УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

Полезная модель относится к устройствам для очистки промышленных сточных вод от нефти, масел, нефтепродуктов, иных всплывающих веществ и тяжелых фракций.
Известен аппарат для обезвоживания нефти, содержащий горизонтальный корпус с патрубком ввода исходной эмульсии, патрубком вывода нефти и патрубком вывода воды. В корпусе размещен распределитель потока и установлены гидродинамические коагуляторы V-образной формы, выполненные в виде набора усеченных четырехгранных пирамид (авт. свид. СССР №1607864, B01D 17/022, опубл. 1990.11.23).
Исходную эмульсию подают в корпус через патрубок ввода исходной эмульсии. Распределитель потока направляет исходную эмульсию к каждому гидродинамическому коагулятору. Поток исходной эмульсии, поступающий к каждому гидродинамическому коагулятору, делится его ребром на два потока, каждый из которых обтекает одну из граней V-образного коагулятора. При обтекании усеченных четырехгранных пирамид нефть отделяется от воды. Нефть собирается в верхней части корпуса и выводится из корпуса через патрубок вывода нефти. Вода собирается в нижней части корпуса аппарата и выводится из корпуса через патрубок вывода воды.
Недостатком известного аппарата является низкое качество обезвоживания нефти. Кроме того, аппарат имеет большие габаритные размеры.
Известно также устройство для разделения дисперсных смесей, содержащих нефтепродукты. Устройство включает вертикально расположенный цилиндрический корпус с подающим и отводящим патрубками и фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент состоит из двух слоев и размещен в расположенном по оси корпуса внутреннем цилиндре, имеющем щелевую коническую перегородку и размещенную снизу поддерживающую решетку. Первый слой размещен над перегородкой и выполнен из олеофильных волокон, частично заведенных в центральную трубу, по которой поступает дисперсная нефтесодержащая смесь. Второй слой выполнен из гидрофильного материала и заполняет пространство между конической перегородкой и поддерживающей решеткой (патент РФ №2129899, B01D 17/022, опубл. 1999.05.10).
Другое известное устройство для очистки воды, преимущественно от нефтепродуктов, содержит вертикальный цилиндрический корпус с подающим и отводящим патрубками и фильтрующий элемент с олеофильными волокнами (авт. свид. СССР №1130363, B01D 17/02, опубл. 1983).
Недостаток устройств, в которых использован фильтрующий элемент с олеофильными волокнами, состоит в быстром закупоривании пор олеофильных волокон оседающими нефтепродуктами и механическими примесями. В результате чего снижается качество разделения дисперсных смесей, содержащих нефтепродукты, и снижается качество очистки воды от нефтепродуктов.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известный отстойник для разделения нефтеводяных эмульсий, содержащий горизонтальный корпус с патрубком подачи водонефтяной эмульсии, патрубком отвода нефтепродуктов, патрубком отвода тяжелой фракции и патрубком отвода осветленной жидкости. В корпусе на направляющих установлены разделяющие элементы, выполненные из пористой гидрофобной пленки, натянутой между натяжными стержнями, укрепленными в шахматном порядке перпендикулярно направлению движения потока эмульсии. Разделяющие элементы установлены в корпусе с зазорами между соседними разделяющими элементами таким образом, что образуют непрерывную в продольном направлении синусоиду. Натяжные стержни укреплены в обойме, состоящей из двух кольцевых пластин, соединенных между собой горизонтальными стержнями. Рабочие поверхности разделяющих элементов наклонены под углом не менее 45° для облегчения перемещения нефтепродуктов и тяжелой фракции, выделенных из нефтеводяной эмульсии. При контактировании с пористой гидрофобной пленкой нефтяная часть эмульсии прилипает к разделяющим элементам и укрупняется на них. Прилипшая к гидрофобной пленке нефтяная часть эмульсии периодически отрывается от нее, восходящей пленкой всплывает и отводится из корпуса через патрубок отвода нефтепродуктов. Оседающие фракции сползают по разделяющим элементам на дно корпуса и выводятся из корпуса через патрубок отвода тяжелой фракции. Осветленная вода отводится из корпуса через патрубок отвода осветленной жидкости. Выделяемые из нефтеводяной эмульсии, нефтяная часть и оседающие фракции перемещаются по разделяющим элементам в разных направлениях и не перемешиваются. Вследствие чего, повышается эффективность разделения нефтеводяных эмульсий (авт. свид. СССР №1733038, B01D 17/02, опубл. 1992.05.15).
Однако, известный отстойник для разделения нефтеводяных эмульсий конструктивно сложный и сложный в изготовлении, поскольку выполнен из большого количества деталей и содержит разделяющие элементы разной ширины. Кроме того, отстойник неудобен в эксплуатации вследствие сложности достижения параллельного расположения синусоидальных разделяющих элементов без образования выпучиваний и волн на натягиваемой гидрофобной пленке. В процессе эксплуатации требуется периодически подтягивать провисающие гидрофобные пленки.
Задача предлагаемой полезной модели состоит в том, чтобы создать конструктивно простое и одновременно удобное в эксплуатации устройство для разделения водонефтяных эмульсий.
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, состоит в конструктивном упрощении устройства для разделения водонефтяных эмульсий при одновременном повышении удобства его эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для разделения водонефтяных эмульсий содержит корпус с патрубком подачи водонефтяной эмульсии, патрубком отвода нефтепродуктов, патрубком отвода тяжелых фракций и патрубком отвода осветленной жидкости, разделяющие элементы, установленные в корпусе с зазором между соседними разделяющими элементами для пропускания водонефтяной эмульсии. Разделяющие элементы выполнены из олеофобного материала в виде профилированных листов. На разделяющем элементе отформованы местные выступы и местные впадины. В вершине местного выступа выполнено верхнее пропускное отверстие для прохода всплывающих фракций к патрубку отвода нефтепродуктов. В донной части местной впадины выполнено нижнее пропускное отверстие для прохода оседающих фракций к патрубку отвода тяжелых фракций.
На разделяющем элементе могут быть отформованы упоры высотой равной зазору между соседними разделяющими элементами.
Выполнением разделяющих элементов из олеофобного материала, характеризуемого низким взаимодействием с маслами, нефтепродуктами и иными липкими веществами, обеспечена возможность свободного прохода всплывающих фракций к патрубку отвода нефтепродуктов без налипания на разделяющие элементы. Капли и более мелкие частицы таких веществ, содержащиеся в эмульсии, не прилипают к олеофобному материалу и не растекаются по его поверхности. В результате чего облегчается эксплуатация устройства, поскольку не требуется очищать разделяющие элементы от налипающих на них масел и нефтепродуктов или такая очистка значительно облегчается.
В качестве олеофобного материала для изготовления разделяющих элементов может быть использован, например полистирол.
Предлагаемое устройство для разделения водонефтяных эмульсий обладает конструктивной простотой и технологически простое в изготовлении. Разделяющие элементы в таком устройстве могут быть конструктивно одинаковыми. Их можно изготовить наиболее простым способом, например штамповкой. В процессе изготовления устройства такие элементы могут быть уложены в корпус простым наложением один на другой в стопу. При этом зазор между соседними разделяющими элементами может образовываться автоматически за счет упоров, высотой равной зазору между соседними разделяющими элементами. Упоры могут быть отформованы на каждом разделяющем элементе штамповкой в процессе профилирования разделяющего элемента и формования на нем местных выступов и местных впадин.
Полезная модель иллюстрируется чертежами.
Фиг.1 - вид спереди в разрезе на устройство для разделения водонефтяных эмульсий.
Фиг.2 - вид слева на устройство для разделения водонефтяных эмульсий.
Фиг.3 - вид справа на устройство для разделения водонефтяных эмульсий.
Фиг.4 - вид сверху на устройство для разделения водонефтяных эмульсий.
Фиг.5 - вид сверху в укрупненном масштабе на разделяющий элемент, уложенный в корпусе.
Фиг.6 - вид сбоку в укрупненном масштабе на разделяющий элемент в разрезе по отформованным на нем местным выступам.
Фиг.7 - вид сбоку в укрупненном масштабе на разделяющий элемент в разрезе по отформованным на нем местным впадинам и упорам.
Устройство для разделения водонефтяных эмульсий содержит корпус 1 с патрубком 2 подачи водонефтяной эмульсии, патрубком 3 отвода нефтепродуктов, патрубком 4 отвода тяжелых фракций и патрубком 5 отвода осветленной жидкости. Патрубок 2 подачи водонефтяной эмульсии расположен в передней части корпуса 1. Патрубок 3 отвода нефтепродуктов расположен в верхней части корпуса 1. Патрубок 4 отвода тяжелых фракций расположен в нижней части корпуса 1. Патрубок 5 отвода осветленной жидкости расположен в задней части корпуса 1. В корпусе 1 установлены разделяющие элементы 6 с зазорами 7 друг относительно друга для пропускания водонефтяной эмульсии. Разделяющие элементы 6 выполнены из олеофобного материала или материала с олеофобным покрытием в виде профилированных конструктивно одинаковых листов. На каждом разделяющем элементе 6 отформованы местные выступы 8, местные впадины 9 и упоры 10. В вершине местного выступа 8 образовано верхнее пропускное отверстие 11 для прохода всплывающих фракций к патрубку 3 отвода нефтепродуктов. В донной части местной впадины 9 образовано нижнее пропускное отверстие 12 для прохода оседающих фракций к патрубку 4 отвода тяжелых фракций. Высота упоров 10, отформованных на разделяющем элементе 6, равна зазору 7 между соседними разделяющими элементами 6, установленными в корпусе 1.
Работает устройство для разделения водонефтяных эмульсий следующим образом.
Разделяющие элементы 6 устанавливают в корпусе 1 параллельно друг другу стопой, укладывая каждый следующий разделяющий элемент 6 на упоры 10 ранее уложенного разделяющего элемента 6. При этом между укладываемым и ранее уложенным разделяющими элементами 6 образуется зазор 7 для прохода водонефтяной эмульсии. Верхние пропускные отверстия 11 укладываемого разделяющего элемента 6 располагаются над соответствующими верхними пропускными отверстиями 11 ранее уложенного разделяющего элемента 6. Нижние пропускные отверстия 12 укладываемого разделяющего элемента 6 располагаются над соответствующими нижними пропускными отверстиями 12 ранее уложенного разделяющего элемента 6. Водонефтяную эмульсию, подлежащую разделению, подают в корпус 1 по патрубку 2 подачи водонефтяной эмульсии и пропускают через зазоры 7 между разделяющими элементами 6. В зазоре 7 водонефтяная эмульсия обтекает местные выступы 8 и местные впадины 9, меняя направление своего движения в соответствии с изгибами зазора 7. Частицы нефти, масел, нефтепродуктов и иные всплывающие вещества проходят через верхние пропускные отверстия 11 к патрубку 3 отвода нефтепродуктов и не прилипают к разделяющим элементам 6 вследствие не смачивания ими олеофобного материала. Оседающие фракции проходят через нижние пропускные отверстия 12 к патрубку 4 отвода тяжелых фракций. Осветленная жидкость, после отделения от водонефтяной эмульсии всплывающих и оседающих фракций, выводится из корпуса 1 через патрубок 5 отвода осветленной жидкости.