Способ и коалесцентный элемент для разделения эмульсии



Способ и коалесцентный элемент для разделения эмульсии
Способ и коалесцентный элемент для разделения эмульсии
Способ и коалесцентный элемент для разделения эмульсии
Способ и коалесцентный элемент для разделения эмульсии

 


Владельцы патента RU 2618857:

Газизов Марат Хатимович (RU)

Группа изобретений относится к разделению эмульсий. В частности, способ и устройство могут быть применены для очистки воды от нефти (прямая эмульсия нефти в воде), например, в нефтедобывающей промышленности при подготовке попутно-добываемой пластовой воды в системе сбора нефти, газа и воды. В то же время способ и устройство могут быть применены для очистки нефти от воды (обратная эмульсия воды в нефти), например, для последующей подачи нефти на нефтепереработку. Бифункциональный М-образный элемент для разделения эмульсий, в котором симметричные половины М-образного элемента соединены между собой кольцом для отвода дисперсной фазы, при этом отверстие для отвода дисперсной фазы выполнено в виде кольцевого выступа, а симметричные половины М-образного элемента выполнены цельными. Бифункциональный способ разделения эмульсий включает подачу эмульсии на М-образный элемент и отвод дисперсной фазы через кольцо, соединяющее симметричные половины М-образного элемента. Подачу эмульсии осуществляют в направлении, параллельном плоскости М-образного элемента, симметричные половины которого выполнены цельными. Дисперсную фазу отводят через отверстие в виде кольцевого выступа, высота которого вместе с соответствующими частями симметричных половин М-образного элемента формируют зону коалесценции дисперсной фазы. Изобретение позволяет повысить эффективность отделения от эмульсии дисперсной фазы. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

 

Группа изобретений относится к разделению любых эмульсий с целью эффективного отделения дисперсной фазы. В частности, способ и устройство могут быть применены для очистки воды от нефти (прямая эмульсия нефти в воде), например, в нефтедобывающей промышленности при подготовке попутно-добываемой пластовой воды в системе сбора нефти, газа и воды. В то же время способ и устройство могут быть применены для очистки нефти от воды (обратная эмульсия воды в нефти), например, для последующей подачи нефти на нефтепереработку.

Известен фильтр-коалесцер /US 4897206, B01D 23/24, 30.01.1990/ для очистки воды от мехпримесей и нефтепродуктов, включающий пакет М-образных гофрированных параллельных пластин, установленных горизонтально, выполненных, например, из полипропилена, с множеством углов и малыми зазорами между пластинами, причем в указанных углах выполнены отверстия для отвода нефтепродуктов из верхнего ряда отверстий и мехпримесей (с водой) - из нижнего ряда отверстий каждой пластины (фильтр выпускается под маркой М-РАК (http://pdf.directindustry.com/pdf/facet-international-22199.html). Соответственно, прототипом заявляемого коалесцентного элемента для разделения эмульсий является бифункциональный М-образный элемент гофрированной пластины для разделения эмульсий по /US 4897206, B01D23/24, 30.01.1990/. При этом «гребни» пластины имеют отверстия для отвода легкой жидкости, а «впадины», соответственно, - для отвода тяжелой. Если низ и верх горизонтальной гофрированной пластины поменять местами, то «впадины» станут «гребнями» для отвода, например, нефти, а «гребни» - станут «впадинами» для отвода, например, воды с мехпримесями. Бифункциональность М-образного элемента по прототипу, таким образом, заключается в его принципиальной применимости для разделения эмульсий как прямого, так и обратного типа.

Прототипом заявляемого способа является способ разделения эмульсий по /US 4897206, BO1D 23/24, 30.01.1990/, включающий подачу эмульсии на М-образный элемент в направлении, перпендикулярном плоскости М-образного элемента, и отвод дисперсной фазы - нефтепродукта через кольцо, соединяющее симметричные половины М-образного элемента; дисперсионная среда - вода при этом отводится через два ниже расположенных отверстия, каждое из которых находится в симметричных половинах М-образного элемента. Если низ и верх горизонтальной гофрированной пластины поменять местами, то «впадины» станут «гребнями» для отвода, например, нефти, а «гребни» - станут «впадинами» для отвода, например, воды. Бифункциональность М-образного элемента по прототипу, которая заключается в его принципиальной применимости для разделения эмульсий как прямого, так и обратного типа, обеспечивает соответствующую бифункциональность способа-прототипа. В то же время при необходимости целевого отделения от эмульсии любого типа именно дисперсной фазы способ и устройство по прототипу недостаточно эффективны, так как каждый М-образный элемент прототипа имеет отверстия для отвода не только дисперсной фазы, но и дисперсионной среды.

Решаемая предлагаемой группой изобретений задача заключается в повышении эффективности отделения от эмульсии любого типа дисперсной фазы за счет формирования зоны коалесценции дисперсной фазы сложного - с преградами для подаваемой эмульсии - строения и «удвоенной» по объему; и за счет исключения целевой функции отделения от эмульсии дисперсионной среды.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый бифункциональный М-образный элемент для разделения эмульсий, в котором симметричные половины М-образного элемента соединены между собой кольцом для отвода дисперсной фазы, отличается тем, что отверстие для отвода дисперсной фазы выполнено в виде кольцевого выступа, а симметричные половины М-образного элемента выполнены цельными.

Поставленная задача решается также тем, что предлагаемый бифункциональный способ разделения эмульсий, включающий подачу эмульсии на М-образный элемент и отвод дисперсной фазы через кольцо, соединяющее симметричные половины М-образного элемента, отличается тем, что подачу эмульсии осуществляют в направлении, параллельном плоскости М-образного элемента, симметричные половины которого выполнены цельными, а дисперсную фазу отводят через отверстие в виде кольцевого выступа, высота которого вместе с соответствующими частями симметричных половин М-образного элемента формируют зону коалесценции дисперсной фазы.

Таким образом, если М-образный элемент по прототипу (при отводе легкой фазы через верхнее отверстие) «стоит на голове», то предлагаемый М-образный элемент (при отводе также легкой фазы) «поставлен на ноги (перевернут с головы на ноги)», так как перевернут относительно горизонта (и прототипа) на 180°. Также предлагаемый М-образный элемент, в отличие от устройства-прототипа, имеющего три отверстия для отвода разделенных компонентов эмульсии, оснащен единственным кольцевым отверстием для отделения от эмульсии любого типа дисперсной фазы; и он совсем не имеет отверстий для отделения от эмульсии дисперсионной среды. Высота кольцевого выступа отверстия для отвода дисперсной фазы вместе с соответствующими частями симметричных половин предлагаемого М-образного элемента формируют зону коалесценции дисперсной фазы. При этом целевое формирование зоны коалесценции дисперсной фазы обеспечено тем, что предлагаемый М-образный элемент перевернут относительно прототипа на 180° и оснащен единственным кольцевым отверстием для отделения от эмульсии любого типа только дисперсной фазы; при этом зона коалесценции относительно прототипа имеет более сложное строение, и она «удвоена» по объему.

В отличие от способа-прототипа, в котором эмульсию подают перпендикулярно плоскости М-образного элемента, в предлагаемом способе эмульсию подают в направлении, параллельном плоскости М-образного элемента, вследствие чего подаваемая эмульсия встречает преграды - части симметричных половин М-образного элемента, способствующие формированию зоны коалесценции дисперсной фазы, к тому же более сложного строения и «удвоенной» по объему относительно прототипа, для последующего отделения дисперсной фазы от эмульсии любого типа.

Предлагаемые способ и устройство иллюстрируются фиг. 1-3.

Общий вид коалесцентного М-образного элемента и пакета М-образных элементов представлен на фиг 1. Фиг. 2 иллюстрирует способ отделения фазы - нефти от воды; фиг. 3 - способ отделения фазы - воды от нефти.

На фигурах:

1 - М-образный коалесцентный элемент;

2 - кольца для отвода дисперсной фазы;

3 - зона коалесценции дисперсной фазы;

4 - торцевые перегородки пакета;

5 - кольцевые выступы отверстия для отвода дисперсной фазы;

6 - дисперсная фаза для прямой эмульсии;

7 - дисперсная фаза для обратной эмульсии.

Коалесцентные элементы 1 собираются в пакет, и уже из пакетов можно собирать блоки. Коалесцентные элементы 1, пакеты и блоки из них можно использовать для разделения как прямых, так и обратных эмульсий. При этом дисперсная фаза (6) для прямой эмульсии представляет собой жидкость меньшей плотности, чем дисперсионная среда. А для обратной эмульсии дисперсная фаза (7) представляет собой жидкость большей плотности, чем дисперсионная среда (табл. 1 - типы разделяемой эмульсии).

Заявляемый способ разделений эмульсии реализуется следующей работой заявляемого устройства - М-образного коалесцентного элемента.

При разделении эмульсии прямого типа поток эмульсии, подаваемой в направлении, параллельном плоскости М-образного элемента, поступает в блок коалесцентных элементов 1. При этом коалесцентные элементы 1 в пакете расположены, как показано на фиг. 2: относительно прототипа коалесцентный элемент 1 перевернут на 180°. Поток прямой эмульсии (направление которого показано стрелками на фиг. 2), проходя через пакет коалесцентных элементов 1, разбивается на слои, что интенсифицирует процесс разделения дисперсной фазы и дисперсионной среды. Капли дисперсной фазы по мере всплытия достигают зоны коалесценции (3 по фиг. 1) и коалесцируются с уже накопленной в данной зоне дисперсной фазой (6 по фиг. 2). По мере накопления дисперсной фазы в зоне коалесценции (3 по фиг. 1) капли дисперсной фазы через кольцевое отверстие (2 по фиг. 1) всплывают и выводятся. Отделенная от дисперсной фазы (6 по фиг. 2) дисперсионная среда, пройдя блок коалесцентных элементов 1, также выводится из системы.

При разделении эмульсии обратного типа поток обратной эмульсии поступает в блок коалесцентных элементов 1. При этом коалесцентные элементы 1 в пакете расположены, как показано на фиг. 3, а именно: относительно фиг. 2 «верх» и «низ» коалесцентного элемента 1 поменялись местами. Поток обратной эмульсии (направление которого параллельно плоскости М-образного элемента - показано стрелками на фиг. 3), проходя через пакет коалесцентных элементов 1, разбивается на слои, что интенсифицирует процесс разделения дисперсной фазы и дисперсинной среды. Капли дисперсной фазы по мере осаждения достигают зоны коалесценции (3 по фиг. 1) и коалесцируются с уже накопленной дисперсной фазой (7 по фиг. 3). По мере накопления дисперсной фазы в зоне коалесценции (3 по фиг. 1) капли дисперсной фазы через кольцевое отверстие (2 по фиг. 1) стекают и выводятся. Отделенная от дисперсной фазы (7 по фиг. 3) дисперсионная среда, пройдя блок коалесцентных элементов 1, также выводится из системы.

Таким образом, заявляемые способ и устройство бифункциональны, как и прототип, так как применимы для разделения эмульсий как прямого, так и обратного типа. В то же время при необходимости целевого отделения от эмульсии любого типа именно дисперсной фазы предлагаемая группа изобретений эффективнее прототипа за счет целевого формирования зоны коалесценции дисперсной фазы и исключения целевой функции отделения от эмульсии дисперсионной среды. Предлагаемый М-образный коалесцентный элемент, перевернутый относительно прототипа на 180°, оснащен единственным кольцевым отверстием для отделения от эмульсии любого типа только дисперсной фазы и вовсе не имеет отверстий для отделения от эмульсии дисперсионной среды, так как симметричные половины М-образного элемента выполнены цельными.

1. Бифункциональный М-образный элемент для разделения эмульсий, в котором симметричные половины М-образного элемента соединены между собой кольцом для отвода дисперсной фазы, отличающийся тем, что отверстие для отвода дисперсной фазы выполнено в виде кольцевого выступа, а симметричные половины М-образного элемента выполнены цельными.

2. Бифункциональный способ разделения эмульсий, включающий подачу эмульсии на М-образный элемент и отвод дисперсной фазы через кольцо, соединяющее симметричные половины М-образного элемента, отличающийся тем, что подачу эмульсии осуществляют в направлении, параллельном плоскости М-образного элемента, симметричные половины которого выполнены цельными, а дисперсную фазу отводят через отверстие в виде кольцевого выступа, высота которого вместе с соответствующими частями симметричных половин М-образного элемента формируют зону коалесценции дисперсной фазы.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в нефтехимической отрасли, в производстве эмульсионных каучуков и эластомерных композиций, при выделении каучука из латексов. Для осуществления способа проводят извлечение эмульгирующих компонентов – загрязняющих примесей сточной воды - с узла выделения эмульсионного каучука и ультразвуковое диспергирование непористого сорбента – техуглерода.

Изобретение предназначено для очистки воды. Устройство кувшинного типа содержит корпус в виде кувшина, содержащий цилиндрическую корпусную часть, имеющую днище и перегородку для разделения внутреннего пространства корпусной части, крышку кувшина, непроницаемым для жидкости образом закрывающую открытый верхний край корпуса кувшина, и картридж для очистки воды, съемным образом прикрепляемый к открытой части для крепления в перегородке.
Группа изобретений может быть использована в горнодобывающей промышленности для облегчения агрегирования минеральных компонентов в водных минеральных шламах. Обработка водного минерального шлама включает добавление в диспергированный шлам водного раствора анионного полимера, вступающего в реакцию с твердыми минеральными компонентами, с целью их агрегирования и осаждения с образованием продукта, содержащего флоккулированный осадок и воду.

Изобретение может быть использовано для получения оксида цинка из цинксодержащих оксидных материалов. Способ включает выщелачивание цинксодержащего оксидного материала 8-10%-ным водным раствором аммиака при температуре 17-25°С, Т:Ж = 1:9 - 1:10 в течение 20-60 минут.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки подземных горизонтов от загрязнения нефтепродуктами. Устройство для сбора и откачки нефтепродуктов из подземного горизонта включает цилиндрическую камеру, выполненную в виде поплавка 1, погружной насос 2 с напорным трубопроводом 3 и приводом 4, а также полую монтажную штангу 5, внутри которой расположен напорный трубопровод 3.

Изобретение относится к гидрометаллургии урана, в частности к способу извлечения и концентрирования урана из разбавленных растворов. Извлечение урана из раствора осуществляют сорбцией.

Изобретение относится к электрохимическим способам очистки сточных вод, в частности сточных вод фармацевтической промышленности, и может быть использовано для электрохимической утилизации лекарственных препаратов, содержащих салициловую кислоту, с истекшим сроком годности.

Изобретение может быть использовано на морских плавательных средствах - морских кораблях, судах и платформах, подводных лодках для подготовки кондиционированной питьевой воды на основе исходной опресненной воды.

Изобретение относится к методам водоподготовки и очистки воды и может быть использовано в пищевой промышленности, медицине, фармакологии. Бытовой фильтр двухстороннего действия содержит корпус с герметично закрывающейся крышкой, картридж, разделяющий объем корпуса на две герметично закрывающиеся крышками полости.

Группа изобретений относится к способам, системам и многофазным сепараторам обработки воды для гидроразрывов. Технический результат заключается в обеспечении безопасности при гидроразрыве пластов.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано на нефтепромысле. Устройство для разделения нефтяной эмульсии включает цилиндрический корпус 1 с системой ввода эмульсии в виде трубчатого перфорированного коллектора 7 и патрубками вывода продуктов ее разделения 5, 6, установленный в продольном сечении корпуса 1 V-образный коалесцирующий пакет 15, систему сбора и вывода воды 3, 4, 21, датчики контроля уровня воды, систему контроля и управления открытием и закрытием системы вывода воды, перфорированную неполную перегородку 9, патрубок вывода газа 6, верхнюю сплошную наклонную поперечную перегородку 11, одинарный коалесцирующий пакет 10, нижнюю сплошную вертикальную перегородку 12, нижнюю вертикальную перфорированную в нижней части перегородку 13, нижнюю неполную перегородку 18, верхнюю вертикальную неполную перегородку 14, параллельные перегородки 16 со щелями 17 в нижней части от V-образного коалесцирующего пакета 15 до низа корпуса 1.

Изобретение относится к подготовке скважинного продукта и может быть использовано в нефтяной промышленности для подготовки нефти и воды. Установка подготовки скважинной продукции содержит емкость 5 сбора и дегазации скважинного продукта, устройство для обезвоживания 14, насосы 6, 8, 13, теплообменное устройство 11, измерительные приборы, трубопроводную обвязку, запорно-регулирующую арматуру.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Система содержит входной двухфазный сепаратор (2) с трубопроводом (3) подачи отделившегося в нем высоконапорного газа потребителю, трехфазный отстойник-сепаратор (5) с трубопроводом (6) сброса низконапорного газа на факельную трубу, трубопроводом (7) подачи нефтепромысловой сточной воды на блок подготовки воды, соединенным с буфером-сепаратором (12), соединенным с трубопроводом (14) подачи сточной воды на горизонтальную факельную установку (ГФУ) (15).

Изобретение относится гидрометаллургии, к извлечению фазы органического экстрагирующего растворителя из эмульсии, стабилизированной твердыми частицами, образовавшейся в контуре гидрометаллургической экстракции растворителем.

Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких сред, имеющих различный удельный вес, и для выделения накопившейся в жидкости газообразной среды. Сепаратор содержит корпус, вертикальную разделительную перегородку, трубопровод ввода газожидкостной смеси, патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок, переливную перегородку и сливной лоток, который соединен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху.

Группа изобретений относится к циклонному устройству для разделения смеси из двух компонентов и к способу сепарации с использованием циклонного устройства. Сепараторная система для сепарации смеси первой текучей среды и второй текучей среды содержит сепаратор, содержащий сепараторную камеру, впуск, первый выпуск для вывода первой текучей среды из сепараторной камеры и второй выпуск для вывода второй текучей среды из сепараторной камеры, насос, соединенный с впуском, собиратель энергии, выполненный с возможностью сбора энергии давления первой текучей среды в первом выпуске и механизм передачи энергии, выполненный с возможностью передачи собранной энергии насосу.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для кустового сброса и утилизации попутно добываемой воды на нефтяных месторождениях поздней стадии разработки.

Изобретение относится к вариантам способа обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. Один из вариантов включает: введение исходного потока во впуск резервуара, содержащего композитную среду, состоящую из однофазных частиц однородной формы, причем каждая частица включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера; и контакт исходного потока с композитной средой для получения обработанного потока, причем обработанный поток содержит заданную целевую концентрацию углеводородной жидкости.

Изобретение относится к сепаратору для разделения смеси легкой жидкости и воды. Сепаратор содержит расположенный на первой стороне резервуара входной патрубок с входным дефлектором для направления поданной смеси вниз и разделения на две по существу равные первые части потока смеси, выходной патрубок с выходной трубой, круглую или эллиптическую в поперечном сечении обтекаемую стенку с внутренней и наружной сторонами.

Изобретение относится к устройству для разделения нефти и воды. Устройство включает камеру (2) для накопления нефти, окруженную стенкой (1), причем по меньшей мере часть поверхности стенки (1) покрыта пористым, олеофильным и гидрофобным слоем (3), который позволяет проникать через него воде и нефти.

Изобретение относится к системам водоотведения, а именно к способам оценки контроля сбросов сточных вод от выпусков (водоотводов) абонентов в канализацию. Способ содержит регистрацию наличия в воде признаков загрязнителей и анализ пробы сливной воды на превышение предельно допустимых значений загрязнителей в сливной воде. В нем выполняют разбиение сети водоотведения населенного пункта на непересекающиеся районы с минимальным количеством, преимущественно одним, выпусков воды из них. Регистрацию наличия в воде признаков загрязнителей осуществляют при превышении в анализе пробы воды, отобранной в случайное время и в случайно выбранной точке, расположенной на выпуске/выпусках воды непересекающихся районов, допустимых концентраций. На этапе обследования непересекающихся районов определяют перспективных абонентов, а анализ пробы сливной воды на превышение предельно допустимых значений загрязнителей в сливной воде выполняют только у перспективных абонентов. Техническим результатом изобретения является снижение капитальных затрат, необходимых для выявления абонентов, в сливных водах которых превышаются предельно допустимые значения загрязнителей в сливной воде, т.к. отсутствует необходимость устанавливать дорогостоящие роботы-пробоотборники на водовыпусках каждого абонента населенного пункта. 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Наверх