УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ПРУДОВ-ОТСТОЙНИКОВ И ШЛАМОНАКОПИТЕЛЕЙ
DEVICE FOR OIL PRODUCT DEHYDRATION FROM SEDIMENT PONDS AND SLUDGE TANKS

Изобретение относится к устройству разделения обводненных нефтепродуктов, взятых с поверхности пруда-отстойника (шламонакопителя) для последующей переработки в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйства, на производственных объектах которых имеет место формирование, складирование и длительное хранение в прудах-отстойниках и шламонакопителях нефтесодержащих отходов.
Известен пленочный выпарной аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с размещенными в нем теплообменными трубами, закрепленными в трубных решетках, к которым прикреплены верхняя и нижняя распределительные камеры, распределительный коллектор в верхней распределительной камере, на верхних концах теплообменных труб расположены пленкообразователи с закрепленными на них соосно патрубками с диафрагмами, отличающийся тем, что к патрубкам с диафрагмой прикреплены колпачки с отверстием в боковой стенке, верхняя и нижняя распределительные камеры соединены переточной трубой, в нижней распределительной камере выше отверстия для переточной трубы расположена диафрагма с закрепленным в ней патрубком, нижний конец которого расположен ниже отверстия для переточной трубы и снабжен V-образными вырезами, нижняя камера испарителя снабжена уровнемером [Патент №2144412 RU, МПК B01D 1/22. Пленочный выпарной аппарат / Истомин Н.Н., Клыков М.В. Патентообладатель Открытое акционерное общество «Салаватнефтеоргсинтез». - №98112555/12 от 29.06.1998. Опубл. 20.01.2000].
Недостатком является значительный унос парожидкостной смеси из аппарата при обработке жидкостей, склонных к пенообразованию, и необходимость применения дополнительного аппарата для разделения парожидкостной смеси, выходящей из испарителя, что связано с увеличением металлоемкости и стоимости оборудования.
Известен газожидкостный сепаратор, содержащий корпус, выполненный в виде внешнего цилиндра, расположенный в нем внутренний цилиндр с отверстиями для отвода газа и установленный между ними спиральный элемент с винтовой поверхностью, образующий спиральный канал, в верхней части внешнего цилиндра размещено средство подвода газожидкостной смеси, а в нижней части - средство отвода жидкости, отличающийся тем, что уклон винтовой поверхности выбран из условия обеспечения самотечного течения газожидкостной смеси [Полезная модель №91884 RU, МПК B01D 19/00. Газожидкостный сепаратор / Левченко Е.Л., Достовалов И.М., Любимов Ю.Б., Кохан В.И., Мазур В.М. Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Аккорд Эстейт" (RU). - №2009144367/22 от 01.12.2009. Опубл. 10.03.2010].
Недостатком является снижение эффективности при разделении газожидкостной смеси, содержащей жидкость с высокой вязкостью, так как затрудняется стекание жидкости к внутреннему цилиндру. Вращающийся газовый поток будет взаимодействовать с жидкостью, стекающей вдоль спирального канала, что приводит к повторному образованию газожидкостной смеси и снижает эффективность работы газожидкостного сепаратора.
Известен центробежный газожидкостный сепаратор, содержащий вертикальный корпус с крышкой и днищем, установленную в корпусе с зазором по периметру обойму, выполненную из верхней цилиндрической части и нижней конической части, снабженной соосной трубой, тангенциальный ввод газожидкостной смеси, проходящий через корпус во внутреннюю полость обоймы, патрубок вывода газа, подсоединенный к внутренней полости обоймы при помощи газоотводящей трубы, проходящей через крышку корпуса, патрубок вывода жидкости, сообщенный с корпусом вблизи его днища, и патрубок вывода отстоя, соединенный с днищем корпуса, отличающийся тем, что цилиндрическая часть обоймы по периметру прикреплена к внутренней стороне крышки корпуса, выполнена с вертикальными прорезями и снабжена фильтрующим элементом, примыкающим к стенке цилиндрической части со стороны внутренней полости обоймы, соосная труба конической части обоймы телескопически вставлена в патрубок вывода отстоя, а зазор между корпусом и обоймой сообщен с газоотводящей трубой при помощи газоотводящего патрубка [Патент №2434669 RU, МПК B01D 45/12. Центробежный газожидкостный сепаратор / Трофимов П.М., Трофимова Ф.М., Кунеевский В.В., Бессонов И.М. Патентообладатель Трофимов П.М. - №2010122734/05 от 03.06.2010. Опубл. 03.06.2010].
Недостатком является снижение эффективности при разделении газожидкостной смеси, содержащей жидкость с высокой вязкостью, так как затрудняется стекание жидкости к внутренней полости обоймы, что приводит к повторному образованию газожидкостной смеси и снижает эффективность работы газожидкостного сепаратора.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является принятый за прототип пленочный выпарной аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого размещены укрепленные в трубных решетках испарительные трубы, на верхних концах которых размещены пленкообразователи с колпачками, отличающийся тем, что колпачки снабжены тремя пружинящими ножками, прижимающимися с усилием к пленкообразователям и охватывающими в нижней части пленкообразователь, пленкообразователи, состоят из цилиндрической части, образованной из свернутой в виде цилиндра фольги с продольным сварным швом, выполненным выше кольца, размещенного снаружи на цилиндрической части и имеющего наружный диаметр больше внутреннего диаметра испарительной трубы с учетом развальцовки, имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру испарительной трубы с максимальным допуском, и длину цилиндрической части ниже кольца превосходящей длину развальцованной части трубы, над колпачками располагают непосредственно прилегающую к ним распределительную тарелку с отверстиями, расположенными между колпачками, которую прикрепляют к трубной решетке, в одну из испарительных труб вставляют дыхательную трубу, которая, проходя через отверстие в распределительной тарелке, соединяет верхнее и нижнее пространство выпарного пленочного аппарата, один или несколько пленкообразователей имеют на уровне нижней части кольца одно или несколько сквозных отверстий [Заявка на изобретение №2008104536 RU, МПК B01D. Выпарной пленочный аппарат/ Клыков М.В., Тимергазина Т.М., Зайчиков А.В. - Опубл. 20.08.2009].
Однако известный пленочный выпарной аппарат характеризуется значительным уносом парожидкостной смеси из аппарата при обработке жидкостей, склонных к пенообразованию, и возникает необходимость применения дополнительного аппарата для разделения парожидкостной смеси, выходящей из испарителя.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет совмещения в конструкции пленочного испарителя устройства для сепарации газожидкостной смеси, выходящей из теплообменных труб, для вязких жидкостей, склонных к пенообразованию.
Технический результат состоит в повышении эффективности разделения обводненных нефтепродуктов, снижении металлоемкости конструкции и повышении компактности установки.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве для обезвоживания нефтепродуктов из прудов-отстойников и шламонакопителей, выполненном в виде пленочного выпарного аппарата, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, внутри которого размещены укрепленные в трубных решетках испарительные трубы, на верхних концах которых размещены пленкообразователи с колпачками, колпачки снабжены тремя пружинящими ножками, прижимающимися с усилием к пленкообразователям и охватывающими в нижней части пленкообразователь, пленкообразователи состоят из цилиндрической части, образованной из свернутой в виде цилиндра фольги с продольным сварным швом, выполненным выше кольца, размещенного снаружи на цилиндрической части и имеющего наружный диаметр больше внутреннего диаметра испарительной трубы с учетом развальцовки, имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру испарительной трубы с максимальным допуском, и длину цилиндрической части ниже кольца, превосходящей длину развальцованной части трубы, над колпачками расположена непосредственно прилегающая к ним распределительная тарелка с отверстиями, расположенными между колпачками, которая прикреплена к трубной решетке, в одну из испарительных труб вставлена дыхательная труба, которая, проходя через отверстие в распределительной тарелке, соединяет верхнее и нижнее пространство пленочного выпарного аппарата, один или несколько пленкообразователей имеют на уровне нижней части кольца одно или несколько сквозных отверстий, согласно изобретению ниже испарительных труб расположен встроенный центробежный сепаратор, состоящий из установленной в корпусе с зазором по периметру перфорированной обоймы с вертикальными прорезями, газоотводящей трубы, снабженной витой пластиной в форме геликоида Архимеда, наружный периметр которой плотно прилегает к перфорированной обойме, поверхность геликоида Архимеда имеет уклон в сторону перфорированной обоймы, по периметру витой пластины зафиксирована упругая лента для обеспечения плотного прилегания к перфорированной обойме, в обойме ниже витой пластины в форме геликоида Архимеда отсутствует перфорация, газоотводящая труба в верхней части снабжена крутогнутым отводом, имеет фланцевый разъем, для удобства монтажа и проходит через боковую стенку аппарата.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для обезвоживания нефтепродуктов, на фиг. 2 показан вид А, на фиг. 3 показан вид Б.
Устройство для обезвоживания нефтепродуктов из прудов-отстойников и шламонакопителей содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, внутри которого размещены укрепленные в трубных решетках 2 испарительные трубы 3, на верхних концах которых размещены пленкообразователи 4 с колпачками 5, колпачки 5 снабжены тремя пружинящими ножками 6, прижимающимися с усилием к пленкообразователям 4 и охватывающими в нижней части пленкообразователь, пленкообразователи 4 состоят из цилиндрической части, образованной из свернутой в виде цилиндра фольги с продольным сварным швом, выполненным выше кольца 7, размещенного снаружи на цилиндрической части и имеющего наружный диаметр больше внутреннего диаметра испарительной трубы с учетом развальцовки, имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру испарительной трубы 3 с максимальным допуском, и длину цилиндрической части ниже кольца, превосходящей длину развальцованной части трубы, над колпачками 5 расположена непосредственно прилегающая к ним распределительная тарелка 8 с отверстиями, расположенными между колпачками 5, которая прикреплена к трубной решетке 2, в одну из испарительных труб 3 вставлена дыхательная труба 9, которая, проходя через отверстие в распределительной тарелке 8, соединяет верхнее и нижнее пространство выпарного пленочного аппарата, один или несколько пленкообразователей 4 имеют на уровне нижней части кольца одно или несколько сквозных отверстий, ниже испарительных труб 3 расположен встроенный центробежный сепаратор, состоящий из установленной в корпусе с зазором по периметру перфорированной обоймы 10 с вертикальными прорезями, газоотводящей трубы 11, снабженной витой пластиной 12 в форме геликоида Архимеда, наружный периметр которой плотно прилегает к перфорированной обойме, поверхность геликоида Архимеда имеет уклон в сторону перфорированной обоймы, по периметру витой пластины 12 зафиксирована упругая лента 13 для обеспечения плотного прилегания к перфорированной обойме, в обойме ниже витой пластины 12 в форме геликоида Архимеда отсутствует перфорация, а газоотводящая труба 11 в верхней части снабжена крутогнутым отводом, имеет фланцевый разъем 14, для удобства монтажа и проходит через боковую стенку аппарата.
Устройство работает следующим образом.
В результате стекания парожидкостной смеси по испарительным трубам 3 пленочного выпарного аппарата смесь попадает на витую пластину 12 встроенного центробежного сепаратора. Из-за формы витой пластины - геликоида Архимеда с уклоном в сторону перфорированной обоймы 10 парожидкостная смесь перемещается к перфорированной обойме 10 под действием центробежных сил и сил тяжести, через перфорацию обоймы 10 стекает в зазор между ней и корпусом обоймы 10, что повышает эффективность сепарации парожидкостной смеси. В связи с отсутствием перфорации в обойме 10 ниже геликоида Архимеда исключается повторное подсасывание жидкой фазы в газовый поток, перемещающийся в газоотводящую трубу 11, что также повышает эффективность сепарации. Совмещение конструкции пленочного испарителя и центробежного сепаратора снижает металлоемкость оборудования для разделения нефтешламов и повышает компактность оборудования.