SU1230620A1 - Сепаратор дл разделени водонефт ных эмульсий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к разделению несмешивающихс  жидкостей различной плотности и может быть использовано в сепараторах дл  разделени  водонеф- т ных и нефтевод ных эмульсий, содержащих воду и нефтепродукты в различных концентраци х. .

Цель изобретени  - снижение обводненности отделенных нефтепродуктов , а также создание условий дл  пе- ю ности гранул 23, обладающих гидро15

30

риодической регенерации коалесцирую- щего материала.

На фиг. 1 представлен сепаратор, общий вид; на фиг. 2 и 3 - сечение А-А на фиг. 1 на различных стади х работы сепаратора.

Сепаратор (фиг. 1) состоит из кор- /пуса 1, патрубка 2 подвода водонефт - ной эмульсии и патрубков 3 и 4 отвода разделенных воды и нефтепродуктов соответственно, ротора, установленного в корпусе 1 на подшипниках 5 и 6. jPoTop включает в себ  верхнюю крышку 7 с .центральной трубой 8, обечайку 9, нижнюю крышку 10с центральным от- 25 верстием 11. В нижней части ротора размещена цилиндрическа  камера 12, образованна  кольцевой перегородкой 13, перфорированной крышкой 14 и дном 15. Дно 15 снабжено отверсти ми 16 на периферии. Верхн   крьш1ка 7 образует с центральной трубой 8 кольцевую полость 17, ограниченную снизу перфорированной перегородкой 18, а нижн   крышка 10 образует с дном 15 полость 19. В роторе установлены ра- диальные лопасти 20, дел щие его объем на камеры 21 (фиг. 2), заполненные коалесцирующим материалом, состо щим из гранул 22 с плотностью, большей плотности воды, и гранул 23 с плотностью, меньшей плотности воды , но большей плотности нефтепродуктов .

Сепаратор работает следующим образом .

При вращающемс  роторе водонефт - на  эмульси  подаетс  через патрубок подвода 2, кольцевую полость 17 и перфорированную перегородку 18 в объем, заполненный гранулами 22 и 23. Гранулы 22 располагаютс  цилиндрическим кольцом вдоль стенки обечайки 9i образу  с гранулами 23, которые располагаютс  1дшиндрическим кольцом вдоль центральной трубы 8, цилиндрическую кольцевую полость Б (фиг. 2). Наиболее крупные частицы нефтепродуктоб, содержащиес  в эмульфильными свойствами, и под действие центробежной силы движетс  в радиал ном направлении к обечайке 9. Мелко диспергированные продукты вместе с водой унос тс  в объем ротора, заполненный гранулами 22, где под дей ствием значительно возросшей центро бежной силы вступают в контакт с гр нулами и коалесцируют, так как гран 2Q лы 22 обладают олеофильными свойствами . Укрупненные нефтепродукты дви жутс  в центральной трубе 8, вблизи которой вытесн ют гранулы 23.

Таким образом, нефтепродукты, ск алесцировавшиес  на поверхности гра нул 22, и нефтепродукты, освободившиес  от вода) в верхней части ротор движутс  вдоль центральной трубы 8, постепенно вытесн   гранулы 23 и ув личива  сечение канала В, величин которого определ етс  концентрацией нефтепродуктов в исходной водонефт  ной эмульсии и измен етс  с изменен ем этой концентрации. Далее нефтепр дукты попадают через перфорированну крьщ1ку 14 в цилиндрическую камеру 1 откуда через центральную т рубу 8 па рубком отвода 4 вывод тс  из устрой ства. Вода, очищенна  от нефтепроду тов в объеме гранул 22, а также ско алесцировавша с  на поверхности гра нул 23, под действием приложенного на входе в сепаратор давлени  движе с  сверху вниз, а под действием цен робежной силы - к обечайке 9. Затем вода через отверсти  16, полость 19 и центральное отверстие 11 устройст вом отвода 3 выводитс  из сепаратор Радиальные лопатки при этом предотвращают скольжение гранулированных материалов относительно ротора, воз никающее вследствие большого различ инерционных сил, действующих на материал ротора и расположенных на ра личных радиусах вращени  гранул и наиболее сильно про вл ющихс  в период разгона и остановки ротора.

Механические примеси, всегда при сутствующие в водонефт ной эмульсии

35

40

45

50

55

сии, под действием центробежной силы сразу скапливаютс  в верхней части ротора у центральной трубы 8 и образуют канал В (фиг. 3), вытесн   гранулы 23, и под действием приложенного на входе в сепаратор давлени  движутс  сверху вниз. Вода, содержаща с  в нефтепродуктах в виде дисперсной фазы, коалесцирует на поверх

фильными свойствами, и под действием центробежной силы движетс  в радиальном направлении к обечайке 9. Мелкодиспергированные продукты вместе с водой унос тс  в объем ротора, заполненный гранулами 22, где под действием значительно возросшей центробежной силы вступают в контакт с гранулами и коалесцируют, так как грану- лы 22 обладают олеофильными свойствами . Укрупненные нефтепродукты движутс  в центральной трубе 8, вблизи которой вытесн ют гранулы 23.

Таким образом, нефтепродукты, ско- алесцировавшиес  на поверхности гранул 22, и нефтепродукты, освободившиес  от вода) в верхней части ротора, движутс  вдоль центральной трубы 8, постепенно вытесн   гранулы 23 и увеличива  сечение канала В, величина которого определ етс  концентрацией нефтепродуктов в исходной водонефт - ной эмульсии и измен етс  с изменением этой концентрации. Далее нефтепродукты попадают через перфорированную крьщ1ку 14 в цилиндрическую камеру 12, откуда через центральную т рубу 8 патрубком отвода 4 вывод тс  из устройства . Вода, очищенна  от нефтепродуктов в объеме гранул 22, а также ско- алесцировавша с  на поверхности гранул 23, под действием приложенного на входе в сепаратор давлени  движетс  сверху вниз, а под действием центробежной силы - к обечайке 9. Затем вода через отверсти  16, полость 19 и центральное отверстие 11 устройством отвода 3 выводитс  из сепаратора. Радиальные лопатки при этом предотвращают скольжение гранулированных материалов относительно ротора, возникающее вследствие большого различи  инерционных сил, действующих на материал ротора и расположенных на различных радиусах вращени  гранул и наиболее сильно про вл ющихс  в период разгона и остановки ротора.

Механические примеси, всегда присутствующие в водонефт ной эмульсии.

31230620

попадают вместе с ней в объем ротора, заполненный гранулами 22 и 23, и под действием центробежной силы оседают преимущественно в пристеночном объеме обечайки 9. Затем постепенно механи- s ческие примеси начинают оседать в межгранул рном объеме гранул 22. Это приводит к снижению пропускной способности в результате роста гидравлического сопротивлени  а также к .10 ухудшению степени очистки воды в результате увеличени  скорости течени  в межгранул рных каналах. Когда начинает расти гидравлическое сопротивление сел ци  сопровождаетс  локальными в реобразйвани .ми вследствие конден ции пузырьков пара и попыток гр н 22 и 23 расслоитьс , что приводит столкновению и трению гранул друг друга, а также о стенки радиальны лопаток 20. В результате этого за р знени  отмьгеаютс  и переход т в промывочную воду.

Не прекраща  подачи промывочно воды и вод ного пара, ротору сообща ют вращательное движение. Загр зн ни , наход щиес  в промьюочной вод собираютс  на поверхности центрап

паратора либо увеличиваетс  нефтесодер-.S ной трубы 8 и стенке обечайки 9,

жание в очищенной воде,выполн ют регенерацию коалесцирующего материала без выгрузки его из сепаратора,например, следующим образом.

Через устройство отвода 4 нефте- продуктов и центральную трубу 8 в объем ротора, заполненный гранулированными материалами 22 и 23, подаетс  вод ной пар, а через устройство подвода 2 водонефт ной эмульсии, кольцевую полость 17 в этот же объем ротора подаетс  промывочна  вода. Ротор при этом неподвижен. Вод ной пар и промывочна  вода в гранулированных материалах 22 и 23 смешиваютс  и все 30 вместе циркулируют в объеме ротора. Во врем  циркул ции происходит конденсаци  пузырьков вод ного пара, что приводит к нагреву промывочной йоды и образованию большого количест-зз ва центров гидравлических микроударов . Нагрев промывочной воды способствует снижению в зкости смолистых и парафинистых отложе 1ий на гранулах, что облегчает отмывку. Большое коли- 40 чество центров гидравлических микроударов приводит к воздействию ударных волн на гранулы 22 и 23, столкновению их друг с другом и перемешиванию.

Гранулы 22 и 23 пытаютс  рассло- 45 итьс  ввиду того, что одни имеют плотность, большую плотности воды, а другие - плотность, меньшую плотности воды. При этом гранулы 22 пытаютс  утонуть, а гранулы 23 всплыть.so Этому преп тствуют пузырьки вод ного пара, барботирующие противоточно в промьшочной воде и стимулирующие возникновение циркул ции тороидального

типа с направлением вдоль централь- 55 ной трубы 8 вверх вдоль обечайки ротора 9 вниз в камерах 21, образованных радиальными лопатками 20. Циркул ци  сопровождаетс  локальными вих- реобразйвани .ми вследствие конденсации пузырьков пара и попыток гр нул 22 и 23 расслоитьс , что приводит к столкновению и трению гранул друг о друга, а также о стенки радиальных лопаток 20. В результате этого загр знени  отмьгеаютс  и переход т в промывочную воду.

Не прекраща  подачи промывочной воды и вод ного пара, ротору сообщают вращательное движение. Загр знени , наход щиес  в промьюочной воде, собираютс  на поверхности центрапьпрйчем на поверхности центральной трубы 8 собираютс  загр знени  с плотностью , меньшей плотности воды, а на стенке обечайки 9 - загр знени  с плотностью, большей плотности воды.

Ротору прекращают сообщать вращательное движение, и, не прекраща  по- дачи промывочной воды и вод ного пара , нисход щим потоком промывочной воды через полость 19, центральное отверстие 11 загр знени , преиьтущест- венно с плотностью, большей плотности воды, устройством отвода 3 вывод тс  из сепаратора.

Затем промБшочную воду начинают подавать через устройство отвода 3 очищенной воды, центральное отверстие 11 в объем ротора, заполненный гранулами 22 и 23. В тот же объем продолжают подавать вод ной пар через устройство отвода 4 разделенных нефте- продуктов и центральную трубу 8. Далее процесс идет аналогично описанному но загр знени , преимущественно с плотностью, меньшей плотности вода отвод тс  из сепаратора восход}щим потоком промывочной воды через кольцевую полость 17 и устройство подвода 2 водонефт ной эмульсии.

Наиболее эффективно регенераци  происходит при заполнении ротора гранулированным материалом на 60-95%. При концентрации нефтепродуктов в исходной эмульсии близкой или превышающей концентрацию обращени  эмульсии (т.е. превращение водонефт ной эмульсии в нефтедод ную) целесообразно заполн ть гранулированным материалом не менее 60% объема ротора. При меньшей степени заполнени  гранулированным материалом ротора наблюдаетс  снижение степени очистки воды, что недопустимо. Кроме того, уменьшаетс  фактор воздействи  гранул друг на друга, что снижает эффективность регенерации. При малой концентрации нефтепродуктов, особенно мелкодиспер- гированньк, в исходной эмульсии меньшей концентрации обращени  эмульсии (что обычно составл ет менее 25%) Целесообразно заполн ть ротор гранулированным материалом полнее - до 95% об19ема ротора. При большей степени заполнени  ротора гранулированным материалом увеличиваетс  сопротивление ротора по нефтепродуктам, так как .в процессе разделени  эмульсии они

скапливаютс  вдоль центральной трубы и вынуждены проходить сквозь слой гранулированного материала. Кроме того, начинает резко уменьшатьс  фактор циркул ции паровод ной смеси совместно с гранулированным материалом. При степени заполнени  ротора гранулами на 100% фактор циркул ции сводитс  к нулю. Таким образом, степень заполнени  ротора гранулированным материалом на 60-95%  вл етс  оптимальной как дл  разделени  эмульсии, как и дл  осуществлени  регенерации .

17

фигЛ

20

2t

А-А

фиг. 2

22

(pus.3

Редактор К. Волощук

Составитель л. Эпштейн

Техред М.Ходанич Корректор А. Ференц

Заказ 2А74/8Тираж 663Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, locквa, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производствейно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,. 4

Claims (2)

1. ί. СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ, включающий корпус, патрубки подвода водонефтяной эмульсии и отвода разделенных воды и нефтепродуктов, ротор, коалесцирующий материал, размещенный в роторе, центральную трубу и цилиндрическую камеру в нижней части ротора с дном, снабженным кольцевой перегородкой й имеющим отверстия на периферии, о т л ичающийся тем, что, с целью снижения обводненности отделенных нефтепродуктов, а также создания условий для периодической регенераций коалесцирующего материала, он снабжен радиальными лопатками, установленными в роторе и разделяющими его объем на отдельные камеры, заполненные коалесцирующим материалом в пределах 60-95% объема, а коалесцирующий материал выполнен из гранул с плотностью, большей плотности воды, и гранул с плотностью, меньшей плотности воды, но большей плотности нефтепродуктов .
2. 2. Сепаратор поп. 1, отличающийся тем, что гранулы с плотностью, большей плотности воды, выполнены из олеофильного материала» а гранулы с плотностью, меньшей плотности воды, но большей плотности нефтепродуктов , выполнены из гидрофильного материала.

   SU.....1230620

   1 1230620