Пульсационный фильтр

 

Изобретение предназначено для непрерывного разделения суспензий, образующих структурированные осадки, и может быть использовано при фильтровании парафиновых суспензий в процессах обезсмаливания и депарафинизации. Цель - увеличение скорости фильтрования, повышение четкости разделения суспензий и снижение металлоемкости фильтровального оборудования . Пульсационный фильтр содержит цилиндрический корпус и расположенный в нем с зазором фильтровальный патрон, пульсационную камеру, мешалку, лопасти которой размещены на расстоянии 5-15 мм от поверхности фильтровального патрона, фильтровальный патрон снабжен 1-5 непроницаемыми для фильтрата кольцевыми зонами репульпирования осадка, оснащенными мешалками и коллекторами для подачи промывной жидкости. Каждая кольцевая зона репульпирования осадка размещена на фильтровальном патроне между зонами фильтрования. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s B 01 0 29/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836561/26 (22) 07.06.90 (46) 30,09,92. Бюл. ¹ 36 (71) Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт (72) Ю,А.Чебанов, С.П.Яковлев и В.А.Сухов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 278632, кл. В 01 D 29/28, 1970.

Патент Швейцарии N 569505, кл. В 01 D 37/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

N 1641390, кл. В 01 D 29/28, 1988. (54) ПУЛЪСАЦИОННЫЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение предназначено для непрерывного разделения суспензий, образующих структурированные осадки, и может быть использовано при фильтровании парафиновых суспензий в процессах обезсмалиИзобретение относится к устройствам для разделения суспензий, образующих структурированные осадки в процессе отбора жидкой фазы. К этой категории относятся суспензии, которые получают при кристаллизации твердой фазы из парафинсодержащих нефтяных фракций, В связи с этим предлагаемый фильтр может быть использован в процессах депарафинизации и обезмасливания нефтепродуктов.

Цель изобретения — увеличение скорости фильтрования, повышение четкости разделения фаз суспензий и снижение металлоемкости фильтровального оборудования, В частности, при фильтровании суспензий кристаллов парафина в процессах обезмасливания и депарафинизации предлагаемый фильтр обеспечит увеличение выЯ2 17б4б71 А1 вания и депарафинизации, Цель — увеличение скорости фильтрования, повышение четкости разделения суспензий и снижение металлоемкости фильтровального оборудования, Пульсационный фильтр содержит цилиндрический корпус и расположенный в нем с зазором фильтровальный патрон, пульсационную камеру, мешалку, лопасти которой размещены на расстоянии 5 — 15 мм от поверхности фильтровального патрона, фильтровальный патрон снабжен 1 — 5 непроницаемыми для фильтрата кольцевыми зонами репульпирования осадка, оснащенными мешалками и коллекторами для подачи промывной жидкости, Каждая кольцевая зона репульпирования осадка размещена на фильтровальном патроне между зонами фильтрования. 2 ил, хода депарафинированного масла или снижение содержания масла в парафине, На фиг,1 изображен фильтр в разрезе с а мешалкой, лопасти которой размещены внутри фильтровального патрона; на фиг.2 — Q лопасти мешалки, размещенные в кольцевом зазоре между корпусом фильтра и фильтровальным патроном.

Фильтр содержит корпус 1 с патрубком 4 подачи исходной суспензии 2, фильтровальнмй патрон 3, лопастную мешалку 4. пульсационную камеру 5, пульсатор 6, линию 7 д подачи сжатого воздуха (инертного газа), лиааааЪ нию 8 для отвода фильтрата, зоны 9 репульпирования осадка, коллектор 10 для подачи промывной жидкости, линию 11 для отвода осадка, зоны фильтрования 12, Исходная суспензия поступает поддавлением в фильтровальный патрон 3 (фиг.1), 1764671

35

50

55 рудования который размещен в корпусе 1. Внутри фильтровального патрона 3 вращается лопастная мешалка 4, лопасти которой находятся на расстоянии 5-15 мм от поверхности патрона, Мешалка может быть выполнена цельной или секционированной по зонам. Кольцевой зазор между фильтровальным патроном 3 и корпусом 1 соединен с пульсационной камерой 5, в которую подаются импульсы давления из пульсатора 6, соединенного с линией 7 подачи инертного газа. Фильтрат отводится по лини 8, à осадок по мере отбора жидкой фазы уплотняется и продвигается в патроне к зоне репульпирования 9. По коллектору 10 в зону репульпирования 9 подают промывную жидкость, которая перемешивается с осадком при помощи лопастной мешалки 4. Далее полученная суспензия попадает в следующую зону фильтрования 12, отфильтровывается, а осадок отводят по линии 11.

Сохранению подвижности структурированного осадка способствует перемешивание его лопастью мешалки 4, Пульсация фильтрата и удаление осадка с поверхности фильтровального патрона 2 лопастью мешалки 4 обеспечивает регенерацию фильтровальной поверхности.

Наличие кольцевых зон репульпирования 9 и подача в них промывной жидкости приводит к тому, что в осадке, перемещающемся из зоны фильтрования 12 в кольцевую зону репульпирования 9, содержание жидкой фазы самопроизвольно поддерживается в оптимальных пределах, обеспечивающих наиболее высокую среднюю скорость фильтрования. При этом содержание жидкой фазы в осадке, выгружаемом из фильтра, регулируют степенью открытия задвижки на линии 11, Фильтр на фиг.2 работает аналогично вышеприведенному фильтру за исключением того, что исходная суспензия поступает в кольцевой зазор, образованный фильтровальным патроном 3 и корпусом фильтра 1, Фильтрат отводят в пульсационную камеру

5 из фильтровального патрона.

Устройство обеспечивает непрерывное разделение суспензий, образующих структурированные осадки, и позволяет увеличить среднюю скорость фильтрования, повысить четкость и степень разделения фаз суспензии при одновременном снижении металлоемкости фильтровального обоВ качестве сырья в процессе фильтрования используют суспензию гаче фр. 370—

470 С смеси западносибирских нефтей с температурой плавления 50,7 С и массовой долей масла 29,8 /. Известным способом гач кристаллизовали в растворе метилэтилкетон: толуол = 60:40 (об.) до температуры фильтрования равной минус 5 С. Кратность разбавления гача растворителем составила нефтепродукт: растворитель = 1:5 мас.ч.

Суспензию подавали на фильтрацию под давлением 60 кПа. Частоту пульсации давления в пульскамере выдерживали равной 0,15 с при давлении инертного газа

-1 подаваемого в пульсатор 50 кПа, Частота вращения мешалки составляла 10 мин 1.

В качестве основного фактора, характеризующего стабильность работы фильтра, было принято содержание растворителя в осадке парафина, отводимом из фильтра W, Пример 1, Исходную суспензию подают в фильтровальный патрон (D44 мм) фильтра, моделирующего известное устройство. Площадь фильтрующей поверхности патрона составляет 440 см, Стабильная работа фильтра по содержанию растворителя в осадке парафина (W = 46 мас. ) была достигнута на производительности по суспензии 350 см /мин. При этом отбор фильтрата на 1 ступени фильтрования составляет

282 см /мин.

Полученный осадок парафина репульпируют с чистым растворителем, охлажденным до температуры фильтрования, Расход растворителя на репульпирование составляет 2,7 мас.ч. на 1 мас,ч, исходного гача, При этом соотношение нефтепродукт; растворитель = 1;5 мас.ч. Готовую суспензию подают в фильтровальный патрон, С целью обеспечения материального баланса по осадку парафина на обеих ступенях фильтрования на II ступени используют патрон с поверхностью фильтрования 220 см . В этом случае стабильная работа фильтра при

W 46 мас. была достигнута на производительности по суспензии 234 см /мин. Отбор фильтрата на ll ступени фильтрования составил 168 см /мин.

Из образцов осадка парафина! и II ступени регенерируют растворитель с целью последующего анализа парафина на содержание масла.

Пример 2. Исходную суспензию подают в фильтровальный патрон фильтра, моделирующего предлагаемое устройство (фиг.1). Общая площадь фильтрующей поверхности патрона составляет 660 см . Патрон снабжен одной непроницаемой для фильтрата кольцевой зоной репульпирования осадка парафина, которая делит фильтрующую поверхность на две части. В коллектор на репульпирование осадка подают охлажденный до температуры фильтрования растворитель в количестве 2,7 мас.ч. на 1 мас.ч. гача, Стабильная работа фильтра

1764671

15

25

35

45

55 при W 46 мас. достигнута на производительности по суспензии 370 см /мин, Отбор . фильтрата составляет 474 см /мин.

После регенерации растворителя из полученного осадка парафин анализировали на содержание масла.

Пример 3. Исходную суспензию фильтруют с помощью устройства, использованного в примере 2, за исключением того, что поверхность фильтрования разделена на четыре части тремя кольцевыми зонами репульпирования осадка парафина. Растворитель, подаваемый на репульпирование осадка, распределяют между этими тремя зонами репульпирования.

Стабильная работа фильтра при W 46 мас.% достигнута на производительности по суспензии 400 см /мин. Отбор фильтраз та составляет 514 см /мин.

Пример 4, Исходную суспензию фильтруют с помощью устройства, использованного в примере 2 за исключением того, что поверхность фильтрования разделена на шесть частей пятью кольцевыми зонами репульпирования осадка парафина. Растворитель, подаваемый на репульпирование осадка, распределяют между этими пятью зонами репульпирования. . Стабильная работа фильтра при W 46 мас,% достигнута на производительности по суспензии 364 см /мин, Отбор фильтраз та составляет 468 см /мин, Пример 5. Исходную суспензию фильтруют с помощью устройства, использованного в примере 2 за исключением того, что поверхность фильтрования разделена на семь частей шестью кольцевыми зонами репульпирования осадка парафина, Растворитель, подаваемый на репульпирование осадка, распределяют между этими шестью зонами репульпирования, Стабильная работа фильтра при W 46 мас,% достигнута на производительности по суспензии 336 см /мин, Отбор фильтраз та составляет 432 см /мин.

Пример 6. Исходную суспензию подают в кольцевой зазор между фильтровальным патроном (D 48 мм) и корпусом фильтра, моделирующего известное устройство, Площадь фильтрующей поверхности патрона составляет 480 см, Стабильная раг бота фильтра при W 50 мас,% была достигнута на производительности по суспензии

465 см /мин. Отбор фильтрата I ступени з фильтрования составляет 364 см /мин.

Полученный осадок парафина репульпируют с чистым растворителем, охлажденным до температуры фильтрования. Расход растворителя на репульпирование составляет 2,6 мас,ч, на 1 мас.ч. исходного гача.

При этом соотношение нефтепродукт: растворитель = 1;5 мас,ч, Полученную суспензию подают в кольцевой зазор между фильтровальным патроном и корпусом фильтра. С целью обеспечения материального баланса по осадку парафина на обеих ступенях фильтрования используют фильтровальный патрон с поверхностью фильтрования 240 cM, В этом случае стабильная работа фильтра при W 50 мас. была достигнута на пооизводительности по суспензии 296 см /мин, Отбор фильтрата II ступени фильтрования составил 205 см /мин, Из образцов осадка парафина I u II ступени регенерируют растворитель с целью последующего анализа парафина на содержание масла, Пример 7, Исходную суспензию подают в кольцевой зазор между фильтровальным патроном и корпусом фильтра, моделирующего предлагаемое устройство (фиг.2). Общая площадь фильтрующей поверхности патрона составляет 720 смг. Патрон снабжен одной непроницаемой для фильтрата кольцевой зоной репульпирования осадка парафина, которая делит фильтрующую поверхность на две части.

В коллектор на репульпирование осадка подают охлажденный до температуры фильтрования растворитель в количестве

2,6 мас,ч, на 1 мас,ч. исходного гача. Стабильная работа фильтра при W 50 мас. достигнута на производительности по суспензии 482 см /мин, Отбор фильтрата соз ставляет 590 см /мин, После регенерации растворителя из полученного осадка парафин анализировали на содержание масла.

Пример 8. Исходную суспензию фильтруют с помощью устройства, использованного в примере 7, за исключением того, что поверхность фильтрования разделена на четыре части тремя кольцевыми зонами репульпирования осадка парафина. Растворитель, подаваемый на репульпирование осадка, распределя-: т между этими тремя зонами.

Стабильная работа фильтра при W 50 мас. достигнута на производительности до суспензии 512 см /мин. Отбор фильтрата составляет 628 см /мин.

Пример 9, Исходную суспензию фильтруют с помощью устройства, использованного в примере 7, за исключением того, что поверхность фильтрования разделена на шесть частей пятью кольцевы1764б71

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что каждая зона репульпирования осадка размещена между зонами фильтрования фильтровального патрона.

6 Х

g г gr З

g f2 фУ

Я 12 12 g g

Составитель Ю,Чебанов

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор

Заказ 3328 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

П роизводствен ro-издател ьский комбинат" Патент", r.Óæãoðoä,óë. Гагарина,101 ми зонами репульпирования осадка парафина. Растворитель, подаваемый на репульпирование осадка, распределяют между этими пятью зонами.

Стабильная работа фильтра при W 50 5 мас.% достигнута на производительности

- посуспензии475см /мин, Отборфильтрата з составляет 582 см /мин.

Пример 10. Исходную суспензию фильтруют с помощью устройства, исполь- 10 зованного в примере 7, за исключением того, что поверхность фильтрования разделена на семь частей шестью кольцевыми зойами репульпирования осадка парафина. 15

Растворитель, подаваемый на репуль пирование осадка, распределяют между этими шестью зонами, Стабильная работа фильтра при W 50 мас,% достигнута на производительности 20 по суспензии 453 см /мин, Отбор фильтрата з составляет 554 см /мин. з

Приведенные данные, позволяют сделать вывод, что фильтрование суспензий парафина с помощью предлагае- 25 мых устройств, по сравнению с известным, позволяет повысить относительные скорости фильтрования на 2,0 — 14,3% и снизить содержание масла в осадке парафина на

0,11-0,53 мас., Следует также отметить простоту конструктивных изменений, вносимых в известное устройство, что позволяет при очень незначительном увеличении длины фильтра увеличить производительность оборудования и улучшить качество получаемых продуктов.

Формула изобретения

1, Пульсационный фильтр, содержащий цилиндрический корпус с размещенным в нем фильтровальным патроном, пульсационную камеру и лопастную мешалку, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения скорости фильтрования, повышения степени разделения суспензии и снижения металлоемкости фильтровального оборудования, фильтровальный патрон выполнен с 1 — 5 непроницаемыми для фильтрата зонами репульпирования осадка с размещенными в них мешалками и коллекторами для подачи промывной жидкости.