RU206192U1

RU206192U1 - Combined emulsion separator

Info

Publication number: RU206192U1
Application number: RU2021111546U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Григорьевич Лаптев; Елена Анатольевна Лаптева; Регина Яновна Исхакова
Priority date: 2021-04-22
Filing date: 2021-04-22
Publication date: 2021-08-30

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, текстильной, пищевой промышленности и может быть использована для выделения капель воды из нефти или иных жидких углеводородных смесей, например: для разделения водонефтяных эмульсий, поступающих с промысла на установку подготовки нефти, а также на различных промышленных предприятиях. Технический результат, заключающийся в повышении эффективности разделения эмульсий, достигается тем, что комбинированный аппарат разделения эмульсий содержит секцию флотационной очистки, секцию тонкослойного отстаивания, патрубки для ввода жидкости и воздуха, патрубки для отвода пены с загрязнениями в первой секции, патрубки вывода дисперсной фазы, воздуха и очищенной жидкости, подвод пневматической аэрации в секции флотационной очистки, в секции тонкослойного отстаивания плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника расположены под углом (45-60)°, согласно предлагаемой полезной модели дополнительно снабжен секцией с насадочным коагулятором в качестве секции коагуляционной очистки, технологически связанной с секцией флотационной очистки и секцией тонкослойного отстаивания. 1 ил.The utility model relates to the oil-producing, oil-refining, chemical, textile, food industries and can be used to separate water droplets from oil or other liquid hydrocarbon mixtures, for example: for separating oil-water emulsions coming from the field to an oil treatment plant, as well as at various industrial enterprises. The technical result, which consists in increasing the efficiency of separation of emulsions, is achieved by the fact that the combined apparatus for separating emulsions contains a flotation treatment section, a thin-layer sedimentation section, nozzles for introducing liquid and air, nozzles for removing foam with contaminants in the first section, nozzles for removing a dispersed phase, air and purified liquid, the supply of pneumatic aeration in the flotation treatment section, in the thin-layer sedimentation section, flat parallel plates of the thin-layer settler are located at an angle of (45-60) °, according to the proposed utility model, it is additionally equipped with a section with a packed coalescer as a coagulation treatment section, technologically connected with a flotation treatment section and a thin-layer sedimentation section. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, текстильной, пищевой промышленности и может быть использована для выделения капель воды из нефти или иных жидких углеводородных смесей (например: для разделения водонефтяных эмульсий, поступающих с промысла на установку подготовки нефти), а также на различных промышленных предприятиях.The utility model relates to the oil-producing, oil-refining, chemical, textile, food industries and can be used to separate water droplets from oil or other liquid hydrocarbon mixtures (for example: to separate water-oil emulsions coming from the field to an oil treatment plant), as well as at various industrial enterprises.

Аналогом является устройство для очистки жидкости (авторское свидетельство SU №1230998, МПК C02F 1/00, 15.05.1986), состоящее из двух отдельных камер, при этом в одной камере жидкость очищается с помощью пневматической флотации, а в другой камере - с помощью струйной флотации. В обеих камерах имеются патрубки для ввода-вывода воздуха и жидкости, патрубки для отвода пены с загрязнениями.An analogue is a device for liquid purification (copyright certificate SU No. 1230998, IPC C02F 1/00, 05/15/1986), consisting of two separate chambers, while in one chamber the liquid is purified using pneumatic flotation, and in the other chamber using jet flotation. In both chambers there are nozzles for air and liquid inlet and outlet, nozzles for removing contaminated foam.

Основным недостатком устройства является недостаточно высокая эффективность очистки жидкости от тонкодисперсных загрязнений, а также сложность и громоздкость его аппаратного оформления, что вызывает неудобства при монтаже.The main disadvantage of the device is the insufficiently high efficiency of liquid purification from finely dispersed contaminants, as well as the complexity and cumbersomeness of its hardware design, which causes inconvenience during installation.

Прототипом является устройство для очистки жидкости, содержащее камеру струйной флотации с патрубками ввода и отвода жидкости, отвода пены, подачи атмосферного воздуха, отличающееся тем, что патрубок ввода жидкости и патрубок подачи атмосферного воздуха расположены в верхней части камеры струйной флотации с возможностью инжектирования атмосферного воздуха падающей струей исходной жидкости, а патрубок отвода жидкости расположен в нижней части камеры струйной флотации и соединен с дополнительно введенной камерой тонкослойного отстаивания с патрубками вывода дисперсной фазы и очищенной жидкости, при этом в камере тонкослойного отстаивания установлены вертикальная перфорированная перегородка и горизонтальные плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника, расположенные под углом, причем вертикальная перфорированная перегородка размещена со стороны патрубка отвода жидкости, а камера струйной флотации и камера тонкослойного отстаивания объединены в один корпус (Патент №145904 Россия, МПК C02F 1/00 Устройство для очистки жидкостей / Башаров М.М., Шакирова А.Х., Лаптева Е.А. - №2014118388/05; заявл. 06.05.2014 г., опубл. 27.09.2014).The prototype is a device for liquid purification, containing a jet flotation chamber with nozzles for inlet and outlet of liquid, removal of foam, supply of atmospheric air, characterized in that the inlet of liquid and a nozzle for supplying atmospheric air are located in the upper part of the jet flotation chamber with the possibility of injecting atmospheric air falling a stream of the initial liquid, and the liquid outlet is located in the lower part of the jet flotation chamber and is connected to the additionally introduced thin-layer sedimentation chamber with the dispersed phase and purified liquid discharge nozzles, while a vertical perforated partition and horizontal flat parallel plates of a thin-layer settler are installed in the thin-layer sedimentation chamber, located at an angle, and the vertical perforated partition is located on the side of the liquid outlet pipe, and the jet flotation chamber and the thin-layer sedimentation chamber are combined into one body (Patent No. 145904 Russia, MPK C02F 1/00 Device for purification of liquids / Basharov M.M., Shakirova A.Kh., Lapteva E.A. - No. 2014118388/05; app. 05/06/2014, publ. 09/27/2014).

Основным недостатком известного устройства является то, что в аппарате не предусмотрена секция, включающая насадочный коагулятор, поэтому снижается эффективность улавливания мелких капель, которые не успевают осесть в сепарационном модуле, и снижается эффективность процесса разделения эмульсий.The main disadvantage of the known device is that the apparatus does not provide for a section that includes a packed coalescer, therefore, the efficiency of capturing small drops that do not have time to settle in the separation module decreases, and the efficiency of the emulsion separation process decreases.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение указанных недостатков прототипа и аналога.The problem to be solved by the proposed utility model is to eliminate the indicated shortcomings of the prototype and analogue.

Техническим результатом является повышение эффективности разделения эмульсий.The technical result is to increase the efficiency of separation of emulsions.

Технический результат достигается тем, что комбинированный аппарат разделения эмульсий содержит секцию флотационной очистки, секцию тонкослойного отстаивания, патрубки для ввода жидкости и воздуха, патрубки для отвода пены с загрязнениями в первой секции, патрубки вывода дисперсной фазы, воздуха и очищенной жидкости, подвод пневматической аэрации в секции флотационной очистки, в секции тонкослойного отстаивания плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника расположены под углом (45-60)°, согласно предлагаемой полезной модели дополнительно снабжен секцией с насадочным коагулятором в качестве секции коагуляционной очистки, технологически связанной с секцией флотационной очистки и секцией тонкослойного отстаивания.The technical result is achieved by the fact that the combined apparatus for separating emulsions contains a flotation treatment section, a thin-layer sedimentation section, nozzles for introducing liquid and air, nozzles for removing foam with contaminants in the first section, nozzles for removing a dispersed phase, air and purified liquid, a pneumatic aeration supply to flotation treatment section, in the thin-layer sedimentation section, flat parallel plates of the thin-layer sedimentation tank are located at an angle of (45-60) °, according to the proposed utility model, it is additionally equipped with a section with a packed coalescer as a coagulation treatment section, technologically connected with the flotation treatment section and a thin-layer sedimentation section.

Таким образом, технический результат достигается введением секции коагуляции, загруженной хаотично насадками, в которой происходит укрупнение капель эмульсий за счет инерционных и турбулентных механизмов и укрупненные капли выносятся потоком сплошной фазы для осаждения в зону тонкослойного отстаивания.Thus, the technical result is achieved by introducing a coagulation section, loaded chaotically with nozzles, in which the emulsion droplets are enlarged due to inertial and turbulent mechanisms and the enlarged droplets are carried out by the continuous phase flow for deposition into the thin-layer sedimentation zone.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен предлагаемый комбинированный аппарат разделения эмульсий.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the proposed combined apparatus for separating emulsions.

На чертеже цифрами обозначеныIn the drawing, the numbers indicate

1 - секция флотационной очистки,1 - flotation treatment section,

2 - секция коагуляционной очистки,2 - section for coagulation cleaning,

3 - секция тонкослойного отстаивания,3 - section of thin-layer sedimentation,

4 - патрубок подачи очищаемой жидкости,4 - branch pipe for supplying the liquid to be cleaned,

5 - патрубок отвода очищаемой жидкости,5 - branch pipe for removing the liquid to be cleaned,

6 - перегородка для удержания пены,6 - a partition for keeping the foam,

7 - патрубок отвода пены,7 - a branch pipe for the removal of foam,

8 - патрубок подачи воздуха в секцию пневматической флотации,8 - branch pipe for supplying air to the section of pneumatic flotation,

9 - патрубок вывода дисперсной фазы,9 - branch pipe for dispersed phase outlet,

10 - патрубок вывода воздуха,10 - air outlet branch pipe,

11 - насадочный слой,11 - packing layer,

12 - плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника, расположенные под углом (45-60)°.12 - flat parallel plates of a thin-layer clarifier, located at an angle of (45-60) °.

Комбинированный аппарат разделения эмульсий содержит технологически связанные между собой секцию флотационной очистки 1, секцию коагуляционной очистки 2, секцию тонкослойного отстаивания 3.The combined apparatus for separating emulsions contains technologically interconnected flotation treatment section 1, coagulation treatment section 2, thin-layer sedimentation section 3.

Отличием предлагаемого комбинированного аппарата разделения эмульсий является то, что он снабжен секцией коагуляционной очистки с насадочным слоем (укрупнения капель).The difference between the proposed combined apparatus for separating emulsions is that it is equipped with a coagulation cleaning section with a packed bed (droplet enlargement).

Комбинированное устройство разделения эмульсий работает следующим образом.The combined device for separating emulsions works as follows.

Аппарат состоит из трех функциональных секций: флотационной очистки 1, коагуляции 2, тонкослойного отстаивания 3.The apparatus consists of three functional sections: flotation treatment 1, coagulation 2, thin-layer sedimentation 3.

Секция флотационной очистки 1 служит для первичного разделения эмульсий путем выделения из нее капель, плотность которых приближена к плотности сплошной фазы, посредством барботажной пневматической флотации. Эмульсия подается через патрубок подачи очищаемой жидкости 4 в секцию флотационной очистки 1. Сжатый воздух подается через патрубок подачи воздуха 8 в камеру флотационной очистки, и с пеной мелкая дисперсная фаза удаляется через патрубок отвода пены 7, воздух отводится через патрубок вывода воздуха 10. Для удержания пены в зоне флотации и препятствия ее выхода в зону коагуляции установлена перегородка удержания пены 6. Далее эмульсия перетекает в секцию физической коагуляции 2.The flotation treatment section 1 serves for the primary separation of emulsions by separating from it drops, the density of which is close to the density of the continuous phase, by means of bubbling pneumatic flotation. The emulsion is fed through the pipe for supplying the liquid to be cleaned 4 to the flotation cleaning section 1. Compressed air is fed through the air supply pipe 8 into the flotation cleaning chamber, and with the foam the fine dispersed phase is removed through the foam outlet pipe 7, the air is removed through the air outlet pipe 10. To hold foam in the flotation zone and obstacles to its exit to the coagulation zone, a foam retention partition 6 is installed. Further, the emulsion flows into the physical coagulation section 2.

В секции коагуляции 2 осуществляется укрупнение мелких капель эмульсий за счет прохождения потока через насадочный слой 11. В секции коагуляции 2 хаотически располагаются насадочные элементы. Капли осаждаются за счет инерционных и турбулентных механизмов и прилипают к поверхности насадочных элементов и, коалесцируя, укрупняются. Укрупненные капли выносятся потоком сплошной фазы для осаждения в зону тонкослойного отстаивания. Далее эмульсия перетекает в секцию тонкослойного отстаивания 3.In the coagulation section 2, small droplets of emulsions are enlarged due to the passage of the flow through the packed bed 11. In the coagulation section 2, packed elements are randomly located. The droplets are deposited due to inertial and turbulent mechanisms and adhere to the surface of the packing elements and, coalescing, become larger. Enlarged droplets are carried out by the continuous phase flow for deposition into the zone of thin-layer sedimentation. Further, the emulsion flows into the thin-layer sedimentation section 3.

В зоне тонкослойного отстаивания 3 происходит гравитационное осаждение укрупненных в секции коагуляции 2 капель на пластины в ламинарном режиме. В зоне тонкослойного отстаивания 3 расположены наклоненные плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника под углом (45-60)°, на которых происходит гравитационное осаждение укрупненных капель из эмульсий. Вывод капель производится через патрубок вывода дисперсной фазы 9, расположенный в верхней части аппарата за счет разности плотностей сплошной и дисперсной фазы. Очищенная жидкость отводится через патрубок отвода очищаемой жидкости 5.In the zone of thin-layer sedimentation 3, gravitational sedimentation of 2 drops enlarged in the coagulation section takes place on the plates in a laminar mode. In the zone of thin-layer sedimentation 3, there are inclined flat parallel plates of a thin-layer settler at an angle of (45-60) °, on which gravitational sedimentation of enlarged drops from emulsions takes place. The droplets are removed through the dispersed phase outlet branch 9, located in the upper part of the apparatus due to the difference in the densities of the continuous and dispersed phases. The purified liquid is discharged through the purified liquid outlet 5.

Таким образом, использование предлагаемой полезной модели, по сравнению с прототипом и аналогом, позволит значительно повысить эффективность разделения эмульсий.Thus, the use of the proposed utility model, in comparison with the prototype and analogue, will significantly increase the efficiency of separation of emulsions.

Предлагаемая полезная модель позволит обеспечить эффективное разделение эмульсий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, текстильной, пищевой промышленности.The proposed utility model will provide an effective separation of emulsions in the oil-producing, oil-refining, chemical, textile and food industries.

Claims

The combined apparatus for separating emulsions contains a flotation treatment section, a thin-layer sedimentation section, nozzles for entering liquid and air, nozzles for removing foam with contaminants in the first section, nozzles for removing a dispersed phase, air and purified liquid, a pneumatic aeration supply in the flotation cleaning section, in the section for thin-layer sedimentation, flat parallel plates of a thin-layer sedimentation tank are located at an angle of (45-60) °, characterized in that it is additionally equipped with a section with a packed coalescer as a coagulation treatment section, technologically connected with a flotation treatment section and a thin-layer sedimentation section.