СЕПАРАЦИОННО-ФИЛЬТРУЮЩАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2012 года по МПК B01D35/12 F02M37/22 

Изобретение относится к области топливно-энергетического комплекса (ТЭК) и может быть использовано при нефтепереработке и нефтепродуктообеспечении для глубокого обезвоживания и очистки от механических загрязнений нефтяных топлив и газа с одновременным удалением остаточной воды и механических загрязнений из сепарирующе-фильтрующего элемента с помощью вакуума.

В процессе очистки топлива в сепарирующе-фильтрующих элементах скапливается определенное количество остаточной воды и механических примесей, которые необходимо периодически из них удалять (регенерировать).

Известен фильтр-водоотделитель, предназначенный для очистки топлива от воды и механических загрязнений, который содержит многослойный фильтрующий элемент, выполненный в виде коаксиально размещенных фильтрующего, коагулирующего и водоотталкивающего слоев (патент RU №38450 U1, кл. B01D 27/06, 2004 г.).

Недостатком известного фильтра-водоотделителя является сложность конструкции, низкая надежность и высокая трудоемкость в силу того, что использованный в нем фильтрующий элемент из поливинилформаля с постоянной по всему объему пористостью имеет свойство изменять свою форму и размер по мере накопления в нем водной фазы (набухание).

Известен фильтрующий элемент, содержащий коаксиально расположенные фильтрующий и коагулирующий цилиндрические слои, изготовленные из поливинилформаля, между которыми без зазора размещена перфорированная цилиндрическая перегородка, причем материал этих слоев имеет градиент пористости, направленный к перегородке (патент RU №88574 U1, кл. B01D 27/04, 2009 г.).

Недостатком этого фильтрующего элемента является сложность конструкции, необходимость его демонтажа из фильтрующей установки для очистки от выделенной из топлива воды и механических примесей и невозможность 100%-ной очистки.

В качестве прототипа выбрана фильтровальная станция для подземных разработок, которая содержит два фильтра обратной промывки и три клапана, служащие для попеременного отключения одного из фильтров обратной промывки от притока и соединения входа соответствующего фильтра обратной промывки с вводом обратной промывки (патент RU №2370304 С2, кл. B01D 35/12, 2009 г.).

Недостатками прототипа являются:

1. Невозможность использования станции для очистки топлива от воды, в то время как утвержденный постановлением Правительства Российской Федерации от 27.02.2008 г. №118 Технический регламент «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту» предусматривает, в частности, для авиационного бензина и топлива для реактивных двигателей отсутствие, кроме механических примесей, еще и воды.

2. Примененная обратная промывка не обеспечивает эффективную очистку фильтрующего элемента от загрязнений.

3. Отсутствие средства измерения, позволяющего объективно оценить состояние фильтрующего элемента, требующее его промывки (регенерации) и переключения работы станции с процесса фильтрации очищаемой среды на промывку фильтрующего элемента.

4. Применение клапанов, не позволяющих осуществить автоматизацию технологического процесса.

Накапливающиеся в сепарирующе-фильтрующих элементах в процессе работы количества воды и механических примесей, выделяемых из очищаемой среды, не позволяют очищать жидкое нефтяное и газообразное топлива с предъявляемыми к ним повышенными требованиями по степени очистки.

Задача изобретения - повышение степени очистки жидких нефтяных топлив и газа путем удаления из них воды и механических примесей, регенерации сепарирующе-фильтрующего элемента с помощью вакуума, обеспечение непрерывности и автоматизации процесса очистки топлив, а также предотвращение коррозии металла технологического оборудования.

В основу предлагаемого изобретения положена задача повышения эффективности и снижения трудоемкости очистки топлива и газа от воды и механических примесей путем периодической очистки сепарирующе-фильтрующих элементов из пористого поливинилформаля от скапливающихся в них воды и механических примесей с помощью вакуума без демонтажа их из установки и без остановки процесса очистки топлива и газа.

Технический результат достигается тем, что на входе очищаемого продукта устанавливаются параллельно два фильтра-сепаратора, через которые с помощью переключения электроуправляемого золотникового гидрораспределителя может поочередно пропускаться очищаемый продукт. При этом один фильтр-сепаратор находится в рабочем состоянии очистки топлива, другой - в режиме регенерации сепарирующее-фильтрующего элемента.

На выходе из фильтров-сепараторов устанавливается второй электроуправляемый золотниковый гидрораспределитель, переключением которого можно поочередно подключать к тому или другому фильтру-сепаратору вакуумный насос.

Когда первый фильтр-сепаратор подключен на вход очищаемого продукта, второй подключается к вакуумному насосу, и наоборот - когда второй подключен на вход очищаемого продукта, первый подключается к вакуумному насосу. В то время, как один фильтр-сепаратор осуществляет очистку поступающего продукта, во втором происходит очистка сепарирующе-фильтрующего элемента от выделенных из очищаемого продукта воды и механических примесей с помощью вакуума, создаваемого вакуумным насосом, практически до первоначального состояния.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом и представляет собой установку, состоящую из двух фильтров-сепараторов 1, 2 с сепарирующе-фильтрующими элементами 3, 4, двух электроуправляемых золотниковых гидрораспределителей 5, 6, вакуумного насоса 7, блока управления 8, датчиков давления 9, 10 и двух обратных клапанов 11, 12.

Установка работает следующим образом.

Очищаемый продукт через распределитель 5 в положении, изображенном на чертеже, поступает в фильтр-сепаратор 1, проходит через сепарирующе-фильтрующий элемент 3, очищается и через распределитель 6 поступает в приемную емкость. При этом выделенная из очищаемого продукта вода с механическими примесями через обратный клапан 11 выходит наружу.

Одновременно в фильтре-сепараторе 2 происходит очистка (регенерация) сепарирующее-фильтрующего элемента 4. Воздух засасывается из атмосферы вакуумным насосом 7 через распределитель 5, проходит через элемент 4 и с извлеченными из него остаточной водой и механическими примесями через распределитель 6 и вакуумный насос 7 выходит наружу. При этом для исключения подсоса воздуха обратный клапан 12 закрыт.

При достижении предельного уровня насыщения водой и механическими примесями работающего на очистку топлива или газа элемента 3, определяемого по разнице давлений, измеряемых датчиками: на входе 9 и выходе 10, блок управления 8 переключает распределитель 5 на соединение фильтра-сепаратора 1 с атмосферой, а распределитель 6 - на соединение фильтра-сепаратора 2 с вакуумным насосом 7 и включает насос в работу.

В результате происходит удаление остаточных количеств воды и механических примесей из элемента 3 и очистка его до первоначального (сухого) состояния, при котором блок управления 8 выключает вакуумный насос 7 и переключает распределитель 5 на подачу очищаемого продукта в фильтр-сепаратор 1. При этом распределитель 6 соединяет его с приемной емкостью очищенного продукта.

Таким образом, одновременно происходят два процесса очистки: в одном фильтре-сепараторе - очистка топлива или газа, в другом - очистка (регенерация) сепарирующе-фильтрующего элемента, причем весь процесс происходит в автоматическом режиме.

Переключение потока очищаемой среды с одного фильтра-сепаратора на другой происходит автоматически при накоплении в сепарирующе-фильтрующем элементе предельно допустимых количеств воды и механических примесей за счет увеличения до заранее заданной величины разницы давлений до и после сепарирующее-фильтрующего элемента, определяемых датчиками давления 9 и 10. При этом блок управления выдает команду на срабатывание электроуправляемых распределителей 5 или 6.

Преимуществом заявляемого изобретения является то, что применение его в системе ТЭК обеспечит получение жидкого топлива и газа с остаточной водой 0,000015% по массе (в настоящее время 0,0015% по массе), что практически можно считать ее отсутствием и соответствием требованиям действующих нормативных документов, а так же 100%-ной очисткой топлива от механических примесей.

На основании изложенного можно сделать вывод, что предлагаемая сепарационно-фильтрующая установка обладает новизной и полезностью, т.к. подобные установки в отечественной и зарубежной практике отсутствуют.

Изобретение относится к области топливно-энергетического комплекса и может быть использовано при нефтепереработке и нефтепродуктообеспечении для глубокого обезвоживания и очистки от механических загрязнений нефтяных топлив и газа с одновременным удалением остаточной воды и механических загрязнений из сепарирующе-фильтрующего элемента с помощью вакуума. Сепарационно-фильтрующая установка включает два фильтра-сепаратора, два распределительных клапана, блок управления и связанные с ним вакуумный насос, два датчика давления, установленные перед каждым фильтром-сепаратором, и два датчика давления, установленные после каждого фильтра-сепаратора, а также электроуправляемые золотниковые гидравлические распределители. Технический результат: повышение степени очистки жидких нефтяных топлив и газа путем удаления из них воды и механических примесей, регенерации сепарирующе-фильтрующего элемента с помощью вакуума, обеспечение непрерывности и автоматизации процесса очистки топлив, а также предотвращение коррозии металла технологического оборудования. 1 ил.

Сепарационно-фильтрующая установка, предназначенная для очистки жидкого топлива и газа, включающая два фильтра-сепаратора и два распределительных клапана, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени очистки, автоматизации процесса регенерации сепарирующе-фильтрующих элементов и непрерывности процесса очистки, установка дополнительно содержит блок управления и связанные с ним вакуумный насос, два датчика давления, установленные перед каждым фильтром-сепаратором, и два датчика давления, установленные после каждого фильтра-сепаратора, а также электроуправляемые золотниковые гидравлические распределители.