аппарат для разделения эмульсий

Формула изобретения

Аппарат для разделения эмульсий, включающий корпус и расположенное в нем коалесцирующее устройство в виде секционного пакета из лиофильного материала, отличающийся тем, что секции набраны из пластин гидрофобного пористо-ячеистого никеля и уложены в порядке возрастания плотности пор и ячей материала по направлению потока под углом к горизонтальной оси аппарата не ниже угла оттекания жидкости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для разделения эмульсий несмешивающихся жидкостей в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для коалесценции эмульсии, содержащее цилиндрическую трубу и расположенные в ней продольно обтекаемые потоком коалесцирующие нити из полимерных синтетических гидрофильных или лиофильных материалов (см. источник).

Недостатком такого устройства является относительно невысокая степень разделения на единицу объема аппарата, о чем свидетельствует многоступенчатость (многосекционность) конструкции. Уровень турбулизации движения потока жидкости при движении эмульсии вдоль параллельных нитей невысок, что снижает степень коалесценции тонкодисперсных частиц и глубину обезвоживания. Увеличение производительности усложняет конструкцию, приводит к росту габаритов аппарата и установки в целом.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения эмульсий и глубины обезвоживания светлых нефтепродуктов, упрощение конструкции устройства для работы аппаратов при высоких нагрузках.

Это достигается тем, что аппарат для разделения эмульсии включает корпус, в котором размещено коалесцирующее устройство в виде пакета, выполненного из секций, набранных из пластин гидрофобного и леофильного пористо-ячеистого никеля, уложенного слоями в порядке возрастания плотности пор и ячей материала по направлению потока под углом к горизонтальной оси аппарата не ниже угла оттекания жидкости.

На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - коалесцирующее устройство, продольный разрез.

Предлагаемый аппарат содержит корпус 1 с патрубками ввода эмульсии 2, вывода обезвоженного продукта 3 и вывода водной фазы 4, глухую перегородку 5, коалесцирующий пакет 6 и устройство 7 для автоматизированного отвода водной (тяжелой) фазы (типа "фаза 70").

Коалесцирующий пакет содержит секции 8 параллелльных наклонно установленных слоев пластин коалесцирующего материала, в качестве которого используется пористо-ячеисный никель, благодаря чему продлевается срок их службы в связи с высокой антикоррозионной стойкостью данного материала в рабочей среде. При необходимости регенерации устройство легко промывается, продувается воздухом, пропаривается.

Выбор материала пористо-ячеистого никеля, как наиболее эффективного, обусловлен лиофильными и гидрофобными свойствами, а также оптимальной структурой поверхности пористо-ячеистого тела, сформированными в процессе производства материала. Многочисленные перегородки, пересекаясь в различных направлениях, образуют высокую плотность ячей и открытых пор различной конфигурации, что усиливает эффект деформации и разрушения стабилизирующих оболочек дисперсной фазы и коалесценции капель.

Пористо-ячеистые пластины, установленные в одной плоскости по форме рабочего сечения аппарата, представляют собой слой, а несколько слоев, установленных параллельно друг другу под углом к горизонтальной оси аппарата не ниже угла оттекания жидкости, представляют секцию 8.

Каждая секция формируется из слоев пористо-ячеистого материала одной характеристики по плотности пор и ячей его структуры без промежутков между слоями.

Количество слоев в секциях и секций в коалесцирующем устройстве может быть любым и зависит от характера и интенсивности эмульгированного потока, от степени дисперсности и прочности стабилизирующих оболочек, а также от требуемой степени разделения эмульсии.

Установка секций в пакете производится в порядке нарастания плотности пор и ячей с уменьшением их размера в направлении движения потока. Так, первые секции из материала с наибольшим размером ячей и пор, средние с промежуточным, а последние с наименьшим, какой можно применить в конкретной рабочей среде. Пакет формируется плотно без промежутков между секциями.

При небольшой толщине пакета, который будет легким и компактным, можно все слои, уложенные секционно, ограничить лишь с двух сторон опорными металлическими решетками. С увеличением толщины пакета для удобства монтажа можно опорными решетками ограничивать каждую секцию и затем уже набирать их в пакет. Составленное таким образом коалесцирующее устройство монтируется в аппарат, опираясь на глухую перегородку 5, перекрывая свободное сечение аппарата. Высота глухой перегородки должна превышать уровень границы раздела фаз, тем самым обеспечивается устойчивая работа коалесцирующего устройства в любых режимах по нагрузкам и обводненности потока.

Аппарат работает следующим образом.

Эмульгированная обводненная углеводородная среда поступает через патрубок ввода 2 в аппарат 1 и заполняет его. Крупнодиспергированные частицы воды подвергаются самопроизвольному выделению путем гравитационной сепарации, и фазы образуют границу раздела, а основная часть потока, содержащая тонкодисперсные частицы воды, проходит через коалесцирующий пакет 6, контактируя с леофильной и гидрофобной поверхностью пористо-ячеистого материала. В результате увеличения турбулизации потока прорисходит деформация и разрушение стабилизирующих оболочек дисперсной фазы, коалесценция капель воды и стекание их в структуре пакета. Происходит полное разделение фаз, и через патрубок 3 отводится углеводородная фаза с глубокой степенью обезвоживания. Водная фаза автоматически отводится через патрубок 4. Предложенный аппарат с коалесцирующим устройством из пористо-ячеистого никеля обеспечивает высокую эффективность полного разделения эмульгированных сред с глубокой степенью обезвоживания при различных нагрузках по потоку и степени его обводненности. Использование предлагаемого аппарата не требует включения в технологическую схему отстойной аппаратуры. Коалесцирующее устройство обладает конструкционной простотой, компактностью, обеспечивая высокую производительность аппарата.