НЕФТЕОТДЕЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области очистки нефтесодержащих сточных и иных вод и может быть использована в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности, где необходимо осуществлять очистку вод от попавших или содержащихся в них нефтепродуктов.
Известен нефтеотделитель для очистки нефтесодержащих вод [Описание полезной модели к патенту РФ № 112185 от 19.05.2011, МПК С02F 1/40, опубл. 10.01.2012, Бюл. № 1], содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с эллиптическими днищами, установленный на две седловые опоры, одна из которых является подвижной, вторая - неподвижная, вдоль цилиндрической части корпуса установлены коалесцирующие гидрофобные насадки, расположенные вдоль продольной оси корпуса по обе стороны от центра, образующие две камеры, стенками которых являются сами насадки, стенка корпуса и четыре сегмента, приваренных к корпусу, внутри каждой из камер размещено по два продольных перфорированных коллектора для ввода продукта, в продольной оси нефтеотделителя расположены два перфорированных коллектора для вывода чистой воды, в нижней части корпуса размещён трубопровод гидроразмыва осадка с равномерно расположенными под углом соплами, через которые под давлением выходит вода и происходит размывание донного осадка, ввод оборотной воды для гидроразмыва происходит через штуцера, размещенные на одном из эллиптических днищ, в нижней части корпуса размещён трубопровод вывода пульпы, сверху цилиндрической части корпуса расположена камера для сбора нефти, в которой имеются штуцера для вывода нефти, датчика раздела фаз нефть-вода и воздушник, на цилиндрической части корпуса и днищах расположены технологические штуцера и люки-лазы, а также штуцера и муфты для установки приборов контролирующей аппаратуры.
Недостатком данного устройства является отсутствие размыва и удаления донного осадка в обеих камерах ввода продукта, что приводит к ненормируемому оседанию большой части твёрдых отложений, уменьшающих рабочую площадь коалесцирующих насадок, требующих периодической остановки аппарата для проведения достаточно трудоёмких и сложных профилактических и ремонтных работ по их удалению. При этом существует возможность гидроразмыва донного осадка в центральной камере и его удаления в форме пульпы, что практически не влияет на работоспособность нефтеотделителя.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявленной полезной модели является специализированный нефтеотделитель, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с эллиптическими днищами, установленный на седловые опоры, одна из которых является неподвижной, вторая подвижная, внутри корпуса вдоль цилиндрической части установлены коалесцирующие насадки по обе стороны от центра, образующие две равнозначные боковые камеры, стенками которых являются сами насадки, стенка корпуса и четыре сегмента на торцах, приваренных к корпусу, внутри боковых камер размещено по коллектору ввода продукта, в нижней части этих камер размещён трубопровод гидроразмыва, через отверстия в которых под давлением подается вода и происходит размыв донного осадка, и коллектор вывода пульпы и шлама в период гидроразмыва, в центральной камере размещен коллектор вывода чистой воды, а в нижней части размещён трубопровод гидроразмыва донного осадка и коллектор вывода пульпы и шлама, в центральной камере по обе стороны от центра на каждой стенке, состоящей из насадок, имеются, по меньшей мере, по одной легкосъемной панели для доступа в боковые камеры, в верху цилиндрической части расположена камера для сбора нефтепродуктов, в которой имеются штуцеры для откачки нефтепродуктов, датчик уровня раздела фаз и воздушник, на цилиндрической части корпуса и днищах расположены технологические штуцера и люки-лазы, а также штуцера и муфты для установки приборов контролирующей аппаратуры [Описание полезной модели к патенту РФ № 201534 от 04.09.2020, МПК С02F 1/40, опубл. 21.12.2020, Бюл. № 36]. Настоящее устройство отличается высокой надежностью работы, высокими показателями очистки нефтесодержащей сточной воды, при этом его конструкция позволяет размывать донный осадок как в боковых камерах, где происходит ввод продукта, так и в центральной камере без остановки аппарата.
Тем не менее, конструкция нефтеотделителя является достаточно сложной, т.к. наличие трёх самостоятельных зон гидроразмыва требует достаточно сложной внешней обвязки горизонтального цилиндрического корпуса системой трубопроводов. Кроме этого, не только малые нефтяные капли, но и большие проходят через коалесцирующие насадки для их укрупнения и дальнейшего вывода нефти из верхней части известного устройства, что обоснованно уменьшает его производительность.
Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель и достигаемый технический результат, заключаются в упрощении конструкции нефтеотделителя при увеличении его производительности и сохранении повышенного времени пробега для осуществления профилактических или ремонтных работ и уменьшенным временем на их проведение.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в известном нефтеотделителе, содержащем горизонтальный цилиндрический корпус с эллиптическими днищами, установленный на седловые опоры, одна из которых является неподвижной, вторая подвижная, с коллекторами ввода продукта, вывода чистой воды, гидроразмыва донного осадка и вывода пульпы, внутри корпуса, вдоль его продольной оси установлены коалесцирующие гидрофобные насадки, расположенные по обе стороны от её центра и образующие две боковые камеры, стенками которых являются сами насадки, стенка корпуса и четыре сегмента, приваренные к корпусу, на стенках центральной камеры по обе стороны ее центра размещены легкосъемные панели, а в её нижней части размещены коллектор гидроразмыва донного осадка, через который под давлением подается вода и происходит его размыв, и коллектор вывода пульпы, при этом вверху цилиндрической части корпуса расположена камера для сбора нефти, в которой имеются штуцеры для вывода нефти, датчика раздела фаз нефть-вода и воздушник, на цилиндрической части корпуса и днищах расположены технологические штуцеры и люки-лазы, а также штуцеры и муфты для установки приборов контролирующей аппаратуры, причём коллектор ввода продукта размещён в центральной камере цилиндрического корпуса, а коллекторы вывода чистой воды размещены в боковых камерах.
Кроме этого, по меньшей мере один коллектор вывода чистой воды связан с коллектором гидроразмыва донного осадка.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 показан вид нефтеотделителя в разрезе сбоку;
- на фиг. 2 - вид нефтеотделителя в разрезе сверху;
- на фиг. 3 показано сечение А-А фиг. 1 - технологическое оснащение центральной и боковых камер горизонтального цилиндрического корпуса нефтеотделителя.
Нефтеотделитель содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 с эллиптическими днищами 2, установленный на седловые опоры 3 и 4, одна из которых является неподвижной, вторая подвижная, с коллекторами ввода продукта - 5, вывода чистой воды - 6, гидроразмыва донного осадка - 7 и вывода пульпы - 8, внутри корпуса 1, вдоль его продольной оси установлены коалесцирующие гидрофобные насадки 9, расположенные по обе стороны от центра и образующие две боковые камеры 10 и 11, стенками которых являются сами насадки 9, стенка корпуса 1 и четыре сегмента 12, приваренные к корпусу 1. Между боковыми камерами 10 и 11 расположена центральная камера 13, стенками которой являются те же коалесцирующие гидрофобные насадки 9, четыре сегмента 12 и эллиптические днища 2. На стенках центральной камеры 13 по обе стороны от ее центра размещены легкосъемные панели (условно не показаны) для доступа внутрь боковых камер 10 и 11 при проведении монтажных, профилактических или ремонтных работ, а в её нижней части размещены коллектор 7 гидроразмыва донного осадка, через который под давлением подается вода и происходит размыв осадка, и коллектор 8 вывода пульпы, при этом вверху цилиндрической части корпуса 1 расположена камера 14 для сбора нефти, в которой имеются типовые штуцеры для откачки нефти, датчик уровня раздела фаз и воздушник для сообщения внутренней полости корпуса 1 с атмосферой. На цилиндрической части корпуса 1 и днищах 2 расположены типовые технологические штуцеры и люки-лазы, а также штуцеры и муфты для установки приборов контролирующей аппаратуры, при этом коллектор 5 ввода продукта размещён в центральной камере 13 цилиндрического корпуса 1, а коллекторы 6 вывода чистой воды размещены в боковых камерах 10 и 11.
Кроме этого, один из коллекторов 6 вывода чистой воды или оба коллектора 6 могут быть связаны с коллектором 7 гидроразмыва донного осадка, в том числе, например, через напорный насос (условно не показан).
Проанализируем существенные признаки полезной модели.
Размещение коллектора 5 ввода продукта в центральной камере 13 цилиндрического корпуса 1, а коллекторов 6 вывода чистой воды в боковых камерах 10 и 11 существенно упрощает конструкцию нефтеотделителя при сохранении и даже улучшении его рабочих характеристик, например, увеличивается производительность устройства за счёт того, что более крупные капли нефти всплывают без дополнительного укрупнения в боковых насадках, а это выгодно отличает настоящий аппарат по сравнению с ближайшим аналогом.
Кроме этого упростилась и оптимизировалась конструкция внешней обвязки горизонтального цилиндрического корпуса 1 трубопроводами. Место, которое требуется периодически и физически посещать в нефтеотделителе, а этим местом является центральная камера 13, является самым удобным и доступным в устройстве. При этом, может оказаться, что боковые камеры 10 и 11 за всё время эксплуатации нефтеотделителя потребуется посещать только при монтаже коалесцирующих насадок 9 и, в очень редких случаях, при проведении с ними профилактических или ремонтных работ, которые и будут определять, как показала практика, увеличенное время пробега устройства. Следует отметить, что в случае проведения профилактических или ремонтных работ на нефтеотделителе, время на их проведение существенно уменьшается.
Упрощение конструкции нефтеотделителя также повысило надёжность его работы, поскольку сократилось число мест, требующих контроля их функционирования и периодического обслуживания.
Вода на гидроразмыв донного осадка может поступать в коллектор 7, например, из внешнего специализированного источника, но более предпочтительно брать её из коллекторов 6.
Нефтеотделитель работает следующим образом.
Загрязненная вода с содержанием нефтепродуктов не более 100 мг/л, поступает в центральную камеру 13 и равномерно распределяется по объему аппарата через коллектор 5.
Внутри нефтеотделителя потоки жидкости движутся от распределительного коллектора 5 к боковым камерам 10 и 11 через коалесцирующие насадки 9. Средняя скорость при этом не должна превышать 1,5 мм/с.
При прохождении слоя коалесцирующих насадок 9, основная часть нефтепродуктов осаждается на них и вследствие разности плотностей всплывает вверх по ним и образует слой нефтепродукта в верхней части аппарата, который собирается в камере 14 сбора нефти. К этой части нефтепродуктов присоединяются нефтепродукты, поднимающиеся из центральной камеры 13 и не достигающие коалесцирующих насадок 9. Из камеры 14 нефть выводится по мере накопления в технологические емкости (условно не показаны).
Взвешенные вещества, содержащиеся во входной загрязнённой воде, осаждаются в нижней части центральной камеры 13, при этом чистая вода выводится из боковых камер 10 и 11 через коллекторы 6.
Для смыва донного осадка в коллектор 7 гидроразмыва периодически под давлением подаётся вода для размыва донного осадка. Размытый донный осадок выводится наружу через коллектор 8.
Таким образом, практически все взвешенные частицы, содержащиеся в сточной воде, осаждаются в единственном месте нефтеотделителя - в нижней части её центральной камеры 13 и в дальнейшем после гидроразмыва при помощи коллектора 7 удаляются через коллектор 8, а в камеры 10 и 11 после отделения нефтепродуктов на коалесцирующих насадках 9 попадает чистая вода, которая, в частности, используется для периодического гидроразмыва донного осадка, при этом в боковых камерах 10 и 11 шлам не образуется.
Настоящее техническое решение нефтеотделителя может быть реализовано, как на самостоятельном, вновь строящемся устройстве, так и в результате доработки, например, по результатам планового ремонта, существующих нефтеотделителей, выполненных согласно полезным моделям по вышеупомянутым патентам РФ № 112185, № 201534 или им подобных технических решениях.
В результате решения поставленной задачи был создан очередной надёжный в работе и конструктивно простой нефтеотделитель с повышенной производительностью и увеличенным временем пробега для осуществления профилактических или ремонтных работ и сокращённым временем на их проведение.