RU2065762C1

RU2065762C1 - Apparatus for separating emulsions

Info

Publication number: RU2065762C1
Application number: RU95108576A
Authority: RU
Inventors: А.М. Зобов; Л.И. Шпилевская
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью - Предприятие "ГКЛ"
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 1996-08-27
Also published as: RU95108576A

Abstract

FIELD: petrochemical industry and petroleum processing. SUBSTANCE: in order to enhance efficiency of separation of emulsions and increase dehydration degree, and also to simplify design of apparatuses operating under high loadings, coalescence arrangement is made as a battery of sections composed of hydrophobic and liophylic honeycomb nickel plates arranged in layers according to increase in density of pores and cells in material in the direction of flow and at an angle to horizontal axis of apparatus not below than angle of liquid draining. EFFECT: improved and simplified design of apparatus. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения эмульсий несмешивающихся жидкостей в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности. The invention relates to devices for separating emulsions of immiscible liquids in the refining, petrochemical, gas processing and other industries.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для коалесценции эмульсии, содержащее цилиндрическую трубу и расположенные в ней продольно обтекаемые потоком коалесцирующие нити из полимерных синтетических гидрофильных или лиофильных материалов (см. источник). The closest in technical essence and the achieved result is an emulsion coalescence device containing a cylindrical tube and coalescing threads made of polymer synthetic hydrophilic or lyophilic materials longitudinally streamlined in it (see source).

Недостатком такого устройства является относительно невысокая степень разделения на единицу объема аппарата, о чем свидетельствует многоступенчатость (многосекционность) конструкции. Уровень турбулизации движения потока жидкости при движении эмульсии вдоль параллельных нитей невысок, что снижает степень коалесценции тонкодисперсных частиц и глубину обезвоживания. Увеличение производительности усложняет конструкцию, приводит к росту габаритов аппарата и установки в целом. The disadvantage of this device is the relatively low degree of separation per unit volume of the apparatus, as evidenced by the multi-stage (multi-sectional) design. The level of turbulization of fluid flow during emulsion movement along parallel filaments is low, which reduces the degree of coalescence of fine particles and the depth of dehydration. The increase in productivity complicates the design, leads to an increase in the dimensions of the apparatus and the installation as a whole.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения эмульсий и глубины обезвоживания светлых нефтепродуктов, упрощение конструкции устройства для работы аппаратов при высоких нагрузках. The aim of the invention is to increase the efficiency of separation of emulsions and the depth of dehydration of light petroleum products, simplifying the design of the device for operation of devices at high loads.

Это достигается тем, что аппарат для разделения эмульсии включает корпус, в котором размещено коалесцирующее устройство в виде пакета, выполненного из секций, набранных из пластин гидрофобного и леофильного пористо-ячеистого никеля, уложенного слоями в порядке возрастания плотности пор и ячей материала по направлению потока под углом к горизонтальной оси аппарата не ниже угла оттекания жидкости. This is achieved by the fact that the apparatus for separating the emulsion includes a housing in which a coalescing device is placed in the form of a bag made of sections assembled from plates of hydrophobic and leophilic porous-cellular nickel layered in layers in order of increasing pore density and material cells in the direction of flow under angle to the horizontal axis of the apparatus not lower than the angle of fluid outflow.

На фиг. 1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - коалесцирующее устройство, продольный разрез. In FIG. 1 shows a device, a longitudinal section; in FIG. 2 - coalescing device, longitudinal section.

Предлагаемый аппарат содержит корпус 1 с патрубками ввода эмульсии 2, вывода обезвоженного продукта 3 и вывода водной фазы 4, глухую перегородку 5, коалесцирующий пакет 6 и устройство 7 для автоматизированного отвода водной (тяжелой) фазы (типа "фаза 70"). The proposed apparatus contains a housing 1 with nozzles for the input of the emulsion 2, the output of the dehydrated product 3 and the output of the aqueous phase 4, a blank partition 5, a coalescing bag 6 and a device 7 for the automated removal of the aqueous (heavy) phase (type "phase 70").

Коалесцирующий пакет содержит секции 8 параллелльных наклонно установленных слоев пластин коалесцирующего материала, в качестве которого используется пористо-ячеисный никель, благодаря чему продлевается срок их службы в связи с высокой антикоррозионной стойкостью данного материала в рабочей среде. При необходимости регенерации устройство легко промывается, продувается воздухом, пропаривается. The coalescing package contains sections of 8 parallel inclined layers of plates of coalescing material, which is used as porous-cell nickel, thereby extending their service life due to the high corrosion resistance of this material in the working medium. If regeneration is necessary, the device is easily washed, blown with air, and steamed.

Выбор материала пористо-ячеистого никеля, как наиболее эффективного, обусловлен лиофильными и гидрофобными свойствами, а также оптимальной структурой поверхности пористо-ячеистого тела, сформированными в процессе производства материала. Многочисленные перегородки, пересекаясь в различных направлениях, образуют высокую плотность ячей и открытых пор различной конфигурации, что усиливает эффект деформации и разрушения стабилизирующих оболочек дисперсной фазы и коалесценции капель. The choice of porous-cellular nickel material as the most effective is determined by lyophilic and hydrophobic properties, as well as by the optimal surface structure of the porous-cellular body formed during the production of the material. Numerous partitions, intersecting in different directions, form a high density of cells and open pores of various configurations, which enhances the effect of deformation and destruction of the stabilizing shells of the dispersed phase and coalescence of drops.

Пористо-ячеистые пластины, установленные в одной плоскости по форме рабочего сечения аппарата, представляют собой слой, а несколько слоев, установленных параллельно друг другу под углом к горизонтальной оси аппарата не ниже угла оттекания жидкости, представляют секцию 8. Porous-cellular plates installed in one plane according to the shape of the working section of the apparatus, represent a layer, and several layers installed parallel to each other at an angle to the horizontal axis of the apparatus not lower than the angle of fluid outflow, represent section 8.

Каждая секция формируется из слоев пористо-ячеистого материала одной характеристики по плотности пор и ячей его структуры без промежутков между слоями. Each section is formed from layers of porous-cellular material of the same characteristic by the density of pores and cells of its structure without gaps between the layers.

Количество слоев в секциях и секций в коалесцирующем устройстве может быть любым и зависит от характера и интенсивности эмульгированного потока, от степени дисперсности и прочности стабилизирующих оболочек, а также от требуемой степени разделения эмульсии. The number of layers in sections and sections in a coalescing device can be any and depends on the nature and intensity of the emulsified flow, on the degree of dispersion and strength of the stabilizing shells, and also on the required degree of separation of the emulsion.

Установка секций в пакете производится в порядке нарастания плотности пор и ячей с уменьшением их размера в направлении движения потока. Так, первые секции из материала с наибольшим размером ячей и пор, средние с промежуточным, а последние с наименьшим, какой можно применить в конкретной рабочей среде. Пакет формируется плотно без промежутков между секциями. The sections in the bag are installed in the order of increasing density of pores and cells with decreasing size in the direction of flow. So, the first sections of the material with the largest mesh and pore sizes, medium with the intermediate, and the last with the smallest, which can be used in a particular working environment. The package is formed tightly without gaps between the sections.

При небольшой толщине пакета, который будет легким и компактным, можно все слои, уложенные секционно, ограничить лишь с двух сторон опорными металлическими решетками. С увеличением толщины пакета для удобства монтажа можно опорными решетками ограничивать каждую секцию и затем уже набирать их в пакет. Составленное таким образом коалесцирующее устройство монтируется в аппарат, опираясь на глухую перегородку 5, перекрывая свободное сечение аппарата. Высота глухой перегородки должна превышать уровень границы раздела фаз, тем самым обеспечивается устойчивая работа коалесцирующего устройства в любых режимах по нагрузкам и обводненности потока. With a small thickness of the package, which will be light and compact, it is possible to limit all layers laid in sections, only on both sides with support metal grids. With an increase in the thickness of the bag for ease of installation, it is possible to limit each section with support grids and then to collect them into the bag. The coalescing device thus formed is mounted in the apparatus, resting on a blank partition 5, blocking the free section of the apparatus. The height of the blind partition should exceed the level of the phase boundary, thereby ensuring the stable operation of the coalescing device in all modes of loads and water cut of the stream.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

Эмульгированная обводненная углеводородная среда поступает через патрубок ввода 2 в аппарат 1 и заполняет его. Крупнодиспергированные частицы воды подвергаются самопроизвольному выделению путем гравитационной сепарации, и фазы образуют границу раздела, а основная часть потока, содержащая тонкодисперсные частицы воды, проходит через коалесцирующий пакет 6, контактируя с леофильной и гидрофобной поверхностью пористо-ячеистого материала. В результате увеличения турбулизации потока прорисходит деформация и разрушение стабилизирующих оболочек дисперсной фазы, коалесценция капель воды и стекание их в структуре пакета. Происходит полное разделение фаз, и через патрубок 3 отводится углеводородная фаза с глубокой степенью обезвоживания. Водная фаза автоматически отводится через патрубок 4. Предложенный аппарат с коалесцирующим устройством из пористо-ячеистого никеля обеспечивает высокую эффективность полного разделения эмульгированных сред с глубокой степенью обезвоживания при различных нагрузках по потоку и степени его обводненности. Использование предлагаемого аппарата не требует включения в технологическую схему отстойной аппаратуры. Коалесцирующее устройство обладает конструкционной простотой, компактностью, обеспечивая высокую производительность аппарата. Emulsified watered hydrocarbon medium enters through the input pipe 2 into the apparatus 1 and fills it. Coarse particles of water undergo spontaneous release by gravitational separation, and the phases form the interface, and the main part of the stream containing fine particles of water passes through the coalescing packet 6, in contact with the leophilic and hydrophobic surface of the porous-cellular material. As a result of increased turbulization of the flow, deformation and destruction of the stabilizing shells of the dispersed phase, coalescence of water droplets, and their draining in the packet structure occur. A complete separation of the phases occurs, and a hydrocarbon phase with a high degree of dehydration is discharged through the pipe 3. The aqueous phase is automatically discharged through pipe 4. The proposed apparatus with a coalescing device made of porous-cellular nickel provides high efficiency for the complete separation of emulsified media with a high degree of dehydration at various flow loads and the degree of water cut. The use of the proposed apparatus does not require inclusion in the technological scheme of slop equipment. The coalescing device has structural simplicity, compactness, providing high performance apparatus.

Claims

An apparatus for separating emulsions, comprising a housing and a coalescing device located in it in the form of a sectional package of lyophilic material, characterized in that the sections are assembled from plates of hydrophobic porous-cellular nickel and stacked in order of increasing pore density and material cells in the direction of flow at an angle to the horizontal axis of the apparatus is not lower than the angle of fluid outflow.