ФИЛЬТР СЕТЧАТЫЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ ОТ ТВЕРДОГО ОСТАТКА НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ И МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ
MESH FILTER FOR CLEANING OF VISCOUS OIL PRODUCTS FROM SOLID RESIDUE OF OIL FRACTIONS AND MECHANICAL IMPURITIES

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может найти применение для очистки вязких нефтепродуктов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей.
Известно устройство для очистки жидкости, которое содержит корпус с крышкой, установленной в нижней части корпуса, гидроциклон, центральную трубу с отверстиями для прохода воды, расположенный коаксиально снаружи верхней части этой трубы цилиндрический заглушенный сверху фильтрующий элемент, установленную в средней части корпуса кольцевую плоскую разделительную перегородку, имеющую коническую выемку и сквозные отверстия вокруг центральной трубы, при этом суммарная площадь отверстий в разделительной перегородке выполнена составляющей менее одной четверти площади поперечного сечения центральной трубы (Патент РФ №2061525, опубл. 10.06.1996).
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является устройство для очистки жидкостей, содержащее вертикальный цилиндрический корпус с эллиптическим днищем, снабженный штуцерами для входа суспензии, выхода фильтрата и осадка, подачи пара (газа), с размещенным в корпусе цилиндрическим фильтрующим элементом из металлической сетки в форме рукава, верхние и нижние концы которого закреплены хомутами к перфорированному цилиндру, снабженным поворотным механизмом. Перфорированный цилиндр состоит из двух частей, сопрягающихся по внешней и внутренней поверхности с зазором для поступательного и вращательного движения нижнего стакана относительно верхнего. Нижний стакан снабжен коническим днищем с центральным отверстием, в которое помещен с зазором, необходимым для поступательного и вращательного движений конического днища относительно патрубка, патрубок для вывода фильтрата. Нижний стакан перфорированного цилиндра снабжен поворотным механизмом, состоящим из вала, соединенного шлицевым соединением с втулкой, закрепленной к коническому днищу нижнего стакана, и привода (Патент РФ №2486941, опубл. 10.07.2013 - прототип).
Недостатком известных технических решений является недостаточная очистка вязких нефтепродуктов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей.
В предложенном изобретении решается задача повышения степени очистки вязких нефтепродуктов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей.
Задача решается тем, что в фильтре сетчатом для очистки вязких нефтепродуктов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей, включающем вертикальный цилиндрический корпус с эллиптическим днищем и крышкой, снабженный штуцерами, с размещенным в корпусе цилиндрическим фильтрующим элементом из металлической сетки, согласно изобретению в корпусе ниже крышки и выше эллиптического днища установлены кольца, на внутренних диаметрах которых закреплен цилиндрический фильтрующий элемент, пространство между цилиндрическим фильтрующим элементом, корпусом и кольцами образует приемную камеру, штуцер для входа вязких нефтепродуктов размещен в корпусе в верхней части приемной камеры, штуцер для выхода вязких нефтепродуктов размещен в корпусе ниже приемной камеры, в корпусе в нижней части приемной камеры размещен штуцер выхода конденсата, в эллиптическом днище размещен штуцер для опорожнения корпуса, по центру эллиптического днища размещен штуцер для подачи пара, соединенный с перфорированной трубой, проходящей по оси корпуса от днища до крышки, в крышке размещен штуцер-воздушник, при этом отношение диаметра цилиндрического фильтрующего элемента к диаметру корпуса составляет 0,6, отношение внутреннего объема цилиндрического фильтрующего элемента и объема приемной камеры составляет 0,3, отношение объема цилиндрического фильтрующего элемента и объема корпуса под цилиндрическим фильтрующим элементом составляет 0,64.
Сущность изобретения
Очистка вязких нефтепродуктов, например вязкого и сверхвязкого мазута, от твердых остатков нефтяных фракций и механических примесей представляет трудную техническую задачу, вызванную большой вязкостью очищаемой среды. Применяемые в известных устройствах воздействия, снижающие вязкость, например подогрев паром, малоэффективны, связаны с большим расходом пара, что существенно удорожает очистку. Применение в известных фильтрах движущихся, вращающихся деталей приводит к ускоренному износу фильтрующих сеток, а иногда даже к их разрыву, который проследить весьма трудно. Все это снижает эффективность очистки вязких нефтепродуктов. В предложенном изобретении решается задача повышения степени очистки вязких нефтепродуктов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей. Задача решается фильтром сетчатым для очистки вязких нефтепродуктов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей, представленным на фиг. 1.
На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 - вертикальный цилиндрический корпус, 2 - эллиптическое днище, 3 - крышка, 4 - верхнее кольцо, 5 - нижнее кольцо, 6 - цилиндрический фильтрующий элемент, 7 - опора-стойка, 8 - приемная камера - пространство между цилиндрическим фильтрующим элементом, корпусом и кольцами, 9 - штуцер для входа вязких нефтепродуктов, 10 - штуцер для выхода вязких нефтепродуктов, 11 - штуцер выхода конденсата, 12 - штуцер для опорожнения корпуса, 13 - штуцер для подачи пара, 14 - перфорированная труба, 15 - штуцер-воздушник.
d - диаметр цилиндрического фильтрующего элемента, D - диаметр корпуса, v - внутренний объем цилиндрического фильтрующего элемента, V - объем приемной камеры, w - объем пространства под цилиндрическим фильтрующим элементом, W - объем корпуса.
Фильтр сетчатый для очистки вязких нефтепродуктов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей работает следующим образом.
Очищаемый вязкий нефтепродукт поступает через штуцер для входа вязких нефтепродуктов 9 в приемную камеру 8 - пространство между цилиндрическим фильтрующим элементом 6, корпусом 1 и кольцами 4 и 5, распределяется в приемной камере 8 и постепенно заполняет всю приемную камеру 8. Отношение диаметра цилиндрического фильтрующего элемента 6 к диаметру корпуса 1, составляющее 0,6, обеспечивает плавное и полное заполнение приемной камеры 8 и полный контакт очищаемого вязкого нефтепродукта с наружной поверхностью цилиндрического фильтрующего элемента 6. Под давлением порядка 1 МПа происходит равномерное прохождение очищаемого вязкого нефтепродукта через цилиндрический фильтрующий элемент 6. Размер ячеек цилиндрического фильтрующего элемента 6 порядка 3,5×3,5 мм обеспечивает перепад давления на цилиндрическом фильтрующем элементе 6 порядка 0,01 МПа. Отношение внутреннего объема цилиндрического фильтрующего элемента 6 и объема приемной камеры 8, составляющее 0,3, обеспечивает сопротивление течению очищенного вязкого нефтепродукта, достаточное для поддержания уровня вязкого нефтепродукта в приемной камере 8 на максимальном уровне, и фильтрацию вязкого нефтепродукта по всей площади цилиндрического фильтрующего элемента 6.
Из цилиндрического фильтрующего элемента 6 очищенный вязкий нефтепродукт поступает в нижнюю часть корпуса 1. Для предотвращения образования застойных зон в нижней части корпуса 1 отношение объема цилиндрического фильтрующего элемента 6 и объема корпуса 1 под цилиндрическим фильтрующим элементом 6 выполнено равным 0,64. Очищенный вязкий нефтепродукт выходит из корпуса 1 через штуцер выхода вязких нефтепродуктов 10.
Все твердые остатки нефтяных фракций и механические примеси оседают на наружной поверхности цилиндрического фильтрующего элемента 6.
Газовые и воздушные включения вязкого нефтепродукта, попадая в корпус 1 в процессе эксплуатации, удаляются через штуцер-воздушник 15, водяные включения - удаляются через штуцер выхода конденсата 11.
Чистка цилиндрического фильтрующего элемента 6 от накопившихся твердых остатков нефтяных фракций и механических примесей производится периодически при помощи пара, подаваемого в корпус 1 через штуцер для подачи пара 13 по перфорированной трубе на внутреннюю поверхность цилиндрического фильтрующего элемента 6.
Задержанные цилиндрическим фильтрующим элементом 6 фракции стекают и удаляются через штуцер выхода конденсата 11 и штуцер для опорожнения корпуса 12.
Замена цилиндрического фильтрующего элемента 6 производится через крышку 3.
Для монтажа фильтра на месте эксплуатации используются три опоры-стойки 7, представляющие собой уголковую стойку, приваренную торцом к листовой пластине с отверстиями, которые приварены с наружной стороны корпуса через накладки..
В качестве примера приводим данные одного из фильтров согласно заявленному  устройству.
Внутренний диаметр корпуса - 800 мм.
Наружный диаметр фильтрующего элемента - 484 мм.
Отношение диаметра корпуса к диаметру фильтрующего элемента - 1,65.
2
Площадь поперечного сечения корпуса - 0,5 м.
2
Площадь поперечного сечения фильтрующего элемента - 0,18 м.
Высота корпуса - 1835 мм.
Высота фильтрующего элемента - 1218 мм.
3
Внутренний объем корпуса - 0,95 м.
3
Внутренний объем фильтрующего элемента - 0,22 м.
Диаметры штуцеров входа/выхода среды - 253 мм.
Масса корпуса - 570,26 кг.
Масса среды, заполняющей объем корпуса - 931 кг.
Масса среды, заполняющей объем фильтрующего элемента - 215,6 кг.
Тип сетки фильтрующего элемента - сетка 1-3,5-1,0-12X18H10T.
Размер ячейки сетки фильтрующего элемента - 3,5×3,5 мм.
Диаметр проволоки сетки - 1 мм.
2
Площадь сетки фильтрующего элемента - 1,7 м.
В результате применения предложенного фильтра удается полностью очищать вязкие нефтепродукты.
Применение предложенного фильтра позволит решить задачу повышения степени очистки вязких нефтепродуктов от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей.