DE1209554B - Elektrische Trennvorrichtung fuer Emulsionen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

BOId

Deutsche Kl.: 12 d-1/05

Nummer: 1209 554

Aktenzeichen: P 24009IV a/12 d

Anmeldetag: 24. Juli 1956

Auslegetag: 27. Januar 1966

Die Erfindung betrifft eine elektrische Trennvorrichtung für Emulsionen mit einer dispersen wäßrigen Phase, insbesondere eine Trennvorrichtung, mit der Emulsionen von Wasser in öl im elektrischen Hochspannungsfeld getrennt werden.

Beim elektrischen Trennen von Emulsionen und insbesondere bei der Behandlung von Petroleumdestillaten, die eine elektrisch trennbare disperse wäßrige Phase enthalten, ist es häufig erforderlich, mehrere Kammern hintereinanderzuschalten. Hierbei ergeben sich Schwierigkeiten bei der elektrischen Ausrüstung, die insbesondere durch das Ausfallen der elektrischen Isolatoren verursacht werden, die zum Halten der Elektroden dienen. Im Fall einer Reparatur oder einer Überprüfung war es bisher erforderlich, die gesamte Anlage stillzusetzen und das betreffende Gefäß zu entleeren, um die Isolatoren überprüfen, reparieren oder auswechseln zu können. Dieses Verfahren erfordert natürlich sehr viel Zeit und ist außerordentlich umständlich. -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Arbeiten zu vereinfachen und insbesondere Revisionen und Reparaturen zu ermöglichen, die nicht die vollständige Stillsetzung der Anlage voraussetzen.

Es ist bereits bekannt, die einzelnen Elektrodensätze in besondere, übereinander angeordnete Kammern einzubauen; diese Anordnung erfordert es jedoch, daß zum mindesten ein Teil der Isolation für den unteren Elektrodensatz sich an einer unzugängliehen Stelle in der Nähe des oberen Endes der unteren Behandlungskammer befindet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch ein aufrecht stehendes, die obere Kammer durchquerendes, nach der unteren Kammer zu offenes Rohr ein Hochspannungsleiter geführt ist, der zum Anschluß der Elektrode in der unteren Kammer an die Hochspannungsquelle dient.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Trennvorrichtung nach der Erfindung ist ein geschlossener erweiterter Raum im oberen Teil des Rohres vorhanden, in welchem ein Isolator angeordnet ist, an dem die Elektrode hängt.

In der nun folgenden Beschreibung soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt ist, im einzelnen näher erläutert werden. In der Zeichnung ist

F i g. 1 ein senkrechter Schnitt durch eine erfindungsgemäße mehrstufige Trennvorrichtung,

Fig. 2 ein vergrößerter Schnitt durch das rechtsseitige Isolatorgehäuse in der F i g. 1 und

Elektrische Trennvorrichtung für Emulsionen

Anmelder:

Petrolite Corporation,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,

Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:

Logan C. Waterman,

William L. Shirley, Houston, Tex. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 28. Juli 1955 (524 914) - -

F i g. 3 ein waagerechter Schnitt nach der Linie 3-3 in der F i g. 2.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, weist der Aufbau 9 einen lotrecht stehenden Behälter 10 auf, der am oberen und unteren Ende von den Hauben 11 und 12 abgeschlossen ist und ein Druckgefäß bildet. Das Innere des Behälters wird durch eine Trennwand 14 in eine obere und eine untere Behandlungskammer 15 bzw. 16 geteilt, die obere und untere Elektrodensätze 17 und 18 enthalten.

Der obere Elektrodensatz 17 weist eine untere Elektrode auf, die sich vorzugsweise aus mehreren konzentrischen zylindrischen Elektroden, üblicherweise aus Metallblechen, zusammensetzt, die an einem Rahmen 21 befestigt sind, der an den Stützen 22 angebracht und infolgedessen mit dem Behälter 10 elektrisch verbunden ist, sowie eine obere Elektrode, die sich gleichfalls aus konzentrischen, zylindrischen, aus Metall bestehenden Elektroden 23 zusammensetzt, die von einem Rahmen 24 getragen werden, der seinerseits von der noch zu beschreibenden Isolationsvorrichtung herabhängt. Die Elektroden 20 und 23 sind miteinander verschachtelt, so daß mehrere an beiden Enden offene Behandlungsräume 25 geschaffen werden, in denen hochgespannte elektrische Gleichspannungsfelder mit einem im wesentlichen gleichmäßigen Spannungsgefälle erzeugt werden.

Die Emulsion oder das zu behandelnde Petroleumprodukt wird von einer Pumpe 27 in die obere Be-

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handlungskammer 15 durch einen Einlaß in Form koagulierten Massen setzen sich am Boden der be-

einer Rohrleitung 28 gepumpt, die mit einem Ring- treffenden Kammern 15 und 16 ab und werden durch

verteiler 29 in Verbindung steht, von dem mehrere die Auslaßrohre 59 und 60 abgezogen, die mit Rück-

mit seitlichen Öffnungen versehene Rohre 30 aus- schlagventilen oder anderen geeigneten Steuerventilen

gehen. Die öffnungen liegen vorzugsweise zum Be- 5 ausgestattet sind, die an sich bekannt und nicht dar-

halter 10 hin näher beieinander, so daß die einströ- gestellt sind.

mende Flüssigkeit derart verteilt wird, daß eine Es ist sehr erwünscht, daß das leitende, die Elek-Flüssigkeitssäule nach oben in die obere Behänd- troden unter Spannung setzende Glied 53 für den lungskammer 15 an allen radialen Stellen mit im we- unteren Elektrodensatz 18 sich nach oben durch die sentlichen gleicher Geschwindigkeit strömt. Diese io obere Behandlungskammer 15 hindurch erstreckt und aufsteigende Strömung wird von den unteren Kanten dabei gegen den oberen Elektrodensatz und die der Elektroden 20 und 23 durchschnitten und dabei Flüssigkeit in dieser Kammer isoliert gehalten wird, in kleine Ströme aufgeteilt, die die Behandlungsräume Zu diesem Zweck erstreckt sich das leitende Glied 53 25 mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit nach oben in einen Auffangraum hinein, der von durchströmen, so daß die Einzelströme sich oberhalb 15 einem verhältnismäßig weiten Rohr 66 gebildet wird, der Elektroden miteinander vereinigen und bis zu dessen unteres Ende sich in den oberen Teil der einem geeigneten Auslaß ansteigen. Wie aus der unteren Behandlungskammer 16 öffnet.
Zeichnung zu ersehen ist, besteht dieser Auslaß aus Das Rohr 66 versteift nicht nur den Aufbau, sonmehreren mit öffnungen versehenen Rohren 32, die dern kann auch dazu benutzt werden, um die Einlaßvon einem Ringverteiler 33 strahlenförmig ausgehen, 20 und Auslaßvorrichtungen der oberen Behandlungsvon den Stützen 34 getragen werden und auch hier kammer 15 einzumitten oder abzustützen. Im letztzum Behälter 10 hin näher beieinanderliegen, um die genannten Fall sind die Verteiler 29 und 33 mit gewünschte säulenartige Strömung der Flüssigkeit in Mittelöffnungen versehen, durch die hindurch sich der oberen Behandlungskammer 15 zu fördern. Das das Rohr 66 erstreckt. Gewöhnlich ist es jedoch ersieh im Verteiler 3 sammelnde behandelte Öl wird 25 wünscht, die Rohre 30 und 32 auf Stützen 69 und 34 durch ein Rohr 35 mit einem Rückschlagventil 36 zu lagern, wie dargestellt,
abgezogen. Der Rahmen 24 der oberen Elektrode des Elek-

Die sich ergebende Mischung wird in der unteren trodensatzes 17 wird an mehreren am Umfang ver-Behandlungskammer 16 von dem Elektrodensatz 18 teilten Stellen von drei leitenden Gliedern 75 getragen, weiter elektrisch behandelt. Die Elektroden dieses 30 von denen in der F i g. 1 zwei Glieder dargestellt sind. Elektrodensatzes können zahlreiche Ausführungen Der Behälteraufbau 9 weist eine entsprechende Anaufweisen, sind jedoch wie die Elektroden des oberen zahl von röhrenförmigen Gehäusen 76 auf. Mit be-Satzes 17 dargestellt, in welchem Fall es erwünscht stimmten Ausnahmen sind diese Gehäuse einander ist, daß die einströmende Mischung aus dem Rohr 39 gleich, und deren Teile sind, wie in der Fig. 2 dardurch einen Verteiler mit den radial verlaufenden 35 gestellt, angeordnet. Jedes Gehäuse besitzt eine offene Rohren 43 geleitet wird, die den zuvor beschriebenen Verbindung mit/dem oberen Teil der oberen Behand-Rohren 30 gleichen. lungskammer 15 durch eine Öffnung 77. Wie aus der

Der Elektrodensatz 18 setzt sich nach der Dar- Fig. 2 zu ersehen ist, wird jedes Gehäuse von einem

stellung aus einer oberen Elektrode zusammen, die mit einem Flansch versehenen Kragen 78 getragen

aus konzentrischen zylindrischen Elektroden 45 be- 40 und ist an diesem lösbar befestigt,

steht, die an einem Rahmen 46 befestigt sind, der von Jedes Gehäuse 76 weist ungefähr in der Mitte einen

den Stützen 47 getragen wird und damit über den Innenflansch 79 auf, der einen Zwischenteil eines

Behälter 10 geerdet ist. Die untere oder »heiße« Elek- Isolators 80 trägt. Das Innere des Gehäuses 76 bildet

trode dieses Satzes weist mehrere konzentrische zylin- eine Isolatorzone, die sich aus der oberen und der

drische Elektroden 48 auf, die mit den Elektroden 45 45 unteren Zone 81 bzw. 82 zusammensetzt, in wel-

zusammenwirken und mehrere an beiden Enden chen beiden Zonen ein oberer bzw. ein unterer Teil

offene Behandlungsräume 49 bilden. Die Elektroden des Isolators 80 liegt. Jeder Isolator trägt eines der

48 sind mit einem Rahmen 50 verbunden, der auf Glieder 75. Das obere Ende des röhrenförmigen Ge-

einem Träger 51 ruht, der von einem die Elektrode häuses 76 trägt einen abnehmbaren Deckel 84 mit

unter Spannung setzenden leitenden Glied 53 ge- 50 einem Flansch 85, der mit Hilfe der Schrauben 86 an

tragen wird, das in den oberen Teil des Behälters 10 einem Flansch 87 des röhrenförmigen Gehäuses 76

hineinragt und von einer Isoliervorrichtung getragen befestigt ist.

wird. Jedes Glied 75 besteht vorzugsweise aus einer

Das vom unteren Elektrodensatz 18 aufsteigende Stange, die mit der oberen Elektrode des Satzes 17 behandelte öl tritt in einen Auslaß, der aus den mit 55 verbunden ist und sich mit dieser bewegt, so daß mit öffnungen versehenen Rohren 54 besteht, die das öl Hilfe der Stange die Lage der Elektrode eingestellt zu einem Ringverteiler 55 leiten, der das Glied 53 mit werden kann. Es sind Mittel zum Bewegen dieser Abstand umgibt. Diese Sammelvorrichtung für das Stange zwischen zwei Stellungen vorgesehen, die vorbehandelte Öl hängt an den Haltern 56 von der zugsweise mit dem Isolator 80 sowie mit der Stange Trennwand 14 herab. Das behandelte öl verläßt den 60 im Eingriff stehen.

Behälter 10 durch ein Rohr 57, in das ein Rück- Wenn gewünscht, kann der Behälter 10 vom Druck

schlagventil 58 eingebaut ist, das den Druck in der entlastet und von der Betriebsströmung abgetrennt

unteren Behandlungskammer 16 reguliert. werden, wenn eine Elektrode nachgesehen oder aus-

Die von den Elektrodensätzen 17 und 18 erzeugten gewechselt werden soll. In diesem Fall kann der

elektrischen Felder koagulieren die dispergierte Phase 65 Innendruck dem atmosphärischen Druck angeglichen

des Materials zu Tröpfchen ausreichender Größe, so und die obere Zone entlüftet und entleert werden,

daß diese infolge ihrer eigenen Schwere in dem Danach kann der Deckel 84 wie zuvor abgenommen

behandelten öligen Material nach unten sinken. Die und die Elektrode gesenkt werden, wodurch die

untere Zone 82 durch Aufsetzen des Ventiltellers 90 von dem Inhalt der Behandlungsvorrichtung getrennt wird. Das in der unteren Zone 82 etwa noch vorhandene Öl kann dann abgelassen und möglicherweise vorhandene explosible Dämpfe können durch Ausblasen oder Verdrängung mit Gas aus dem Druckgefäß 126 beseitigt werden.

Die soweit beschriebenen Gehäuse 76 und die Isolatoren 80 sind um die senkrechte Mittelachse des Behälters herum angeordnet und dienen zum Tragen der oberen ringförmigen Elektrode des Elektrodensatzes 17. Zum Tragen der unteren Elektrode des Satzes 18 und zu deren Versorgung mit Hochspannung dienen ein einzelnes Gehäuse und ein Isolator. Dieses in der Mitte angeordnete röhrenförmige Gehäuse 176 steht mit dem Umschließungsraum 65 in Verbindung und wird von dem Behälter oberhalb des Rohres 66 in der zuvor beschriebenen Weise getragen. Das Innere des Gehäuses 176 wird von einem Isolator 180 in eine obere und eine untere Zone 181 bzw. 182 unterteilt, wobei die Zone 181 von einem Deckel 184 abgeschlossen wird. Das obere Ende des Gliedes 53 trägt eine aufgeschraubte Mutter gleich der bereits beschriebenen Mutter 102 und erhält Spannung durch eine Buchse 206 hindurch, deren Hochspannungs- «5 leiter 208 zu derselben oder einer anderen Hochspannungsquelle führt, die den Elektrodensatz 17 mit Hochspannung versorgt.

Man kann den unteren Elektrodensatz 18 beständig unter Spannung halten, selbst wenn das behandelte öl aus der unteren Behandlungskammer 16 mit dem unteren Teil des Isolators direkt in Berührung steht. Dies ist zum Teil die Folge des Ruhezustandes im Umschließungsraum 65 und des in diesem herrschenden elektrischen Feldes zwischen dem leitenden Glied 53 und dem Rohr 66; diese beiden Faktoren wirken im Sinne der Reinigung des Öls in der unteren Zone 182 des Gehäuses 176.

Bei einer typischen Arbeitsweise der Anordnung kann ein mit Alkali behandeltes Destillat von der Pumpe 27 durch die Verteilerrohre 30 gedrückt werden und steigt als ringförmige Säule und später in Form von einzelnen Strömungen durch die Behandlungsräume 25 des oberen Elektrodensatzes 17 hoch. Ein großer Teil des dispergierten Materials wird von den elektrischen Gleichspannungsfeldern in diesen Behandlungsräumen koaguliert; die Felder können ein Spannungsgefälle von ungefähr 2360 bis 4720 Volt/cm aufweisen, wobei das koagulierte Material auf Grund der Eigenschwere in den unteren Teil der Behandlungskammer 15 herabsinkt und durch das Rohr 59 beständig oder von Zeit zu Zeit abgezogen werden kann. Das behandelte Öl wird von den Rohren 32 gesammelt und strömt durch die bereits beschriebenen Rohrleitungen zur unteren Behandlungskammer 16 mit oder ohne dazwischenliegende Unterdrucksetzung. Von der Pumpe 40 kann eine kleine Menge Wasser in das behandelte Öl gepumpt werden, das sich mit diesem im Mischer 38 vermischt, wenn das behandelte öl aus der oberen Kammer weiterhin ausgewaschen werden soll. Die Mischung steigt durch die Behandlungsräume des Elektrodensatzes 18 hoch, wobei das Wasser und das gesammelte Material koaguliert werden, wobei das Material auf Grund der Eigenschwere zum Boden der unteren Kammer herabsinkt, von wo aus es durch das Rohr 60 beständig oder von Zeit zu Zeit abgezogen wird. Das nunmehr behandelte oder gereinigte Öl wird von den Rohren 54 gesammelt und durch das Ventil 58 als beständige Strömung abgezogen. Die gesamte Anordnung kann daher zusammen mit der Raffinerieanlage beständig in Betrieb gehalten werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrische Trennvorrichtung für Emulsionen mit einer dispersen wäßrigen Phase, bestehend aus übereinanderliegenden Behandlungskammern, dadurchgekennzeichnet, daß durch ein aufrecht stehendes , die obere Kammer

(15) durchquerendes, nach der unteren Kammer

(16) zu offenes Rohr (66) ein Hochspannungsleiter (53) geführt ist, der zum Anschluß der Elektrode (48) in der unteren Kammer an die Hochspannungsquelle dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen geschlossenen erweiterten Raum (176) im oberen Teil des Rohres (66), in welchem ein Isolator (180) angeordnet ist, an dem die Elektrode (48) hängt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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