8 m / s), or any range of flow rates between these flow rates. The flow rate may be any speed that is suitable for the implementation of the described coalescing function using the methods and systems described herein.

При использовании в настоящем документе термин «коалесцирующее устройство» означает любое устройство, подходящее для осуществления процессов коалесцирования. В определенных аспектах коалесцирующее устройство может быть сооружено и предназначено таким образом, как обсуждается выше по отношению к резервуару. Коалесцирующее устройство может быть сооружено из любого материала, подходящего для конкретных целей способов и систем, описанных в настоящем документе. В определенных вариантах осуществления коалесцирующее устройство может быть сооружено, например, из любого одного или нескольких материалов, таких как сталь, нержавеющая сталь, армированная стекловолокном пластмасса и поливинилхлоридный материал, пригодных для изготовления конструкции типа трубы или колонны. По меньшей мере, в одном аспекте коалесцирующее устройство может включать композитную среду. Некоторые аспекты включают коалесцирующее устройство, содержащее защитный материал, помещенный, по меньшей мере, у одного конца коалесцирующего устройства, для целей удерживания. По меньшей мере, в одном аспекте движение текучей среды через коалесцирующее устройство может осуществляться в направлении сверху вниз. В еще одном аспекте движение текучей среды через коалесцирующее устройство может осуществляться в направлении снизу вверх. В определенных вариантах осуществления одно или несколько коалесцирующих устройств могут быть расположены выше по потоку относительно одного или нескольких фильтровальных устройств. В других вариантах осуществления один или несколько коалесцирующих устройств могут быть расположены выше по потоку относительно одного или нескольких разделительных устройств.As used herein, the term “coalescing device” means any device suitable for carrying out coalescing processes. In certain aspects, a coalescing device may be constructed and designed in such a way as discussed above with respect to the reservoir. The coalescing device may be constructed from any material suitable for the specific purposes of the methods and systems described herein. In certain embodiments, the coalescing device may be constructed, for example, from any one or more materials, such as steel, stainless steel, fiberglass reinforced plastic, and polyvinyl chloride material, suitable for fabricating a structure such as a pipe or column. In at least one aspect, the coalescing device may include a composite medium. Some aspects include a coalescing device comprising a protective material placed at least at one end of the coalescing device for retention purposes. In at least one aspect, the movement of fluid through a coalescing device may be in a downward direction. In yet another aspect, the movement of fluid through a coalescing device may be in the upward direction. In certain embodiments, one or more coalescing devices may be located upstream of one or more filter devices. In other embodiments, one or more coalescing devices may be located upstream of one or more separation devices.

В определенных аспектах, по меньшей мере, одно устройство из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства может содержать композитную среду. Композитная среда может быть частично или полностью покрыта углеводородной жидкостью. Композитная среда может быть, по меньшей мере, частично или полностью покрыта углеводородной жидкостью в течение одного или нескольких процессов обработки, включая процедуры обратного промывания, фильтрования и коалесцирования. В определенных примерах одно или несколько коалесцирующих устройств могут содержать композитную среду, которая может быть частично покрытой углеводородной жидкостью. В некоторых примерах одно или несколько коалесцирующих устройств могут содержать композитную среду, которая может быть насыщена углеводородной жидкостью. При использовании в настоящем документе термин «насыщенный», когда его применяют по отношению к композитной среде, означает любую степень покрытия композитной среды углеводородной жидкостью, при том условии, что коалесцирование может быть осуществлено надлежащим образом. В других примерах одно или несколько фильтровальных устройств могут содержать композитную среду, которая не является насыщенной углеводородной жидкостью. При использовании в настоящем документе термин «ненасыщенный», когда его применяют по отношению к композитной среде, означает любую степень покрытия композитной среды, при том условии, что фильтрование может быть осуществлено надлежащим образом. В определенных аспектах одно или несколько фильтровальных устройств могут содержать композитную среду, которая может практически не содержать покрытия углеводородной жидкостью. По меньшей мере, в одном варианте осуществления композитная среда в коалесцирующем устройстве может быть насыщенной углеводородной жидкостью, и композитная среда в фильтровальном устройстве может быть не насыщенной углеводородной жидкостью.In certain aspects, at least one device of a coalescing device and a filter device may comprise a composite medium. The composite medium may be partially or completely coated with a hydrocarbon liquid. The composite medium may be at least partially or completely coated with a hydrocarbon liquid during one or more processing processes, including backwashing, filtering, and coalescing procedures. In certain examples, one or more coalescing devices may comprise a composite medium, which may be partially coated with a hydrocarbon liquid. In some examples, one or more coalescing devices may comprise a composite medium that may be saturated with a hydrocarbon liquid. As used herein, the term “saturated” when used with respect to a composite medium means any degree of coverage of the composite medium with a hydrocarbon liquid, provided that coalescing can be carried out appropriately. In other examples, one or more filter devices may comprise a composite medium that is not a saturated hydrocarbon liquid. As used herein, the term “unsaturated,” when used with respect to a composite medium, means any degree of coverage of the composite medium, provided that filtering can be carried out appropriately. In certain aspects, one or more filter devices may comprise a composite medium, which may be substantially free of hydrocarbon fluid coating. In at least one embodiment, the composite medium in the coalescing device may be a saturated hydrocarbon liquid, and the composite medium in the filter device may be an unsaturated hydrocarbon liquid.

В соответствии с определенными способами и системами, описанными в настоящем документе, предложена обрабатывающая система, причем один или несколько резервуаров могут иметь способность функционирования в качестве, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства в течение одного или нескольких процессов обработки. Например, резервуар, содержащий композитную среду, способен функционировать в качестве фильтровального устройства до тех пор, пока композитная среда становится насыщенной углеводородной жидкостью, и тогда он способен функционировать в качестве коалесцирующего устройства. В других примерах может быть предложена обрабатывающая система, включающая первый резервуар, содержащий композитную среду, который может быть расположен выше по потоку относительно второго резервуара, содержащего композитную среду. Первый резервуар способен функционировать в качестве коалесцирующего устройства, и второй резервуар способен функционировать в качестве фильтровального устройства до тех пор, пока композитная среда во втором резервуаре не становится насыщенной нефтью. Первый резервуар можно подвергать обратному промыванию, и поток через обрабатывающую систему можно направлять таким образом, чтобы второй резервуар был расположен выше по потоку относительно первого резервуара. После этого второй резервуар способен функционировать в качестве коалесцирующего устройства, и первый резервуар способен функционировать в качестве фильтровального устройства до тех пор, пока композитная среда в первом устройстве не становится насыщенной нефтью. После этого второй резервуар можно подвергать обратному промыванию, и поток через обрабатывающую систему можно направлять таким образом, что первый резервуар может быть расположен выше по потоку относительно второго резервуара. Обрабатывающая система может включать один или несколько резервуаров, которые можно использовать раздельно или совместно, по меньшей мере, в одной конфигурации, такой как последовательная, параллельная и любая другая конфигурация, для получения одного или нескольких желательных выходящих потоков. В определенных примерах обрабатывающая система может дополнительно включать один или несколько дополнительных сепараторов. Один или несколько дополнительных сепараторов могут быть расположен выше по потоку или ниже по потоку относительно одного или нескольких резервуаров. Обрабатывающая система может быть расположена выше по потоку или ниже по потоку относительно, по меньшей мере, одного процесса из первичного, вторичного или третичного процесса, и она может быть расположена в качестве самостоятельной системы или процесса или может быть расположена в рамках другой системы или процесса.In accordance with certain methods and systems described herein, a processing system is provided, wherein one or more tanks may have the ability to function as at least one device from a coalescing device and a filter device during one or more processing processes. For example, a reservoir containing a composite medium is able to function as a filter device until the composite medium becomes saturated with a hydrocarbon liquid, and then it is able to function as a coalescing device. In other examples, a processing system may be provided comprising a first reservoir containing a composite medium that can be located upstream of a second reservoir containing a composite medium. The first tank is able to function as a coalescing device, and the second tank is able to function as a filtering device until the composite medium in the second tank becomes saturated with oil. The first tank can be backwashed and the flow through the processing system can be directed so that the second tank is located upstream relative to the first tank. After that, the second tank is able to function as a coalescing device, and the first tank is able to function as a filtering device until the composite medium in the first device becomes saturated with oil. After that, the second tank can be backwashed, and the flow through the processing system can be directed so that the first tank can be located upstream relative to the second tank. The processing system may include one or more tanks that can be used separately or together in at least one configuration, such as a serial, parallel and any other configuration, to obtain one or more desired effluent. In certain examples, the processing system may further include one or more additional separators. One or more additional separators may be located upstream or downstream relative to one or more tanks. A processing system may be located upstream or downstream with respect to at least one process from a primary, secondary or tertiary process, and it may be located as a standalone system or process or may be located within another system or process.

В соответствии со способами и системами, описанными в настоящем документе, одно или несколько коалесцирующих устройств и фильтровальных устройств можно использовать раздельно или совместно, по меньшей мере, в одной конфигурации, такой как последовательная, параллельная и любая другая конфигурация, для получения одного или нескольких желательных выходящих потоков. В определенных вариантах осуществления одно или несколько фильтровальных устройств можно располагать в последовательной конфигурации с одной или несколькими параллельными цепочками, включающий одно или несколько фильтровальных устройств в последовательной конфигурации. В определенных аспектах один или несколько фильтровальных устройств можно располагать в первой последовательной конфигурации параллельно со второй последовательной конфигурацией. В определенных вариантах осуществления первая последовательная конфигурация может быть параллельной относительно второй последовательной конфигурации, которая, в свою очередь, является параллельной относительно третьей последовательной конфигурации и может также быть параллельной относительно одной или нескольких дополнительных последовательных конфигураций. По меньшей мере, в одном аспекте первая последовательность может быть предназначена, чтобы обрабатывать 100% поступающего исходного материала, в то время как вторая последовательность является пополняемой или самостоятельной. По меньшей мере, в одном варианте осуществления первый комплект из четырех фильтровальных устройств можно располагать в последовательной конфигурации параллельно относительно второго комплекта из четырех фильтровальных устройств, расположенных в последовательной конфигурации. Аналогичным образом, в определенных вариантах осуществления первое сочетание, по меньшей мере, одного коалесцирующего устройства и, по меньшей мере, одного фильтровального устройства можно располагать в последовательной конфигурации параллельно относительно второго сочетания, по меньшей мере, одного коалесцирующего устройства и, по меньшей мере, одного фильтровального устройства в последовательной конфигурации. В еще одном аспекте первая последовательность и вторая последовательность могут быть предназначены для обработки 100% поступающего исходного материала. В еще одном аспекте первая последовательность и вторая последовательность могут быть предназначены для обработки 50% поступающего исходного материала. В некоторых аспектах множество последовательностей можно предназначать для обработки заданного процентного соотношения поступающего исходного материала, составляющего, например, от приблизительно 1% до приблизительно 100% поступающего исходного материала, включая любое процентное соотношение между данными пределами процентного соотношения или любой интервал процентных соотношений между данными пределами процентного соотношения.In accordance with the methods and systems described herein, one or more coalescing devices and filtering devices can be used separately or together in at least one configuration, such as a serial, parallel and any other configuration, to obtain one or more desired outgoing streams. In certain embodiments, one or more filter devices may be arranged in series with one or more parallel chains, including one or more filter devices in series. In certain aspects, one or more filter devices may be arranged in a first sequential configuration in parallel with a second sequential configuration. In certain embodiments, the first sequential configuration may be parallel with respect to the second serial configuration, which, in turn, is parallel with respect to the third serial configuration and may also be parallel with respect to one or more additional serial configurations. In at least one aspect, the first sequence may be designed to process 100% of the input source material, while the second sequence is replenished or independent. In at least one embodiment, the first set of four filter devices can be arranged in series configuration parallel to the second set of four filter devices arranged in series configuration. Similarly, in certain embodiments, the first combination of at least one coalescing device and at least one filter device can be arranged in series configuration in parallel with the second combination of at least one coalescing device and at least one filter device in serial configuration. In yet another aspect, the first sequence and the second sequence can be designed to process 100% of the input source material. In yet another aspect, the first sequence and the second sequence may be designed to process 50% of the input feed. In some aspects, a plurality of sequences may be designed to process a predetermined percentage of incoming feed, comprising, for example, from about 1% to about 100% of incoming raw material, including any percentage between data limits for a percentage or any range of percentages between data limits for a percentage correlation.

В определенных аспектах один или несколько фильтровальных устройств можно располагать выше по потоку или ниже по потоку относительно одного или нескольких коалесцирующих устройств. В других аспектах один или несколько коалесцирующих устройств можно располагать выше по потоку или ниже по потоку относительно одного или нескольких фильтровальных устройств. В соответствии с определенными аспектами, одно или несколько фильтровальных устройств, коалесцирующих устройств и любое их сочетание можно располагать ниже по потоку относительно, по меньшей мере, одного процесса из первичного, вторичного или третичного процессов обработки, как описано в настоящем документе. В следующем аспекте один или несколько фильтровальных устройств, коалесцирующмх устройств или любое их сочетание можно располагать выше по потоку относительно, по меньшей мере, одного процесса из вторичного или третичного процессов обработки, как описано в настоящем документе. Один или несколько фильтровальных устройств, коалесцирующих устройств или любое их сочетание можно располагать в любом месте в других системах или процессах для получения желательного выходящего потока.In certain aspects, one or more filter devices may be located upstream or downstream with respect to one or more coalescing devices. In other aspects, one or more coalescing devices may be located upstream or downstream with respect to one or more filter devices. In accordance with certain aspects, one or more filtering devices, coalescing devices, and any combination thereof, may be located downstream of at least one process from a primary, secondary, or tertiary treatment process, as described herein. In a further aspect, one or more filtering devices, coalescing devices, or any combination thereof, may be located upstream of at least one secondary or tertiary treatment process as described herein. One or more filter devices, coalescing devices, or any combination thereof, can be located anywhere in other systems or processes to obtain the desired effluent.

В определенных аспектах композитная среда можно использовать в конструкциях, системах и процессах, которые могут не включать самостоятельный резервуар, содержащий композитную среду. Например, композитную среду можно располагать в конструкции, чтобы осуществлять, например, фильтрование или коалесцирование, и данную конструкцию можно располагать, по меньшей мере, частично внутри еще одного резервуара, в котором может или не может содержаться среда, и ее можно использовать для другой цели, отличной от фильтрования и коалесцирования. Конструкция, в которой расположена среда, может представлять собой подразделение резервуара, трубопровода или другого канала, который можно использовать в сочетании с резервуаром и более крупной системой. В определенных вариантах осуществления резервуар можно использовать, по меньшей мере, для одного процесса, такого как фильтрование и коалесцирование, и его можно использовать в сочетании со средой, расположенной в конструкции, для достижения желательного результат.In certain aspects, the composite medium can be used in structures, systems, and processes that may not include a standalone reservoir containing the composite medium. For example, a composite medium can be positioned in a structure to perform, for example, filtering or coalescing, and this structure can be positioned at least partially inside another tank in which the medium may or may not be contained, and can be used for another purpose. different from filtering and coalescing. The design in which the medium is located may be a subdivision of a tank, pipe, or other channel that can be used in combination with a tank and a larger system. In certain embodiments, the reservoir can be used for at least one process, such as filtering and coalescing, and can be used in combination with the medium located in the structure to achieve the desired result.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, композитная среда может быть способной функционировать одновременно в качестве коалесцирующего эмульгированную нефть устройства, а также в качестве фильтра свободной нефти. Скорость потока через резервуар, содержащий композитную среду, может определять поведение сочетания среды и резервуара. В определенных вариантах осуществления высокая скорость потока, составляющая, например, более чем приблизительно 100 галлонов в минуту на квадратный фут (6,79 м/с), может способствовать коалесцированию нефти, а низкая скорость потока, составляющая например, менее чем приблизительно 30 галлонов в минуту на квадратный фут (2,04 м/с), может позволять резервуару функционировать в качестве фильтровального устройства. По меньшей мере, в одном аспекте коалесцирование включает пропускание исходного потока через коалесцирующее устройство при скорости потока, которая может находиться в интервале от приблизительно 40 до приблизительно 250 галлонов в минуту на квадратный фут (от 2,72 до 16,98 м/с). В еще одном аспекте коалесцирование включает пропускание исходного потока через коалесцирующее устройство при скорости потока, которая может находиться в интервале от приблизительно 100 до приблизительно 200 галлонов в минуту на квадратный фут (от 6,79 до 13,58 м/с). В определенных аспектах фильтрование включает пропускание исходного потока через фильтровальное устройство при скорости потока, которая может составлять менее чем приблизительно 40 галлонов в минуту на квадратный фут (2,72 м/с). В других аспектах фильтрование включает пропускание исходного потока через фильтровальное устройство при скорости потока, которая может составлять менее чем приблизительно 30 галлонов в минуту на квадратный фут (2,04 м/с). По меньшей мере, в одном аспекте фильтрование включает пропускание исходного потока через фильтровальное устройство при скорости потока, которая может составлять менее чем приблизительно 20 галлонов в минуту на квадратный фут (1,36 м/с). В определенных вариантах осуществления расположение коалесцирующего устройства и фильтровального устройства в последовательной конфигурации может обеспечивать отделение эмульгированной нефти в воде от исходного потока.In accordance with one or more embodiments, the composite medium may be able to function simultaneously as a coalescing emulsified oil device, and also as a free oil filter. The flow rate through the reservoir containing the composite medium may determine the behavior of the combination of medium and reservoir. In certain embodiments, a high flow rate of, for example, more than about 100 gallons per minute per square foot (6.79 m / s), can contribute to oil coalescing, and a low flow rate of, for example, less than about 30 gallons per minute per square foot (2.04 m / s), may allow the tank to function as a filter device. In at least one aspect, coalescing comprises passing the feed stream through a coalescing device at a flow rate that can range from about 40 to about 250 gallons per minute per square foot (2.72 to 16.98 m / s). In yet another aspect, coalescing involves passing the feed stream through a coalescing device at a flow rate that can range from about 100 to about 200 gallons per minute per square foot (6.79 to 13.58 m / s). In certain aspects, filtering involves passing the feed stream through a filter device at a flow rate that may be less than about 40 gallons per minute per square foot (2.72 m / s). In other aspects, filtering involves passing the feed stream through a filter device at a flow rate that may be less than about 30 gallons per minute per square foot (2.04 m / s). In at least one aspect, filtering comprises passing the feed stream through a filter device at a flow rate that may be less than about 20 gallons per minute per square foot (1.36 m / s). In certain embodiments, the arrangement of the coalescing device and the filter device in a sequential configuration may allow separation of emulsified oil in water from the feed stream.

В определенных аспектах, по меньшей мере, одно устройство из фильтровального устройства и коалесцирующего устройства может быть оборудовано системой отводящих труб. Данная система отводящих труб может включать одну или несколько отводящих труб, и она может быть сооружена и предназначена, чтобы осуществлять периодическое обратное промывание среды путем обеспечения желательного объема и/или скорости движения используемой для обратного промывания текучей среды в качающийся слой. При использовании в настоящем документе термин «качающийся слой» определен как движение среды в течение обратного промывания, при котором среда у второй стенки резервуара или рядом с ней может частично или полностью проходить через систему отводящих труб по направлению к первой стенке резервуара и обратно ко второй стенке резервуара. В качестве альтернативы или в качестве дополнения, систему отводящих труб можно использовать в течение, по меньшей мере, одного из процессов, таких как процессы фильтрования и коалесцирования. Обратное промывание можно осуществлять, используя систему отводящих труб на месте, или его можно осуществлять без системы отводящих труб. Система отводящих труб может иметь такие размеры и формы, чтобы обеспечивать, по меньшей мере, желательный объем среды для осуществления обратного промывания и для работы в течение заданного периода времени в целях обратного промывания. Система отводящих труб может включать одну или несколько отводящих труб, расположенных в среде. При использовании в настоящем документе термин «отводящая труба» означает конструкцию, имеющую одну или несколько боковых стенок, открытых на обоих концах, которая при ее расположении в среде обеспечивает проток для движения среды в процессе обратного промывания. В определенных вариантах осуществления резервуар может иметь объем среды, который составляет от приблизительно четырехкратного до приблизительно шестикратного объема отводящей трубы или суммы объемов отводящих труб в системе отводящих труб.In certain aspects, at least one device of the filter device and the coalescing device may be equipped with a discharge pipe system. This outlet pipe system may include one or more outlet pipes, and it can be constructed and designed to periodically backwash the medium by providing the desired volume and / or speed of movement used to backwash the fluid into the swing bed. As used herein, the term “swing bed” is defined as the movement of the medium during backwash, in which the medium at or near the second wall of the tank can partially or completely pass through a system of outlet pipes towards the first wall of the tank and back to the second wall reservoir. Alternatively or as an adjunct, the outlet pipe system can be used during at least one of the processes, such as filtering and coalescing processes. The backwash can be carried out using an in-place pipe system, or it can be carried out without a pipe system. The outlet pipe system may be sized and shaped to provide at least the desired volume of medium for backwashing and for working for a predetermined period of time for backwashing. The outlet pipe system may include one or more outlet pipes located in the medium. As used herein, the term "outlet pipe" means a structure having one or more side walls open at both ends, which, when positioned in the medium, provides a flow path for the medium to move during the backwash process. In certain embodiments, the reservoir may have a volume of medium that is from about four to about six times the volume of the outlet pipe or the sum of the volumes of the outlet pipes in the outlet pipe system.

Отводящая труба может быть изготовлена из любого материала, подходящего для конкретных целей способов и систем, описанных в настоящем документе. Например, отводящая труба может быть изготовлена из такого же материала, как резервуар, или для ее изготовления можно использовать материалы меньшей или большей плотности или меньшей или большей стоимости. Например, отводящую трубу можно изготавливать из пластмасс, включая армированные стекловолокном пластмассы. Отводящую трубу можно предварительно изготавливать для установки в резервуар или изготавливать в качестве части резервуара. По существу, отводящую трубу можно проектировать для модернизации действующих устройств для фильтрования и коалесцирования. Систему отводящих труб можно устанавливать на второй стенке резервуара. В качестве альтернативы, систему отводящих труб можно устанавливать на разделитель или удерживающую среду плиту, такую как перегородка или перфорированная плита, предназначенная для удерживания среды внутри области резервуара, обеспечивая в то же время поток жидкости и примесей в среду и из среды.The discharge pipe may be made of any material suitable for the specific purposes of the methods and systems described herein. For example, the outlet pipe may be made of the same material as the reservoir, or materials of lower or higher density or lower or higher cost may be used for its manufacture. For example, the outlet pipe can be made of plastics, including fiberglass reinforced plastics. The discharge pipe can be prefabricated for installation in a tank or made as part of a tank. Essentially, a discharge pipe can be designed to modernize existing devices for filtering and coalescing. The outlet pipe system can be installed on the second wall of the tank. Alternatively, the outlet pipe system can be mounted on a divider or holding medium plate, such as a baffle or perforated plate, designed to hold the medium inside the reservoir region while at the same time providing a flow of liquid and impurities into and out of the medium.

Индивидуальная отводящая труба может иметь размеры и формы согласно, по меньшей мере, одному желательному применению и объему среды, подвергаемой обратному промыванию, а также работать в течение заданного периода времени для операции обратного промывания. Отводящая труба можно также иметь такие размеры и формы, чтобы обеспечивать подходящее движение или подъем среды в процессе фильтрования или коалесцирования. Отводящая труба можно также иметь такие размеры и формы, чтобы обеспечивать желательный уровень перемешивания внутри отводящей трубы для частичной или полной очистки среды, в результате чего из среды высвобождается, по меньшей мере, часть нефти и суспендированных твердых веществ. Желательный объем системы отводящих труб может быть обеспечен одной отводящей трубой или множеством отводящих труб, у которых суммарный объем практически равняется желательному объему. Индивидуальная отводящая труба может иметь поперечное сечение любой формы, такой как круглая, эллиптическая, квадратная, прямоугольная или любая неправильная форма. Индивидуальная отводящая труба может иметь любую общую форму, такую как коническая, прямоугольная и цилиндрическая. В одном варианте осуществления отводящая труба представляет собой цилиндр. Отводящая труба может быть расположена в среде таким образом, чтобы быть полностью покрытой средой, а также чтобы быть полностью залитой средой. Один или оба конца отводящей трубы могут быть сооружены и предназначены, чтобы способствовать, по меньшей мере, одному из потоков среды в отводящую трубу или из нее. Например, боковая стенка на первом конце отводящей трубы может включать один или несколько вырезов, образующих протоки, которые позволяют некоторой части среды у первого конца отводящей трубы или вблизи него поступать через боковую стенку отводящей трубы. Вырезы, которые образуют протоки, могут иметь любую форму, обеспечивающую поступление достаточного объема среды в отводящую трубу. Например, вырезы могут иметь треугольную, квадратную, полукруглую или неправильную форму. Множество протоков могут быть идентичными друг другу и иметь равномерное расположение вокруг первого конца отводящей трубы, чтобы равномерно распределять поток среды в отводящей трубе. Отводящая труба может быть также открытой в нижней части, и в ней могут или не могут содержаться дополнительные вырезы.An individual outlet pipe may have dimensions and shapes according to at least one desired application and the volume of medium subjected to backwashing, and also work for a predetermined period of time for the backwash operation. The outlet pipe may also be of such dimensions and shapes as to provide suitable movement or rise of the medium during the filtering or coalescing process. The outlet pipe can also be sized and shaped to provide the desired level of mixing within the outlet pipe to partially or completely clean the medium, whereby at least a portion of the oil and suspended solids are released from the medium. The desired volume of the outlet pipe system can be provided by a single outlet pipe or a plurality of outlet pipes, in which the total volume is practically equal to the desired volume. An individual outlet pipe may have a cross section of any shape, such as round, elliptical, square, rectangular or any irregular shape. The individual outlet pipe may have any general shape, such as conical, rectangular and cylindrical. In one embodiment, the discharge pipe is a cylinder. The discharge pipe may be located in the medium so as to be completely covered by the medium, and also to be completely flooded with the medium. One or both ends of the outlet pipe can be constructed and designed to facilitate at least one of the medium flows into or out of the outlet pipe. For example, the side wall at the first end of the outlet pipe may include one or more cutouts forming ducts that allow a portion of the medium at or near the first end of the outlet pipe to enter through the side wall of the outlet pipe. The cutouts that form the ducts can be of any shape that allows a sufficient volume of medium to enter the discharge pipe. For example, cutouts may have a triangular, square, semicircular, or irregular shape. The plurality of ducts can be identical to each other and have a uniform arrangement around the first end of the discharge pipe to evenly distribute the flow of medium in the discharge pipe. The outlet pipe may also be open at the bottom, and additional cutouts may or may not be contained therein.

Отводящая труба или отводящие трубы могут быть расположены в любом подходящем месте внутри среды. Например, одна отводящая труба может, но не обязательно должна занимать центральное положение по отношению к боковым стенкам резервуара. Аналогичным образом, множество отводящих труб в одном резервуаре могут иметь статистическое расположение, или их можно располагать равномерным образом по отношению к боковым стенкам резервуара. В одном варианте осуществления одна отводящая труба расположена в среде по отношению к резервуару таким образом, что ось, проходящая от каждого конца отводящей трубы, является коаксиальной по отношению к оси, параллельной боковой стенке резервуара. Множество отводящих труб в одном резервуаре могут, но не обязательно должны быть идентичными по объему или площади поперечного сечения. Например, один резервуар может включать цилиндрические, конические и прямоугольные отводящие трубы, имеющие различную высоту и площадь поперечного сечения. В одном варианте осуществления резервуар может включать первую отводящую трубу, занимающую центральное положение и имеющую первую площадь поперечного сечения, а также множество вторых отводящих труб, расположенных вблизи боковой стенки резервуара, причем каждая из вторых отводящих труб имеет вторую площадь поперечного сечения, которая меньше, чем первая площадь поперечного сечения. В еще одном варианте осуществления резервуар включает множество идентичных отводящих труб.The discharge pipe or discharge pipes may be located at any suitable place within the medium. For example, one outlet pipe may, but need not necessarily, occupy a central position with respect to the side walls of the tank. Similarly, a plurality of outlet pipes in a single tank may have a statistical arrangement, or they may be arranged uniformly with respect to the side walls of the tank. In one embodiment, one outlet pipe is positioned in the medium with respect to the tank such that an axis extending from each end of the discharge pipe is coaxial with respect to an axis parallel to the side wall of the tank. Many outlet pipes in one tank may, but need not be, identical in volume or cross-sectional area. For example, one tank may include cylindrical, conical and rectangular outlet pipes having different heights and cross-sectional areas. In one embodiment, the reservoir may include a first outlet pipe centrally positioned and having a first cross-sectional area, as well as a plurality of second outlet pipes located close to the side wall of the tank, each of the second outlet pipes having a second cross-sectional area that is less than first cross-sectional area. In yet another embodiment, the reservoir includes a plurality of identical outlet pipes.

В еще одном варианте осуществления отводящая труба может включать перегородку для предотвращения или уменьшения обратного потока внутри отводящей трубы. Перегородка может иметь любые размеры и формы, подходящие для конкретной отводящей трубы. Например, перегородка может представлять собой пластину надлежащим образом расположенную на внутренней поверхности отводящей трубы, или цилиндр, расположенный в отводящей трубе. В одном варианте осуществления перегородка может представлять собой сплошной или полый цилиндр, занимающий центральное положение внутри отводящей трубы.In yet another embodiment, the outlet pipe may include a baffle to prevent or reduce backflow within the outlet pipe. The partition may be of any size and shape suitable for a particular outlet pipe. For example, the partition may be a plate appropriately located on the inner surface of the discharge pipe, or a cylinder located in the discharge pipe. In one embodiment, the baffle may be a solid or hollow cylinder, occupying a central position within the outlet pipe.

По меньшей мере, в одном аспекте при контакте исходного потока с композитной средой образуется обработанный поток, включающий заданная целевая концентрация углеводородной жидкости. В еще одном аспекте контакт композитной среды включает фильтрование исходного потока, причем заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке может быть меньше, чем концентрация углеводородной жидкости в исходном потоке. В определенных вариантах осуществления заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке может составлять менее чем приблизительно 10 частей на миллион. В других вариантах осуществления заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке может составлять менее чем приблизительно 5 частей на миллион. В некоторых вариантах осуществления, заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке может составлять менее чем приблизительно 30 частей на миллион. Целевая концентрация может представлять собой любую целевую концентрацию, которая соответствует одному или нескольким установленным требованиям, издаваемым в отношении концентрации выбросов. Например, целевая концентрация может представлять собой любую целевую концентрацию, составляющую от приблизительно 0 частей на миллион до приблизительно 200 частей на миллион, или любой интервал целевых концентраций между данными значениями целевой концентрации.In at least one aspect, upon contact of the feed stream with the composite medium, a treated stream is formed comprising a predetermined target concentration of a hydrocarbon liquid. In yet another aspect, contacting the composite medium includes filtering the feed stream, wherein the predetermined target concentration of the hydrocarbon fluid in the treated stream may be less than the concentration of the hydrocarbon fluid in the feed stream. In certain embodiments, a predetermined target concentration of hydrocarbon fluid in the treated stream may be less than about 10 ppm. In other embodiments, a predetermined target concentration of hydrocarbon liquid in the treated stream may be less than about 5 ppm. In some embodiments, the desired target concentration of hydrocarbon fluid in the treated stream may be less than about 30 ppm. The target concentration may be any target concentration that meets one or more of the specified requirements for emission concentrations. For example, the target concentration may be any target concentration ranging from about 0 ppm to about 200 ppm, or any range of target concentrations between these target concentration values.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, при контакте исходного потока с композитной средой образуется обработанный поток, включающий заданное целевое процентное сокращение углеводородной жидкости в исходном потоке. Например, в определенных аспектах заданный целевой процентное сокращение углеводородной жидкости может составлять более чем приблизительно 40%, более чем приблизительно 50%, более чем приблизительно 60%, более чем приблизительно 70%, более чем приблизительно 80%, более чем приблизительно 90%, более чем приблизительно 95%, более чем приблизительно 98% и более чем приблизительно 99%. Целевое процентное сокращение может представлять собой любое процентное соотношение между данными значениями процентного соотношения или любой интервал процентных соотношений между данными значениями процентного соотношения.In accordance with one or more embodiments, upon contact of the feed stream with the composite medium, a treated stream is formed comprising a predetermined target percentage reduction in hydrocarbon liquid in the feed stream. For example, in certain aspects, a given target percent reduction in hydrocarbon liquid may be more than about 40%, more than about 50%, more than about 60%, more than about 70%, more than about 80%, more than about 90%, more than about 95%, more than about 98%, and more than about 99%. The target percentage reduction can be any percentage between these percentages or any range of percentages between these percentages.

В соответствии с определенными вариантами осуществления, контакт исходного потока с композитной средой могут включать коалесцирование исходного потока, причем заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке может представлять собой уменьшенную концентрацию эмульгированной углеводородной жидкости по сравнению с исходным потоком. При использовании в настоящем документе термин «эмульгированная углеводородная жидкость» означает углеводородную жидкость, которая содержит капли углеводородной жидкости, у которых диаметр составляет менее чем приблизительно 20 мкм. В определенных аспектах обработанный поток может содержать эмульгированную углеводородную жидкость в концентрации, которая составляет менее чем приблизительно 35 частей на миллион. В других аспектах исходный поток может содержать эмульгированную углеводородную жидкость в концентрации, которая составляет более чем приблизительно 40 частей на миллион.In accordance with certain embodiments, contacting the feed stream with the composite medium may include coalescing the feed stream, and the predetermined target concentration of the hydrocarbon fluid in the treated stream may be a reduced concentration of emulsified hydrocarbon fluid compared to the feed stream. As used herein, the term “emulsified hydrocarbon liquid” means a hydrocarbon liquid that contains drops of a hydrocarbon liquid in which the diameter is less than about 20 microns. In certain aspects, the treated stream may contain emulsified hydrocarbon liquid in a concentration that is less than about 35 ppm. In other aspects, the feed stream may comprise an emulsified hydrocarbon liquid in a concentration that is greater than about 40 ppm.

В определенных вариантах осуществления исходный поток может содержать углеводородную жидкость, причем более чем приблизительно 50% массы углеводородной жидкости составляет эмульгированная углеводородная жидкость. По меньшей мере, в одном аспекте концентрация эмульгированной углеводородной жидкости в обработанном или коалесцированном потоке уменьшается по сравнению с исходным потоком на более чем приблизительно 50%. По меньшей мере, в одном варианте осуществления исходный поток может содержать углеводородную жидкость, причем более чем приблизительно 60% углеводородной жидкости составляет эмульгированная углеводородная жидкость. В других вариантах осуществления исходный поток может содержать углеводородную жидкость, причем более чем приблизительно 75% углеводородной жидкости составляет эмульгированная углеводородная жидкость. Исходный поток может содержать углеводородная жидкость, причем от приблизительно 0% до приблизительно 100% углеводородной жидкости составляет эмульгированная углеводородная жидкость. В определенных аспектах коалесцированный поток может содержать углеводородную жидкость, причем менее чем приблизительно 10% углеводородной жидкости составляет эмульгированная углеводородная жидкость. По меньшей мере, в одном аспекте коалесцированный поток может содержать углеводородную жидкость, причем менее чем приблизительно 5% углеводородной жидкости составляет эмульгированная углеводородная жидкость. Коалесцированный поток может содержать углеводородную жидкость, причем от приблизительно 0% до приблизительно 100% углеводородной жидкости составляет эмульгированная углеводородная жидкость.In certain embodiments, the feed stream may comprise a hydrocarbon liquid, wherein more than about 50% of the mass of the hydrocarbon liquid is emulsified hydrocarbon liquid. In at least one aspect, the concentration of emulsified hydrocarbon liquid in the treated or coalesced stream is reduced by more than about 50% compared to the original stream. In at least one embodiment, the feed stream may comprise a hydrocarbon liquid, wherein more than about 60% of the hydrocarbon liquid is an emulsified hydrocarbon liquid. In other embodiments, the feed stream may comprise a hydrocarbon liquid, wherein more than about 75% of the hydrocarbon liquid is an emulsified hydrocarbon liquid. The feed stream may comprise a hydrocarbon liquid, wherein from about 0% to about 100% of the hydrocarbon liquid is an emulsified hydrocarbon liquid. In certain aspects, the coalesced stream may comprise a hydrocarbon liquid, wherein less than about 10% of the hydrocarbon liquid is an emulsified hydrocarbon liquid. In at least one aspect, the coalesced stream may comprise a hydrocarbon liquid, wherein less than about 5% of the hydrocarbon liquid is an emulsified hydrocarbon liquid. The coalesced stream may comprise a hydrocarbon liquid, wherein from about 0% to about 100% of the hydrocarbon liquid is an emulsified hydrocarbon liquid.

В определенных аспектах способ обработки исходного потока может дополнительно включать измерение, по меньшей мере, одного свойства обработанного потока. По меньшей мере, в одном аспекте, по меньшей мере, одно измеренное свойство может представлять собой концентрацию углеводородной жидкости в обработанном потоке. В других аспектах, по меньшей мере, одно измеренное свойство может представлять собой скорость движения обработанного потока. В еще одном аспекте, по меньшей мере, одно измеренное свойство может представлять собой интенсивность обработанного потока. В соответствии с определенными вариантами осуществления, способ обработки исходного потока может дополнительно включать обратное промывание композитной среды на основании измерение, по меньшей мере, одного свойства обработанного потока для получения выходящей углеводородной жидкости. При использовании в настоящем документе термин «выходящая углеводородная жидкость» означает жидкость, которая включает углеводородную жидкость. В определенных аспектах обратное промывание композитной среды можно включать, начинать или осуществлять на основании измерения концентрации углеводородной жидкости в обработанном потоке, что может включать или начинать стадию обратного промывания. По меньшей мере, в одном аспекте обратное промывание композитной среды можно осуществлять на основании концентрации углеводородной жидкости в обработанном потоке, составляющей более чем приблизительно 10 частей на миллион. В еще одном аспекте обратное промывание композитной среды можно осуществлять на основании концентрации углеводородной жидкости в обработанном потоке, составляющей более чем приблизительно 30 частей на миллион. Обратное промывание может своим действием восстанавливать функциональность композитной среды. По меньшей мере, в одном аспекте способ обработки исходный поток могут дополнительно включать возвращение выходящей углеводородной жидкости в исходный поток. В некоторых аспектах способ может дополнительно включать перенос выходящей углеводородной жидкости на один или несколько первичных разделительные процессы. По меньшей мере, в одном аспекте один или несколько первичных разделительных процессов могут быть расположены выше по потоку относительно обрабатывающей системы. В других аспектах один или несколько первичных разделительных процессов могут быть расположены ниже по потоку относительно обрабатывающей системы. Выходящую углеводородную жидкость можно переносить на любой один или несколько процессов, которые являются подходящими для осуществления способов и систем, описанных в настоящем документе.In certain aspects, a method for processing an initial stream may further include measuring at least one property of the processed stream. In at least one aspect, the at least one measured property may be a concentration of a hydrocarbon liquid in a treated stream. In other aspects, the at least one measured property may be the speed of the processed stream. In yet another aspect, the at least one measured property may be the intensity of the treated stream. In accordance with certain embodiments, a method of treating a feed stream may further include backwashing the composite medium based on measuring at least one property of the treated stream to produce an outgoing hydrocarbon liquid. As used herein, the term "effluent hydrocarbon fluid" means a fluid that includes a hydrocarbon fluid. In certain aspects, backwashing of the composite medium may be included, started, or performed based on a measurement of the concentration of hydrocarbon liquid in the treated stream, which may include or begin a backwash step. In at least one aspect, backwashing of the composite medium can be carried out based on a concentration of hydrocarbon liquid in the treated stream of more than about 10 ppm. In yet another aspect, backwashing of the composite medium can be carried out based on a concentration of hydrocarbon liquid in the treated stream of more than about 30 ppm. Backwashing can restore the functionality of a composite medium with its action. In at least one aspect, the processing method of the feed stream may further include returning the effluent hydrocarbon liquid to the feed stream. In some aspects, the method may further include transferring the hydrocarbon effluent to one or more primary separation processes. In at least one aspect, one or more primary separation processes may be located upstream of the processing system. In other aspects, one or more primary separation processes may be located downstream of the processing system. The hydrocarbon effluent can be transferred to any one or more of the processes that are suitable for implementing the methods and systems described herein.

В соответствии с определенными вариантами осуществления, предложен способ обработки исходного потока, содержащего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающий пропускание исходного потока при первой скорости потока через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду, для получения коалесцированного потока. По меньшей мере, в одном аспекте способ может дополнительно включать пропускание коалесцированного потока при второй скорости потока через фильтровальное устройство, находящееся в соединении с коалесцирующим устройством и содержащее композитную среду для получения выходящего потока. Исходный поток, коалесцирующее устройство, композитная среда, коалесцированный поток, фильтровальное устройство, скорости потоков и выходящий поток можно обеспечивать и характеризовать, как обсуждается выше. В определенных аспектах способ может дополнительно включать сохранение концентрации углеводородной жидкости в выходящем потоке. В еще одном аспекте концентрацию углеводородной жидкости в выходящем потоке можно сохранять на уровне заданного целевого процентного сокращения. По меньшей мере, в одном аспекте концентрацию углеводородной жидкости в выходящем потоке можно сохранять на уровне, составляющем менее чем приблизительно 10 частей на миллион. В других аспектах способ может дополнительно включать обратное промывание, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства. В некоторых аспектах способ может дополнительно включать обратное промывание, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства на основании заданного временного интервала. В одном варианте осуществления заданный временной интервал может составлять приблизительно 4 часа. В определенных вариантах осуществления заданный временной интервал может составлять приблизительно 6 часов, приблизительно 8 часов, приблизительно 12 часов, или приблизительно 24 часов. Заданный временной интервал может представлять собой любой интервал между данными значениями или любой интервал значений между данными интервалами. Заданный временной интервал может представлять собой любой временной интервал, который является подходящим для осуществления способов и систем, описанных в настоящем документе.In accordance with certain embodiments, a method is provided for treating a feed stream containing a hydrocarbon liquid and an aqueous liquid, comprising passing the feed stream at a first flow rate through a coalescing device containing a composite medium to produce a coalescing stream. In at least one aspect, the method may further include passing a coalesced stream at a second flow rate through a filter device that is coupled to the coalescing device and containing a composite medium to produce an exit stream. The feed stream, coalescing device, composite medium, coalescing stream, filtering device, flow rates and effluent can be provided and characterized as discussed above. In certain aspects, the method may further include maintaining the concentration of the hydrocarbon liquid in the effluent. In yet another aspect, the concentration of hydrocarbon fluid in the effluent can be maintained at a predetermined target percentage reduction. In at least one aspect, the concentration of hydrocarbon liquid in the effluent can be maintained at a level of less than about 10 ppm. In other aspects, the method may further include backwashing the at least one device from the coalescing device and the filter device. In some aspects, the method may further include backwashing the at least one device from the coalescing device and the filter device based on a predetermined time interval. In one embodiment, the predetermined time interval may be approximately 4 hours. In certain embodiments, the predetermined time interval may be approximately 6 hours, approximately 8 hours, approximately 12 hours, or approximately 24 hours. The predetermined time interval may be any interval between these values or any interval of values between these intervals. The predetermined time interval may be any time interval that is suitable for implementing the methods and systems described herein.

По меньшей мере, в одном аспекте способ может дополнительно включать измерение, по меньшей мере, одного свойства коалесцированного потока. По меньшей мере, одно измеренное свойство может представлять собой, по меньшей мере, одно свойство из скорости потока, интенсивности потока и концентрации одного или нескольких компонентов коалесцированного потока. В определенных аспектах способ может дополнительно включать обратное промывание коалесцирующего устройства. В определенных аспектах способ может дополнительно включать обратное промывание коалесцирующего устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства коалесцированного потока. В одном аспекте способ может дополнительно включать обратное промывание коалесцирующего устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства коалесцированного потока для получения выходящей углеводородной жидкости.In at least one aspect, the method may further include measuring at least one property of the coalesced stream. At least one measured property may be at least one property of flow rate, flow rate, and concentration of one or more components of a coalesced stream. In certain aspects, the method may further include backwashing the coalescing device. In certain aspects, the method may further include backwashing the coalescing device based on at least one measured property of the coalescing stream. In one aspect, the method may further include backwashing the coalescing device based on at least one measured property of the coalescing stream to produce an outgoing hydrocarbon liquid.

В еще одном аспекте способ может дополнительно включать измерение, по меньшей мере, одного свойства выходящего потока. В определенных аспектах, по меньшей мере, одно измеренное свойство может представлять собой, по меньшей мере, одно свойство из интенсивности потока, скорости потока и концентрации одного или нескольких компонентов выходящего потока. В других аспектах, по меньшей мере, одно измеренное свойство может представлять собой концентрацию углеводородной жидкости в выходящем потоке. В определенных аспектах способ может дополнительно включать обратное промывание фильтровального устройства. В одном аспекте способ может дополнительно включать обратное промывание фильтровального устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства выходящего потока. В одном варианте осуществления способ может дополнительно включать обратное промывание фильтровального устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства выходящего потока для получения выходящей углеводородной жидкости.In yet another aspect, the method may further include measuring at least one property of the effluent. In certain aspects, the at least one measured property may be at least one property of flow rate, flow rate, and concentration of one or more components of the effluent. In other aspects, the at least one measured property may be a concentration of hydrocarbon liquid in the effluent. In certain aspects, the method may further include backwashing the filter device. In one aspect, the method may further include backwashing the filter device based on at least one measured property of the effluent. In one embodiment, the method may further include backwashing the filter device based on at least one measured property of the effluent to produce an effluent hydrocarbon fluid.

Обратное промывание композитной среды можно осуществлять на основании дополнительных эксплуатационных характеристик обрабатывающей системы. Например, в определенных аспектах обратное промывание композитной среды можно осуществлять на основании падение давления, по меньшей мере, на одном устройстве из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства. Например, датчик может производить сигнал, показывающий, что падение давления на слое среды, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства достигло заданного значения. Этот сигнал может включать контроллер, который прерывает или иным образом воздействует на один или несколько потоков в обрабатывающей системе, чтобы инициировать процедуру обратное промывание.Backwashing of the composite medium can be carried out on the basis of additional operational characteristics of the processing system. For example, in certain aspects, backwashing of the composite medium can be carried out based on a pressure drop on at least one device from a coalescing device and a filter device. For example, the sensor may produce a signal indicating that the pressure drop across the medium layer of at least one device from the coalescing device and the filter device has reached a predetermined value. This signal may include a controller that interrupts or otherwise acts on one or more threads in the processing system to initiate a backwash procedure.

В соответствии с определенными вариантами осуществления, предложен способ обработки исходного потока, содержащего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающий пропускание исходного потока через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду, включающую смесь материала на основе целлюлозы и полимера для получения коалесцированного потока. Исходный поток, коалесцирующее устройство, композитная среда и коалесцированный поток могут быть получены и охарактеризованы, как обсуждается выше. По меньшей мере, в одном варианте осуществления коалесцированный поток может содержать эмульгированную углеводородную жидкость в уменьшенной концентрации по сравнению с исходным потоком. Например, в определенных аспектах уменьшенный процентное соотношение эмульгированной углеводородной жидкости может составлять более чем приблизительно 10%, более чем приблизительно 20%, более чем приблизительно 30%, более чем приблизительно 40%, более чем приблизительно 50%, более чем приблизительно 60%, более чем приблизительно 70%, более чем приблизительно 80%, более чем приблизительно 90%, более чем приблизительно 95%, более чем приблизительно 98%, и более чем приблизительно 99%. Уменьшенный процентное соотношение может представлять собой любое процентное соотношение между данными процентными соотношениями или любой интервал значений процентного соотношения между данными процентными соотношениями.In accordance with certain embodiments, there is provided a method of treating a feed stream comprising a hydrocarbon liquid and an aqueous liquid, comprising passing the feed stream through a coalescing device containing a composite medium comprising a mixture of cellulose-based material and a polymer to produce a coalescing stream. A feed stream, a coalescing device, a composite medium, and a coalescing stream can be obtained and characterized as discussed above. In at least one embodiment, the coalesced stream may comprise an emulsified hydrocarbon liquid in a reduced concentration compared to the feed stream. For example, in certain aspects, the reduced percentage of emulsified hydrocarbon liquid may be more than about 10%, more than about 20%, more than about 30%, more than about 40%, more than about 50%, more than about 60%, more than about 70%, more than about 80%, more than about 90%, more than about 95%, more than about 98%, and more than about 99%. The reduced percentage can be any percentage between these percentages or any range of percentages between these percentages.

В определенных аспектах способ может дополнительно включать пропускание коалесцированного потока через разделительное устройство для получения, по меньшей мере, одного потока из углеводородного жидкого потока и водного потока. Углеводородный жидкий поток, водный поток и разделительное устройство могут быть получены и охарактеризованы, как обсуждается выше. По меньшей мере, в одном аспекте коалесцированный поток может содержать капли углеводородной жидкости, у которых диаметр составляет, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм. По меньшей мере, в одном аспекте коалесцированный поток может содержать капли углеводородной жидкости, у которых диаметр составляет, по меньшей мере, приблизительно 50 мкм. По меньшей мере, в одном аспекте разделительное устройство могут включать, по меньшей мере, одно устройство, такое как гидроциклон, фильтровальное устройство, гравитационное осадительное устройство и флотационное устройство. В определенных вариантах осуществления разделение коалесцированного потока на углеводородный жидкий поток и водный поток может включать пропускание коалесцированного потока, по меньшей мере, через одно устройство, такое как гидроциклонное устройство, фильтровальное устройство, гравитационное осадительное устройство и флотационное устройство. Подходящие гидроциклоны могут включать любые модели или типы, которые функционируют согласно способам и системам, описанным в настоящем документе. Гидроциклон может включать наклонный статический смеситель, чтобы усиливать или создавать поток циклонного типа. Подходящие флотационные устройства могут включать любые модели или типы, которые функционируют согласно способам и системам, описанным в настоящем документе. Неограничительные примеры флотационных устройств включают API, DAF, DGF и компактные флотационные устройства. Другие примеры разделительных устройств, которые являются подходящими для целей настоящего изобретения, включают гофрированные пластинчатые отсекатели (CPI). В определенных вариантах осуществления разделение может включать пропускание коалесцированного потока через фильтровальное устройство, как обсуждается в тексте настоящего описания.In certain aspects, the method may further include passing a coalesced stream through a separation device to produce at least one stream from a hydrocarbon liquid stream and a water stream. A hydrocarbon liquid stream, a water stream and a separation device can be obtained and characterized as discussed above. In at least one aspect, the coalesced stream may comprise hydrocarbon liquid droplets in which the diameter is at least about 20 microns. In at least one aspect, the coalesced stream may comprise hydrocarbon liquid droplets in which the diameter is at least about 50 microns. In at least one aspect, the separation device may include at least one device, such as a hydrocyclone, a filter device, a gravity precipitation device, and a flotation device. In certain embodiments, separating the coalesced stream into a hydrocarbon liquid stream and a water stream may include passing the coalesced stream through at least one device, such as a hydrocyclone device, a filter device, a gravity precipitation device, and a flotation device. Suitable hydrocyclones may include any models or types that function according to the methods and systems described herein. The hydrocyclone may include an inclined static mixer to amplify or create a cyclone type flow. Suitable flotation devices may include any models or types that operate according to the methods and systems described herein. Non-limiting examples of flotation devices include API, DAF, DGF, and compact flotation devices. Other examples of separation devices that are suitable for the purposes of the present invention include corrugated plate cutters (CPI). In certain embodiments, the separation may include passing a coalesced stream through a filter device, as discussed herein.

В соответствии с определенными аспектами, способ может дополнительно включать измерение, по меньшей мере, одного свойства коалесцированного потока. В еще одном аспекте способ может дополнительно включать обратное промывание коалесцирующего устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства коалесцированного потока для получения выходящей углеводородной жидкости. Измерение, по меньшей мере, одного свойства коалесцированного потока и обратное промывание можно осуществлять и характеризовать, как обсуждается выше.In accordance with certain aspects, the method may further include measuring at least one property of the coalesced stream. In yet another aspect, the method may further include backwashing the coalescing device based on at least one measured property of the coalescing stream to produce an outgoing hydrocarbon liquid. Measurement of at least one coalesced flow property and backwashing can be carried out and characterized, as discussed above.

В определенных неограничительных вариантах осуществления может быть предложена система для обработки исходного потока, содержащего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. Углеводородную жидкость и жидкость на водной основе можно получать и характеризовать, как обсуждается выше. По меньшей мере, в одном варианте осуществления система может дополнительно включать, по меньшей мере, одно коалесцирующее устройство в соединении с исходным потоком. В определенных аспектах, по меньшей мере, одно коалесцирующее устройство может содержать композитную среду, включающую смесь материала на основе целлюлозы и полимера. Коалесцирующее устройство и композитную среду можно получать и характеризовать, как обсуждается выше. В определенных вариантах осуществления система может дополнительно включать, по меньшей мере, один разделительное устройство в соединении с коалесцирующим устройством. Разделительное устройство можно получать и характеризовать, как обсуждается выше.In certain non-limiting embodiments, a system for treating a feed stream comprising a hydrocarbon liquid and an aqueous liquid may be provided. Hydrocarbon liquid and water-based liquid can be obtained and characterized, as discussed above. In at least one embodiment, the system may further include at least one coalescing device in conjunction with the feed stream. In certain aspects, the at least one coalescing device may comprise a composite medium comprising a mixture of cellulose-based material and a polymer. A coalescing device and a composite medium can be obtained and characterized, as discussed above. In certain embodiments, a system may further include at least one separation device in conjunction with a coalescing device. The separation device can be obtained and characterized, as discussed above.

В соответствии с определенными аспектами, может быть предложен способ содействия. Способ может обеспечивать содействие для обрабатывающей системы. Способ может содействовать одной или нескольким частям ранее существующей обрабатывающей системы. Способ может содействовать самостоятельной обрабатывающей системе. В определенных вариантах осуществления способ может содействовать обрабатывающей системе для разделения. В других определенных вариантах осуществления способ может содействовать обрабатывающей системе для коалесцирования. В определенных аспектах способ может содействовать обрабатывающей системе, по меньшей мере, для одного процесса из коалесцирования и разделения. Способ может содействовать обрабатывающей системе для разделения исходного потока на углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. Способ может содействовать обрабатывающей системе для коалесцирования исходного потока. Обрабатывающая система может включать, по меньшей мере, один резервуар. Способ содействия может включать изготовление композитной среды, содержащей смесь материала на основе целлюлозы и полимера и помещенной в резервуар, предназначенный для контакта с исходным потоком.In accordance with certain aspects, a facilitation method may be proposed. The method may provide assistance for a processing system. The method may facilitate one or more parts of a pre-existing processing system. The method may facilitate an independent processing system. In certain embodiments, a method may assist a processing system for separation. In other specific embodiments, the implementation of the method may facilitate a processing system for coalescing. In certain aspects, the method may facilitate a processing system for at least one process of coalescing and separation. The method may facilitate a processing system for separating a feed stream into a hydrocarbon liquid and a water based liquid. The method may facilitate a processing system for coalescing the feed stream. The processing system may include at least one reservoir. The facilitation method may include the manufacture of a composite medium containing a mixture of cellulose-polymer-based material and placed in a reservoir for contact with the feed stream.

Фиг. 1 иллюстрирует схематическую последовательность технологических процессов обрабатывающей системы согласно одному или нескольким вариантам осуществления способов и систем, описанных в настоящем документе. Обрабатывающая система 10 включают исходный поток 100. Обрабатывающая система 10 могут включать один или несколько резервуары. В соответствии с определенными вариантами осуществления, один или несколько резервуаров могут представлять собой коалесцирующее устройство 102 и фильтровальное устройство 104. Фильтровальное устройство 104 может находиться в соединении и быть расположено ниже по потоку относительно коалесцирующего устройства 102. Как обсуждается выше, исходный поток 100 может проходить через коалесцирующее устройство 102 для получения коалесцированного потока 106. Как обсуждается выше, коалесцированный поток можно затем пропускать через фильтровальное устройство 104 для получения обработанного потока 108. В соответствии с предшествующим обсуждением, в течение операций обратного промывания, по меньшей мере, одно устройство из коалесцирующего устройства 102 и фильтровального устройства 104 способно производить углеводородный выходящий поток 110 и 112 соответственно. Обрабатывающая система 10 может дополнительно включать один или несколько насосов или клапанов для пропускания через систему, по меньшей мере, одного из потоков 100, 106, 108, 110 и 112.FIG. 1 illustrates a schematic process flow of a processing system according to one or more embodiments of the methods and systems described herein. Processing system 10 includes a feed stream 100. Processing system 10 may include one or more tanks. In accordance with certain embodiments, one or more of the reservoirs may be a coalescing device 102 and a filtering device 104. The filtering device 104 may be connected and located downstream of the coalescing device 102. As discussed above, the feed stream 100 may pass through a coalescing device 102 for producing a coalescing stream 106. As discussed above, the coalescing stream can then be passed through a filter device ystvo 104 to produce a treated stream 108. In accordance with the preceding discussion, during backflushing operations, at least one device of the device 102 and the coalescing filter device 104 is able to produce a hydrocarbon effluent stream 110 and 112, respectively. Processing system 10 may further include one or more pumps or valves for passing through the system at least one of the streams 100, 106, 108, 110 and 112.

Фиг. 2 иллюстрирует схематическую последовательность технологических процессов обрабатывающей системы согласно одному или нескольким вариантам осуществления способов и систем, описанных в настоящем документе. Обрабатывающая система 20 включают исходный поток 200, содержащий загрязненную нефтью отработавшую воду. Исходный поток 200 можно сначала пропускать в качестве впускного потока 212 через резервуар 202, где, по меньшей мере, некоторую часть нефти в отработавшей воде можно коалесцировать в более крупные капли. Резервуары 202 и 204 могут находиться в соединении с устройством для флотации растворенным воздухом (DAF) 206. Коалесцированный выходящий поток, выходящий из резервуара 202, можно затем вводить как коалесцированный поток 214 в устройство DAF 206, где отделяются более крупные капли нефти. Выходящий поток 216 из устройства DAF 206 можно затем пропускать как впускной поток 220 через резервуар 204, где можно отфильтровывать оставшуюся нефть для получения обработанного водного потока 218.FIG. 2 illustrates a schematic process flow of a processing system according to one or more embodiments of the methods and systems described herein. Processing system 20 includes a feed stream 200 containing oil-contaminated waste water. Feed stream 200 may first be passed as inlet stream 212 through reservoir 202, where at least some of the oil in the spent water can be coalesced into larger droplets. Tanks 202 and 204 may be in conjunction with a dissolved air flotation device (DAF) 206. The coalesced effluent from tank 202 can then be introduced as a coalesced stream 214 into DAF 206 where larger drops of oil are separated. The effluent 216 from the DAF 206 can then be passed as inlet 220 through the reservoir 204, where the remaining oil can be filtered to obtain the treated aqueous stream 218.

Обрабатывающая система 20 может быть сооружена и предназначена, чтобы после насыщения нефтью резервуара 204 резервуар 202 можно было подвергать обратному промыванию, используя источник 210 для обратного промывания. После осуществления обратного промывания резервуара 202 исходный поток 200 можно сначала пропускать как впускной поток 220 через резервуар 204, где можно коалесцировать, по меньшей мере, некоторую часть нефти в отработавшей воде. Коалесцированный выходящий поток, движущийся из резервуара 204, можно затем вводить как коалесцированный поток 214 в устройство DAF 206 для получения выходящего потока 216. Выходящий поток 216 можно затем пропускать как впускной поток 212 через резервуар 202, где можно отфильтровывать оставшуюся нефть для получения обработанного водного потока 218.Processing system 20 can be constructed and designed so that after oil saturation of reservoir 204, reservoir 202 can be backwashed using a backwash source 210. After backwashing the reservoir 202, the feed stream 200 can first be passed as inlet stream 220 through the reservoir 204, where at least some of the oil in the spent water can be coalesced. The coalesced effluent from tank 204 can then be introduced as a coalesced stream 214 into the DAF 206 to receive the effluent 216. The effluent 216 can then be passed as an inlet 212 through the reservoir 202, where the remaining oil can be filtered to obtain the treated water stream 218.

Аналогичным образом, когда резервуар 202 становится насыщенным нефтью, резервуар 204 можно подвергать обратному промыванию, используя источник 208 для обратного промывания. После осуществления обратного промывания резервуара 204 исходный поток 200 можно пропускать как впускной поток 212 через резервуар 202, и повторяется описанный выше процесс в циклическом режиме. По меньшей мере, одно из преимуществ использования обрабатывающей система 20 представляет собой гибкое осуществление процесса, что обеспечивает постоянное присутствие резервуара, насыщенного нефтью, который способен функционировать в качестве коалесцирование устройство. Это может приводить к повышению общей производительности системы, а также может снижать затраты, связанные с отделением нефти от отработавшей воды. Еще один преимущество может заключаться в том, что обратное промывание способно обеспечивать отделение твердых веществ, поскольку твердые вещества могут накапливаться в резервуарах, создавая высокие перепады давления и последующее снижение производительности. Присутствие устройства DAF 206 может повышать эффективность, обеспечивая более продолжительное время работы между обратными промываниями резервуаров 202 и 204, что приводит к уменьшению объемов обратного промывания. Потенциально система 20 способна устранять необходимость в первичном разделительном процессе, осуществляемом выше по потоку относительно ввода исходного материала 200. Это может обеспечивать уменьшение воздействия на окружающую среду и снижение эксплуатационных расходов, что является важным для морских систем и процессов.Similarly, when tank 202 becomes saturated with oil, tank 204 can be backwashed using a backwash source 208. After backwashing of the reservoir 204, the feed stream 200 can be passed as inlet flow 212 through the reservoir 202, and the above process is repeated in a cyclic manner. At least one of the advantages of using the processing system 20 is the flexible implementation of the process, which ensures the constant presence of a reservoir saturated with oil, which is able to function as a coalescing device. This can lead to an increase in the overall performance of the system, and can also reduce the costs associated with separating oil from spent water. Another advantage may be that backwashing is capable of separating solids, since solids can accumulate in tanks, creating high pressure drops and a subsequent decrease in productivity. The presence of the DAF 206 can increase efficiency by providing a longer operating time between backwashes of tanks 202 and 204, resulting in a decrease in backwash volumes. Potentially, system 20 is capable of eliminating the need for a primary separation process carried out upstream with respect to input of raw material 200. This can provide reduced environmental impact and lower operating costs, which is important for marine systems and processes.

ПримерыExamples

Системы и способы, описанные в настоящем документе, далее проиллюстрированы посредством следующих примеров, которые являются иллюстративными по своей природе и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.The systems and methods described herein are further illustrated by the following examples, which are illustrative in nature and not intended to limit the scope of the present invention.

Пример 1. Показатели эффективности средыExample 1. Environmental performance indicators

Данное исследование осуществляли, чтобы оценить эффективность разделения для среды различных типов. Исследовали среду четырех различных типов в отношении эффективности отделения нефти, включая скорлупу черных грецких орехов, тонкоизмельченные и просеянные частицы кленовой древесины, полиэтилен высокой плотности (HDPE) и композит, содержащий приблизительно 50-60 мас.% кленовой древесины и HDPE, составляющий остальную массу. Композит изготавливали, перемешивая частицы древесины и полиэтилена друг с другом, осуществляя экструзию смеси и затем нарезая полученный в результате материал на гранулы. Таблица 1 кратко представляет сравнение распределения по размеру частиц используемых типов среды.This study was carried out to evaluate the separation efficiency for various types of media. Four different types of media were examined for oil separation efficiency, including black walnut shells, finely ground and sifted maple wood particles, high density polyethylene (HDPE), and a composite containing about 50-60 wt.% Maple wood and HDPE, making up the rest. The composite was made by mixing particles of wood and polyethylene with each other, extruding the mixture and then cutting the resulting material into granules. Table 1 briefly compares the particle size distribution of the types of media used.

Таблица 1
Описание и размер частиц каждой среды
Table 1
Description and particle size of each medium
МатериалMaterial Размер частиц средыMedium Particle Size Полиэтилен высокой плотности (HDPE)High Density Polyethylene (HDPE) ~5-10 меш (2-4 мм)~ 5-10 mesh (2-4 mm) КомпозитComposite ~5-10 меш (2-4 мм)~ 5-10 mesh (2-4 mm) Скорлупа черных грецких ореховBlack walnut shell ~12-16 меш (1,2-1,7 мм)~ 12-16 mesh (1.2-1.7 mm) Частицы кленовой древесиныMaple Wood Particles ~10-30 меш (0,6-2,0 мм)~ 10-30 mesh (0.6-2.0 mm)

Легкую аравийскую сырую нефть перекачивали в поток водопроводной воды ниже по потоку относительно центробежного насоса. Затем на смесь воздействовали сдвигающим усилием, используя полностью открытый шаровой клапан и статический смеситель, для получения тонкоизмельченных капель свободной нефти в воде при концентрации, составляющей 200 частей на миллион. После этого смесь нефти и воды пропускали через колонну среды сверху вниз. Исследовали колонны двух размеров. Первая колонна, изготовленная из поливинилхлоридной трубы диаметром 4 дюйма (10,16 см), не содержала отводящую трубу. Для данной конструкции требуется, чтобы среду удаляли из колонны, помещали в контейнер, а затем механически перемешивали для осуществления операция обратного промывания. Вторая колонна, изготовленная из поливинилхлоридной трубы диаметром 6 дюймов (15,24 см), была оборудована отводящей трубой диаметром 2 дюйма (5,08 см), расположенной в центре шестидюймовой трубы для целей осуществления операций обратного промывания. Для этой конструкции воздух вводили внутрь отводящей трубы, чтобы вызывать разжижение и перемешивание среды.Light Arabian crude oil was pumped into a stream of tap water downstream of the centrifugal pump. The mixture was then sheared using a fully open ball valve and a static mixer to produce finely divided drops of free oil in water at a concentration of 200 ppm. After that, the mixture of oil and water was passed through the column of medium from top to bottom. Studied the columns of two sizes. The first column, made of a polyvinyl chloride pipe with a diameter of 4 inches (10.16 cm), did not contain a discharge pipe. This design requires that the medium is removed from the column, placed in a container, and then mechanically mixed to perform a backwash operation. The second column, made of a 6-inch (15.24 cm) diameter polyvinyl chloride pipe, was equipped with a 2-inch (5.08 cm) discharge pipe located in the center of the six-inch pipe for backwashing operations. For this design, air was introduced into the outlet pipe to cause dilution and mixing of the medium.

Смесь воды и нефти направляли через среду различных типов при скорости потока, составлявшей 13,5 галлонов в минуту на квадратный фут (0,92 м/с), и записывали значения суммарного объема обрабатываемой текучей среды. Образцы выходящего потока из колонны собирали и исследовали, используя технологию гравиметрического анализа и гексан согласно методу A стандарта ASTM 1664, чтобы определять концентрацию остаточной нефти, присутствующей в выходящем потоке на водной основе. Результат, составляющий более чем 10 частей на миллион нефти, рассматривали как уровень прорыва, и в этой точке исследование прекращали, и среду подвергали обратному промыванию для восстановления ее эффективности. Выходящий поток от обратного промывания можно возвращать обратно в систему. Например, выходящий поток от обратного промывания можно возвращать в точку выше по потоку относительно оборудования, такого как фазовый сепаратор или сепаратор по стандарту API. Массу загруженной нефти на кубический дюйм среды наносили на график зависимости от концентрации нефти в выходящем потоке, который представлен на фиг. 3. Результаты показали, что приблизительно четырехкратную массу нефти можно загружать в композитную среду по сравнению с любым из других материалов, прежде чем происходит прорыв. Был исследован каждый из двух индивидуальных компонентов композит, древесина и пластмасса (полимер), и ни один из них не проявил способность загрузки, сколько-нибудь близкую к способности композита. Это был неожиданный результат.A mixture of water and oil was directed through various types of media at a flow rate of 13.5 gallons per minute per square foot (0.92 m / s), and the total volume of the processed fluid was recorded. Samples of the effluent from the column were collected and examined using gravimetric analysis technology and hexane according to Method A of ASTM 1664 to determine the concentration of residual oil present in the water-based effluent. A result of more than 10 ppm of oil was considered as a breakthrough level, and at this point the study was terminated and the medium was backwashed to restore its effectiveness. The backwash effluent can be returned back to the system. For example, the backwash effluent can be returned to a point upstream of equipment such as a phase separator or API separator. A mass of loaded oil per cubic inch of medium was plotted against the concentration of oil in the effluent, which is shown in FIG. 3. The results showed that approximately four times the mass of oil can be loaded into the composite medium compared to any of the other materials before a breakthrough occurs. Each of the two individual components of the composite was investigated, wood and plastic (polymer), and none of them showed a loading ability that was any close to the ability of the composite. This was an unexpected result.

Без ограничения теорией, одно возможное объяснение полезных эффектов сочетания древесины и HDPE заключается в том, что эти два компонента проявляют различные адсорбционные свойства, и что синергия достигается сочетанием двух материалов. Второе возможное объяснение заключается в том, что форма композитных частиц способствует процессу разделение. Эти результаты показывают, что композитный материал по своей способности загрузки нефти в четыре раза превосходит современную имеющуюся в продаже среду, включающую скорлупу черных грецких орехов, и взятые индивидуально древесину или пластмассу (полимер).Without being limited by theory, one possible explanation for the beneficial effects of combining wood and HDPE is that the two components exhibit different adsorption properties, and that synergy is achieved by combining the two materials. A second possible explanation is that the shape of the composite particles contributes to the separation process. These results show that the composite material in its ability to load oil is four times superior to the current commercially available medium, including black walnut shells and individually taken wood or plastic (polymer).

Кроме того, было проведено исследование с использованием схемы, подобной схеме первого исследования, чтобы определить, пригодна ли композитная среда для осуществления обратного промывания. Изготавливали колонну из поливинилхлоридной трубы диаметром 6 дюймов (15,24 см), которая была оборудована отводящей трубой диаметром 2 дюйма (5,08 см), расположенной в центре шестидюймовой трубы для целей осуществления операций обратного промывания. Проводили последовательные проточные исследования с использованием содержащего воду и нефть исходного раствора, включающего 200 мг/л нефти, с композитной средой до тех пор, пока не наблюдался прорыв выходящего потока. После этого среду подвергали обратному промыванию, и проточные эксперименты повторяли еще два раза, чтобы определять, происходило ли снижение эффективности после каждого обратного промывания, которое свидетельствовало об ухудшении качества среды.In addition, a study was conducted using a scheme similar to that of the first study to determine if the composite medium was suitable for backwashing. A column was made of a PVC pipe with a diameter of 6 inches (15.24 cm), which was equipped with a discharge pipe with a diameter of 2 inches (5.08 cm) located in the center of the six-inch pipe for the purpose of performing backwashing operations. Consecutive flow studies were carried out using a stock solution containing water and oil, including 200 mg / l of oil, with a composite medium until a break in the effluent was observed. After this, the medium was backwashed, and flow experiments were repeated two more times to determine if there was a decrease in efficiency after each backwash, which indicated a deterioration in the quality of the medium.

Массу загруженной нефти на кубический дюйм среды наносили на график зависимости от концентрации нефти в выходящем потоке, который представлен на фиг. 4. Результаты показали, что композитная среда была пригодна для осуществления обратного промывания с использованием такой же процедуры, которая в настоящее время используется в содержащей среду на основе скорлупы грецких орехов системе Monosep™ фирмы Siemens AG, без проявления уменьшения эффективности. В эксперименте 1 в композитную среду загружали 3500 г нефти, прежде чем наблюдался прорыв. В эксперименте 2 и эксперименте 3, которые заканчивались после введения 2200 г и 3100 г нефти, соответственно, концентрация нефти в выходящем потоке никогда не превышала 10 частей на миллион. В каждом из трех экспериментов, кратко представленных на фиг. 4, наблюдалось значительное превосходство эффективности по сравнению с другими исследованными типами среды, включая среду, содержащую скорлупу черных грецких орехов. Среда других типов, как правило, показывает прорыв уже после загрузки в среду от 800 до 1200 г нефти. Кроме того, исследование ухудшения свойств среды не показало значительной степени этого ухудшения после приблизительно пятимесячного перемешивания.A mass of loaded oil per cubic inch of medium was plotted against the concentration of oil in the effluent, which is shown in FIG. 4. The results showed that the composite medium was suitable for backwashing using the same procedure that is currently used in the monosep ™ system containing walnut shells from Siemens AG without showing a decrease in efficiency. In experiment 1, 3500 g of oil was charged into the composite medium before a breakthrough was observed. In experiment 2 and experiment 3, which ended after the introduction of 2200 g and 3100 g of oil, respectively, the concentration of oil in the effluent never exceeded 10 ppm. In each of the three experiments summarized in FIG. 4, there was a significant superiority of efficiency compared to other types of medium studied, including the medium containing black walnut shells. Other types of medium, as a rule, show a breakthrough after loading from 800 to 1200 g of oil into the medium. In addition, a study of environmental degradation did not show a significant degree of this degradation after approximately five months of mixing.

Результаты исследования показали, что композитная среда способна уменьшать концентрацию свободной нефти в исходном растворе от значения, составляющего 200 частей на миллион, до значения, составляющего менее чем 10 частей на миллион, концентрации свободной нефти в выходящем потоке из колонны в течение продолжительного периода времени. Исследование также осуществляли с исходным материалом, содержащим 500 частей на миллион свободной нефти (это типичная максимальная концентрация нефти во вторичных устройствах). Данные результаты показали, что эта композитная среда обладает потенциалом для использования не только в третичных устройствах, но также и во вторичных устройствах, имея возможность исключения необходимости третичной обработки.The results of the study showed that the composite medium is able to reduce the concentration of free oil in the initial solution from a value of 200 ppm to a value of less than 10 ppm, the concentration of free oil in the effluent from the column for an extended period of time. The study was also carried out with starting material containing 500 parts per million free oil (this is a typical maximum concentration of oil in secondary devices). These results showed that this composite medium has the potential for use not only in tertiary devices, but also in secondary devices, with the possibility of eliminating the need for tertiary treatment.

Хотя исследование представляет результаты для композитной среды, включающей смесь кленовой древесины и HDPE, и процентное соотношение древесины в композитной смеси составляет приблизительно 50 масс.%, способы и системы, описанные в настоящем документе, не являются ограниченными данным процентным соотношением или этими конкретными типами материалов. Кроме того, способы и системы, описанные в настоящем документе, не являются ограниченными этими конкретными типами материалов на основе целлюлозы или полимеров.Although the study presents results for a composite environment comprising a mixture of maple wood and HDPE, and the percentage of wood in the composite mixture is approximately 50 wt.%, The methods and systems described herein are not limited to this percentage or these specific types of materials. In addition, the methods and systems described herein are not limited to these specific types of cellulose-based materials or polymers.

Пример 2. Сравнение эффективности среды, содержащей кленовую древесину, и среды, содержащей скорлупу черных грецких ореховExample 2. Comparison of the effectiveness of the environment containing maple wood, and the environment containing shells of black walnuts

Данное исследование осуществляли для сравнения эффективности разделения сред, содержащих измельченную кленовую древесину и скорлупу черных грецких орехов. Размер частиц среды из измельченной кленовой древесины составлял приблизительно от 10 до 30 меш (от 0,6 до 2,0 мм). Размер частиц среды из скорлупы черных грецких орехов составлял приблизительно от 12 до 16 меш (от 1,2 до 1,7 мм). Слой среды изготавливали из сечения поливинилхлоридной трубы диаметром 4 дюйма (10,16 см), которая была достаточно длинной, чтобы изготавливать слой среды длиной 60 дюймов (152,4 см), удерживаемый перегородкой, расположенной в нижней части. Для осуществления операции обратного промывания среду извлекали из колонны, помещали в контейнер объемом 5 галлонов (18,9 л) и механически перемешивали с помощью лопатки. В течение исследования одну и ту же среду повторно подвергали обратному промыванию и возвращали обратно в слой среды. Исходный раствор изготавливали из смеси воды и нефти, на которую воздействовали сдвигом, используя два шаровых клапана, чтобы получить мелкие капли нефти. Смесь воды и нефти пропускали через различные типы среды при трех различных скоростях потока, составлявших 13,5, 20,25 и 27 галлонов в минуту на квадратный фут (0,88, 1,37 и 1,83 м/с). Записывали значения суммарного объема текучей смеси, которую подвергали обработке. Образцы выходящего потока из колонны собирали и исследовали, используя технологию гравиметрического анализа и гексан, чтобы определять концентрацию остаточной нефти, присутствующей в выходящем потоке на водной основе. Результат, составляющий более чем 10 частей на миллион нефти, рассматривали как уровень прорыва, и в этой точке исследование прекращали, и среду подвергали обратному промыванию для восстановления ее эффективности.This study was carried out to compare the separation efficiency of media containing crushed maple wood and black walnut shells. The particle size of the crushed maple wood medium was approximately 10 to 30 mesh (0.6 to 2.0 mm). The particle size of the medium from the shell of black walnuts ranged from about 12 to 16 mesh (from 1.2 to 1.7 mm). The medium layer was made from a section of a polyvinyl chloride pipe with a diameter of 4 inches (10.16 cm), which was long enough to produce a medium layer 60 inches (152.4 cm) long, held by a partition located at the bottom. To perform the backwash operation, the medium was removed from the column, placed in a 5 gallon (18.9 L) container, and mechanically mixed with a spatula. During the study, the same medium was repeatedly backwashed and returned back to the medium layer. The initial solution was made from a mixture of water and oil, which was sheared, using two ball valves to obtain small drops of oil. A mixture of water and oil was passed through various types of medium at three different flow rates of 13.5, 20.25 and 27 gallons per minute per square foot (0.88, 1.37 and 1.83 m / s). The values of the total volume of the fluid mixture that was processed were recorded. Samples of the effluent from the column were collected and examined using gravimetric analysis technology and hexane to determine the concentration of residual oil present in the water-based effluent. A result of more than 10 ppm of oil was considered as a breakthrough level, and at this point the study was terminated and the medium was backwashed to restore its effectiveness.

Массу загруженной нефти на кубический дюйм среды наносили на график зависимости от концентрации нефти в выходящем потоке для каждой из трех скоростей потока, как представлено на фиг. 5-7. Результаты показывают, что было возможным обратное промывание содержащей древесину среды и ее повторное использование без возникновения снижения эффективности. Содержащая древесину среда превосходила содержащую скорлупу грецких орехов среду в отношении способности загрузки при исследовании в условиях, включающих каждую из трех скоростей потока. Кроме того, было определено, при увеличении скорости потока от 13,5 галлонов в минуту на квадратный фут (0,88, м/с) до 27 галлонов в минуту на квадратный фут (1,83 м/с), количество нефти, которое могло быть загружено в содержащую скорлупу грецких орехов среду перед прорывом, уменьшалось от 300 г до 250 г. Напротив, при использовании содержащей кленовую древесину среды наблюдалось весьма незначительное снижение эффективности, когда увеличивалась скорость потока. Способность увеличения скорости потока без возникновения снижения эффективности означает, что воздействие оборудования на окружающую среду можно в значительной степени уменьшать, что представляет собой основное преимущество по сравнению с существующими системами, особенно для целей морской переработки нефти.A mass of loaded oil per cubic inch of medium was plotted against the concentration of oil in the effluent for each of the three flow rates, as shown in FIG. 5-7. The results show that it was possible to backwash the wood containing medium and reuse it without causing a decrease in efficiency. The wood-containing medium was superior to the walnut-shell-containing medium in terms of loading ability when tested under conditions including each of the three flow rates. In addition, it was determined, with an increase in flow rate from 13.5 gallons per minute per square foot (0.88, m / s) to 27 gallons per minute per square foot (1.83 m / s), the amount of oil that could be loaded into the walnut-containing shell medium before the breakout, decreased from 300 g to 250 g. On the contrary, when using the medium containing maple wood, a very slight decrease in efficiency was observed when the flow rate increased. The ability to increase the flow rate without causing a decrease in efficiency means that the environmental impact of the equipment can be significantly reduced, which is a major advantage over existing systems, especially for offshore oil refining.

Пример 3. Сочетание коалесцирующего устройства и фильтровального устройстваExample 3. The combination of a coalescing device and a filter device

Данное исследование осуществляли, используя исходную воду, содержащую механически эмульгированную нефть, включая капли нефти, диаметр которых составлял менее чем 5-10 мкм. Для механического эмульгирования нефти в исходной воде два центробежных насоса устанавливали последовательно. Легкую аравийскую сырую нефть перекачивали на сторону всасывания первого насоса и затем через второй насос. Нефть, которая проходила через оба насоса, затем пропускали через шаровой клапан. Исходную воду перекачивали через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду с размером частиц от 5 до 10 меш (от 2 до 4 мм), которую составляли приблизительно 50% HDPE и 50% кленовой древесины, при высокой скорости потока для получения коалесцированного потока, включающего более крупные капли нефти. Коалесцирующее устройство изготавливали, используя содержащую композитную среду поливинилхлоридную трубу диаметром 4 дюйма (10,16 см) и длиной 8 футов (243,8 см). Исходную воду пропускали через коалесцирующее устройство при скорости потока, составляющей приблизительно 150 галлонов в минуту на квадратный фут (10,19 м/с). Коалесцирующее устройство изготавливали таким образом, что направление потока можно было переключать от направления сверху вниз к направлению снизу вверх каждые 4 часа.This study was carried out using feed water containing mechanically emulsified oil, including oil droplets whose diameter was less than 5-10 microns. For mechanical emulsification of oil in the source water, two centrifugal pumps were installed in series. Light Arabian crude was pumped to the suction side of the first pump and then through the second pump. The oil that passed through both pumps was then passed through a ball valve. The source water was pumped through a coalescing device containing a composite medium with a particle size of 5 to 10 mesh (2 to 4 mm), which was approximately 50% HDPE and 50% maple wood, at a high flow rate to produce a coalesced stream, including larger drops of oil. A coalescing device was fabricated using a polyvinyl chloride pipe containing a composite medium with a diameter of 4 inches (10.16 cm) and a length of 8 feet (243.8 cm). Source water was passed through a coalescing device at a flow rate of approximately 150 gallons per minute per square foot (10.19 m / s). The coalescing device was made in such a way that the flow direction could be switched from a top to bottom direction from a bottom to top direction every 4 hours.

Нефть можно было отделять от коалесцированного потока путем ее перекачивания через фильтровальное устройство, содержащее композитную среду, при меньшей скорости потока для получения выходящего потока. Фильтровальное устройство изготавливали, используя содержащую композитную среду поливинилхлоридную трубу диаметром 12 дюймов (30,48 см) и длиной 66 дюймов (167,64 см). Фильтровальное устройство было оборудовано отводящей трубой диаметром 4 дюйма (10,16 см) и длиной 4 фута (121,92 см), расположенной в нижней части фильтровального устройства, и впуском для введения воздуха. Направление потока в фильтровальном устройстве изменяли на противоположно, и вводили воздух, чтобы осуществлять процесс обратного промывания среды каждые 4-6 часов, в зависимости от эффективности. Коалесцированный поток пропускали через фильтровальное устройство при скорости потока, составляющей приблизительно 20 галлонов в минуту на квадратный фут (0,136 м/с). Перегородки использовали одновременно на коалесцирующем устройстве и фильтровальном устройстве, содержащем среду.The oil could be separated from the coalesced stream by pumping it through a filter device containing a composite medium at a lower flow rate to produce an exit stream. A filter device was fabricated using a polyvinyl chloride pipe containing a composite medium with a diameter of 12 inches (30.48 cm) and a length of 66 inches (167.64 cm). The filter device was equipped with a 4-inch (10.16 cm) outlet pipe and 4 feet (121.92 cm) long located at the bottom of the filter device and an air inlet. The flow direction in the filter device was reversed, and air was introduced to carry out a backwash process every 4-6 hours, depending on the efficiency. A coalesced stream was passed through a filter device at a flow rate of approximately 20 gallons per minute per square foot (0.136 m / s). Partitions were used simultaneously on a coalescing device and a filter device containing medium.

Для определения концентрации эмульгированной нефти в исходной воде и в выходящем потоке использовали флуоресцентный прибор для определения нефти в воде Turner TD-500™ фирмы Turner Designs Hydrocarbon Instruments, Inc. (Фресно, штат Калифорния). Образцы сначала собирали в делительной воронке и выдерживали в неподвижном состоянии для отстаивания в течение 30 минут. Для целей измерения образцы затем отбирали из центра делительной воронки и анализировали на содержание нефти.To determine the concentration of emulsified oil in the feed water and in the effluent, a Turner TD-500 ™ Fluorescence Oil Detector for Water from Turner Designs Hydrocarbon Instruments, Inc. was used. (Fresno, California). Samples were first collected in a separatory funnel and kept stationary to settle for 30 minutes. For measurement purposes, samples were then taken from the center of the separatory funnel and analyzed for oil content.

Сбор данных осуществляли из коалесцирующего устройства, когда оно было заполнено средой, а также из обвода коалесцирующего устройства и перехода к фильтровальному устройству. Образцы исходной воды собирали ниже по потоку относительно питательных насосов и шарового клапана и выше по потоку относительно коалесцирующего устройства. Образцы выходящего потока собирали ниже по потоку относительно фильтровального устройства.Data was collected from the coalescing device when it was filled with medium, as well as from the bypass of the coalescing device and switching to the filtering device. Source water samples were collected downstream of the feed pumps and ball valve and upstream of the coalescing device. Samples of the effluent were collected downstream of the filter device.

Таблица 2 представляет результаты сбора данных при обводе коалесцирующего устройства и направлении исходной воды непосредственно в фильтровальное устройство.Table 2 presents the results of data collection during the bypass of the coalescing device and the direction of the source water directly to the filter device.

Таблица 2
Результаты обвода коалесцирующего устройства
table 2
The results of the bypass of the coalescing device
Время (часов)Time (hours) Суммарное содержание нефти в исходном потоке
(частей на миллион)
The total oil content in the feed stream
(parts per million)
Суммарное содержание нефти в выходящем потоке (частей на миллион)The total oil content in the effluent (parts per million)
00 17761776 390390 4four 10251025 105105 55 817817 244244 6,56.5 18401840 415415 77 11151115 232232

Результаты показывают, что фильтровальное устройство было способно отделять некоторое количество нефти от исходной воды.The results show that the filter device was able to separate a certain amount of oil from the source water.

Коалесцирующее устройство затем возвращали в линию, устанавливая его выше по потоку относительно фильтровального устройства. Результаты сочетания коалесцирующего устройства и фильтровального устройства представлены в таблице 3.The coalescing device was then returned to the line, setting it upstream of the filter device. The results of the combination of the coalescing device and the filter device are presented in table 3.

Таблица 3
Результаты коалесцирующего устройства с последующим фильтровальным устройством
Table 3
Results of a coalescing device followed by a filtering device
Время (часов)Time (hours) Суммарное содержание нефти в исходном потоке (частей на миллион)The total oil content in the feed stream (parts per million) Суммарное содержание нефти в выходящем потоке (частей на миллион)The total oil content in the effluent (parts per million) Содержание эмульгированной нефти в исходном потоке (частей на миллион)The content of emulsified oil in the feed stream (parts per million) Содержание эмульгированной нефти в выходящем потоке (частей на миллион)The content of emulsified oil in the effluent (parts per million) 1,171.17 529,9 529.9 6262 532,2 532.2 36,236,2 3,423.42 284,8284.8 47,547.5 223,2223.2 27,127.1 4,504,50 433,4433.4 49,649.6 397,7397.7 28,428,4 4,754.75 646,4 646.4 43,243,2 717,0 717.0 24,524.5

Результаты показывают, что композитная среда способна одновременно функционировать в коалесцирующем эмульгированную нефть устройство, а также в фильтре свободной нефти. Скорость потока через резервуар, содержащий композитную среду, может определять поведение сочетания среды и резервуара. Высокая скорость потока через резервуар, составляющая, например, более чем приблизительно 100 галлонов в минуту на квадратный фут (6,79 м/с), может способствовать коалесцированию нефти, а меньшая скорость потока через резервуар, составляющая, например, менее чем приблизительно 27 галлонов в минуту на квадратный фут (1,93 м/с), может позволять резервуару функционировать в качестве фильтровального устройства. Последовательная установка коалесцирующего устройства и фильтровального устройства позволяет отделять от потока отработавшей воды механически эмульгированную в высокой степени нефть в воде.The results show that the composite medium is capable of simultaneously operating in a coalescing emulsified oil device, as well as in a free oil filter. The flow rate through the reservoir containing the composite medium may determine the behavior of the combination of medium and reservoir. A high flow rate through the reservoir of, for example, more than about 100 gallons per minute per square foot (6.79 m / s) can contribute to oil coalescing, and a lower flow velocity through the reservoir of, for example, less than about 27 gallons per minute per square foot (1.93 m / s), may allow the tank to function as a filter device. The sequential installation of a coalescing device and a filtering device makes it possible to separate highly emulsified highly oil in water from the flow of waste water.

Сочетание коалесцирующего устройства и фильтровального устройства обеспечивает объединение вторичного и третичного разделения с малым воздействием на окружающую среду, которое может оказаться преимущественным для морских установок. Результаты исследования также показывают, что большое количество композитной среды и низкий перепад давления уменьшают возможность закупоривания слоя среды в коалесцирующем устройстве и фильтровальном устройстве. Кроме того, композитная среда оказалась пригодной для успешного обратного промывания отделяющей нефть среды. Когда композитная среда становится закупоренной, обратное промывание с помощью отводящей трубы оказывается эффективной для удаления твердых веществ и других примесей, которые создают эту возможность закупоривания. Это представляет собой большое преимущество по сравнению с плотно упакованной средой, например, скорлупой грецких орехов, или непригодной для обратного промывания неподвижной средой, которую используют, например, в гофрированных пластинчатых сепараторах.The combination of a coalescing device and a filtering device provides a combination of secondary and tertiary separation with low environmental impact, which may be advantageous for offshore installations. The results of the study also show that a large amount of composite medium and a low pressure drop reduce the possibility of clogging of the medium layer in the coalescing device and filter device. In addition, the composite medium proved to be suitable for successful backwashing of the oil-separating medium. When the composite medium becomes clogged, backwashing with a discharge pipe is effective for removing solids and other impurities that create this possibility of clogging. This is a great advantage compared to a densely packed medium, such as walnut shells, or a stationary medium unsuitable for backwashing, which is used, for example, in corrugated plate separators.

Пример 4. Сочетание коалесцирующего устройства и гофрированного пластинчатого отсекателяExample 4. The combination of a coalescing device and a corrugated plate cutter

Данное исследование осуществляли, используя исходную воду, содержащую механически эмульгированную нефть, включающую капли нефти, диметр которых составлял менее чем 5-10 мкм. Для механического эмульгирования нефти в исходной воде два центробежных насоса были установлены последовательно. Легкую аравийскую сырую нефть перекачивали на сторону всасывания первого насоса и затем через второй насос. После этого нефть, которая прошла оба насоса, пропускали через шаровой клапан. Исходную воду перекачивали через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду с размером частиц от 5 до 10 меш (от 2 до 4 мм), которую составляли приблизительно 50% HDPE и 50% кленовой древесины, при высокой скорости потока для получения коалесцированного потока, включающего более крупные капли нефти. Коалесцирующее устройство изготавливали, используя содержащую композитную среду поливинилхлоридную трубу диаметром 6 дюймов (15,24 см) и длиной 80 дюймов (203,2 см). Труба содержала фланец на каждом конце, и каждый фланец был покрыт перегородкой, чтобы удерживать среду на месте внутри колонны. Исходную воду пропускали через коалесцирующее устройство при скорости потока, составлявшей приблизительно 100 галлонов в минуту на квадратный фут (6,79 м/с).This study was carried out using feed water containing mechanically emulsified oil, including oil droplets whose diameter was less than 5-10 microns. For mechanical emulsification of oil in the source water, two centrifugal pumps were installed in series. Light Arabian crude was pumped to the suction side of the first pump and then through the second pump. After that, the oil that passed through both pumps was passed through a ball valve. The source water was pumped through a coalescing device containing a composite medium with a particle size of 5 to 10 mesh (2 to 4 mm), which was approximately 50% HDPE and 50% maple wood, at a high flow rate to produce a coalesced stream, including larger drops of oil. A coalescing device was fabricated using a polyvinyl chloride pipe containing a composite medium with a diameter of 6 inches (15.24 cm) and a length of 80 inches (203.2 cm). The pipe contained a flange at each end, and each flange was covered with a baffle to hold the medium in place inside the column. Source water was passed through a coalescing device at a flow rate of approximately 100 gallons per minute per square foot (6.79 m / s).

После этого нефть можно было отделять от коалесцированного потока путем его пропускания через сепаратор типа гофрированного пластинчатого отсекателя (CPI), который был расположен ниже по потоку относительно коалесцирующего устройства. В устройстве CPI используются разделительные пластины для создания неподвижно зоны, что позволяло обеспечивать флотацию капель нефти и отделять их от поступающей для очистки воды. Отделенная нефть поднималась по разделительным пластинам в верхнюю часть устройства, где ее снимали, используя регулируемый измерительный водослив. Чистая вода вытекала вверх через выпускное отделение, а затем над регулируемым измерительным водосливом, прежде чем она выходила из устройства.After that, the oil could be separated from the coalesced stream by passing it through a separator such as a corrugated plate cutter (CPI), which was located downstream of the coalescing device. The CPI device uses dividing plates to create a fixed zone, which allows for the flotation of oil droplets and to separate them from incoming water for purification. The separated oil was lifted along the separation plates to the top of the device, where it was removed using an adjustable measuring spillway. Pure water flowed up through the outlet, and then over an adjustable measuring spillway, before it exited the device.

Для определения концентрации эмульгированной нефти в исходной воде и выходящем потоке использовали флуоресцентный прибор Turner TD-500™, который определяет содержание нефти в воде. Образцы сначала собирали в делительной воронке и выдерживали для отстаивания в течение 30 минут. Для целей измерения образцы затем отбирали из центра делительной воронки и анализировали на содержание нефти.To determine the concentration of emulsified oil in the source water and the effluent, a Turner TD-500 ™ fluorescent device was used, which determines the oil content in the water. Samples were first collected in a separatory funnel and allowed to stand for 30 minutes. For measurement purposes, samples were then taken from the center of the separatory funnel and analyzed for oil content.

Данные собирали из коалесцирующего устройства, когда оно было наполнено средой, а также когда оно было пустым, перед пропусканием коалесцированного потока через устройство CPI. Результаты исследования, выполненного в условиях, в которых среда отсутствовала в коалесцирующем устройстве, представлены в таблицах 4 и 5.Data was collected from the coalescing device when it was filled with medium, and also when it was empty before passing the coalescing stream through the CPI device. The results of a study performed under conditions in which the medium was absent in the coalescing device are presented in tables 4 and 5.

Таблица 4
Результаты исследований, выполненных в условиях отсутствия среды в коалесцирующем устройстве и в расположенном ниже по потоку устройстве CPI
Table 4
The results of studies performed in the absence of medium in a coalescing device and in a downstream CPI device
Время (часов)Time (hours) Суммарное содержание нефти в исходном потоке (частей на миллион)The total oil content in the feed stream (parts per million) Содержание эмульгированной нефти в исходном потоке (частей на миллион)The content of emulsified oil in the feed stream (parts per million) Суммарное содержание нефти на выпуске коалесцирующего устройства (частей на миллион)The total oil content at the release of the coalescing device (parts per million) Содержание эмульгированной нефти на выпуске коалесцирующего устройства (частей на миллион)The content of emulsified oil on the release of a coalescing device (parts per million) Суммарное содержание нефти на выпуске устройства CPI (частей на миллион)The total oil content at the release of the CPI device (parts per million) Содержание эмульгированной нефти на выпуске устройства CPI (частей на миллион)The content of emulsified oil on the release of the CPI device (parts per million) 1,31.3 141,4141.4 78,978.9 107,6107.6 73,573.5 84,684.6 92,392.3 22 158,9158.9 100,8100.8 99,699.6 57,257.2 72,672.6 66,766.7

Таблица 5
Содержание эмульгированной нефти по данным исследований, выполненных в условиях отсутствия среды в коалесцирующем устройстве и в расположенном ниже по потоку устройстве CPI
Table 5
The content of emulsified oil according to studies performed in the absence of medium in a coalescing device and in a downstream CPI device
Процентное содержание эмульгированной нефти в исходном потокеThe percentage of emulsified oil in the feed stream Процентное содержание эмульгированной нефти на выпуске коалесцирующего устройстваThe percentage of emulsified oil at the release of the coalescing device 55,855.8 68,368.3 63,463,4 57,457.4

Результаты исследования, выполненного с пустым коалесцирующим устройством (при отсутствии среды) показали, что почти вся нефть в исходной воде была эмульгирована и не отделялась в системе. Это подтверждается тем, что при сравнении процентного соотношения эмульгированной нефти в исходном потоке и процентного соотношения эмульгированной нефти в выходящем потоке из коалесцирующего устройства это соотношение увеличивалось (как в момент времени через 1,2 часа) или лишь умеренно уменьшалось (как в момент времени через 2 часа).The results of a study performed with an empty coalescing device (in the absence of medium) showed that almost all of the oil in the source water was emulsified and did not separate in the system. This is confirmed by the fact that when comparing the percentage of emulsified oil in the feed stream and the percentage of emulsified oil in the effluent from the coalescing device, this ratio increased (as at time after 1.2 hours) or only moderately decreased (as at time after 2 hours).

Затем собирали данные исследований после наполнения резервуара композитной средой и насыщением нефтью. Первое исследование проводили, используя среду в качестве коалесцирующего устройства и анализируя исходный поток и выходящий поток из коалесцирующего устройства в отношении свободной и эмульгированной нефти. Результаты данного исследования представлены в таблице 6. В отличие от представленных результатов эксперимента с отсутствием среды, результаты с использованием среды показали значительное уменьшение концентрации эмульгированной нефти в коалесцированном потоке по сравнению с исходным потоком Then, research data was collected after filling the tank with a composite medium and saturating with oil. The first study was carried out using the medium as a coalescing device and analyzing the initial stream and the exit stream from the coalescing device with respect to free and emulsified oil. The results of this study are presented in table 6. In contrast to the presented results of the experiment with no medium, the results using the medium showed a significant decrease in the concentration of emulsified oil in the coalesced stream compared to the initial stream

Таблица 6
Результаты исследования с коалесцирующим устройством, заполненным средой
Table 6
Test results with a coalescing device filled with medium
Время (часов)Time (hours) Суммарное содержание нефти в исходном потоке (частей на миллион)The total oil content in the feed stream (parts per million) Содержание эмульгированной нефти в исходном потоке (частей на миллион)The content of emulsified oil in the feed stream (parts per million) Суммарное содержание нефти на выпуске коалесцирующего устройства (частей на миллион)The total oil content at the release of the coalescing device (parts per million) Содержание эмульгированной нефти на выпуске коалесцирующего устройства (частей на миллион)The content of emulsified oil on the release of a coalescing device (parts per million) 0,250.25 132,7132.7 92,692.6 149,5149.5 35,435,4 2,752.75 151,2151.2 105,8105.8 111,5111.5 34,434,4 5,755.75 132,0132.0 142,5142.5 198,6198.6 21,821.8 8,008.00 171,6171.6 57,657.6 143,6143.6 25,725.7

Результаты исследования, проведенного с коалесцирующим устройством, заполненным композитной средой, представлены в таблицах 7 и 8. И в этом случае результаты с использованием среды показали значительное уменьшение с течением времени концентрации эмульгированной нефти в коалесцированном потоке по сравнению с исходным материалом. Кроме того, устройство CPI было способно резко уменьшать суммарную концентрацию нефти в коалесцированном потоке, при одновременном сохранении нефть в коалесцированной форме.The results of a study conducted with a coalescing device filled with a composite medium are presented in Tables 7 and 8. And in this case, the results using the medium showed a significant decrease over time of the concentration of emulsified oil in the coalescing stream compared to the starting material. In addition, the CPI device was able to drastically reduce the total concentration of oil in the coalesced stream while maintaining the oil in coalesced form.

Таблица 7
Результаты с коалесцирующим устройством, заполненным композитной средой, и расположенным ниже по потоку устройством CPI
Table 7
Results with a coalescing device filled with a composite medium and a downstream CPI device
Время (часов)Time (hours) Суммарное содержание нефти в исходном потоке (частей на миллион)The total oil content in the feed stream (parts per million) Содержание эмульгированной нефти в исходном потоке (частей на миллион)The content of emulsified oil in the feed stream (parts per million) Суммарное содержание нефти в выходящем потоке из коалесцирующего устройства (частей на миллион)The total oil content in the effluent from the coalescing device (parts per million) Содержание эмульгированной нефти в выходящем потоке из коалесцирующего устройства (частей на миллион)The content of emulsified oil in the effluent from the coalescing device (parts per million) Суммарное содержание нефти в выходящем потоке из устройства CPI (частей на миллион)The total oil content in the effluent from the CPI device (parts per million) Содержание эмульгиро-ванной нефти в выходящем потоке из устройства CPI (частей на миллион)The content of emulsified oil in the effluent from the CPI device (parts per million) 1,421.42 101,5101.5 40,640.6 128,2128.2 35,335.3 22,522.5 20,620.6 3,423.42 102,7102.7 71,371.3 203,3203.3 30,630.6 25,925.9 19,519.5 5,425.42 157,5157.5 9090 178,3178.3 32,832.8 20,820.8 15,215,2

Таблица 8
Содержание эмульгированной нефти по результатам исследования с коалесцирующим устройством, заполненным композитной средой, и расположенным ниже по потоку устройством CPI
Table 8
The content of emulsified oil according to the study with a coalescing device filled with a composite medium and a downstream CPI device
Процентное содержание эмульгированной нефти в исходном потокеThe percentage of emulsified oil in the feed stream Процентное содержание эмульгированной нефти в выходящем потокеThe percentage of emulsified oil in the effluent 4040 27,527.5 69,469,4 15,115.1 57,157.1 18,418,4

Пример 5. Сочетание множества короткослойных коалесцирующих устройствExample 5. The combination of many short-layer coalescing devices

Гипотетический пример проведения процесса с использованием множества короткослойных коалесцирующих устройств (MSBC) проиллюстрирован на фиг. 8. Две цепочки, каждая из которых содержит по 4 резервуара, можно заполнять композитной средой, содержащей частицы размером от 5 до 10 меш (от 2 до 4 мм) и состоящей из приблизительно 50% HDPE и 50% кленовой древесины. Каждый резервуар может иметь длину, составляющую приблизительно 18 дюймов (45,72 см). Каждая цепочка может быть предназначена для содержания 100% исходной воды. В ходе нормальной работы две цепочки можно устанавливать параллельно, чтобы в каждую цепочку поступало по 50% исходного потока. Систему можно сконструировать таким образом, что одна цепочка может быть изолированной в течение некоторого времени и принимать 100% исходного потока. Это может способствовать очистке среды путем удвоения скорости потока, что может своим действием удалять избыток нефти, которая накапливается в среде. Предшествующее исследование показало, что при увеличении скорости потока выше 40 галлонов в минуту на квадратный фут (2,72 м/с) композитная среда больше не способна отфильтровывать нефть. При увеличении скорости потока через резервуар можно вымывать избыток нефти.A hypothetical example of a process using multiple short-layer coalescing devices (MSBC) is illustrated in FIG. 8. Two chains, each containing 4 tanks, can be filled with a composite medium containing particles from 5 to 10 mesh (2 to 4 mm) in size and consisting of approximately 50% HDPE and 50% maple wood. Each tank may have a length of approximately 18 inches (45.72 cm). Each chain can be designed to contain 100% of the original water. During normal operation, two chains can be installed in parallel so that 50% of the initial flow enters each chain. The system can be designed so that one chain can be isolated for some time and take 100% of the original stream. This can help to clean the medium by doubling the flow rate, which can remove excess oil that accumulates in the medium by its action. A previous study showed that with an increase in flow rate above 40 gallons per minute per square foot (2.72 m / s), the composite medium is no longer able to filter out oil. As the flow rate through the tank increases, excess oil can be washed out.

Конструкция может также допускать изменение направления исходного потока через каждый резервуар для целей уменьшения закупоривания твердыми веществами, когда каждая цепочка принимает по 50% исходного потока. Предшествующее исследование показало, что твердые вещества начинают собираться на стороне впуска резервуара. При изменении направления потока через резервуар твердые вещества можно вымывать из системы. Нижнюю и верхнюю часть каждого резервуара можно оборудовать перегородкой для сохранения среды в резервуаре.The design may also allow a change in direction of the feed stream through each tank to reduce clogging with solids when each chain receives 50% of the feed stream. Previous research has shown that solids begin to collect on the inlet side of the tank. By changing the direction of flow through the tank, solids can be washed out of the system. The lower and upper part of each tank can be equipped with a partition to preserve the environment in the tank.

Пример 6. Исследование коалесцирующего устройстваExample 6. The study of the coalescing device

Был проведен ряд исследований для оценки способности композитной среды коалесцировать механически эмульгированную нефть в более крупные капли нефти, которые можно удалять, используя технологию флотационного отделения нефти. Согласно общему правилу, флотационные технологии способы удалять только капли, у которых диаметр составляет более чем 50 мкм.A number of studies have been conducted to evaluate the ability of a composite medium to coalesce mechanically emulsified oil into larger droplets of oil that can be removed using flotation separation technology. As a general rule, flotation technologies are methods for removing only droplets whose diameter is more than 50 microns.

Исследование проводили согласно технологической схеме, проиллюстрированной на фиг. 9. Обрабатывающая система 30 включает исходный поток 200, содержащий нефть и воду, который сначала перекачивают в питательную линию с помощью насоса 302. После пропускания через насос 302, поток нефти и воды проходит через два центробежных питательных насоса 304 и 306, которые установлены последовательно, причем насос 306 расположен ниже по потоку относительно насоса 304. Насосы 304 и 306 служат для механического эмульгирования нефти перед ее перекачиванием в коалесцирующее устройство. Шаровой клапан 308 расположен ниже по потоку относительно насосов 304 и 306. Эмульгированный поток 210 проходит через коалесцирующее устройство 312 и выходит из коалесцирующего устройства как коалесцированный поток 316. После пропускания через коалесцирующее устройство, коалесцированный поток 316 направляется в сепаратор CPI 314 для получения выходящего потока 318.The study was carried out according to the flow chart illustrated in FIG. 9. The processing system 30 includes an initial stream 200 containing oil and water, which is first pumped to the feed line using pump 302. After passing through pump 302, the flow of oil and water passes through two centrifugal feed pumps 304 and 306, which are installed in series, moreover, the pump 306 is located downstream relative to the pump 304. Pumps 304 and 306 are used for mechanical emulsification of oil before pumping it into a coalescing device. The ball valve 308 is located downstream of the pumps 304 and 306. The emulsified stream 210 passes through the coalescing device 312 and exits the coalescing device as a coalescing stream 316. After passing through the coalescing device, the coalescing stream 316 is directed to a separator CPI 314 to obtain an exit stream 318 .

Данные фоновых исследований получали перекачиванием механически эмульгированной нефти через пустое коалесцирующее устройство. У коалесцирующего устройства диаметр составлял 6 дюймов (15,24 см), и длина составляла 90 дюймов (228,6 см). Интенсивность потока составляла 50 галлонов в минуту (3,155 л/с), что соответствовало скорости потока, составляющей 240 галлонов в минуту на квадратный фут (16,98 м/с). Образцы исходной воды и выходящего потока из CPI собирали и анализировали на концентрацию нефти. Результаты фоновых исследований проиллюстрированы на фиг. 10. Эти данные показывают, что пустой резервуар не осуществлял эффективное коалесцирование эмульгированной нефти, о чем свидетельствовала высокая концентрация нефти в выходящем потоке из CPI. Сепаратор CPI был способен удалять только 48% от суммарного содержания нефти в исходном потоке, когда был пустым коалесцирующий резервуар.Background research data was obtained by pumping mechanically emulsified oil through an empty coalescing device. The coalescing device had a diameter of 6 inches (15.24 cm) and a length of 90 inches (228.6 cm). The flow rate was 50 gallons per minute (3.155 l / s), which corresponded to a flow rate of 240 gallons per minute per square foot (16.98 m / s). Samples of feed water and effluent from the CPI were collected and analyzed for oil concentration. Background research results are illustrated in FIG. 10. These data indicate that the empty tank did not efficiently coalesce the emulsified oil, as evidenced by the high concentration of oil in the effluent from the CPI. The CPI separator was able to remove only 48% of the total oil content in the feed stream when the coalescing tank was empty.

После этого резервуар заполняли композитной средой на длину 80 дюймов (203,2 см) и исследование повторяли. В неочищенной исходной воде начальная концентрация нефти составляла приблизительно 125 мг/л, причем эмульгированная доля этой нефти составляла в среднем 75%. Фиг. 11 иллюстрирует результаты, полученные в ходе данного исследования. Эти результаты показали, что коалесцирующее устройство эффективно коалесцировало эмульгированную нефть в более крупные капли, которые можно было отделять, используя сепаратор CPI. Среда оказалась эффективной для коалесцирования эмульгированной нефти в более крупные капли, которые можно было отделять, используя устройство CPI. Результаты представляют, что концентрация нефти в выходящем потоке из устройства CPI составляла менее 25 мг/л для всех собранных образцов. Когда резервуар был пустым, концентрация нефти в выходящем потоке из устройства CPI составляла в среднем 78 мг/л. Это означает, что коалесцирующий резервуар, заполненный композитной объемной средой, улучшал эффективность устройства CPI, обеспечивая суммарное удаление нефти, составляющее 81%, по сравнению с 48% для случая, когда резервуар был пустым.After that, the tank was filled with a composite medium to a length of 80 inches (203.2 cm) and the study was repeated. In the raw feed water, the initial oil concentration was approximately 125 mg / L, with an emulsified fraction of this oil averaging 75%. FIG. 11 illustrates the results of this study. These results showed that the coalescing device effectively coalesced the emulsified oil into larger droplets that could be separated using a CPI separator. The medium was found to be effective for coalescing emulsified oil into larger droplets that could be separated using a CPI device. The results indicate that the concentration of oil in the effluent from the CPI device was less than 25 mg / L for all collected samples. When the tank was empty, the oil concentration in the effluent from the CPI device averaged 78 mg / L. This means that a coalescing tank filled with a composite volumetric medium improved the efficiency of the CPI device, providing a total oil removal of 81%, compared to 48% for the case when the tank was empty.

Последующий анализ концентрации нефти проводили, собирая образцы исходного потока и выходящего потока из коалесцирующего устройства в делительную воронку. Образцы собирали в делительную воронку, и немедленно включали секундомер. Образцы затем собирали из нижней части делительной воронки, чтобы определять, насколько быстро начинается флотация нефти. Таблица 9 представляет результаты, полученные в ходе данного исследования.Subsequent analysis of the oil concentration was carried out by collecting samples of the feed stream and the effluent from the coalescing device to a separatory funnel. Samples were collected in a separatory funnel, and the stopwatch was immediately turned on. Samples were then collected from the bottom of the separatory funnel to determine how quickly oil flotation began. Table 9 presents the results obtained during this study.

Таблица 9
Анализ флотации в делительной воронке
Table 9
Separation funnel flotation analysis
Время исходного потока (минут)Source stream time (minutes) Содержание нефти в исходном потоке (частей на миллион)The oil content in the feed stream (parts per million) Время выходящего потока из коалесцирующего устройства (минут)Outflow time from a coalescing device (minutes) Содержание нефти в выходящем потоке из коалесцирующего устройства (частей на миллион)The oil content in the effluent from the coalescing device (parts per million) ИтогоTotal 92,692.6 ИтогоTotal 153,8153.8 1one 78,378.3 1one 18,618.6 22 75,975.9 22 12,912.9 4four 71,671.6 4four 8,98.9 66 76,976.9 66 11,311.3 88 7979 88 11,811.8 1010 76,676.6 1010 17,417.4 30thirty 4141 30thirty 7,87.8

Результаты показывают, что нефть в исходном потоке была эмульгирована в высокой степени (более 50%), и ее подъем не был очень быстрым. Образец из коалесцирующего устройства содержал только 5% эмульгированной нефти. Основная масса нефти в выходящем потоке из коалесцирующего устройства было способно к флотации через 1 минуту, что свидетельствовало о присутствии очень крупных капель нефти в образце.The results show that the oil in the feed stream was emulsified to a high degree (more than 50%), and its rise was not very fast. A sample from a coalescing device contained only 5% of emulsified oil. The bulk of the oil in the effluent from the coalescing device was capable of flotation after 1 minute, indicating the presence of very large drops of oil in the sample.

Кроме того, проводили исследование для анализа размера капель нефти. В данном исследовании использовали коалесцирующее устройство высотой 72 дюйма (182,88 см) и диаметром 6 дюймов (15,24 см). Вместо двух центробежных насосов в данном процессе использовали один более крупный центробежный насос, который возвращал 75% потока в коалесцирующее устройство для повышения концентрации механически эмульгированной нефти в исходном потоке.In addition, a study was conducted to analyze the size of oil droplets. In this study, a coalescing device 72 inches (182.88 cm) high and 6 inches (15.24 cm) in diameter was used. Instead of two centrifugal pumps, this process used one larger centrifugal pump, which returned 75% of the flow to a coalescing device to increase the concentration of mechanically emulsified oil in the feed stream.

Анализатор размера частиц жидкости модели VD4912-456 фирмы JM Canty, Inc. (Буффало, штат Нью-Йорк) использовали для сбора данных анализа размера капель нефти. Данный анализатор размера частиц был оборудован высокоскоростной камерой, которая осуществляла видеозапись образцов воды. Эту видеозапись анализировали, используя программное обеспечение, которое позволяло измерять каждую каплю нефти. Анализатор размера частиц был способен измерять капли нефти, диаметр которых составлял от 0,7 до 2000 мкм.Model VD4912-456 Liquid Particle Size Analyzer by JM Canty, Inc. (Buffalo, NY) was used to collect oil droplet size analysis data. This particle size analyzer was equipped with a high speed camera that recorded water samples. This video was analyzed using software that allowed each drop of oil to be measured. The particle size analyzer was capable of measuring droplets of oil, the diameter of which ranged from 0.7 to 2000 microns.

Данные собирали в течение восьмичасового исследования, проводимого с коалесцирующим устройством, которое работало при скорости потока, составляющей 100 галлонов в минуту на квадратный фут (6,79 м/с). Каждый час образцы исходного и выходящего потока направляли в анализатор размера частиц фирмы JM Canty, Inc. для получения результатов анализа размера капель нефти. Фиг. 12 представляет все данные, собранные в течение этого периода времени. Как правило, традиционные флотационные технологии способны гарантировать удаление капель нефти, диаметр которых составляет более чем 50 мкм, но обычно они оказываются неспособными удалять капли, диаметр которых составляет менее чем 50 мкм.Data was collected during an eight-hour study conducted with a coalescing device that operated at a flow rate of 100 gallons per minute per square foot (6.79 m / s). Each hour, samples of the inlet and outlet stream were sent to a particle size analyzer from JM Canty, Inc. to obtain the results of an analysis of the size of oil droplets. FIG. 12 represents all the data collected during this time period. As a rule, traditional flotation technologies are able to guarantee the removal of oil droplets whose diameter is more than 50 microns, but usually they are unable to remove droplets whose diameter is less than 50 microns.

Фиг. 12 представляет процентное соотношение нефтяных капель в данном образце, у которых диаметр составляет более чем 50 мкм. В ходе проведения восьмичасового исследования среднее содержание нефтяных капель, у которых диаметр составлял более чем 50 мкм, в исходном потоке составляло 26,8%. После пропускания через коалесцирующее устройство, капли нефти в выходящем потоке увеличивались, и в среднем 88,2% из них имели диаметр, составляющий более чем 50 мкм. Это показывает, что если бы неочищенная исходная вода была направлена в традиционное флотационное устройство, было бы отделено только 26,8% нефти. Если бы такая же неочищенная исходная вода была вместо этого пропущена через коалесцирующее устройство перед флотационным устройством, было бы отделено 88,2% нефти. За счет пропускания неочищенного исходного потока через коалесцирующее устройство эффективность повышается 329% по сравнению с традиционным флотационным устройством.FIG. 12 represents the percentage of oil droplets in a given sample in which the diameter is more than 50 μm. During an eight-hour study, the average content of oil droplets with a diameter of more than 50 μm in the feed stream was 26.8%. After passing through a coalescing device, the droplets of oil in the effluent increased and on average 88.2% of them had a diameter of more than 50 μm. This shows that if untreated feed water was directed to a traditional flotation device, only 26.8% of the oil would be separated. If the same untreated feed water were instead passed through a coalescing device before the flotation device, 88.2% of the oil would be separated. By passing the crude feed stream through a coalescing device, the efficiency is increased by 329% compared to a conventional flotation device.

Фиг. 13 и 14 представляют необработанные данные, которые получали, используя анализатор размера частиц фирмы JM Canty, Inc. В течение анализа капли нефти группировали по интервалам размеров, что обеспечивало более эффективный анализ данных. Фиг. 13 представляет график с результатами анализа размеров капель нефти, полученными в анализаторе размера частиц для образцов неочищенного исходного материала, и фиг. 14 представляет график с результатами анализа размеров капель нефти, полученными для образцов выходящего потока из коалесцирующего устройства.FIG. 13 and 14 represent the raw data that was obtained using a particle size analyzer from JM Canty, Inc. During the analysis, oil droplets were grouped according to size intervals, which provided a more efficient data analysis. FIG. 13 is a graph showing oil droplet size analysis results obtained in a particle size analyzer for samples of crude feed, and FIG. 14 is a graph showing oil droplet size analysis results obtained for samples of the effluent from a coalescing device.

В течение анализа снимали фотографии каждого исследуемого образца. Эти фотографии показали, что исходный поток содержит очень высокую концентрацию мелких капель нефти. Напротив, выходящий поток из коалесцирующего устройства содержит менее высокую концентрацию мелких нефтяных капель. Число капель нефти было меньше, а их размер был значительно больше, например, по меньшей мере, в одном эксперименте была обнаружена капля с диаметром 121 мкм. Результаты данного исследования показали, что коалесцирующее устройство способно производить коалесцированный поток, в котором более 50% капель имеют диаметр, составляющий более чем 50 мкм. Кроме того, коалесцирующее устройство оказалось способным производить согласованные результаты в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, шесть часов.During the analysis, photographs were taken of each test sample. These photographs showed that the feed stream contains a very high concentration of small drops of oil. In contrast, the effluent from the coalescing device contains a lower concentration of fine oil droplets. The number of oil droplets was less, and their size was much larger, for example, in at least one experiment a drop with a diameter of 121 microns was detected. The results of this study showed that a coalescing device is capable of producing a coalescing stream in which more than 50% of the droplets have a diameter of more than 50 μm. In addition, the coalescing device was able to produce consistent results over a period of at least six hours.

Пример 7. Эффективность композитной среды, содержащей сосновую древесину и полипропиленExample 7. The effectiveness of a composite environment containing pine wood and polypropylene

Данное исследование осуществляли, чтобы оценить эффективность разделения для композитной среды, содержащей сосновую древесину и полипропилен. Эта композитная среда содержала приблизительно 70% сосновой древесины и приблизительно 30% полипропилена. Композит изготавливали путем совместного перемешивания частиц древесин и полипропилена, экструдирования смеси и последующего измельчения полученного в результате материала на гранулы. Нефть перекачивали в выпуск питательного насоса. Смесь затем подвергали сдвигу, используя полностью открытый шаровой клапан и статический смеситель, чтобы получить тонкоизмельченные свободные нефтяные капли в воде при концентрации, составляющей 200 частей на миллион. После этого смесь нефти и воды пропускали через колонну среды сверху вниз. Колонна имела диаметр 4 дюйма (10,16 см), и глубина слоя среды составляла 60 дюймов (152,4 см).This study was carried out to evaluate the separation efficiency for a composite medium containing pine wood and polypropylene. This composite medium contained approximately 70% pine wood and approximately 30% polypropylene. The composite was made by co-mixing particles of wood and polypropylene, extruding the mixture and then grinding the resulting material into granules. Oil was pumped to the outlet of the feed pump. The mixture was then sheared using a fully open ball valve and a static mixer to obtain finely divided free oil droplets in water at a concentration of 200 ppm. After that, the mixture of oil and water was passed through the column of medium from top to bottom. The column had a diameter of 4 inches (10.16 cm) and the depth of the medium was 60 inches (152.4 cm).

Исходную воду пропускали через композитную среду при скорости потока, составляющей 20 галлонов в минуту на квадратный фут (1,36 м/с).Feed water was passed through the composite medium at a flow rate of 20 gallons per minute per square foot (1.36 m / s).

Измеряли давление на впуске и выпуске колонна, скорость потока и концентрацию нефти в выходящем потоке. Результаты исследования представлены ниже в таблице 10.The pressure at the inlet and outlet of the column, the flow rate and the concentration of oil in the outlet stream were measured. The results of the study are presented below in table 10.

Таблица 10
Результаты исследования композитной среды, содержащей сосновую древесину и полипропилен
Table 10
Results of a study of a composite medium containing pine wood and polypropylene
Время (часов)Time (hours) Скорость потока (галлонов в минуту)Flow rate (gallons per minute) Давление на впуске (фунтов на квадратный дюйм)Intake Pressure (psi) Давление на выпуске (фунтов на квадратный дюйм)Outlet Pressure (psi) Объем нефти (мл)Oil Volume (ml) Количество добавленной нефти (г)Amount of oil added (g) Вычисленная концентрация добавленной нефти (мг/л)The calculated concentration of added oil (mg / l) Суммарное содержание нефти в выходящем потоке (частей на миллион)The total oil content in the effluent (parts per million) 0,00,0 1,81.8 2525 2525 18001800 0,50.5 1,81.8 2525 2525 17501750 4545 220,2220,2 3,33.3 1,01,0 1,81.8 2525 2525 17001700 9090 220,2220,2 2,62.6 1,51,5 1,81.8 2525 2525 16501650 135135 220,2220,2 3,23.2

Массу загруженной нефти на кубический дюйм среда наносили на график зависимости от концентрации нефти в выходящем потоке, который представлен на фиг. 15. Результаты исследования показали, что содержащая сосновую древесину и полипропилен композитная среда способна уменьшать концентрацию свободной нефти в исходном растворе от значения, составляющего 200 частей на миллион свободной нефти, до значения, составляющего менее чем 10 частей на миллион в выходящем потоке из колонны, в течение продолжительного периода времени. Кроме того, в ходе данного исследования наблюдалось лишь незначительное или нулевое падение давления по длине колонны и изменение скорости потока.A mass of loaded oil per cubic inch of medium was plotted against the concentration of oil in the effluent, which is shown in FIG. 15. The results of the study showed that the composite medium containing pine wood and polypropylene is able to reduce the concentration of free oil in the initial solution from a value of 200 ppm of free oil to a value of less than 10 ppm in the effluent from the column, in over a long period of time. In addition, during this study, only a slight or zero pressure drop along the length of the column and a change in flow rate were observed.

Данный пример демонстрирует эффективность еще одной содержащей древесину и полимер композитной среды и представляет, что еще один соотношение (70:30) древесины и полимера способно обеспечивать эффективное фильтрование и разделение нефти и воды.This example demonstrates the effectiveness of another composite wood containing wood and polymer medium and represents that another 70:30 ratio of wood and polymer is capable of efficiently filtering and separating oil and water.

Системы и способы, описанные в настоящем документе, не являются ограниченными в своем применении подробностями конструкции и устройства компонентов, которые представлены в описании или проиллюстрированы на чертежах. Настоящее изобретение приспособлено для других вариантов осуществления, и его можно практически реализовывать или выполнять, используя разнообразные пути. Кроме того, фразеология и терминология, используемые в настоящем документе, предназначены для цели описания, и их не следует рассматривать в качестве ограничений. Использование терминов «включающий», «включающий», «предусматривающий», «имеющий», «содержащий», «характеризуемый», «отличающийся» и соответствующих вариаций в настоящем документе предназначено для распространения на перечисленные после них предметы, их эквиваленты, а также альтернативные варианты осуществления, состоящие исключительно из перечисленных после них предметов. Использование порядковых числительных, таких как «первый», «второй», «третий» и т.п. в формуле изобретения для обозначения ее пунктов само по себе не придает данным пунктам никакого приоритета.The systems and methods described herein are not limited in their application to the details of the construction and arrangement of the components that are presented in the description or illustrated in the drawings. The present invention is adapted to other embodiments, and may be practiced or carried out using a variety of ways. In addition, the phraseology and terminology used herein is intended for the purpose of description and should not be construed as limiting. The use of the terms “including”, “including”, “providing”, “having”, “containing”, “characterized”, “different” and the corresponding variations in this document is intended for distribution to the items listed after them, their equivalents, as well as alternative embodiments consisting solely of the items listed after them. The use of ordinal numbers, such as “first”, “second”, “third”, etc. in the claims to indicate its points in itself does not give these points any priority.

Хотя выше описаны примерные варианты осуществления настоящего изобретения, в настоящем документе можно осуществлять многочисленные модификации, дополнения и исключения без отклонения от идеи и выхода за пределы объема настоящего изобретения и его эквивалентов, как определено в следующей формуле изобретения.Although exemplary embodiments of the present invention have been described above, numerous modifications, additions, and exceptions can be made herein without departing from the idea and going beyond the scope of the present invention and its equivalents as defined in the following claims.

Специалисты в данной области техники смогут легко определить, что разнообразные параметры и конфигурации, описанные в настоящем документе, предназначены в качестве примеров, и что фактические параметры и конфигурации будут зависеть от конкретного применения, для которого предназначены системы и способы, относящиеся к процессам разделительной обработки с использованием композитной среды согласно настоящему изобретению. Специалисты в данной области техники признают или могут оценивать, используя не более чем стандартные эксперименты, многочисленные эквиваленты конкретных вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. Например, специалисты в данной области техники могут признать, что устройство и его компоненты согласно настоящему изобретению могут дополнительно включать сеть систем или представлять собой компонент процесса разделительной обработки с использованием системы композитной среды. Таким образом, следует понимать, что перечисленные выше варианты осуществления представлены исключительно в качестве примера, и что в пределах объема пунктов прилагаемой формулы изобретения и соответствующих эквивалентов описанные процессы разделительной обработки с использованием систем и способов на основе композитной среды можно практически осуществлять иным образом, чем представляет конкретное описание. Системы и способы согласно настоящему изобретению относятся к каждой индивидуальной отличительной характеристики или способу, которые описаны в настоящем документе. Кроме того, любое сочетание двух или более таких отличительных характеристик, устройств или способов, если такие отличительные характеристики, устройства или способы не являются взаимно противоречащими, включается в объем настоящего изобретения.Those skilled in the art will be able to easily determine that the various parameters and configurations described herein are intended as examples, and that the actual parameters and configurations will depend on the particular application for which the systems and methods related to separation processing processes are intended using a composite medium according to the present invention. Those skilled in the art will recognize or can evaluate, using no more than standard experiments, the multiple equivalents of the specific embodiments described herein. For example, those skilled in the art may recognize that the device and its components according to the present invention may further include a network of systems or be a component of a separation processing process using a composite medium system. Thus, it should be understood that the above embodiments are presented solely as an example, and that, within the scope of the appended claims and corresponding equivalents, the described processes of separation processing using systems and methods based on a composite medium can be practically carried out in a different way than specific description. The systems and methods of the present invention relate to each individual distinguishing characteristic or method that is described herein. In addition, any combination of two or more of such distinctive characteristics, devices or methods, if such distinctive characteristics, devices or methods are not mutually contradictory, is included in the scope of the present invention.

Кроме того, следует понимать, что разнообразные изменения, модификации, и усовершенствования являются вполне очевидными для специалистов в данной области техники. Такие изменения, модификации, и усовершенствования представляют собой часть настоящего изобретения и должны соответствовать идее и объему настоящего изобретения. Например, существующее предприятие можно модифицировать, чтобы использовать или внедрять любой один или несколько из аспектов настоящего изобретения. Таким образом, в некоторых случаях, данные системы и способы могут предусматривать соединение или конфигурирование существующего предприятия для включения процессов разделительной обработки с использованием композитной среды. Соответственно, приведенные выше описания и чертежи предназначены исключительно в качестве примеров. Кроме того, изображения на чертежах не ограничивают настоящее изобретение конкретными проиллюстрированными представлениями.In addition, it should be understood that a variety of changes, modifications, and improvements are quite obvious to specialists in this field of technology. Such changes, modifications, and improvements are part of the present invention and should be consistent with the idea and scope of the present invention. For example, an existing facility may be modified to use or implement any one or more of the aspects of the present invention. Thus, in some cases, these systems and methods may include connecting or configuring an existing facility to incorporate separation processes using a composite medium. Accordingly, the above descriptions and drawings are intended solely as examples. In addition, the images in the drawings do not limit the present invention to specific illustrated representations.

Claims (34)

1. Способ обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающий:
введение исходного потока во впуск резервуара, содержащего композитную среду, состоящую из однофазных частиц однородной формы, причем каждая частица включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера; и
контакт исходного потока с композитной средой для получения обработанного потока, причем обработанный поток содержит заданную целевую концентрацию углеводородной жидкости.
1. A method of processing a feed stream comprising a hydrocarbon liquid and a water-based liquid, comprising:
introducing the feed stream into the inlet of the tank containing a composite medium consisting of single-phase particles of a uniform shape, each particle comprising a mixture of cellulose-based material and a polymer; and
contacting the feed stream with the composite medium to obtain a treated stream, wherein the treated stream contains a predetermined target concentration of hydrocarbon liquid.
2. Способ по п. 1, в котором контакт исходного потока с композитной средой включает фильтрование исходного потока, причем заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке составляет менее чем концентрация углеводородной жидкости в исходном потоке.2. The method of claim 1, wherein contacting the feed stream with the composite medium includes filtering the feed stream, wherein the predetermined target concentration of the hydrocarbon fluid in the treated stream is less than the concentration of the hydrocarbon fluid in the feed stream. 3. Способ по п. 2, в котором заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке составляет менее чем приблизительно 30 частей на миллион.3. The method of claim 2, wherein the predetermined target concentration of the hydrocarbon liquid in the treated stream is less than about 30 ppm. 4. Способ по п. 1, в котором контакт исходного потока с композитной средой включает коалесцирование исходного потока, причем заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке представляет собой уменьшенную концентрацию эмульгированной углеводородной жидкости по сравнению с исходным потоком.4. The method according to claim 1, wherein contacting the feed stream with the composite medium comprises coalescing the feed stream, the predetermined target concentration of the hydrocarbon fluid in the treated stream being a reduced concentration of emulsified hydrocarbon fluid compared to the feed stream. 5. Способ по п. 4, в котором концентрация эмульгированной углеводородной жидкости в обработанном потоке уменьшается по сравнению с исходным потоком на более чем приблизительно 50%.5. The method according to p. 4, in which the concentration of emulsified hydrocarbon liquid in the treated stream is reduced compared with the original stream by more than approximately 50%. 6. Способ по п. 5, в котором обработанный поток включает капли углеводородной жидкости, у которых диаметр составляет, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм.6. The method of claim 5, wherein the treated stream comprises drops of hydrocarbon liquid in which the diameter is at least about 20 microns. 7. Способ по п. 1, дополнительно включающий измерение, по меньшей мере, одного свойства обработанного потока.7. The method according to claim 1, further comprising measuring at least one property of the treated stream. 8. Способ по п. 7, дополнительно включающий обратное промывание композитной среды на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства обработанного потока для получения выходящей углеводородной жидкости.8. The method of claim 7, further comprising backwashing the composite medium based on at least one measured property of the treated stream to produce an outgoing hydrocarbon liquid. 9. Способ по п. 8, дополнительно включающий возвращение выходящей углеводородной жидкости в исходный поток.9. The method of claim 8, further comprising returning the effluent hydrocarbon liquid to the feed stream. 10. Способ по п. 8, в котором, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой, по меньшей мере, одно свойство из концентрации углеводородной жидкости в обработанном потоке и скорости потока обработанного потока.10. The method according to p. 8, in which at least one measured property is at least one property of the concentration of hydrocarbon liquid in the treated stream and the flow rate of the treated stream. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов формулы, в котором стадия контакта исходного потока с композитной средой включает:
пропускание исходного потока при первой скорости потока через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду, причем композитная среда включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера, для получения коалесцированного потока; и
пропускание коалесцированного потока при второй скорости потока через фильтровальное устройство, находящееся в соединении с коалесцирующим устройством и содержащее композитную среду, для получения выходящего потока.
11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the step of contacting the feed stream with the composite medium includes:
passing the feed stream at a first flow rate through a coalescing device containing a composite medium, the composite medium comprising a mixture of cellulose-polymer-based material to produce a coalescing stream; and
passing a coalesced stream at a second flow rate through a filter device in communication with the coalescing device and containing a composite medium to produce an exit stream.
12. Способ по п. 11, в котором первая скорость потока находится в интервале от приблизительно 100 до приблизительно 200 галлонов в минуту на квадратный фут (от 6,79 до 13,38 м/с).12. The method of claim 11, wherein the first flow rate is in the range of from about 100 to about 200 gallons per minute per square foot (6.79 to 13.38 m / s). 13. Способ по п. 11, в котором вторая скорость потока составляет менее чем приблизительно 40 галлонов в минуту на квадратный фут (2,72 м/с).13. The method of claim 11, wherein the second flow rate is less than about 40 gallons per minute per square foot (2.72 m / s). 14. Способ по п. 11, дополнительно включающий сохранение концентрации углеводородной жидкости в выходящем потоке на уровне заданного целевого процентного сокращения.14. The method of claim 11, further comprising maintaining the concentration of the hydrocarbon liquid in the effluent at a predetermined percentage reduction rate. 15. Способ по п. 11, дополнительно включающий обратное промывание, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства.15. The method according to p. 11, further comprising backwashing at least one device from a coalescing device and a filter device. 16. Способ по п. 15, в котором обратное промывание, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства происходит на основании заданного временного интервала.16. The method according to p. 15, in which the backwash of at least one device from the coalescing device and the filter device occurs on the basis of a predetermined time interval. 17. Способ по п. 13, дополнительно включающий измерение, по меньшей мере, одного свойства коалесцированного потока.17. The method according to p. 13, further comprising measuring at least one property of the coalesced stream. 18. Способ по п. 17, дополнительно включающий обратное промывание коалесцирующего устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства коалесцированного потока для получения выходящей углеводородной жидкости.18. The method of claim 17, further comprising backwashing the coalescing device based on at least one measured property of the coalescing stream to produce an outgoing hydrocarbon liquid. 19. Способ по п. 18, в котором, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой скорость потока коалесцированного потока.19. The method according to p. 18, in which at least one measured property is a flow rate of a coalesced stream. 20. Способ по п. 11, дополнительно включающий измерение, по меньшей мере, одного свойства выходящего потока.20. The method according to p. 11, further comprising measuring at least one property of the output stream. 21. Способ по п. 11, дополнительно включающий обратное промывание фильтровального устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства выходящего потока для получения выходящей углеводородной жидкости.21. The method according to claim 11, further comprising backwashing the filter device based on at least one measured property of the effluent to produce an effluent hydrocarbon liquid. 22. Способ по п. 21, в котором, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой, по меньшей мере, одно свойство из скорости потока выходящего потока и концентрации углеводородной жидкости в выходящем потоке.22. The method according to p. 21, in which at least one measured property is at least one property of the flow rate of the effluent and the concentration of hydrocarbon liquid in the effluent. 23. Способ по любому из предшествующих пунктов формулы, в котором стадия контакта исходного потока с композитной средой включает:
пропускание исходного потока через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду, включающую смесь материала на основе целлюлозы и полимера для получения коалесцированного потока, причем коалесцированный поток включает уменьшенную концентрацию эмульгированной углеводородной жидкости по сравнению с исходным потоком;
и способ дополнительно включает:
разделение коалесцированного потока путем пропускания коалесцированного потока через разделительное устройство для получения, по меньшей мере, одного потока из углеводородного жидкого потока и водного потока.
23. The method according to any one of the preceding claims, wherein the step of contacting the feed stream with the composite medium includes:
passing the feed stream through a coalescing device comprising a composite medium comprising a mixture of cellulose-based material and a polymer to produce a coalescing stream, wherein the coalescing stream includes a reduced concentration of emulsified hydrocarbon liquid compared to the feed stream;
and the method further includes:
separating the coalesced stream by passing the coalesced stream through a separation device to produce at least one stream from a hydrocarbon liquid stream and a water stream.
24. Способ по п. 23, в котором коалесцированный поток включает капли углеводородной жидкости, у которых диаметр составляет, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм.24. The method according to p. 23, in which the coalesced stream includes drops of hydrocarbon liquid, in which the diameter is at least about 20 microns. 25. Способ по п. 23, в котором разделительное устройство представляет собой, по меньшей мере, одно из следующих устройств: гидроциклон, фильтровальное устройство, гравитационное осадительное устройство и флотационное устройство.25. The method according to p. 23, in which the separation device is at least one of the following devices: hydrocyclone, filter device, gravity precipitation device and flotation device. 26. Способ по п. 25, дополнительно включающий измерение, по меньшей мере, одного свойства коалесцированного потока.26. The method of claim 25, further comprising measuring at least one property of the coalesced stream. 27. Способ по п. 26, дополнительно включающий обратное промывание коалесцирующего устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства коалесцированного потока для получения выходящей углеводородной жидкости.27. The method of claim 26, further comprising backwashing the coalescing device based on at least one measured property of the coalescing stream to produce an outgoing hydrocarbon liquid. 28. Способ по п. 27, в котором, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой скорость потока коалесцированного потока.28. The method of claim 27, wherein the at least one measured property is a flow rate of a coalesced stream. 29. Система для обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающая:
по меньшей мере, одно коалесцирующее устройство, находящееся в соединении с исходным потоком и содержащее композитную среду, состоящую из однофазных частиц однородной формы, причем каждая частица включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера; и
по меньшей мере, одно разделительное устройство в соединении с коалесцирующим устройством.
29. A system for processing a feed stream comprising a hydrocarbon liquid and a water-based liquid, including:
at least one coalescing device in conjunction with the feed stream and containing a composite medium consisting of single-phase particles of a uniform shape, each particle comprising a mixture of cellulose-based material and a polymer; and
at least one separation device in conjunction with a coalescing device.
30. Система по п. 29, в которой разделительное устройство представляет собой, по меньшей мере, одно из следующих устройств: фильтровальное устройство, гидроциклон, гравитационное осадительное устройство и флотационное устройство.30. The system of claim 29, wherein the separation device is at least one of the following devices: a filter device, a hydrocyclone, a gravity precipitation device, and a flotation device. 31. Система по п. 30, в которой разделительное устройство представляет собой фильтровальное устройство, содержащее композитную среду.31. The system of claim 30, wherein the separation device is a filter device comprising a composite medium. 32. Система по п. 29, в которой композитная среда включает материал на основе целлюлозы в концентрации, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 50 мас.%.32. The system of claim 29, wherein the composite medium comprises cellulose-based material in a concentration of at least about 50% by weight. 33. Система по п. 29, в которой материал на основе целлюлозы включает кленовую древесину.33. The system of claim 29, wherein the cellulose-based material comprises maple wood. 34. Система по п. 29, в которой полимер включает полиэтилен высокой плотности. 34. The system of claim 29, wherein the polymer comprises high density polyethylene.
RU2013140576/04A 2011-03-03 2012-03-02 Composite medium for water treatment processes and methods for use thereof RU2588134C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161448821P 2011-03-03 2011-03-03
US61/448,821 2011-03-03
PCT/US2012/027397 WO2012119033A1 (en) 2011-03-03 2012-03-02 Composite media for water treatment processes and methods of using same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013140576A RU2013140576A (en) 2015-04-10
RU2588134C2 true RU2588134C2 (en) 2016-06-27

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1513645A (en) * 1975-05-22 1978-06-07 Mitsui Toatsu Chemicals Oil absorbing materials
US6337016B1 (en) * 1999-03-19 2002-01-08 Mycelx Technologies Corporation Apparatus for removing noxious contaminants from drainage water
US6372472B1 (en) * 1999-09-24 2002-04-16 Swim Pure Corporation Filter media containing powered cellulose and immobilized lipase for swimming pool and spa water filteration
RU2186828C2 (en) * 2000-06-02 2002-08-10 Бикчентаева Анна Григорьевна Method for demulsification of petroleum products with dispersed water phase
US6474111B1 (en) * 1998-03-11 2002-11-05 Harley J. Pattee Recycling system for laundry wash water

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1513645A (en) * 1975-05-22 1978-06-07 Mitsui Toatsu Chemicals Oil absorbing materials
US6474111B1 (en) * 1998-03-11 2002-11-05 Harley J. Pattee Recycling system for laundry wash water
US6337016B1 (en) * 1999-03-19 2002-01-08 Mycelx Technologies Corporation Apparatus for removing noxious contaminants from drainage water
US6372472B1 (en) * 1999-09-24 2002-04-16 Swim Pure Corporation Filter media containing powered cellulose and immobilized lipase for swimming pool and spa water filteration
RU2186828C2 (en) * 2000-06-02 2002-08-10 Бикчентаева Анна Григорьевна Method for demulsification of petroleum products with dispersed water phase

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10376842B2 (en) Non-dispersive oil recovery from oil industry liquid sources
FI73654C (en) Procedure for removing finely divided, suspended solids from wastewater.
SK286611B6 (en) Combined degassing and flotation tank and use thereof
US20080035586A1 (en) Enhanced coalescer
CA2937652C (en) Multi-media stratified filtration
US8753524B2 (en) Composite media for water treatment processes and methods of using same
US9782694B2 (en) Composite media for water treatment processes and methods of using same
CN106457072B (en) Composite media for water treatment processes and methods of use thereof
RU2588134C2 (en) Composite medium for water treatment processes and methods for use thereof
US20110042288A1 (en) Enhanced Coalescer
CA2642031A1 (en) Process and apparatus for separating immiscible liquids from aqueous fluids
WO2018231489A1 (en) Use of composite media for treatment of produced water from chemical enhanced oil recovery