模塊化組合高效分離設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及模塊化組合高效分離設(shè)備，包含外殼與內(nèi)件兩部分，其中內(nèi)件由流體分布&整流段、粗粒化、強(qiáng)化沉降分離、納米纖維聚結(jié)分離幾個(gè)部分組成。所述殼體上設(shè)置有混合液入口部分和輕相出口部分、重相出口部分。所述內(nèi)件可以根據(jù)混合液中分散相所占的比例與分離效率要求進(jìn)行組合設(shè)置，本實(shí)用新型專利將淺池原理、粗粒化技術(shù)以及納米改性纖維高效聚結(jié)技術(shù)按模塊化思路組合起來(lái)，具有很高的非均相混合液分離效率及應(yīng)用范圍的適應(yīng)性。
【專利說(shuō)明】模塊化組合高效分離設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專利涉及一種石油化工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種應(yīng)用于石油化工裝置的高效模塊化的組合高效分離方法及設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)油品質(zhì)量滯后，其中的硫、芳烴和烯烴含量高，從而加重了機(jī)動(dòng)車尾氣排放的污染程度，成為霧霾天氣頻頻出現(xiàn)的推手之一。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格和汽油質(zhì)量指標(biāo)的不斷升級(jí)，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)清潔燃料的需求持續(xù)增加。
[0003]目前重油加工技術(shù)有延遲焦化、渣油加氫等技術(shù)，而油品質(zhì)量升級(jí)一般都依靠加氫技術(shù)，隨著環(huán)保日益要求嚴(yán)格及裝置經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求的提高，非均相混合液的分離也日益要求提高。現(xiàn)有油水分離技術(shù)主要有沉降法、離心分離法、聚結(jié)法、氣浮法、絮凝法等，相配套的常用設(shè)備有斜板除油器、旋流除油器、粗?；推?、氣浮除油器等，以上技術(shù)在特定使用過(guò)程中能滿足一定的需求，但在一些特定場(chǎng)合及應(yīng)對(duì)高效低耗的分離過(guò)程卻達(dá)不到要求。如延遲焦化裝置產(chǎn)生的含硫污水油含量從0.1%至20%之間波動(dòng)，沒(méi)有一種適應(yīng)性較好的分離技術(shù)；催化、加氫、常減壓等裝置產(chǎn)生的酸性水、含硫污水各個(gè)裝置的水中油含量不同、污油的密度等性質(zhì)也不同，相同分離技術(shù)也不能滿足不同裝置相應(yīng)的分離要求；再如目前加氫、催化等裝置生產(chǎn)的柴油需高效脫水，目前使用的聚結(jié)分離器使用壽命短、且存在分離效率較低的問(wèn)題。
[0004]中國(guó)實(shí)用新型專利(CN101972559B)給出了另一種油水分離裝置和油水分離方法，該實(shí)用新型專利含有旋流、聚結(jié)和氣浮等三種分離方法，可有效的將油水分離。不過(guò)該設(shè)備主要應(yīng)用于油田原油的油水分離，對(duì)于油含量波動(dòng)，油中脫水等應(yīng)用要求不能較好的滿足。
[0005]中國(guó)實(shí)用新型(200920252001.X)給出了一種聚結(jié)板油水分離器，設(shè)置有殼體進(jìn)出口部分和殼體內(nèi)聚結(jié)部分，并在出口部分設(shè)置有除沫器，有比較好的油水分離效果。但是該設(shè)備主要用于含油污水的處理，即水中除油的處理，該設(shè)備的適應(yīng)性也較窄，不能滿足較高分離效率或者原料性質(zhì)變化范圍較大的分離要求。
[0006]此外，在不同的應(yīng)用過(guò)程，所需的配套分離技術(shù)不同，造成了各個(gè)裝置的分離設(shè)備五花八門，操作、維護(hù)成本較高，因此本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)成本低且效果好、通用性好的高效非均相混合液分離的處理設(shè)備。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)原料性質(zhì)變化大的油水分離問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種模塊化組合高效分離設(shè)備。
[0008]具體技術(shù)方案如下:
[0009]一種模塊化組合高效分離設(shè)備，包括流體分布整流段、粗?；劢Y(jié)段、強(qiáng)化沉降段和納米纖維聚結(jié)分離段的多段組合，以分離輸入分離設(shè)備的入口混合物；
[0010]所述所述液體分布器為多孔管或者分支管或者列式葉片；
[0011]所述的整流均布器為一多孔均布的開孔厚板；
[0012]所述的粗粒化聚結(jié)段為表面改性孔板波紋片垂直方向疊加而成；
[0013]所述的強(qiáng)化沉降段為為水平方向疊加的改性波紋板或平板、斜板；
[0014]所述的納米纖維聚結(jié)分離段為金屬、玻璃、塑料纖維的混合編制塊。
[0015]較佳的，所述入口混合物中分散相含量小于0.1%,分離效率要求大于99%時(shí)米用流體分布整流段、納米纖維聚結(jié)分離段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段的組合方式；所述的入口混合物中分散相含量小于1%，分離效率要求大于99%時(shí)采用流體分布整流段、一級(jí)粗?；劢Y(jié)段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段、納米纖維聚結(jié)分離段組合方式；所述的入口混合物中分散相含量小于10%，分離效率要求大于80%時(shí)采用流體分布整流段、一級(jí)粗?；劢Y(jié)段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段組合方式；入口混合物中分散相含量小于10%,分離效率要求大于99%時(shí)米用流體分布整流段、一級(jí)粗粒化聚結(jié)段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段組合方式、二級(jí)粗粒化聚結(jié)段、二級(jí)強(qiáng)化沉降段、納米纖維聚結(jié)分離的組合方式；所述入口混合物中分散相含量大于10%，分離效率要求大于95%時(shí)采用流體分布整流段、一級(jí)粗?；劢Y(jié)段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段、二級(jí)粗?；?、二級(jí)強(qiáng)化沉降段、納米纖維聚結(jié)分離的組合方式。
[0016]較佳的，所述粗?；劢Y(jié)段的表面改性孔板波紋片為表面經(jīng)過(guò)親油疏水或親水疏油的表面改性處理，為金屬、高分子材料或陶瓷材料的一種或組合。
[0017]較佳的，所述的強(qiáng)化沉降段的的波紋板在波峰或波谷位置間隔開有油浮孔或沉降孔，波紋方向與混合液流動(dòng)方向一致，波紋板為表面改性波紋板，該表面改性為表面經(jīng)過(guò)親油疏水或親水疏油的表面改性處理。
[0018]較佳的，所述納米纖維根據(jù)分散相濃度及分離要求不同采用2種或者2種以上混合編織方式。
[0019]較佳的，還包括液面計(jì)。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果在于，利將淺池原理、粗?；夹g(shù)以及納米改性纖維高效聚結(jié)技術(shù)按模塊化思路組合起來(lái)，通過(guò)對(duì)于不同功能分離段的不同組合有效的針對(duì)各種油水混合物達(dá)到有效分離的效果，該設(shè)備可以根據(jù)混合液中分散相所占的比例與分離效率要求進(jìn)行組合設(shè)置，具有很高的非均相混合液分離效率及應(yīng)用范圍的適應(yīng)性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是模塊化組合高效分離設(shè)備的分離方法；
[0022]圖2是一種分散相為重相的模塊化組合高效分離設(shè)備；
[0023]圖3是一種分散相為輕相的模塊化組合高效分離設(shè)備。
[0024]符號(hào)說(shuō)明:
[0025]1、混合液入口 ；2流體分布器；3、整流器；4、一級(jí)粗?；?；5、一級(jí)強(qiáng)化沉降段；
6、一級(jí)水包液面計(jì)；71、一級(jí)重相(分散相)出口 ；72 —級(jí)輕相(分散相)出口 ；8、二級(jí)粗?；?；9、二級(jí)強(qiáng)化沉降段；10、納米纖維聚結(jié)段；111、輕相(連續(xù)相)出口 ；112、二級(jí)輕相(分散相)；12、二級(jí)水包液面計(jì)；13 ;二級(jí)重相(分散相)出口 ；

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]實(shí)施例1
[0028]在中國(guó)某個(gè)300萬(wàn)噸/年常減壓裝置中，使用了本實(shí)用新型的分散相為輕相的模塊化組合高效分離設(shè)備，對(duì)其中的電脫鹽污水進(jìn)行處理。
[0029]其具體運(yùn)作過(guò)程及效果描述如下:
[0030]1.電脫鹽污水的操作條件
[0031]主要成分為:體積流量下，水中含油0.2-18% ;操作溫度40-65 °C，操作壓力0.4MPa。如圖1所示，由于油為分散相，屬于水中脫油的工藝，所以在殼體頂部設(shè)置油包回收污油，而由于水中污油含量波動(dòng)范圍大，采用兩級(jí)組合形式進(jìn)行分離，即流體分布&整流段、一級(jí)粗粒化、一級(jí)強(qiáng)化沉降分離、二級(jí)粗?；?、二級(jí)強(qiáng)化沉降分離、納米纖維聚結(jié)分離的組合方式。
[0032]2.實(shí)施過(guò)程
[0033]含油污水進(jìn)入本實(shí)用新型的分散相為輕相的兩段式模塊化組合高效分離設(shè)備，先經(jīng)過(guò)液體分布器，減緩了混合液入口流速，增加了混合液流動(dòng)距離；再經(jīng)過(guò)整流均布器，進(jìn)一步使油水流動(dòng)平穩(wěn)，消除紊流。
[0034]平穩(wěn)流動(dòng)的油水混合物以此進(jìn)入粗?；劢Y(jié)段、改性波紋強(qiáng)化分離段和納米纖維深度分離段。其中，一級(jí)粗?；劢Y(jié)段選用改性的PP孔板波紋材料，大大增加了傳質(zhì)接觸面積，而改性后的PP材料，增強(qiáng)材料的親油疏水性能；一級(jí)強(qiáng)化沉降分離同樣采用改性PP波紋板，通過(guò)水平運(yùn)動(dòng)過(guò)程的淺池原理，波峰處油滴聚集上浮，波谷處水下沉，加速油水分離過(guò)程，當(dāng)進(jìn)口油含量高時(shí)，在一級(jí)油包就能外排一部分污油，接著進(jìn)入二級(jí)的粗?；?、強(qiáng)化沉降段，最后通過(guò)玻璃納米纖維和316L金屬納米纖維混編而成的納米聚結(jié)段，使水中油含量有效小于150ppm。這樣保證了電脫鹽污水進(jìn)入污水處理廠的要求。
[0035]3.結(jié)果分析
[0036]通過(guò)本本實(shí)用新型的分散相為輕相的兩段式模塊化組合高效分離設(shè)備，水中除油的效率達(dá)到99%以上。即在正常操作條件下，凈化水出口水中含油量不超過(guò)150ppm。
[0037]在本實(shí)用新型題記的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0038]實(shí)施例2
[0039]在中石油某個(gè)270萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置中柴油脫水器采用了本實(shí)用新型的分散相為重相的兩段式模塊化組合高效分離設(shè)備，對(duì)其中柴油中夾帶的水進(jìn)行分離，。
[0040]其具體運(yùn)作過(guò)程及效果描述如下:
[0041]1.柴油含水的操作條件
[0042]主要成分為:體積流量下，柴油中含水0.01-0.2% ;操作溫度70_90°C，操作壓力1.6MPa。如圖2所示，由于水為分散相，屬于油中脫水的工藝，所以在殼體底部設(shè)置水包，而由于油中水含量波動(dòng)范圍較大，但分離要求達(dá)到99.9%，即油中出口水含量不能超過(guò)20ppm，所以采用兩級(jí)組合形式進(jìn)行分離，即流體分布&整流段、一級(jí)粗?；⒁患?jí)強(qiáng)化沉降分離、二級(jí)粗?；?、二級(jí)強(qiáng)化沉降分離、納米纖維聚結(jié)分離的組合方式。
[0043]2.實(shí)施過(guò)程
[0044]含水柴油進(jìn)入本實(shí)用新型的分散相為重相的兩段式模塊化組合高效分離設(shè)備，先經(jīng)過(guò)液體分布器，減緩了混合液入口流速，增加了混合液流動(dòng)距離；再經(jīng)過(guò)整流均布器，進(jìn)一步使油水流動(dòng)平穩(wěn)，消除紊流。
[0045]平穩(wěn)流動(dòng)的油水混合物以此進(jìn)入粗?；劢Y(jié)段、改性波紋強(qiáng)化分離段和納米纖維深度分離段。其中，一級(jí)粗?；劢Y(jié)段選用改性的316L孔板波紋材料，大大增加了傳質(zhì)接觸面積，而改性后的316L材料，增強(qiáng)了材料親水疏油性能，能使柴油中的分散水滴在表面附著并長(zhǎng)大；一級(jí)強(qiáng)化沉降分離同樣采用改性316L波紋板，通過(guò)水平運(yùn)動(dòng)過(guò)程的淺池原理，分散相水滴在波紋板的波谷處下沉，加速油水分離過(guò)程，當(dāng)進(jìn)口水含量高時(shí)，在一級(jí)水包就能外排一部分水，接著進(jìn)入二級(jí)的粗?；?qiáng)化沉降段，最后通過(guò)特氟龍納米纖維和316L金屬納米纖維混編而成的納米聚結(jié)段，使油中水含量有效小于20ppm。這樣保證了柴油作為車用燃料的要求。
[0046]3.結(jié)果分析
[0047]通過(guò)本本實(shí)用新型的分散相為重相的兩段式模塊化組合高效分離設(shè)備，水柴油脫水的效率達(dá)到99.9%以上。即在正常操作條件下，凈化柴油出口中水含量不超過(guò)20ppm。
[0048]在本實(shí)用新型題記的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊化組合高效分離設(shè)備，其特征在于，包括依次排列的流體分布器、整流器、粗?；劢Y(jié)段、強(qiáng)化沉降段和納米纖維聚結(jié)分離段的多段或全部段，以分離輸入分離設(shè)備的入口混合物； 所述流體分布器為多孔管或者分支管或者列式葉片； 所述的整流器為一多孔均布的開孔厚板； 所述的粗?；劢Y(jié)段為表面改性孔板波紋片垂直方向疊加而成； 所述的強(qiáng)化沉降段為水平方向疊加的改性波紋板或平板、斜板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合高效分離設(shè)備，其特征在于，所述入口混合物中分散相含量小于0.1%，分離效率要求大于99%時(shí)采用流體分布整流段、納米纖維聚結(jié)分離段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段的組合方式；所述的入口混合物中分散相含量小于1%，分離效率要求大于99%時(shí)采用流體分布整流段、一級(jí)粗?；劢Y(jié)段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段、納米纖維聚結(jié)分離段組合方式；所述的入口混合物中分散相含量小于10%，分離效率要求大于80%時(shí)采用流體分布整流段、一級(jí)粗?；劢Y(jié)段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段組合方式；入口混合物中分散相含量小于10 %，分離效率要求大于99 %時(shí)采用流體分布整流段、一級(jí)粗粒化聚結(jié)段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段組合方式、二級(jí)粗?；劢Y(jié)段、二級(jí)強(qiáng)化沉降段、納米纖維聚結(jié)分離的組合方式；所述入口混合物中分散相含量大于10%,分離效率要求大于95%時(shí)米用流體分布整流段、一級(jí)粗?；劢Y(jié)段、一級(jí)強(qiáng)化沉降段、二級(jí)粗粒化、二級(jí)強(qiáng)化沉降段、納米纖維聚結(jié)分離的組合方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合高效分離設(shè)備，其特征在于，所述粗?；劢Y(jié)段的表面改性孔板波紋片為表面經(jīng)過(guò)親油疏水或親水疏油的表面改性處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合高效分離設(shè)備，其特征在于，所述的強(qiáng)化沉降段的的波紋板在波峰或波谷位置間隔開有油浮孔或沉降孔，波紋方向與混合液流動(dòng)方向一致，波紋板為表面改性波紋板，該表面改性為表面經(jīng)過(guò)親油疏水或親水疏油的表面改性處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合高效分離設(shè)備，其特征在于，所述納米纖維根據(jù)分散相濃度及分離要求不同采用2種或者2種以上混合編織方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化組合高效分離設(shè)備，其特征在于，還包括液面計(jì)。
【文檔編號(hào)】B01D17/022GK204034328SQ201420017333
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】張劍 申請(qǐng)人:上海米素環(huán)?？萍加邢薰?br>