Комбинированный аппарат разделения эмульсий

Полезная модель относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, текстильной, пищевой промышленности и может быть использована для выделения капель воды из нефти или иных жидких углеводородных смесей (например: для разделения водонефтяных эмульсий, поступающих с промысла на установку подготовки нефти), а также на различных промышленных предприятиях.
Аналогом является устройство для очистки жидкости (авторское свидетельство SU №1230998, МПК C02F 1/00, 15.05.1986), состоящее из двух отдельных камер, при этом в одной камере жидкость очищается с помощью пневматической флотации, а в другой камере - с помощью струйной флотации. В обеих камерах имеются патрубки для ввода-вывода воздуха и жидкости, патрубки для отвода пены с загрязнениями.
Основным недостатком устройства является недостаточно высокая эффективность очистки жидкости от тонкодисперсных загрязнений, а также сложность и громоздкость его аппаратного оформления, что вызывает неудобства при монтаже.
Прототипом является устройство для очистки жидкости, содержащее камеру струйной флотации с патрубками ввода и отвода жидкости, отвода пены, подачи атмосферного воздуха, отличающееся тем, что патрубок ввода жидкости и патрубок подачи атмосферного воздуха расположены в верхней части камеры струйной флотации с возможностью инжектирования атмосферного воздуха падающей струей исходной жидкости, а патрубок отвода жидкости расположен в нижней части камеры струйной флотации и соединен с дополнительно введенной камерой тонкослойного отстаивания с патрубками вывода дисперсной фазы и очищенной жидкости, при этом в камере тонкослойного отстаивания установлены вертикальная перфорированная перегородка и горизонтальные плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника, расположенные под углом, причем вертикальная перфорированная перегородка размещена со стороны патрубка отвода жидкости, а камера струйной флотации и камера тонкослойного отстаивания объединены в один корпус (Патент №145904 Россия, МПК C02F 1/00 Устройство для очистки жидкостей / Башаров М.М., Шакирова А.Х., Лаптева Е.А. - №2014118388/05; заявл. 06.05.2014 г., опубл. 27.09.2014).
Основным недостатком известного устройства является то, что в аппарате не предусмотрена секция, включающая насадочный коагулятор, поэтому снижается эффективность улавливания мелких капель, которые не успевают осесть в сепарационном модуле, и снижается эффективность процесса разделения эмульсий.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение указанных недостатков прототипа и аналога.
Техническим результатом является повышение эффективности разделения эмульсий.
Технический результат достигается тем, что комбинированный аппарат разделения эмульсий содержит секцию флотационной очистки, секцию тонкослойного отстаивания, патрубки для ввода жидкости и воздуха, патрубки для отвода пены с загрязнениями в первой секции, патрубки вывода дисперсной фазы, воздуха и очищенной жидкости, подвод пневматической аэрации в секции флотационной очистки, в секции тонкослойного отстаивания плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника расположены под углом (45-60)°, согласно предлагаемой полезной модели дополнительно снабжен секцией с насадочным коагулятором в качестве секции коагуляционной очистки, технологически связанной с секцией флотационной очистки и секцией тонкослойного отстаивания.
Таким образом, технический результат достигается введением секции коагуляции, загруженной хаотично насадками, в которой происходит укрупнение капель эмульсий за счет инерционных и турбулентных механизмов и укрупненные капли выносятся потоком сплошной фазы для осаждения в зону тонкослойного отстаивания.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен предлагаемый комбинированный аппарат разделения эмульсий.
На чертеже цифрами обозначены
1 - секция флотационной очистки,
2 - секция коагуляционной очистки,
3 - секция тонкослойного отстаивания,
4 - патрубок подачи очищаемой жидкости,
5 - патрубок отвода очищаемой жидкости,
6 - перегородка для удержания пены,
7 - патрубок отвода пены,
8 - патрубок подачи воздуха в секцию пневматической флотации,
9 - патрубок вывода дисперсной фазы,
10 - патрубок вывода воздуха,
11 - насадочный слой,
12 - плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника, расположенные под углом (45-60)°.
Комбинированный аппарат разделения эмульсий содержит технологически связанные между собой секцию флотационной очистки 1, секцию коагуляционной очистки 2, секцию тонкослойного отстаивания 3.
Отличием предлагаемого комбинированного аппарата разделения эмульсий является то, что он снабжен секцией коагуляционной очистки с насадочным слоем (укрупнения капель).
Комбинированное устройство разделения эмульсий работает следующим образом.
Аппарат состоит из трех функциональных секций: флотационной очистки 1, коагуляции 2, тонкослойного отстаивания 3.
Секция флотационной очистки 1 служит для первичного разделения эмульсий путем выделения из нее капель, плотность которых приближена к плотности сплошной фазы, посредством барботажной пневматической флотации. Эмульсия подается через патрубок подачи очищаемой жидкости 4 в секцию флотационной очистки 1. Сжатый воздух подается через патрубок подачи воздуха 8 в камеру флотационной очистки, и с пеной мелкая дисперсная фаза удаляется через патрубок отвода пены 7, воздух отводится через патрубок вывода воздуха 10. Для удержания пены в зоне флотации и препятствия ее выхода в зону коагуляции установлена перегородка удержания пены 6. Далее эмульсия перетекает в секцию физической коагуляции 2.
В секции коагуляции 2 осуществляется укрупнение мелких капель эмульсий за счет прохождения потока через насадочный слой 11. В секции коагуляции 2 хаотически располагаются насадочные элементы. Капли осаждаются за счет инерционных и турбулентных механизмов и прилипают к поверхности насадочных элементов и, коалесцируя, укрупняются. Укрупненные капли выносятся потоком сплошной фазы для осаждения в зону тонкослойного отстаивания. Далее эмульсия перетекает в секцию тонкослойного отстаивания 3.
В зоне тонкослойного отстаивания 3 происходит гравитационное осаждение укрупненных в секции коагуляции 2 капель на пластины в ламинарном режиме. В зоне тонкослойного отстаивания 3 расположены наклоненные плоские параллельные пластины тонкослойного отстойника под углом (45-60)°, на которых происходит гравитационное осаждение укрупненных капель из эмульсий. Вывод капель производится через патрубок вывода дисперсной фазы 9, расположенный в верхней части аппарата за счет разности плотностей сплошной и дисперсной фазы. Очищенная жидкость отводится через патрубок отвода очищаемой жидкости 5.
Таким образом, использование предлагаемой полезной модели, по сравнению с прототипом и аналогом, позволит значительно повысить эффективность разделения эмульсий.
Предлагаемая полезная модель позволит обеспечить эффективное разделение эмульсий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, текстильной, пищевой промышленности.