本發(fā)明屬于液體分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種油水分離裝置及其分離方法，尤其涉及一種基于聚結(jié)原理的高效油水分離裝置及其分離方法。

背景技術(shù)：

石油化工領(lǐng)域存在大量的油水分離過程，隨著石油的深度開采、化工企業(yè)的大型化發(fā)展和對環(huán)境保護的嚴格要求，油水分離技術(shù)日益受到重視。目前油水分離的物理技術(shù)主要有重力沉降、旋流分離、聚結(jié)分離、膜分離、氣浮等方法。

傳統(tǒng)油水分離工藝采用兩相分離器、大罐沉降及電脫設(shè)備相結(jié)合的方式，但氣油水分離效率較低，其常壓開式流程易造成氣體損耗罐內(nèi)析出的氣體攜帶著油滴從量油孔中噴出，污染罐區(qū)環(huán)境；沉降處理所需的時間長。而臥式三相分離器的應(yīng)用使得氣油水分離效率達到較高水平，其密閉式流程可以有效降低氣體的泄露量，而且處理時間短。但傳統(tǒng)的臥式三相分離器僅依靠重力實現(xiàn)三相分離，當原油粘度較大時就需要較大的停留時間，因而只能依靠增加分離器長度來實現(xiàn)，增大了占地面積。

波紋板聚結(jié)油水分離技術(shù)是重力分離和聚結(jié)分離結(jié)合于一體的一項新型油水分離技術(shù)。目前，國內(nèi)基于聚結(jié)技術(shù)的油水分離裝置方案較多。

CN 203724817U公開了一種適用于陸上油田氣油水分離的三相分離器，其技術(shù)方案是：筒體的左右兩端分別設(shè)有左封頭和右封頭，左側(cè)設(shè)有預旋流氣液分離器，預旋流氣液分離器的出氣端通過輸氣管線連接除霧裝置，出液端連接到筒體內(nèi)腔的十字型入口布液構(gòu)件，所述的筒體內(nèi)腔由左到右依次設(shè)有入口區(qū)擋板、平行板式整流構(gòu)件、斜板平行板式聚結(jié)構(gòu)件和溢流擋板，溢流擋板將水室與油室分隔開，除霧裝置設(shè)置在水室的上方；筒體的底部設(shè)有排砂口、出水口和出油口。

CN 101972559B公開了一種油水分離裝置及油水分離方法，所述裝置包括一個U形旋流器和一個臥式聚結(jié)油水分離器，臥式聚結(jié)油水分離器內(nèi)部含不銹鋼板波紋填料聚結(jié)區(qū)和聚丙烯絲網(wǎng)波紋填料聚結(jié)區(qū)，并設(shè)有氣體發(fā)生器。

然而上述油水分離裝置均結(jié)構(gòu)復雜，并需額外設(shè)置其部件，如設(shè)U形旋流器及氣體發(fā)生器等；其填料聚結(jié)區(qū)的材料單一，不具有表面自由能的高低區(qū)別，因而油水分離效果并不理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有油水分離裝置中存在的結(jié)構(gòu)復雜，需額外設(shè)置其部件，填料聚結(jié)區(qū)的材料單一，不具有表面自由能的高低區(qū)別等問題，本發(fā)明提供了一種油水分離裝置及其分離方法。本發(fā)明通過對絲網(wǎng)聚結(jié)器的改進，提高了油水液滴在被捕獲過程中的聚結(jié)速率，進而提高油水分離效率；同時，本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，運行成本低。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種油水分離裝置，所述裝置為臥式結(jié)構(gòu)，包括筒體和接口，筒體頂部一側(cè)設(shè)有原料液入口，筒體頂部與原料液入口相對的另一側(cè)設(shè)有油相出口；筒體內(nèi)由原料液入口一側(cè)依次設(shè)波紋板聚結(jié)器和絲網(wǎng)聚結(jié)器；筒體底部于波紋板聚結(jié)器和絲網(wǎng)聚結(jié)器之間設(shè)有一級排污口，筒體底部與原料液入口相對一側(cè)設(shè)有水相出口，筒體底部于絲網(wǎng)聚結(jié)器和水相出口之間設(shè)有二級排污口；

其中，所述絲網(wǎng)聚結(jié)器由表面自由能不同的至少兩種材料編制而成。

本發(fā)明所述裝置為多級分離裝置，一級分離采用波紋板聚結(jié)器，可有效沉降油水混合物中的固體顆粒，并對油水進行初步分離；二級分離采用絲網(wǎng)聚結(jié)器，所述絲網(wǎng)聚結(jié)器所用材料的表面自由能不同，具有表面自由能的高低區(qū)別，因而可以使分散相得到有效的分離。同時，在液滴在絲網(wǎng)聚結(jié)器中被捕獲的過程中，聚結(jié)效率在表面自由能不同的材料交匯處大幅提高，進而提高了油水分離效率。

本發(fā)明所述油水分離裝置不包括U形旋流器以及氣體發(fā)生器等裝置，結(jié)構(gòu)簡單，但具有較高的油水分離效率。

以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下技術(shù)方案，可以更好的達到和實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述絲網(wǎng)聚結(jié)器由表面自由能不同的兩種材料編制而成。

優(yōu)選地，所述表面自由能不同的兩種材料為塑料纖維、金屬絲、玻璃纖維或碳纖維中任意兩種的組合。其中，塑料纖維還可為改性塑料纖維。

優(yōu)選地，所述表面自由能不同的兩種材料為金屬絲和塑料纖維。

本發(fā)明所述絲網(wǎng)聚結(jié)器的編制材料并不僅限于金屬絲和塑料纖維，其他表面自由不同的材料同樣適用。所述材料以表面自由能相差越大分離效果越好。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述波紋板聚結(jié)器和絲網(wǎng)聚結(jié)器之間的距離為筒體長度的1/20～1/4，例如1/20、1/18、1/16、1/14、1/12、1/10、1/8、1/6或1/4等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為1/10～1/5。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述波紋聚結(jié)器的板數(shù)至少為1個，例如1個、2個、3個、4個或5個等以及更多，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為3～8個。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述絲網(wǎng)聚結(jié)器的個數(shù)至少為1個，例如1個、2個、3個、4個或5個等以及更多，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為1～2個。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，筒體內(nèi)原料液入口和波紋板聚結(jié)器之間設(shè)布水裝置。

優(yōu)選地，所述布水裝置為多孔布水器。

其中，所述“多孔”表示至少有2個開孔，此處所述多孔布水器為本領(lǐng)域常用設(shè)備，故不再贅述。

優(yōu)選地，所述布水裝置與原料液入口相連。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述筒體內(nèi)原料液入口和波紋板聚結(jié)器之間設(shè)沖洗裝置，筒體頂部設(shè)有沖洗入口，與沖洗裝置相連接。

優(yōu)選地，所述沖洗裝置包括沖洗管和噴嘴。

其中，所述沖洗管上至少有5個噴嘴，此處所述噴嘴為本領(lǐng)域常用設(shè)備，故不再贅述。

第二方面，本發(fā)明提供了上述油水分離裝置的分離方法，所述方法為：原料液由原料液入口進入裝置經(jīng)波紋板聚結(jié)器進行一級分離，分離出的固體顆粒由一級排污口排出，液體進入絲網(wǎng)聚結(jié)器中進行二級分離，分離出的固體顆粒由二級排污口排出，分離出的水相由水相出口排出，分離出的油相由油相出口排出；

當分離裝置壓降超過設(shè)定值時，停止進料，打開沖洗入口進行沖洗，直至壓降降低至給定范圍內(nèi)，停止沖洗，恢復進料。

作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述原料液由原料液入口進入裝置經(jīng)布水裝置分布均勻后進入波紋板聚結(jié)器進行一級分離。

第三方面，本發(fā)明提供了上述油水分離裝置的用途，所述油水分離裝置用于石油化工領(lǐng)域；

優(yōu)選地，所述油水分離裝置用于分餾塔、罐區(qū)、電脫鹽、污水汽提等含油污水的油水分離。但并不僅限于所述含油污水，其他含油污水、含水污油、胺液、堿液等的油水分離同樣適用于本發(fā)明所述裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明所述裝置采用多級分離，結(jié)合采用表面自由能不同的材料編制的絲網(wǎng)聚結(jié)器，可有效改進油水分離效率，并且分散相的改變不會影響分離效率，使經(jīng)分離后的油內(nèi)含水(游離態(tài))≤0.2％，水內(nèi)含油(游離態(tài))≤300mg/L；

(2)本發(fā)明所述油水分離裝置結(jié)構(gòu)簡單，不包括U形旋流器以及氣體發(fā)生器等輔助裝置，大大縮小了容器的占地面積，安裝實施方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1所述油水分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-原料液入口，2-布水裝置，3-沖洗入口，4-沖洗裝置，5-波紋板聚結(jié)器，6-一級排污口，7-絲網(wǎng)聚結(jié)器，8-二級排污口，9-水相出口，10-油相出口，11-筒體。

具體實施方式

為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明進一步詳細說明。但下述的實施例僅僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明保護范圍以權(quán)利要求書為準。

本發(fā)明具體實施例部分提供了一種油水分離裝置，所述裝置為臥式結(jié)構(gòu)，包括筒體11和接口，筒體11頂部一側(cè)設(shè)有原料液入口1，筒體11頂部與原料液入口1相對的另一側(cè)設(shè)有油相出口10；筒體11內(nèi)由原料液入口1一側(cè)依次設(shè)波紋板聚結(jié)器5和絲網(wǎng)聚結(jié)器7；筒體11底部于波紋板聚結(jié)器5和絲網(wǎng)聚結(jié)器7之間設(shè)有一級排污口6，筒體11底部與原料液入口1相對一側(cè)設(shè)有水相出口9，筒體11底部于絲網(wǎng)聚結(jié)器7和水相出口9之間設(shè)有二級排污口8；

其中，所述絲網(wǎng)聚結(jié)器7由表面自由能不同的至少兩種材料編制而成。

本發(fā)明具體實施例部分還提供了上述油水分離裝置的分離方法，所述方法為：原料液由原料液入口1進入裝置經(jīng)波紋板聚結(jié)器5進行一級分離，分離出的固體顆粒由一級排污口6排出，液體進入絲網(wǎng)聚結(jié)器7中進行二級分離，分離出的固體顆粒由二級排污口8排出，分離出的水相由水相出口9排出，分離出的油相由油相出口10排出。

以下為本發(fā)明典型但非限制性實施例：

實施例1：

本實施例提供了一種油水分離裝置，如圖1所示，所述裝置為臥式結(jié)構(gòu)，包括筒體11和接口，筒體11頂部一側(cè)設(shè)有原料液入口1，筒體11頂部與原料液入口1相對的另一側(cè)設(shè)有油相出口10；筒體11內(nèi)由原料液入口1一側(cè)依次設(shè)布水裝置2、波紋板聚結(jié)器5和絲網(wǎng)聚結(jié)器7；布水裝置2與原料液入口1相連，筒體11底部于波紋板聚結(jié)器5和絲網(wǎng)聚結(jié)器7之間設(shè)有一級排污口6，筒體11底部與原料液入口1相對一側(cè)設(shè)有水相出口9，筒體11底部于絲網(wǎng)聚結(jié)器7和水相出口9之間設(shè)有二級排污口8；所述筒體11內(nèi)原料液入口1和波紋板聚結(jié)器7之間設(shè)沖洗裝置4，筒體11頂部設(shè)有沖洗入口3，與沖洗裝置4相連接；

其中，所述絲網(wǎng)聚結(jié)器7由金屬絲和塑料絲編制而成，所述波紋板聚結(jié)器5和絲網(wǎng)聚結(jié)器7之間的距離為970mm，波紋板聚結(jié)器5的板數(shù)為6，絲網(wǎng)聚結(jié)器7的個數(shù)為2。

所述油水分離裝置的處理方法為：原料液由原料液入口1經(jīng)布水裝置2分布均勻后進入波紋板聚結(jié)器5進行一級分離，分離出的固體顆粒由一級排污口6排出，液體進入絲網(wǎng)聚結(jié)器7中進行二級分離，分離出的固體顆粒由二級排污口8排出，分離出的水相由水相出口9排出，分離出的油相由油相出口10排出；

當分離裝置壓降超過設(shè)定值時，停止進料，打開沖洗入口3進行沖洗，直至壓降降低至預定范圍內(nèi)，停止沖洗，恢復進料。

本實施例所用油水分離裝置用于分餾塔頂切水含油污水的油水分離，經(jīng)分離后的油內(nèi)含水(游離態(tài))≤0.1％，水內(nèi)含油(游離態(tài))≤200mg/L。

實施例2：

本實施例提供了一種油水分離裝置，所述裝置為臥式結(jié)構(gòu)，包括筒體和接口11，筒體11頂部一側(cè)設(shè)有原料液入口1，筒體11頂部與原料液入口1相對的另一側(cè)設(shè)有油相出口10；筒體11內(nèi)由原料液入口1一側(cè)依次設(shè)波紋板聚結(jié)器5和絲網(wǎng)聚結(jié)器7；筒體11底部于波紋板聚結(jié)器5和絲網(wǎng)聚結(jié)器7之間設(shè)有一級排污口6，筒體11底部與原料液入口1相對一側(cè)設(shè)有水相出口9，筒體11底部于絲網(wǎng)聚結(jié)器7和水相出口9之間設(shè)有二級排污口8；

其中，所述絲網(wǎng)聚結(jié)器7由金屬絲和塑料絲編制而成，所述波紋板聚結(jié)器5和絲網(wǎng)聚結(jié)器7之間的距離為500mm，波紋板聚結(jié)器5的板數(shù)為4，絲網(wǎng)聚結(jié)器7的個數(shù)為2。

所述油水分離裝置的處理方法為：原料液由原料液入口1進入波紋板聚結(jié)器5進行一級分離，分離出的固體顆粒由一級排污口6排出，液體進入絲網(wǎng)聚結(jié)器7中進行二級分離，分離出的固體顆粒由二級排污口8排出，分離出的水相由水相出口9排出，分離出的油相由油相出口10排出。

本實施例所用油水分離裝置用于罐區(qū)含油污水的油水分離，經(jīng)分離后的油內(nèi)含水(游離態(tài))≤0.2％，水內(nèi)含油(游離態(tài))≤300mg/L。

對比例1：

本對比例提供了一種油水分離裝置，所述裝置除了絲網(wǎng)聚結(jié)器7采用單一材料(如聚丙烯絲)編制而成外，其他結(jié)構(gòu)均與實施例1中相同。

所述油水分離裝置的處理方法與實施例1中相同。

本對比例所用油水分離裝置用于分餾塔頂切水原料液的油水分離，經(jīng)分離后的油內(nèi)含水(游離態(tài))約為0.3％，水內(nèi)含油(游離態(tài))約為650mg/L。

綜合實施例1-2和對比例1的結(jié)果可以看出，本發(fā)明所述裝置采用多級分離，結(jié)合采用表面自由能不同的材料編制的絲網(wǎng)聚結(jié)器，可有效改進油水分離效率，并且分散相的改變不會影響分離效率，使經(jīng)分離后的油內(nèi)含水(游離態(tài))≤0.2％，水內(nèi)含油(游離態(tài))≤300mg/L。

同時，本發(fā)明所述油水分離裝置結(jié)構(gòu)簡單，不包括U形旋流器以及氣體發(fā)生器等輔助裝置，大大縮小了容器的占地面積，安裝實施方便。

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細結(jié)構(gòu)特征，但本發(fā)明并不局限于上述詳細結(jié)構(gòu)特征，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細結(jié)構(gòu)特征才能實施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護范圍和公開范圍之內(nèi)。

以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。