Линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями (варианты)

 

Изобретение относится к технологическим линиям разделения нефтяных отходов, содержащих воду и механические примеси, с использованием последовательно установленных гидроциклонов. Линия содержит амбар с нефтяными отходами, шнековый фильтр, накопительные емкости, буферные емкости, гидроциклоны второй и третьей ступеней разделения, емкость для нефтезагрязненных механических примесей. На первой ступени из смеси выделяется крупная фракция механических примесей. На второй ступени выделяется вода. На третьей ступени выделяется мелкая фракция нефтезагрязненных механических примесей, которая поступает обратно в амбар или в специальную емкость. Линия обеспечивает высокую степень разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями на три составляющие - механические примеси крупной фракции, воду и нефть. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к разделению нефтяных отходов, представляющих собой водно-нефтяную смесь с механическими примесями, а именно к технологическим линиям, в которых используются последовательно установленные гидроциклоны.

Уровень техники.

Известна линия для сбора и переработки нефтяных отходов, содержащая установки сбора, разделения и переработки нефтеотходов, в которых смонтированы насосы, заборные устройства, термоотстойники, фильтры грубой и тонкой очистки, смесители, гидроциклон, центрифуга, сепараторы; установку очистки водно-иловой суспензии и культивирования биологических штаммов, установку комплексной очистки грунтов аэробными и анаэробными микроорганизмами, а также установку утилизации биомассы (Патент России N 2075447, M. кл. C 02 F 1/40, 11/00, 11/14, В 01 D 21/00, E 02 В 15/04. - Бюл. N 8 от 20.03.97).

Признаки, являющиеся общими для известной линии и заявленной, заключаются в наличии гидроциклона, сепаратора и насосов.

Причина, препятствующая получению в известной линии требуемого технического результата, заключается в применении штаммов.

Прототипом является мультициклонная установка, содержащая мультициклоны с патрубками ввода и вывода жидкого и сгущенного сходов, образующие ступени разделения, причем каждая последующая за первой ступень выполнена в виде двух мультициклонов жидкого и сгущенного сходов и двух насосов с трубопроводами, соединяющих ступени разделения; при этом установка снабжена патрубком подачи промывной воды, подведенным к насосу мультициклона третьей ступени сгущенного схода, а патрубки сгущенного схода мультициклонов жидкого схода второй и третьей ступени соединены с патрубком сгущенного схода мультициклона первой ступени (Авторское свидетельство СССР N 986012, кл. В 04 C 5/26. - Бюл. N 30 от 15.08.89).

Признаки, являющиеся общими для известной установки и заявленной линии, заключаются в наличии последовательно соединенных гидроциклонов, образующих ступени разделения, и насосов для гидравлической связи ступеней.

Причина, препятствующая получению в известной линии требуемого технического результата, заключается в невозможности разделения жидкостей разной вязкости с почти одинаковой плотностью, а также в отсутствии ступени выделения механических примесей крупной фракции путем шнекового фильтрования.

Сущность изобретения Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении качества разделения смеси при упрощении технологии и повышении надежности работы.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в трехступенчатом разделении, при котором на первой и третьей ступени осуществляют выделение механических примесей соответственно крупной и мелкой фракций этих примесей, а на второй (промежуточной) ступени осуществляют разделение нефти и воды. При этом выделение крупной фракции механических примесей на первой ступени осуществляют шнековым фильтрованием.

Достигается технический результат по первому варианту изобретения тем, что линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями включает шнековый фильтр для выделения механических примесей крупной фракции, образующий первую по порядку ступень разделения и выполненный в виде цилиндрического сита с расположенным внутри него шнеком, гидроциклон для отделения воды, образующий вторую по порядку ступень разделения, гидроциклон для выделения нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции, образующий третью ступень разделения, три накопительные емкости отдельно для механических примесей крупной фракции, воды и нефти, две буферные емкости с соответствующими насосами для гидравлической связи ступеней разделения, а также насос подачи исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями, вход которого соединен с амбаром для исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями, а выход - с входом шнекового фильтра первой ступени разделения, выход механических примесей крупной фракции из шнекового фильтра соединен с накопительной емкостью для механических примесей крупной фракции, а выход водно-нефтяной смеси с механическими примесями мелкой фракции - с первой буферной емкостью, выход которой через соответствующий насос соединен с входом гидроциклона второй ступени разделения, выход воды из гидроциклона второй ступени разделения соединен с накопительной емкостью для воды, а выход нефти и механических примесей мелкой фракции - с буферной емкостью для нефти и механических примесей мелкой фракции, выход которой через соответствующий насос соединен с входом гидроциклона третьей ступени разделения, выход нефти которого соединен с накопительной емкостью для нефти.

Достигается технический результат по второму варианту изобретения тем, что линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями включает шнековый фильтр для выделения механических примесей крупной фракции, образующий первую по порядку ступень разделения и выполненный в виде цилиндрического сита с расположенным внутри него шнеком, гидроциклон для отделения воды, образующий вторую по порядку ступень разделения, гидроциклон для выделения нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции, образующий третью ступень разделения, три накопительные емкости отдельно для механических примесей крупной фракции, воды и нефти, буферную емкость с соответствующим насосом для гидравлической связи первой и второй ступеней разделения, а также насос подачи исходной водно-нефтяной смеси с примесями, вход которого соединен с амбаром для исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями, а выход - с входом шнекового фильтра первой ступени разделения, выход механических примесей крупной фракции из шнекового фильтра соединен с накопительной емкостью для механических примесей крупной фракции, а выход водно-нефтяной смеси с механическими примесями мелкой фракции - с буферной емкостью, выход которой через соответствующий насос соединен с входом гидроциклона второй ступени разделения, выход воды из гидроциклона второй ступени разделения соединен с накопительной емкостью для воды, а выход нефти и механических примесей мелкой фракции - с входом гидроциклона третьей ступени разделения, выход нефти которого соединен с накопительной емкостью для нефти.

Достигается технический результат по первому и второму вариантам изобретения также тем, что в линии разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями выход нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции из гидроциклона третьей ступени разделения соединен с амбаром для исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями.

Достигается технический результат по первому и второму вариантам изобретения также тем, что линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями содержит емкость для нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции, соединенную с выходом нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции из гидроциклона третьей ступени разделения.

Новые по отношению к прототипу признаки заявленного технического решения заключаются в наличии шнекового фильтра, выполненного в виде цилиндрического сита с расположенным внутри него шнеком, трех накопительных емкостей отдельно для механических примесей крупной фракции, воды и нефти, двух буферных емкостей по первому варианту и одной буферной емкости по второму варианту для соответствующей гидравлической связи ступеней, а также в последовательности ступеней разделения.

На фиг. 1 представлена схема первого варианта технологической линии разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями; на фиг. 2 - ее второй вариант.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Линия по первому варианту изобретения содержит амбар 1 для исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями; насос 2 подачи смеси на разделение из амбара 1; шнековый фильтр 3 первой ступени разделения, содержащий расположенное в корпусе фильтра неподвижное цилиндрическое сито 4, внутри которого с возможностью вращения установлен шнек 5, при этом фильтр имеет вход 6 исходной смеси, выход 7 механических примесей крупной фракции и выход 8 водно-нефтяной смеси с механическими примесями мелкой фракции; накопительную емкость 9 для механических примесей крупной фракции; накопительную емкость 10 для воды; накопительную емкость 11 для нефти; первую буферную емкость 12 с соответствующим насосом 13; вторую буферную емкость 14 с соответствующим насосом 15; гидроциклон 16 второй ступени разделения с выходом 17 воды и выходом 18 нефти и механических примесей мелкой фракции; гидроциклон 19 третьей ступени разделения с выходом 20 нефти и выходом 21 нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции; емкость 22 для нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции (фиг. 1).

При этом вход насоса 2 соединен с амбаром 1, а выход - с входом 6 шнекового фильтра 3. Выход 7 шнекового фильтра 3 соединен с накопительной емкостью 9 для механических примесей крупной фракции. Выход 8 шнекового фильтра 3 соединен с первой буферной емкостью 12, выход которой через насос 13 соединен с входом гидроциклона 16. Выход 17 воды из гидроциклона 16 соединен с накопительной емкостью 10 для воды. Выход 18 нефти и механических примесей мелкой фракции из гидроциклона 16 соединен с буферной емкостью 14, выход которой через насос 15 соединен с входом гидроциклона 19. Выход 20 нефти из гидроциклона 19 соединен с накопительной емкостью 11 для нефти. Выход 21 нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции из гидроциклона 19 соединен с амбаром 1 или с емкостью 22 для нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции.

Линия по второму варианту изобретения отличается тем, что в ней отсутствуют буферная емкость 14 и насос 15, вследствие чего выход 18 нефти и механических примесей мелкой фракции из гидроциклона 16 второй ступени разделения соединен с входом гидроциклона 19 третьей ступени разделения. Реализация второго варианта линии возможна и целесообразна в случае достаточного уровня давления на входе второй ступени разделения, развиваемого насосом 13.

Работа линии по двум вариантам изобретения заключается в следующем.

Исходная смесь из амбара 1 насосом 2 подается в шнековый фильтр 3, конкретно в полость его цилиндрического сита 4. Благодаря вращению шнека 5 в цилиндрическом сите 4 создается давление в направлении к выходу 7, через который выходит крупная фракция механических примесей и поступает в накопительную емкость 9. Жидкая фаза исходной смеси вместе с механическими примесями мелкой фракции проходит через отверстия сита 4 и выходит наружу через выходной патрубок 8 шнекового фильтра и поступает в буферную емкость 12. Из емкости 12 насосом 13 смесь подается в гидроциклон 16, где происходит выделение из смеси воды. Вода с выхода 17 гидроциклона 16 поступает в накопительную емкость 10. Оставшаяся смесь нефти и мелкой фракции механических примесей с выхода 18 гидроциклона 16 поступает либо в накопительную емкость 14, откуда насосом 15 подается в гидроциклон 19 (по первому варианту, фиг. 1), либо непосредственно в гидроциклон 19 (по второму варианту, фиг. 2). В гидроциклоне 19 происходит отделение мелкой фракции нефтезагрязненных механических примесей, которая с выхода 21 либо возвращается (с небольшой частью нефти, составляющей 5-10% от объема) в амбар 1, либо поступает в емкость 22 для естественного отстаивания и выделения нефти. Очищенная таким образом нефть, которая содержит 90-95% чистой нефти от входящего объема, с выхода 20 гидроциклона 19 поступает в накопительную емкость 11 и далее расходуется по назначению.

Таким образом, линия обеспечивает достаточно высокую степень разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями на три составляющие - механические примеси крупной фракции, воду и нефть. При этом линия имеет относительно простую конструкцию и высокую надежность работы вследствие использования на первой ступени разделения шнекового фильтра, который (благодаря шнеку) обладает свойством самоочищения цилиндрического сита.

Формула изобретения

1. Линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями, которая включает шнековый фильтр для выделения механических примесей крупной фракции, образующий первую по порядку ступень разделения и выполненный в виде цилиндрического сита с расположенным внутри него шнеком, гидроциклон для отделения воды, образующий вторую по порядку ступень разделения, гидроциклон для выделения нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции, образующий третью ступень разделения, три накопительные емкости отдельно для механических примесей крупной фракции, воды и нефти, две буферные емкости и соответствующими насосами для гидравлической связи ступеней разделения, а также насос подачи исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями, вход которого соединен с амбаром для исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями, а выход - с входом шнекового фильтра первой ступени разделения, выход механических примесей крупной фракции из шнекового фильтра соединен с накопительной емкостью для механических примесей крупной фракции, а выход водно-нефтяной смеси с механическими примесями мелкой фракции - с первой буферной емкостью, выход которой через соответствующий насос соединен с входом гидроциклона второй ступени разделения, выход воды из гидроциклона второй ступени разделения соединен с накопительной емкостью для воды, а выход нефти и механических примесей мелкой фракции - с буферной емкостью для нефти и механических примесей мелкой фракции, выход которой через соответствующий насос соединен с входом гидроциклона третьей ступени разделения, выход нефти которого соединен с накопительной емкостью для нефти.

2. Линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями по п. 1, в которой выход нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции из гидроциклона третьей ступени разделения соединен с амбаром для исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями.

3. Линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями по п. 1, которая содержит емкость для нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции, соединенную с выходом нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции из гидроциклона третьей ступени разделения.

4. Линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями, которая включает шнековый фильтр для выделения механических примесей крупной фракции, образующий первую по порядку ступень разделения и выполненный в виде цилиндрического сита с расположенным внутри него шнеком, гидроциклон для отделения воды, образующий вторую по порядку ступень разделения, гидроциклон для выделения нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции, образующий третью ступень разделения, три накопительные емкости отдельно для механических примесей крупной фракции, воды и нефти, буферную емкость с соответствующим насосом для гидравлической связи первой и второй ступеней разделения, а также насос подачи исходной водно-нефтяной смеси с примесями, вход которого соединен с амбаром для исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями, а выход - с входом шнекового фильтра первой ступени разделения, выход механических примесей крупной фракции из шнекового фильтра соединен с накопительной емкостью для механических примесей крупной фракции, а выход водно-нефтяной смеси с механическими примесями мелкой фракции - с буферной емкостью, выход которой через соответствующий насос соединен с входом гидроциклона второй ступени разделения, выход воды из гидроциклона второй ступени разделения соединен с накопительной емкостью для воды, а выход нефти и механических примесей мелкой фракции - с входом гидроциклона третьей ступени разделения, выход нефти которого соединен с накопительной емкостью для нефти.

5. Линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями по п. 4, в которой выход нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции из гидроциклона третьей ступени разделения соединен с амбаром для исходной водно-нефтяной смеси с механическими примесями.

6. Линия разделения водно-нефтяной смеси с механическими примесями по п. 4, которая содержит емкость для нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции, соединенную с выходом нефтезагрязненных механических примесей мелкой фракции из гидроциклона третьей ступени разделения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2