SU1722547A1

SU1722547A1 - Method for membrane treatment of petroleum-based oils and relevant device

Info

Publication number: SU1722547A1
Application number: SU904823446A
Authority: SU
Inventors: Валентин Яковлевич Трибус; Азат Жумабаевич Айнакулов
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1990-04-16
Publication date: 1992-03-30

Abstract

Изобретение относитс к техническому обслуживанию, а именно к очистке нефт ных масел полупроницаемыми мембранами на малогабаритных установках. Цель изобретени - повышение производительности очистки масла. К отработанному маслу добавл ют р.астворитель и пропускают в режиме циркул ции через блок трубчатых мембранных фильтров. Выделенную смесь растворител и очищенного масла пропускают через генератор акустических или гидродинамических колебаний и подвергают дополнительному разделению на втором блоке трубчатых мембранных фильтров. Бак дл сбора растворител соединен с баком дл отработанного масла. 2 с.п,ф-лы, 1 ил. сл СThe invention relates to maintenance, in particular to the purification of petroleum oils with semipermeable membranes on small-sized installations. The purpose of the invention is to improve the performance of oil cleaning. A solvent is added to the waste oil and passed in a circulating mode through a block of tubular membrane filters. The selected mixture of solvent and purified oil is passed through the generator of acoustic or hydrodynamic oscillations and subjected to additional separation on the second block of tubular membrane filters. The solvent collection tank is connected to the waste oil tank. 2 sp, f-ly, 1 ill. sl C

Description

Изобретение относитс к техническому обслуживанию, а именно к очистке нефт ных масел полупроницаемыми мембранами на малогабаритных установках, например дл очистки отработанных моторных, трансмиссионных и иных масел, используемых в услови х потребител .The invention relates to the maintenance, in particular to the purification of petroleum oils with semipermeable membranes on small-sized installations, for example for the purification of used motor, transmission and other oils used under consumer conditions.

Известен способ очистки отработанного масла с помощью мембранных процессов ультра- и микрофильтрацией.A known method of purification of waste oil using membrane processes by ultra- and microfiltration.

Известно также устройство дл очистки отработанных моторных масел, реализующее известный способ, в котором подогретое отработанное масло под давлением подаетс насосом через фильтр предварительной очистки в блок мембранных фильтров, соединенных между собой последовательно , и возвращаетс обратно в бак сIt is also known a device for the purification of used motor oils, which implements a known method in which the heated waste oil under pressure is pumped through a pre-filter into a block of membrane filters interconnected in series and returned back to the tank.

отработанным маслом. Чистое масло (пер- меат) проходит через полупроницаемые стенки мембранных фильтров и поступает в дополнительный бак дл очищенного масла. Недостатком известных способов и устройства вл етс низка производительность . Так, например, фактическа производительность этого устройства, полученна при опытно-производственном внедрении в хоз йствах Северного Казахстана, составл ет всего 1...1.5 л/ч, что в пересчете на рабочую поверхность в 1м равно 0,33...0,50 лДч м2).waste oil. Pure oil (permeate) passes through the semi-permeable walls of membrane filters and enters an additional tank for purified oil. A disadvantage of the known methods and apparatus is low productivity. So, for example, the actual performance of this device, obtained during pilot production in the households of Northern Kazakhstan, is only 1 ... 1.5 l / h, which is 0.33 ... 0, calculated on a working surface of 1 m 50 ldhm m2).

Причинами низкой производительности вл ютс больша в зкость масла и забивание пор мембранных фильтров микрочастицами примесей. Уменьшение в зкостиThe reasons for the poor performance are high oil viscosity and clogging of the pores of membrane filters with microparticles of impurities. Viscosity reduction

JJ

ГОGO

ю слyou are

подогревом масла на дает желаемого роста производительности очистки.heated oil does not give the desired increase in cleaning performance.

Цель изобретени - повышение производительности процесса очистки масла.The purpose of the invention is to improve the performance of the oil refining process.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу очистки отработанных масел , заключающемус в циркул ции под давлением разогретого отработанного масла по трубчатым мембранным фильтрам, через стенки которых профильтровываетс чистое масло без механических примесей и собираетс в отдельном баке, в устройстве, содержащем бак дл отработанного масла, насос дл подачи последнего в группу блоков мембранных фильтров, соединенных между собой последовательно и бак дл сбора фильтрата (очищенного масла), вместе с очищаемым маслом заливаетс растворитель , например, в пропорции 1:1, что дает уменьшение в зкости в 6-8 раз.This goal is achieved in that according to the method of purification of waste oils, which consists in circulating under pressure of the heated waste oil through tubular membrane filters, through the walls of which the clean oil is filtered without mechanical impurities and collected in a separate tank, in the device containing the waste oil tank, a pump for feeding the latter into a group of membrane filter blocks interconnected in series and a tank for collecting filtrate (purified oil), together with oil to be cleaned The solvent is, for example, in a 1: 1 ratio, which gives a viscosity reduction of 6-8 times.

Проницаемость мембраны находитс в обратно пропорциональной зависимости от в зкости фильтруемой жидкости, кроме того , мелкие поры, закрытые поверхностной пленкой масла, открываютс , так как сила поверхностного нат жени раствора меньше , чем у масла. Вследствие разбавлени очищаемого масла в гидравлическую цепь включаетс втора ступень группы блоков трубчатых мембран дл отделени растворител от очищенного на первой ступени раствора, причем перед входом во вторую ступень группы блоков трубчатых мембран устанавливаетс генератор колебаний (акустический или гидродинамический), под воздействием которого происходит коагул ци одного из компонентов б мелкие капельки , взвешенные во втором компоненте (капельки растворител в масле или капельки масла в растворителе в зависимости от заданной частоты, колебаний), что значительно облегчает фильтрацию растворител через мембранные фильтры. Данна ступень работает одновременно с первой. При этом производительность обеих ступеней выше, чем у прототипа в несколько раз. Именно повышение производительности очистки раствора в 6...8 и более раз по сравнению с производительностью фильтрации отработанного масла, а также последующее разделение раствора на масло по основному потоку и растворитель через фильтр, обеспечивает повышение производительности процесса в целом.The permeability of the membrane is inversely proportional to the viscosity of the liquid to be filtered, and, in addition, the small pores closed by the surface film of the oil open, since the surface tension force of the solution is less than that of the oil. Due to dilution of the oil being cleaned, a second stage of a group of blocks of tubular membranes is included to separate the solvent from the solution cleaned in the first stage, and an oscillator (acoustic or hydrodynamic) is installed before entering the second stage of the group of blocks of tubular membranes, under the influence of which coagulation occurs of components b, small droplets suspended in the second component (droplets of the solvent in the oil or droplets of the oil in the solvent depending on t of a given frequency, oscillation), which greatly facilitates the filtration of the solvent through membrane filters. This stage works simultaneously with the first one. At the same time, the productivity of both stages is several times higher than that of the prototype. It is an increase in the productivity of cleaning the solution 6 ... 8 times or more compared to the filtration capacity of the used oil, as well as the subsequent separation of the solution into oil along the main stream and solvent through the filter, which improves the efficiency of the process as a whole.

П р и м е р. По предлагаемому способу очищаемое масло смешиваетс с растворителем в баке дл сбора отработанного масла , где оно нагреваетс до 90°С, затем под давлением 0,5 МПа подаетс в первую ступень мембранных фильтров, через стенкиPRI me R. According to the proposed method, the oil to be purified is mixed with the solvent in the tank to collect the used oil, where it is heated to 90 ° C, then, under a pressure of 0.5 MPa, is fed into the first stage of membrane filters, through the walls

которых просачиваетс чистый раствор с производительностью в 8 раз большей, чем у отработанного масла, и попадает в бак дл очищенного раствора. Основной поток попадает обратно в бак дл сбора отработанного масла, омыва поверхность мембран и унос механические примеси, не прошедшие через их поры. По мере наполнени бака дл очищенного раствора включаетс which seeps clean solution with a capacity of 8 times greater than that of used oil, and enters the tank for the purified solution. The main stream enters the tank to collect waste oil, washing the surface of the membranes and entrainment of mechanical impurities that have not passed through their pores. As the tank for the purified solution is filled,

0 насос, подающий очищенный раствор под давлением 0,2 МПа (2 кгс/см2) к генератору колебаний, где происходит коагул ци масла в растворителе. Полученна смесь далее поступает во вторую ступень мембранных0 a pump that supplies the purified solution under a pressure of 0.2 MPa (2 kgf / cm2) to the oscillator, where the oil coagulates in the solvent. The resulting mixture then goes to the second step of the membrane

5 фильтров, где растворитель, проника через поры мембраны, попадает в бак дл сбора растворител , а основной поток раствора попадает обратно в бак дл очищенного раствора . Фильтраци растворител из очи0 щенного раствора происходит с производительностью , в дес тки раз превышающей фильтрацию отработанного масла, и продолжаетс до полного выведени из его раствора, наход щегос в баке дл очищен5 ного раствора. Таким образом, в этом баке собираетс очищенное масло.5 filters, where the solvent, penetrates through the pores of the membrane, enters the tank to collect the solvent, and the main stream of solution goes back to the tank for the purified solution. Filtration of the solvent from the purified solution takes place with a productivity that is ten times higher than that of the used oil, and continues until it is completely removed from its solution, which is in the tank for the purified solution. Thus, purified oil is collected in this tank.

На чертеже изображена принципиальна гидравлическа схема устройства дл осуществлени предлагаемого способа;The drawing shows a schematic hydraulic diagram of a device for carrying out the proposed method;

0 Устройство содержит бак 1, в котором установлен электронагреватель 2, реле 3 уровн и датчик 4 плотности и с которым соединена трубопроводом всасывающа полость насоса 5. Нагнетательна полость0 The device contains a tank 1, in which an electric heater 2 is installed, a level 3 relay and a density sensor 4 and to which the suction cavity of the pump 5 is connected by pipeline.

5 насоса соединена, с одной стороны, через перепускной клапан 6с баком 1, а, с другой стороны, - через вентиль 7 с группой блоков трубчатых мембран 8, соединенной сливным трубопроводом через дроссель 9 с ба0 ком 1. Оболочка 10 блоков трубчатых мембран 8 соединена с баком 11, в котором установлены реле 12 уровн и датчик 13 плотности. С баком 11 соединена всасывающа полость насоса 14, а его нагнетатель5 на полость соединена трубопроводами через генератор 15 колебаний, с одной стороны , через перепускной клапан 16с баком 11, а,с другой стороны, через вентиль 17 с группой блоков трубчатых мембран 18 и да0 лее через дроссель 19 с баком 11. Оболочка 20 блоков трубчатых мембран 18 соединена трубопроводом с баком 21, соединенным через вентиль 22 с баком 1. Баки 1 и 11 имеют сливные вентили 23 и 24.5 of the pump is connected, on the one hand, through the relief valve 6c with tank 1, and, on the other hand, via valve 7 with a group of blocks of tubular membranes 8 connected by a drain pipe through throttle 9 to tank 1. The shell of 10 blocks of tubular membranes 8 is connected with tank 11, in which relays 12 level are installed and density sensor 13. The suction cavity of the pump 14 is connected to the tank 11, and its supercharger 5 is connected to the cavity by pipelines through the oscillation generator 15, on the one hand, through the overflow valve 16c tank 11, and, on the other hand, through the valve 17 to a group of blocks of tubular diaphragms 18 and further through the throttle 19 with the tank 11. The shell 20 of the blocks of tubular membranes 18 is connected by pipeline with the tank 21 connected through the valve 22 with the tank 1. The tanks 1 and 11 have drain valves 23 and 24.

5 Установка работает следующим образом .5 The installation works as follows.

Насосом 5 очищаемое масло, смешанное с растворителем, например керосином, и нагретое электронагревателем 2, подаетс из бака 1 через вентиль.7 в группу блоковPump 5, the cleaned oil mixed with a solvent, such as kerosene, and heated by the electric heater 2, is supplied from the tank 1 through the valve 7 to the group of blocks

трубчатых мембран 8, где чистый раствор просачиваетс через стенки, собираетс в оболочке 10 и попадает по трубопроводу в бак 11. Основной поток вместе с механическими примес ми из блоков трубчатых мем- бран 8 поступает обратно в бак 1 через дроссель 9. После заполнени бака 11. включаетс насос 14, подающий очищенный раствор через генератор 15 колебаний и вентиль 17 в группу блоков трубчатых мем- бран 18, где растворитель просачиваетс через стенки, и через оболочку 20 попадает в бак 21, а основной поток попадает в бак 11 через дроссель 19 и циркулирует до полного отделени растворител . При заправке бака 1. новой порцией очищаемого масла открываетс вентиль 22, через который растворитель поступает самотеком из бака 21 в бак 1. Датчики 4 и 13 плотности настраиваютс , соответственно, на плотность очищав- мого раствора в заданной пропорции с растворителем и плотность очищенного масла . Давление ограничиваетс перепускными клапанами 6 и 16. Вентили 23 и 24 служат дл слива концентрата и чистого масла.The tubular membranes 8, where the clean solution seeps through the walls, is collected in the shell 10 and enters the tank 11 through the pipeline. The main stream, together with mechanical impurities, from the blocks of the tubular membrane 8 goes back to the tank 1 through the choke 9. After filling the tank 11 The pump 14 is turned on, supplying the purified solution through the oscillation generator 15 and the valve 17 to the group of blocks of tubular membranes 18, where the solvent seeps through the walls, and through the shell 20 enters the tank 21, and the main stream enters the tank 11 through the choke 19 and circulating d Complete separation of the solvent. When filling the tank 1. with a new portion of the oil being cleaned, the valve 22 opens, through which the solvent flows by gravity from the tank 21 to the tank 1. The density sensors 4 and 13 are adjusted accordingly to the density of the cleaning solution in a given proportion with the solvent and the density of the purified oil. Pressure is limited by bypass valves 6 and 16. Valves 23 and 24 serve to drain the concentrate and clean oil.

Использование данных способа мембранной очистки и устройства позвол ет по сравнению с известными решени ми повысить производительность очистки нефт ных масел. Кроме того, изобретение может быть использовано дл регенерации других неф- депродуктов.Using the data of the membrane cleaning method and the device allows, in comparison with the known solutions, to improve the performance of the purification of petroleum oils. In addition, the invention can be used to regenerate other petroleum products.

ФорМулаизобретени 1. Способ мембранной очистки нефт ных масел, заключающийс в циркул ции FORMULA 1. The method of membrane purification of petroleum oils, which consists in circulating

под давлением разогретого отработанного масла по трубчатым мембранным фильтрам и отделении очищенного масла, отличающийс тем, что, с целью повышени производительности процесса очистки масла , отработанное масло предварительно разбавл ют растворителем, а выделенное вместе с растворителем очищенное масло пропускают через генератор акустических или гидродинамических колебаний, после чего отдел ют очищенное масло от растворител на дополнительных мембранных фильтрах.under pressure of heated waste oil through tubular membrane filters and separation of purified oil, characterized in that, in order to improve the performance of the oil purification process, waste oil is pre-diluted with a solvent, and the purified oil extracted together with the solvent is passed through an acoustic or hydrodynamic oscillation generator, after the purified oil is separated from the solvent on additional membrane filters.

2. Устройство дл мембранной очистки нефт ных масел, содержащее бак дл отработанного масла с электронагревателем, соединенный посредством трубопроводов и насоса с блоком трубчатых мембранных фильтров, который соединен с баками дл сбора отработанного и очищенного масла, отличающеес тем, что, с целью повышени производительности процесса очистки масла, оно дополнительно снабжено насосом дл подачи смеси очищенного масла с растворителем, генератором акустических или гидродинамических колебаний , вторым блоком трубчатых мембранных фильтров и баком дл сбора растворител , причем бак дл очищенного масла через дополнительный насос и генератор колебаний соединен с вторым блоком трубчатых мембранных фильтров, который соединен с баками дл очищенного масла и растворител , а. бак дл растворител соединен с баком дл отработанного масла.2. Device for membrane cleaning of petroleum oils, containing a tank for used oil with an electric heater, connected via pipelines and a pump to a block of tubular membrane filters, which is connected to tanks for collecting used and purified oil, in order to increase the process performance oil purification, it is additionally equipped with a pump for feeding a mixture of purified oil with a solvent, a generator of acoustic or hydrodynamic oscillations, a second block of tubular membrane filters and a solvent collection tank, the tank for purified oil through an additional pump and oscillator connected to a second block of tubular membrane filters that is connected to tanks for purified oil and solvent, as well. the solvent tank is connected to the waste oil tank.

Claims

Claim

1. The method of membrane purification of petroleum oils, which consists in circulating under pressure a heated waste oil through a tubular membrane filter and separating the purified oil, characterized in that, in order to improve the performance of the oil cleaning process, the used oil is pre-diluted with a solvent, and the purified oil separated with the solvent the oil is passed through an acoustic or hydrodynamic oscillation generator, after which the purified oil is separated from the solvent by additional membrane filaments fuck.

2. A device for membrane cleaning of petroleum oils, containing a tank for used oil with an electric heater, connected by pipelines and a pump to a block of tubular membrane filters, which is connected to the tanks for collecting waste and refined oil, characterized in that. that, in order to improve the performance of the oil refining process, it is additionally equipped with a pump for supplying a mixture of purified oil with a solvent, an acoustic or hydrodynamic oscillation generator, a second block of tubular membrane filters and a tank for collecting solvent, moreover, the tank for purified oil through an additional pump and an oscillation generator connected to the second block of tubular membrane filters, which is connected to the tanks for refined oil and solvent, a. the solvent tank is connected to the waste oil tank.