установка для очистки нефтепродуктов, воздуха и инертных газов от воды, механических и биологических примесей

Формула изобретения

Установка для очистки нефтепродуктов, воздуха и инертных газов от воды, механических и биологических примесей, содержащая корпус, разделенный на две камеры, в верхней из которых вертикально размещены коалесцирующие фильтроэлементы для разделения очищаемого сырья на воду и очищенный продукт, а нижняя камера корпуса предназначена для накопления механических примесей и слива загрязнений фильтрующих элементов через выходной патрубок на дне корпуса, резервуар предварительного накопления сырья и патрубки для подачи очищаемого сырья и отвода воды и очищенного продукта, отличающаяся тем, что установка имеет герметично соединенную с корпусом полую крышку, выполненную с патрубком подачи очищаемого сырья и служащую резервуаром предварительного накопления сырья, а верхняя камера выполнена с двумя боковыми патрубками, верхний из которых предназначен для отвода очищенного продукта, а нижний патрубок - для отвода воды, при этом на патрубке крышки и на верхнем патрубке корпуса установлены манометры, а все патрубки имеют задвижки для прекращения подачи сырья через патрубок в крышке и подачи сырья или воды через верхний патрубок верхней камеры при разности показаний манометров более чем 0,5 МПа для очистки коалесцирующих фильтроэлементов по принципу обратного тока.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к фильтрующим устройствам, предназначенным для очистки нефтепродуктов, воздуха и инертных газов от воды, механических и биологических примесей.

Известен фильтр-сепаратор для очистки органических жидкостей от эмульгированной воды, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, систему коагулирующих фильтрующих стаканов с общим коллектором-распределителем, гидрофобное дренирующее устройство и отстойную зону. Фильтрующие коагулирующие стаканы выполнены перфорированными и обтянутыми в нижней части металлической сеткой с диаметром ячеек 1,4-2,0 мм и состоят из двух насыпных слоев гидрофильной активной -A₂O₃ и с диаметром частиц верхнего слоя 0,7-1,2 мм и нижнего слоя 1,7-2,5 мм при высоте слоев соответственно 350 и 400 мм (авторское свидетельство СССР № 1433477, кл. B01D 27/02. 37/08, опубликовано 30.10.1988). К недостаткам известного фильтра-сепаратора относятся сложность конструкции фильтрующих коагулирующих стаканов и недостаточная эффективность и надежность улавливания механических примесей, а также его разборка для удаления задержанной воды. Известна установка для очистки бензинсодержащих вод, состоящая из сборников обрабатываемой смеси, отсепарированного бензина и воды, отстойника, коалесцирующего фильтра, перегонного куба, конденсатора и насосов (патент РФ № 2031689, кл. B01D 17/02, C02F 1/40, опубликован 27.03.1995).

Недостатком установки является необходимость использования вакуумного насоса и конденсатора, что увеличивает затраты на процесс очистки. Известен фильтр-сепаратор для очистки углеводородных жидкостей, преимущественно топлив, от свободной воды и механических примесей, состоящий из корпуса с отстойником, входным, выходным и дренажным патрубками и по меньшей мере одной пары установленных по высоте фильтрующих элементов, выполненных из фильтрующего, коагулирующего дренажного и водоотделяющего слоев, и устройства для отвода воды, установленного между фильтрующими элементами и выполненного в виде чашеобразной вставки, дно которой имеет уклон в сторону края чаши, в нижней части которой выполнено отверстие для отвода воды (авторское свидетельство СССР № 955978, кл. B01D 25/00, опубликовано 07.09.1982). Недостатком данного устройства является небольшой ресурс работы устройства при относительно большом содержании в очищаемой жидкости механических примесей.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому устройству является фильтр-сепаратор (патент ПМ РФ № 13539, кл. B01D 25/00, B01D 39/16, опубликовано 27.04.2000), состоящий из корпуса с отстойником, входным, выходным и дренажным патрубками и по меньшей мере одной пары установленных по высоте фильтрующих элементов, выполненных из фильтрующего и коагулирующего материала, в центральной части корпуса установлен соединенный с входным патрубком коллектор в виде полого диска с вертикальными патрубками для закрепления фильтрующих элементов, снабженный осесимметричной с корпусом обечайкой для разделения потоков очищенной жидкости от нижнего и верхнего фильтрующих элементов, выполненных в виде стаканов с дном и закрепленных на патрубках коллектора со стороны открытых торцов.

Известное устройство обеспечивает эффективную очистку органических жидкостей от воды и механических примесей и обладает повышенным промежутком времени работы устройства благодаря очистке фильтрующих элементов путем изменения направления движения жидкости на обратное. Недостатком известного фильтра-сепаратора являются сложность конструкции и невозможность точного определения времени проведения очистки фильтрующих элементов.

Целью изобретения является разработка фильтрующей установки для очистки нефтепродуктов, воздуха и инертных газов от воды, механических и биологических примесей, обладающей высокой экономичностью, отличающейся простотой в обслуживании, длительным сроком эксплуатации и возможностью точного определения времени проведения очистки фильтрующих элементов.

Указанные цели достигаются при работе установки предлагаемой конструкции.

Установка состоит из корпуса 1, имеющего две камеры верхнюю 2 и нижнюю 3, полой крышки 4, патрубков 5, расположенных на полой крышке, верхней боковой части корпуса и нижней боковой части корпуса, и дне корпуса. Все патрубки оборудованы задвижками 6. На патрубке крышки и верхнем выходном патрубке корпуса установлены манометры 7. На нижней части крышки закреплены коалесцирующие фильтрующие элементы 8. Установка работает следующим образом. Очищаемая среда через патрубок 5 с установленным на нем манометром 7 и оборудованным задвижкой 6 поступает в резервуар предварительного накопления, выполненный в виде полой крышки 4, в нижней части которой располагаются патрубки для подачи очищаемой среды в корпус 1.

Крышка 4 и корпус 1 соединены между собой герметично. Корпус 1 состоит из верхней камеры 2 и нижней камеры 3. К нижней части патрубков, находящихся в верхней камере 2, при помощи герметичных резьбовых соединений вертикально прикрепляются коалесцирующие фильтрующие элементы 8, при прохождении через которые очищаемая смесь разделяется на воду, которая под воздействием силы тяжести опускается вниз в отстойную зону камеры 2 и периодически выводится через нижний боковой патрубок 5 корпуса 1, оборудованный задвижкой, в коллектор, и очищенный продукт, который поднимается в верхнюю часть камеры 2 и под воздействием давления, существующего в магистрали, выводится через верхний боковой патрубок 5 на корпусе 1, оборудованный манометром 7.

Нижняя камера 3 корпуса 1 служит резервуаром для накопления отделенных механических примесей, для удаления которых из камеры 3 предусмотрен патрубок 5 с задвижкой 6, расположенный в дне корпуса 1. При закрытой задвижке на патрубке 5 на дне корпуса работа установки проходит в штатном режиме.

При достижении разности в показаниях манометров, установленных на патрубке 5 крышки 4 и на выходном патрубке 5 в верхней части корпуса 1 более чем 0,5 МПа (что свидетельствует о засорении фильтрующих элементов), закрывается задвижка на патрубке 5 крышки, и подача очищаемого сырья прекращается; открытием задвижки на патрубке 5 на дне корпуса 1 и подачей сырья или воды через верхний боковой патрубок 5 корпуса 1 проводится очистка коалесцирующих фильтрующих элементов 8 по принципу обратного тока. Образовавшаяся в процессе очистки фильтрующих элементов грязь выводится через патрубок 5 на дне корпуса 1.

Заявляемая фильтровальная установка врезается в магистраль подачи очищаемой среды по системе байпас, что позволяет установке работать на давлении, существующем в магистрали. Заявляемая фильтровальная установка служит для очистки углеводородных жидких и газовых сред от влаги и механических и биологических примесей, очистки моторных топлив, в том числе и с биокомпонентами, от воды, механических примесей и микроорганизмов перед заправкой техники, очистки газовых сред, попутных газов от воды и механических примесей.

Промышленная применимость предлагаемой установки подтверждена в ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» при исследовании возможности очистки гидравлического масла АМГ-10 по ГОСТ 6796-75 и турбинного масла Тп-22Б по ТУ 38.401-58-48-92.

Результаты очистки приведены в Табл.1.

Также была исследована возможность очистки трансформаторного масла.

Результаты очистки приведены в Табл.2.

Таблица 1 Результат очистки масел
Масло	Гидравлическое АМГ10	Турбинное Тп-22Б
	Содержание воды, %	Содержание механических примесей, %	Содержание воды, %	Класс чистоты
До очистки	0,105	0,15	0,03	13
После очистки	0,002	0,05	0,002	9

Таблица 2 Результат очистки трансформаторного масла
Физико-химические показатели	До очистки	После очистки
Кислотное число, мг КОН/1 г масла	0,021	0,011
Механические примеси, % мас.	Мех.	Нет
	примеси
Класс чистоты	-	12
Пробивное напряжение, кВ	15,0	71,0
Тангенс угла диэлектрических потерь при 90°C, %	3,30	0,90
Влажность, г/т	ост. вода	14,5
Удельный вес, г/см3	0,8854	0,8754
Цвет по шкале	2	1
Содержание присадки ионол, % мас.	0,21	0,16

Предлагаемая установка может быть эффективно использована для:

- очистки углеводородных жидких и газовых сред от влаги и механических и биологических примесей,

- очистки реактивных топлив,

- очистки моторных топлив, в том числе с биокомпонентами от воды, механических примесей и микроорганизмов перед заправкой техники,

- очистки моторных топлив на линии выдачи из ректификационных колонн в резервуары парка хранения топлива,

- очистки масел в процессе их производства,

- очистки сырья для производства биодизеля (растительных, животных и использованных жиров),

- очистки и регенерации индустриальных, трансформаторных, в том числе закалочных масел,

- очистки парафинов от примесей сульфокислот,

- очистки газовых сред, попутных газов (в том числе водородосодержащих) от воды и механических примесей,

- очистки оборотных вод на производстве (окислы железа),

- доочистки сточных вод от нефтепродуктов на НПЗ, нефтебазах и АЗС перед сливом в канализационный коллектор,

- очистки пластовых вод,

- профилактической зачистки топливных резервуаров.

Результаты очистки - отделение влаги - 92-97%, (от имеющейся), удаление механических примесей - 93-98%, удаление биологических примесей - до 99%.

Преимущества данной установки состоят в простоте обслуживания, длительном сроке эксплуатации, возможности применения в имеющихся технологических линиях и оборудовании без дополнительной модернизации, экологической безопасности, возможности точного определения степени загрязненности фильтрующих элементов, возможности как автоматического, так и механического режима работы, отсутствии дополнительных энергозатрат.