CN105854409B - 一种用于石油储罐的杂质分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于石油储罐的杂质分离装置，属于石油储罐领域，包括竖向设置的纺锤形的分离器；在分离器由上至下分为重质区、中质区、和轻质区；在重质区设置了重质出口，在轻质区设置了轻质出口，在中质区相对两侧分别设置了分离出口和分离进口，在中质区设置有缓冲装置，该缓冲装置包括缓冲架和若干柔性的缓冲条；缓冲条均竖向设置在分离器内并通过缓冲架固定。在分离器中对杂质进行快速减速，能够在缓冲条的区域形成涡流，不同处的涡流也容易发生碰撞，在涡流中轻重不同的杂质在离心力作用下实现分离，其杂质分离相比于其在重力作用下的分离速度提高了3‑5倍。该纺锤式的设计能够降低设备的占地面积，能够有利于分离后的杂质的排出。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于石油储罐的杂质分离装置，属于石油储罐领域。
背景技术
油储罐使用一段时间后，原油中的杂质就会沉积在罐底和罐壁上， 使储油罐有效容量减少，影响储油罐的效率，因此石油储罐需要定期进行检查维修和清除罐内淤渣，目前国内传统的油罐清洗方法主要利用人工，人工清罐存在着劳动强度大，施工周期长、安全性差、原油回收率低、污染环境等问题。随着我国大型石油储罐的大量建设和对环境保护问题的日益重视，人工清罐已不符合环境和发展的客观要求，淘汰人工清罐是历史的必然。采用传统的人工清罐方法，虽然施工费用低，但约占油罐容量3%-4%的罐底淤渣难以处理，需折价按渣油销售。而COW工艺方法虽然施工费用较高，但可将罐底淤渣中的油分基本全部回收，按正常的油价销售。以10万方油罐为例：人工清洗需折价处理的原油约1600吨， 平均每吨折价按500元计算，实际损失达80万元，如在加上难以处理的油泥和浪费的部分，实际损失还要增大。另外 COW工艺方法可减少油罐停用期，提高油罐的利用率，有利于增产增效。现在市场上缺乏一种良好的石油清洗的装置和相关的方法，无法实现石油储罐底部沉淀不易清理的问题。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于石油储罐的杂质分离装置，在分离器中对杂质进行快速减速，由于快速的速度变化，能够在缓冲条的区域形成涡流，不同处的涡流也容易发生碰撞，在涡流中轻重不同的杂质在离心力作用下实现分离，有效的杂质的上浮和下沉，保证石油中杂质的快速分离，其杂质分离相比于其在重力作用下的分离速度提高了3-5倍。
本发明采用的技术方案如下：
本发明公开了一种用于石油储罐的杂质分离装置，包括竖向设置的纺锤形的分离器；在分离器由下至上分为重质区、中质区、和轻质区；在重质区设置了重质出口，在轻质区设置了轻质出口，在中质区相对两侧分别设置了分离出口和分离进口，在中质区设置有缓冲装置，该缓冲装置包括缓冲架和若干柔性的缓冲条；缓冲条均竖向设置在分离器内并通过缓冲架固定。
该装置抽取石油储罐中杂质沉淀的区域的石油，进入分离器中，在分离器中对杂质进行快速减速，由于快速的速度变化，能够在缓冲条的区域形成涡流，不同处的涡流也容易发生碰撞，在涡流中轻重不同的杂质在离心力作用下实现分离，有效的杂质的上浮和下沉，保证石油中杂质的快速分离，其杂质分离相比于其在重力作用下的分离速度提高了3-5倍。该纺锤式的设计能够降低设备的占地面积，能够有利于分离后的杂质的排出。
更进一步，该重质区呈漏斗状，该轻质区呈锥状，重质区、中质区、及轻质区的高度比为（2-4）：（6-8）：（1-3）；该中质区中平均每立方米具有80-110个缓冲条。该结构能够方便于杂质的分离，提高杂质的分离速度，同时，该设计能够有效的保证中质区能够形成足够多的涡流，保证分离的有效性，能够避免杂质分离后重新回到中质区，影响其他杂质的分离，此外，该密度能够有效的降低设备的占地面积。
更进一步，该缓冲条宽度与厚度比为4-6；缓冲条呈螺旋形分布，且正向螺旋与反向螺旋分布的缓冲条的数量比为1.3-1.5。该设计的缓冲条能够增大石油产生涡流的概率，可能在同一个缓冲条附近产生多个涡流，有效的提高石油杂质分离的概率，提高装置的可用性。
更进一步，该分离进口呈扁平状，在分离进口处活动连接有导流片，该导流片采用帆布条。该设计能够使进入分离器的石油液体能够在不同方向分散而非集中，提高装置的杂质分离效率。
更进一步，该缓冲条由内至外分为加强层、橡胶层、布层、和延伸层，加强层采用多股钢绳，橡胶层采用防石油腐蚀的橡胶，布层采用2-4层重叠的无纺布，延伸层采用单根的纤维丝。该结构的的缓冲条具有更强的韧性，能够提高缓冲条的使用寿命，降低设备的使用成本，能够有利于装置的长期稳定使用，此外，降低缓冲条的断裂概率，提高缓冲条的缓冲效果。
更进一步，基于该分离装置的过滤系统，包括油罐本体、混合器、第一过滤器、及第二过滤器；分离装置包括第一分离器和第二分离器；混合器分别通过管道连通到油罐本体的上部的和底部并分别抽取油罐本体的上部和下部的石油进行混合，混合器的输出端连通到第一分离器，第一分离器的分离出口与第二分离器的分离进口连通、重质出口通过第二过滤器与第二分离器的分离进口连通、轻质出口通过第一过滤器与第二分离器的分离进口连通；第二分离器的分离出口连通到油罐本体的中部、重质出口连通到油罐本体下部、轻质出口连通到油罐本体上部。该过滤系统，具有良好的分离效果，能够同时分离出石油储罐中轻质和重质的杂质，能够第一能够将分离出杂质量比较大的石油进行过滤，能够调高石油的回收率，提高石油过滤的效率，避免石油杂质在油罐本体的底部沉淀，影响石油储罐的存储量，降低人工处理石油储罐清理的周期，提高装置的使用难度，降低石油存储的难度和成本。
更进一步，其过滤系统的过滤方法：
步骤1：油罐本体上部和底部的石油通过管道以1.3-1.8的比例混合均匀，混合后的石油在油泵的作用下以15-18m/s的速度喷入到第一分离器的中质区，石油在缓冲条的作用下充分减速后，石油中重质的杂质下落到重质区，石油中轻质的杂质下落到轻质区；
步骤2：杂质分离后的石油经过分离出口进入到第二分离器中，重质区的石油进入第一过滤器中经过杂质过滤后汇入到第二分离器中，轻质区的石油进入第二过滤器中经过杂质过滤后汇入到第二分离器中；
步骤3：第二分离器的分离入口以18-22m/s的速度注入石油，石油经过第二分离器的缓冲条缓冲后，在中质区发生分离；进入第二分离器的石油中，重质的杂质下落到重质区，石油中轻质的杂质下落到轻质区；
步骤4：第二分离器中重质区的石油通过管道注入油罐本体的下部，以12-14m/s的速度向下喷出并冲刷油罐本体的底部；第二分离器中轻质区的石油通过管道注入油罐本体的上部，以8-10m/s的速度向上喷出并冲刷油罐本体的上部侧壁。
该方法，能够有效的提高装置的在第一分离器和第二分离器中对石油中的杂质进行快速分离，然后，将第一次分离出的杂质进行过滤，然后利用第二分离器的结构将利用较轻的杂质对储罐上部的轻质杂质进行冲击，利用重质杂质对石油储罐底部的沉淀进行冲击，降低石油储罐侧壁和底部堆积沉淀，避免沉淀过多影响石油储罐的容量和石油储罐的使用成本。
更进一步，在步骤1中，向第一分离器的中质区施加向下的强度为600-700特斯拉的磁场；在步骤2中，向第二分离器的中质区施加向下的强度为900-1200特斯拉的磁场。该结构的磁场能够提高带磁性的杂质的分离效率，有助于设备中杂质的快速分离。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、抽取石油储罐中杂质沉淀的区域的石油，进入分离器中，在分离器中对杂质进行快速减速，由于快速的速度变化，能够在缓冲条的区域形成涡流，不同处的涡流也容易发生碰撞，在涡流中轻重不同的杂质在离心力作用下实现分离，有效的杂质的上浮和下沉，保证石油中杂质的快速分离，其杂质分离相比于其在重力作用下的分离速度提高了3-5倍。
2、该纺锤式的设计能够降低设备的占地面积，能够有利于分离后的杂质的排出；将第一次分离出的杂质进行过滤，然后利用第二分离器的结构将利用较轻的杂质对储罐上部的轻质杂质进行冲击，利用重质杂质对石油储罐底部的沉淀进行冲击，降低石油储罐侧壁和底部堆积沉淀，避免沉淀过多影响石油储罐的容量和石油储罐的使用成本。
附图说明
图1是用于石油储罐的杂质分离装置主视图；
图2是本发明中石油的过滤系统图；
图中标记：1-第一分离器，2-第二分离器，3-油罐本体，4-混合器，5-第一过滤器，6-第二过滤器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，本发明的用于石油储罐的杂质分离装置，包括竖向设置的纺锤形的分离器；在分离器由下至上分为重质区、中质区、和轻质区；在重质区设置了重质出口，在轻质区设置了轻质出口，在中质区相对两侧分别设置了分离出口和分离进口，在中质区设置有缓冲装置，该缓冲装置包括缓冲架和若干柔性的缓冲条；缓冲条均竖向设置在分离器内并通过缓冲架固定。
该重质区呈漏斗状，该轻质区呈锥状，重质区、中质区、及轻质区的高度比为（2-4）：（6-8）：（1-3）；该中质区中平均每立方米具有80-110个缓冲条。该结构能够方便于杂质的分离，提高杂质的分离速度，同时，该设计能够有效的保证中质区能够形成足够多的涡流，保证分离的有效性，能够避免杂质分离后重新回到中质区，影响其他杂质的分离，此外，该密度能够有效的降低设备的占地面积。
该缓冲条宽度与厚度比为4-6；缓冲条呈螺旋形分布，且正向螺旋与反向螺旋分布的缓冲条的数量比为1.3-1.5。该设计的缓冲条能够增大石油产生涡流的概率，可能在同一个缓冲条附近产生多个涡流，有效的提高石油杂质分离的概率，提高装置的可用性。
该分离进口呈扁平状，在分离进口处活动连接有导流片，该导流片采用帆布条。该设计能够使进入分离器的石油液体能够在不同方向分散而非集中，提高装置的杂质分离效率。
该缓冲条由内至外分为加强层、橡胶层、布层、和延伸层，加强层采用多股钢绳，橡胶层采用防石油腐蚀的橡胶，布层采用2-4层重叠的无纺布，延伸层采用单根的纤维丝。该结构的的缓冲条具有更强的韧性，能够提高缓冲条的使用寿命，降低设备的使用成本，能够有利于装置的长期稳定使用，此外，降低缓冲条的断裂概率，提高缓冲条的缓冲效果。
该装置抽取石油储罐中杂质沉淀的区域的石油，进入分离器中，在分离器中对杂质进行快速减速，由于快速的速度变化，能够在缓冲条的区域形成涡流，不同处的涡流也容易发生碰撞，在涡流中轻重不同的杂质在离心力作用下实现分离，有效的杂质的上浮和下沉，保证石油中杂质的快速分离，其杂质分离相比于其在重力作用下的分离速度提高了3-5倍。该纺锤式的设计能够降低设备的占地面积，能够有利于分离后的杂质的排出。
实施例2
如图2所示，基于实施例1的分离装置的过滤系统，包括油罐本体3、混合器4、第一过滤器5、及第二过滤器6；分离装置包括第一分离器1和第二分离器2；混合器4分别通过管道连通到油罐本体3的上部的和底部并分别抽取油罐本体3的上部和下部的石油进行混合，混合器4的输出端连通到第一分离器1，第一分离器1的分离出口与第二分离器2的分离进口连通、重质出口通过第二过滤器6与第二分离器2的分离进口连通、轻质出口通过第一过滤器5与第二分离器2的分离进口连通；第二分离器2的分离出口连通到油罐本体3的中部、重质出口连通到油罐本体3下部、轻质出口连通到油罐本体3上部。该过滤系统，具有良好的分离效果，能够同时分离出石油储罐中轻质和重质的杂质，能够第一能够将分离出杂质量比较大的石油进行过滤，能够调高石油的回收率，提高石油过滤的效率，避免石油杂质在油罐本体3的底部沉淀，影响石油储罐的存储量，降低人工处理石油储罐清理的周期，提高装置的使用难度，降低石油存储的难度和成本。
实施例3
基于实施例2的分离装置的过滤系统，其过滤方法：
步骤1：油罐本体3上部和底部的石油通过管道以1.3-1.8的比例混合均匀，混合后的石油在油泵的作用下以15-18m/s的速度喷入到第一分离器1的中质区，石油在缓冲条的作用下充分减速后，石油中重质的杂质下落到重质区，石油中轻质的杂质上浮到轻质区；
步骤2：杂质分离后的石油经过分离出口进入到第二分离器2中，重质区的石油进入第一过滤器5中经过杂质过滤后汇入到第二分离器2中，轻质区的石油进入第二过滤器6中经过杂质过滤后汇入到第二分离器2中；
步骤3：第二分离器2的分离入口以18-22m/s的速度注入石油，石油经过第二分离器2的缓冲条缓冲后，在中质区发生分离；进入第二分离器2的石油中，重质的杂质下落到重质区，石油中轻质的杂质上浮到轻质区；
步骤4：第二分离器2中重质区的石油通过管道注入油罐本体3的下部，以12-14m/s的速度向下喷出并冲刷油罐本体3的底部；第二分离器2中轻质区的石油通过管道注入油罐本体3的上部，以8-10m/s的速度向上喷出并冲刷油罐本体3的上部侧壁。
在步骤1中，向第一分离器1的中质区施加向下的强度为600-700特斯拉的磁场；在步骤2中，向第二分离器2的中质区施加向下的强度为900-1200特斯拉的磁场。该结构的磁场能够提高带磁性的杂质的分离效率，有助于设备中杂质的快速分离。
该方法，能够有效的提高装置的在第一分离器1和第二分离器2中对石油中的杂质进行快速分离，然后，将第一次分离出的杂质进行过滤，然后利用第二分离器2的结构将利用较轻的杂质对储罐上部的轻质杂质进行冲击，利用重质杂质对石油储罐底部的沉淀进行冲击，降低石油储罐侧壁和底部堆积沉淀，避免沉淀过多影响石油储罐的容量和石油储罐的使用成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于石油储罐的杂质分离装置，其特征在于，包括竖向设置的纺锤形的分离器；在分离器由下至上分为重质区、中质区、和轻质区；在重质区设置了重质出口，在轻质区设置了轻质出口，在中质区相对两侧分别设置了分离出口和分离进口，在中质区设置有缓冲装置，该缓冲装置包括缓冲架和若干柔性的缓冲条；缓冲条均竖向设置在分离器内并通过缓冲架固定；
基于该分离装置的过滤系统，包括油罐本体（3）、混合器（4）、第一过滤器（5）、及第二过滤器（6）；分离装置包括第一分离器（1）和第二分离器（2）；混合器（4）分别通过管道连通到油罐本体（3）的上部的和底部并分别抽取油罐本体（3）的上部和下部的石油进行混合，混合器（4）的输出端连通到第一分离器（1），第一分离器（1）的分离出口与第二分离器（2）的分离进口连通、重质出口通过第二过滤器（6）与第二分离器（2）的分离进口连通、轻质出口通过第一过滤器（5）与第二分离器（2）的分离进口连通；第二分离器（2）的分离出口连通到油罐本体（3）的中部、重质出口连通到油罐本体（3）下部、轻质出口连通到油罐本体（3）上部。
2.根据权利要求1所述的用于石油储罐的杂质分离装置，其特征在于，该重质区呈漏斗状，该轻质区呈锥状，重质区、中质区、及轻质区的高度比为（2-4）：（6-8）：（1-3）；该中质区中平均每立方米具有80-110个缓冲条。
3.根据权利要求1所述的用于石油储罐的杂质分离装置，其特征在于，该缓冲条宽度与厚度比为4-6；缓冲条呈螺旋形分布，且正向螺旋与反向螺旋分布的缓冲条的数量比为1.3-1.5。
4.根据权利要求1所述的用于石油储罐的杂质分离装置，其特征在于，该分离进口呈扁平状，在分离进口处活动连接有导流片，该导流片采用帆布条。
5.根据权利要求3所述的用于石油储罐的杂质分离装置，其特征在于，该缓冲条由内至外分为加强层、橡胶层、布层和延伸层，加强层采用多股钢绳，橡胶层采用防石油腐蚀的橡胶，布层采用2-4层重叠的无纺布，延伸层采用单根的纤维丝。
6.根据权利要求1所述的用于石油储罐的杂质分离装置，其特征在于，其过滤系统的过滤方法：
步骤1：油罐本体（3）上部和底部的石油通过管道以1.3-1.8的比例混合均匀，混合后的石油在油泵的作用下以15-18m/s的速度喷入到第一分离器（1）的中质区，石油在缓冲条的作用下充分减速后，石油中重质的杂质下落到重质区，石油中轻质的杂质上浮到轻质区；
步骤2：杂质分离后的石油经过分离出口进入到第二分离器（2）中，重质区的石油进入第一过滤器（5）中经过杂质过滤后汇入到第二分离器（2）中，轻质区的石油进入第二过滤器（6）中经过杂质过滤后汇入到第二分离器（2）中；
步骤3：第二分离器（2）的分离入口以18-22m/s的速度注入石油，石油经过第二分离器（2）的缓冲条缓冲后，在中质区发生分离；进入第二分离器（2）的石油中，重质的杂质下落到重质区，石油中轻质的杂质上浮到轻质区；
步骤4：第二分离器（2）中重质区的石油通过管道注入油罐本体（3）的下部，以12-14m/s的速度向下喷出并冲刷油罐本体（3）的底部；第二分离器（2）中轻质区的石油通过管道注入油罐本体（3）的上部，以8-10m/s的速度向上喷出并冲刷油罐本体（3）的上部侧壁。
7.根据权利要求6所述的用于石油储罐的杂质分离装置，其特征在于，在步骤1中，向第一分离器（1）的中质区施加向下的强度为600-700特斯拉的磁场；在步骤2中，向第二分离器（2）的中质区施加向下的强度为900-1200特斯拉的磁场。
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