НЕФТЕОТДЕЛИТЕЛЬ НАПОРНЫЙ

Нефтеотделитель напорный относится к коммунальному хозяйству и может быть использован для очистки технической, сточной, оборотной, ливневой воды, в том числе и нефтезагрязненной, в нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности, где требуется очистка жидкости от нефти, нефтепродукта и другой органики минерального происхождения, а так же от взвешенных веществ.
7
Известен «Горизонтальный цилиндрический полочный отстойник» по патенту RU 2145513 от 06.11.1997, опубликовано 20.02.2000, МПК B01D 21/02, содержащий корпус с патрубками для ввода сырья и вывода нефтепродуктов, воды и механических примесей, в котором размещены распределительное устройство и продольные полки, при этом, полки размещены по обе стороны от центральной оси отстойника с наклоном к центру и укреплены на решетчатом каркасе, представляющем собой, по меньшей мере, два правильных многоугольника, соединенных стержнями, при этом каждый многоугольник снабжен двумя параллельно установленными перегородками с образованием канала, соединенного с патрубком для вывода механических примесей, верхние концы полок закреплены на стержнях, а нижние - на перегородках.
Данная конструкция отстойника не обеспечивает формирования равномерного потока поступающей жидкости на распределительную решетку, не позволяет собирать и отводить всплывшие загрязнения, которые могут попадать в патрубок отвода. Фиксированное положение системы смыва осадка не обеспечивает эффективного удаления его с поверхности устройства для сбора осадка.
Наиболее близким является «Напорный нефтеотделитель» по патенту RU 2206369 от 13.02.2001, опубликовано 20.06.2003, МПК 7 B01D 21/02, содержащий герметичный корпус с патрубками подвода и отвода очищаемой воды, устройствами сбора и удаления всплывших и сбора и удаления осевших загрязнений с системой смыва осадка, внутри которого размещены распределительная решетка и тонкослойные блоки с пластинами, установленными под углом, при этом, корпус снабжен регулируемым распределительным щитом, установленным за патрубком подвода очищаемой воды, перегородками для устранения перетоков воды мимо тонкослойных блоков, установленными над блоками и под ними, и направляющими для установки, перемещения и фиксации тонкослойных блоков, а блоки снабжены подпятниками, устанавливаемыми на направляющих, и выполнены из нескольких последовательно установленных модулей, пластины которых снабжены узлами стыковки друг с другом, выполненными в виде волны, соединяющейся с предыдущей пластиной внахлест, при этом перекрытие верхней части корпуса имеет уклон в направлении от патрубка подвода к патрубку отвода очищаемой воды, размещенного на ней, устройство для сбора и удаления всплывших загрязнений размещается около патрубка подвода, система смыва осадка устройства для сбора и удаления осадка выполнена в виде водяных сопел, установленных с возможностью регулирования угла их наклона к поверхности устройства, а распределительная решетка установлена с возможностью извлечения ее из корпуса
Практика показала, что данная конструкция нефтеотделителя, при работе на вязких и высоковязких нефтепродуктах, не обеспечивает очистку воды из-за низкой эффективности распределительного устройства и ненадежности работы блока тонкослойных модулей.
Задачей предлагаемого технического решения является эффективная и надежная очистка жидкости от нефтяных органических загрязнений в широком диапазоне вязкостей загрязнителей, от легких углеводородов до тяжелых высоковязких органических сред.
Поставленная задача решена за счет нефтеотделителя напорного, содержащего герметичный корпус с вводом загрязненной и выводом очищенной жидкости, при этом, внутренняя часть корпуса разделена на две зоны разного объема, зону первичной сепарации и зону вторичной сепарации, перекрывающими все сечение корпуса вертикальными перегородками, верхней, нижней и боковыми, между которыми размещен блочно-модульный коалесцентный фильтр; предохранительные устройства размещены в боковых перегородках; в зоне первичной сепарации расположен, снабженный расширителем, узел успокоения и распределения потока, выполненный в виде распределительной системы коллекторов переменного сечения, снабженными щелевыми зазорами переменного сечения; зону первичной сепарации выполняют не менее 2/3 от всего объема нефтеотделителя; в зоне первичной сепарации расположен коллектор гидросмыва, соединенный с вводом 8 промывной воды.
Наличие в нефтеотделителе двух зон сепарации разного объема, отделенных блочно-модульным коалесцентным фильтром, снабженным защитными устройствами, и расположение коллекторов переменного сечения, снабженными щелевыми зазорами переменного сечения, в зоне первичной сепарации, позволяет, до поступления потока в фильтр эффективно расслоить гравитационно жидкость на фазы, а при фиксировании увеличении перепада давления на блочно-модульном коалесцентном фильтре, автоматически отвести поток жидкости в обход фильтра, через защитные устройства в боковых перегородках, в зону вторичной сепарации, что обеспечивает очистку жидкости от нефтяных органических загрязнений в широком диапазоне вязкостей загрязнителей, от легких углеводородов до тяжелых высоковязких органических сред, надежно эффективно без остановки устройства, на ремонт для замены фильтра, что значительно увеличивает срок межремонтной эксплуатации всего устройства, и позволяет выполнить устройство более компактным за счет меньшего объема зоны вторичной сепарации.
Нефтеотделитель напорный показан на чертежах, где фиг.1 - разрез устройства, фиг.2 - разрез узла успокоения и распределения, вид по А-А, Б-Б и В-В разрез коллекторов переменного сечения, фиг.3 - разрез узла коалесцентного фильтра с защитными устройствами.
На фиг.1, 2, 3, изображено; ввод 1 загрязненной жидкости, люк-лаз 2, патрубок 3 вывода нефтепродукта, патрубок 4 для прибора измерения уровня нефтепродукта в зоне первичной сепарации, патрубок 5 вывода очищаемой воды, патрубки 6 сливные для вывода шлама, патрубок 7 дренажный, ввод 8 промывной воды, патрубок 9 воздушный, патрубок 10 резервный, блочно-модульный коалесцентный фильтр 11, узел 12 успокоения и распределения потока, перегородка 13, люк-лаз 14 торцевой, опоры 15, расширитель 16, корпус 17, зона 18 первичной сепарации, зона 19 вторичной сепарации, перегородка 20 нижняя (между корпусом и фильтром), патрубок 21 для прибора измерения давления, патрубок 22 для прибора измерения уровня нефтепродукта в зоне вторичной сепарации, зона 23 сбора нефтепродукта после первичной сепарации, зона 24 сбора нефтепродукта в зоне вторичной сепарации, коллектор 25 гидросмыва, коллекторы 26 распределительные, перегородки боковые 27 с защитными устройствами, зона 28 отстоя взвешенных частиц, патрубок 29 вывода нефтепродукта после вторичной сепарации, защитные устройства 30, дефлекторы 31, щелевые зазоры 32.
Нефтеотделитель напорный выполнен следующим образом.
Корпус 17 выполнен в виде, расположенного горизонтально на нескольких опорах 15, стального цилиндра, с торцами закрытыми эллиптическими днищами.
Корпус 17, с одного из торцов, снабжен вводом 1 загрязненной воды, и вводом 8 промывной воды, а с противоположного торца, люк-лазом 14 торцевым.
Внутренняя часть корпуса 17 разделена на две зоны разного объема, зону 18 первичной сепарации и зону 19 вторичной сепарации, вертикальными перегородками, верхней перегородкой 13, нижней перегородкой 20, и боковыми перегородками 27, между которыми размещен блочно-модульный коалесцентный фильтр 11, собранный на единой раме в один общий блок, из восьми независимых тонкослойных полимерных модулей с гидрофобной поверхностью (из полиэтилена, полипропилена, поликарбоната).
Для предотвращения попадания механических загрязнений и взвешенных частиц на тонкослойные блоки фильтра 11 с гидрофобной поверхностью, зону 18 первичной сепарации выполняют не менее 2/3 от всего объема нефтеотделителя, что позволяет разместить в ней узел 12 успокоения и распределения загрязненной жидкости с расширителем 16, двумя распределительными коллекторами 26, и двумя коллекторами 25 гидросмыва.
Для защиты от разрушения и выхода из строя блочно-модульного коалесцентного фильтра 11, при возникновении избыточного давления на конструкцию, при залповых поступлениях с водой тяжелых, вязких нефтепродуктов, в боковых перегородках 27, размещены четыре защитных предохранительных устройства 30, например, мембранно-перекрывающие устройства, типа МПУ-300 по ТУ 4584-005-81293202-2011, которые при увеличении перепада давления на фильтре 11, автоматически отводят жидкость в обход фильтра, в зону 19 вторичной сепарации и тем самым, предотвращают его разрушение, за счет этого обеспечивают надежную работу всего устройства, даже в экстремальных условиях, и исключают его остановку или вывод его из эксплуатации, для ремонта или замены фильтров.
Расположенный в зоне первичной сепарации, узел 12 успокоения и распределения потока, соединенный с вводом 1 загрязненной жидкости, и снабженный расширителем 16, обеспечивающим изменение скорости движения потока и его направление, выполнен в виде распределительной системы двух коллекторов 26 переменного сечения (фиг.2 вид по А-А, Б-Б и В-В) с внутренними дефлекторами 31, что обеспечивает максимальное снижение (гашение) энергии потока, за счет щелевых зазоров 32 переменного сечения (фиг.2), рассчитанных под проектную производительность, и равномерное поступление загрязненной жидкости в зону 18 первичной сепарации, для гравитационного расслоения водо-нефтепродуктовой смеси на фазы.
Для своевременного и тщательного удаления из зоны 18 первичной сепарации механических загрязнений оседающих в зоне 28 отстоя взвешенных частиц, в виде осадка, над ней расположен коллектор 25 гидросмыва, соединенный с вводом 8 промывной воды и выводом 6 осадка.
На горизонтальной части корпуса 17 над зоной 18 первичной сепарации расположены, резервный патрубок 10 который используют для дополнительного контрольно-измерительного оборудования, люк-лаз 2, для ревизии и ремонта внутренних устройств в зоне первичной сепарации, патрубок 9, для удаления воздушной пробки при пуске нефтеотделителя в работу, патрубок 21 для прибора измерения давления, патрубок 4 для прибора измерения уровня нефтепродукта, для отслеживания параметров первичной сепарации, патрубок 3 для отвода всплывающих в зону 23 нефтепродуктов после первичной сепарации, что позволяет выполнять постоянный мониторинг процессов в нефтеотделителе, контролировать постоянно объем загрязняющих компонентов, поступающих с водой.
Люк-лаз 14 торцевой примыкает к зоне 19 вторичной сепарации, и предназначен для ревизии и ремонта внутренних устройств, а также для очистки внутренней части корпуса 17 от механических примесей.
На горизонтальной части корпуса 17 над зоной 19 вторичной сепарации расположен патрубок 22 для прибора измерения уровня нефтепродукта в зоне вторичной сепарации, патрубок 29 вывода нефтепродукта из зоны 24 сбора нефтепродукта после вторичной сепарации,
На горизонтальной части корпуса 17 под зоной 19 вторичной сепарации расположены патрубок 7 дренажный и патрубок 5 выхода очищаемой воды.
Нефтеотделитель напорный работает следующим образом.
Через ввод 1 нефтезагрязненную жидкость, подают в узел 12, снабженный расширителем 16, за счет которого снижается скорость движения потока жидкости и его направление.
Далее происходит максимальное снижение (гашение) энергии потока и равномерное поступление нефтезагрязненной жидкости в зону 18 первичной сепарации, для ускорения гравитационного разделения, которое обеспечивают распределительной системой из двух коллекторов 26 переменного сечения (фиг.2 вид по А-А, Б-Б и В-В) с внутренними дефлекторами 31, со щелевыми зазорами 32 переменного сечения (фиг.2), рассчитанных под проектную производительность установки.
В зоне 18 первичной сепарации, где давление отслеживают прибором через патрубок 21, поток расслаивается естественным образом за счет гравитации на фазы. Всплывающие нефтепродукты из зоны 18 первичной сепарации перемещаются в верхнюю часть аппарата в зону 23, отделенную от зоны 19 вторичной сепарации перегородкой 13.
3
Установленный на штуцере патрубка 4, прибор измерения уровня нефтепродукта в зоне первичной сепарации (не показан), постоянно контролирует зону 23 на наличие нефтепродукта, и при его обнаружении, подает сигнал - предупреждение, а при накоплении в объеме более 15 м, выдает сигнал на автоматический вывод нефтепродукта из установки через патрубок 3. При выполнении операции по удалению (выдавливанию) нефтепродукта, при минимальном показании прибора на патрубке 4, поступает сигнал на остановку удаления.
Взвешенные вещества в виде шлама из зоны 18 первичной сепарации перемещаются и оседают в зоне 28 отстоя в нижней части аппарата, ограниченного нижней перегородкой 20, между корпусом и фильтром.
Вывод шлама через патрубки 6 сливные, осуществляют периодически, по мере накопления, подавая промывную воду через ввод 8, в трубы коллектора 25 гидросмыва, снабженных наклонными патрубками с форсунками (на чертежах не изображено).
Равномерный вывод осадка из зоны обеспечивают расположением на горизонтальной части корпуса 17 в зоне 28 отстоя, системы из двух патрубков 6 сливных для вывода шлама, один из которых расположен в середине, а второй в конце зоны 28 отстоя взвешенных веществ.
Грубо очищенная вода с остатками эмульгированного нефтепродукта далее поступает через блочно-модульный коалесцентный фильтр 11 в зону 19 вторичной сепарации, для финишной очистки воды, где за счет укрупнения нефтяных частиц, обеспеченного эффектом коалесценции, гравитационное расслоение происходит гораздо быстрее, что позволяет сделать зону 19 вторичной сепарации вдвое меньшей, чем зона 18 первичной сепарации.
Установленный на штуцере патрубка 22 прибор измерения уровня нефтепродукта в зоне вторичной сепарации, постоянно контролирует зону 24 вторичной сепарации на наличие нефтепродукта и при его обнаружении выдает соответствующий сигнал, на его вывод через патрубок 29.
В случае увеличения перепада давления на блочно-модульном коалесцентном фильтре 11, при залповых вбросах эмульсий с загрязнением тяжелыми, вязкими нефтепродуктами, поток жидкости, через, установленные в боковых перегородках 27, мембранные перекрывающие защитные устройства 30, например МПУ-300 (ТУ 4584-005-81293202-20011), автоматически отводят в зону 19 вторичной сепарации в обход фильтра 11, что кратковременно снижает производительность устройства, но предотвращает вывод из эксплуатации всего устройства, из-за выхода из строя блочно-модульного коалесцентного фильтра 11, что значительно повышает надежность и увеличивает срок межремонтной эксплуатации при очистке технической, сточной, оборотной, ливневой воды, в том числе от нефтяных органических загрязнений в широком диапазоне вязкостей загрязнителей, от легких углеводородов до тяжелых высоковязких органических сред.
Очищенную воду из зоны 19 через патрубок 5 и выводят из устройства.
Обслуживание внутренних устройств и приборов, расположенных в зоне 18 первичной сепарации в корпусе 17, осуществляют через люк-лаз 2, а расположенных в зоне 19 вторичной сепарации, через люк-лаз 14 торцевой, периодически, раз в год.
При подготовке к ремонту, раз в году, через дренаж 7, дренируют остатки жидкости из устройства, используя патрубок 9 воздушный для исключения вакуумирования устройства при дренировании.
Этот же патрубок 9 используют для выдавливания избытка воздуха, возникающего во время пуска, при заполнении устройства загрязненной жидкостью.
Патрубок 10 резервный, используют по мере необходимости для установки дополнительных контрольно-измерительных приборов на устройстве.
Техническим эффектом является обеспечение очистки жидкости от нефтяных органических загрязнений в широком диапазоне вязкостей загрязнителей, от легких углеводородов до тяжелых высоковязких органических сред, надежно, эффективно, без остановки устройства на ремонт для замены фильтра, за счет наличия в нефтеотделителе двух зон сепарации разного объема, отделенных блочно-модульным коалесцентным фильтром, снабженным защитными устройствами, и расположения коллекторов переменного сечения, со щелевыми зазорами разного сечения, в зоне первичной сепарации, что позволяет, до поступления потока в фильтр эффективно расслоить гравитационно жидкость на фазы, а при фиксировании увеличении перепада давления на блочно-модульном коалесцентном фильтре, автоматически отвести поток жидкости в обход фильтра, через защитные устройства в боковых перегородках, в зону вторичной сепарации, что значительно увеличивает срок межремонтной эксплуатации всего устройства, и позволяет выполнить устройство более компактным за счет меньшего объема зоны вторичной сепарации.