Устройство для подготовки нефти (нефтепродуктов) к анализу Советский патент 1984 года по МПК B01D11/02 

Изобретение относится к анализу жидких сред, а более конкретно к устройствам для подготовки водных растворов к анализу, и может быть использовано в промьшшенности, заводских лабораториях и научно-исследовательских институтах, где необходимо отделять нефть { нефтепродуктыJ от мелкодисперсных (например, песок) материалов для дальнейшего ее анализа.

Известно устройство для отделения текучих-суспензий l.

В нем отсутствуют элементы, обес-i печиваюище интенсивное перемешивание экстракцию из дисперсного материала и полное отделение Двух несмешивающихся жидкостей.

Известен также сепаратор для разделения двух жидкостей разной плотности и отделения содержащихся в них твердых частичек, содержащий Два открытых сверху резервуара, которые расположены один над другим, соощаются между собой несколькими кана,лами и имеют трубопроводы для подвод И отвода исследуемой смеси и разделенных по удельному весу компонентов Кроме того, имеются выходные отверстия дпя удаления твердых частиц. В верхнем резервуаре имеется устройство для олова, расположенное вьше входно;го отверстия для слива более легкой жидкости, внизу нижнего резервуара имеется сливное отверстие для сброса тяжелой жидкости С23.

Основным недостатком этого сепаратора является то, что разделение происходит путем гравитационного отстоя двух жидкостей и твердыхчастичек, что не позволяет полностью их отделить за счет переходной зоны. Кроме того, в нем исключается процесс экстракции и перемешивания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является экстрактор для системы жидкость - жидкость твердое тело, содержащий смесительную камеру, отстойную центрифугу, мешалку, снабженную регулятором уровня раздела фаз,выводным узлом (выходным штуцером)и заборными трубками (входными штуцерам).

Экстрактор работает следующим образом.

Зная плотность компонентов, уста навливается регулятором раздела фаз уровень раздела. Компоненты через

патрубок подаются в камеру смешивания и после перемешивания через транспортирующее устройство поступают в камеру отстоя, где происхо5 дит их разделение под действием центробежных сил. Отсепарированная легкая жидкость, переливаясь через кольцевую перегородку, поступает в отборную камеру откуда через забор0 ные трубки удаляется из аппарата. Тя желая жидкость через отверстие поступает в зазор между барабанами и переливается в отборную камеру, откуда выводится так же как легкая

5 жидкость. Твердый осадок поступает j на стенку внешнего барабана, так как скорость вращениявнешнего барабана отличается от скорости наружного, то осадок транспортируется шнеком

0 вниз и через окно удаляется. Аппарат,

при соответствующей настройке регуI лятора уровня раздела фаз и направленного вращением барабанов, может работать в качестве отстойной цен-

трифуги непрерывного действия для раздела-суспензии и эмульсии З}.

Недостатком известного экстрактора является то., что центробежное раз|деление не дает полного и однозначного отделения жидкостей и твердой дисперсной фазы. Даже зная плотность Компонентов, практически невозможно установить регулятор раздела фаз, что вызывает заброс одной фазы в другую при разделении. Эти недостатки понижают точность и качество раздела, что отражается на анализе и конечном результате.

Цель изобретения - повышение эффективности экстракции и разделения фаз.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для подготовки нефти (нефтепродуктов) к анализу, содержащем корпус,вращающуюся отстойную камеру, отделенную от нее коаксиально расположенным цилиндром смесительную Камеру,входные и выходные штуцеры, смесительная камера снабжена коаксиально расположенной трубой, установленной с зазором относительно дна отстойной камеры, и кольцевыми дисками, размещенными в чередующейся последовательности по высоте на наружной поверхности трубы и внутренней поверхности цилиндра, который установлен с возможностью вертикального перемещения, а отстойная камера вы31

полнена в виде чаши со стенками из пористого материала.

На чертеже представлено устройство, общий вид.

Устройство содержит корпус 1, внутри которого на платформе 2 установлена чаша 3 с приводом 4. Дно чаши покрыто фторопластом 5, а стенки пористым фтороп. астом 6. По оси чаши в крьш1ке 7 установлен цилиндр 8 с входными штуцерами 9-11, соответственно для ввода дисперсного мате- риала, воды для разбавления и растворителя. По оси симметрии цилиндра установлена труба 12, связанная с источником разряжения. Цилиндр соединен с тягами 13, обеспечивающими его вертикальное перемещение от привода (например, электроплита). На внутренней рабочей поверхности циг линдра размещены кольцевые диски 14 а на наружной поверхности трубы кольцевые диски 15. .

Устройство работает следующим образом.

Через выходной штуцер 9 подается доза исследуемого дисперсного материала (например, песка ), через штуцер 10 - доза технически чистой, свободной от нефти (нефтепродуктов ) воды, а через штуцер 11 - доза растворителя (например, СС14), при этом цилиндр 8 находится в нижнем положении и герметично установлен на дне чащи 3. Включается привод 4 и чаша 3 вместе с цилиндром 8 приводится во вращательное движение. Кольцевые диски 14 и 15 обеспечивают интенсивное перемешивание первоначальной механической смеси - дисперсного материала с нефтью, воды и растворителя. Через 1 - 3 мин (в зависимости от концентрации нефти в песке и от вида нефти и нефтепродукта) происХОД1ТТ полное растворение нефти в СС1, после чего с помощью тяг 13 поднимается цилиндр 8, образуя зазор между основанием и фторопластовым дном 5. Растворитель СС1 совместно с водой растекаются по стенке чаши 3 СС смачивает пористый фторопласт и, просачиваясь, стекает по внутренней поверхности корпуса 1, неся всю растворенную нефть (нефтепродукты) на анализ.

Мелкодисперсный материал песок, свободный от нефти, нефтепродукты , при вращении чаши 3 и наличии воды в ней, собирается в центре чаши.

4998 . 4

Включается устройство, содержащее разряжение в трубе 12, что вызывает отсасывание воды и песка. Дпя полного смыва песка периодически два - три 5 раза за цикл в 2-3 мин вводится избыток воды через штуцер 10. Затем при включении отсоса останавливается привод 4 и практически вся вода (находящаяся при вращении и на стенках

10 чаши) уходит ч;ерез трубу 12 в сброс. Устройство готово для нового цикла. Остатки воды (даже песка свободного от нефти) не оказывают влияния на последующие циклы отделения нефти

12 от дисперсного материала.

Результаты испытаний показали, что при концентрации в песке до 1000 млн самого тяжелого нефтепродукта (флотского мазута) при скорос2Q ти вращения чаши 1300 об/мин, через 3 мин происходит экстрагирование на 95% (объем песка 50 см, объем СС14 50 см, объем воды 200 см). При двухкратном добавлении воды по 500 см

5 песок практически весь уносится с поверхности чаши в процессе отстоя. В качестве фильтрующего материала используется пористый фторопласт с коэффициентом пористости 50-802, при диаметре пор 80 мкм.

Внутренняя рабочая поверхность чаши выполнена по параболе второго порядка, что облегчает равномерное распределение жидкости по всей поверхности фильтровального материала

в процессе вращения чаши (ибо при вращении цилиндра сама жидкость занимает в нем форму параболы второго порядка). На анализ поступают частицы размером не более 3 мм (например, песок не более 2 мм, поэтому устанавливается зазор не более 3 мм между трубой и дном чаши, ибо при отсасывании смеси вода - песок в чаше должно оставаться: минимальное их

- количество, хотя остатки не оказывают влияния на следующий цикл. Конструкция устройства позволяет устанавливать и больший зазор.

Устройство компактно и малогаба0 ритно, транспортабельно, малой металлоемкости, просто по конструкции и в изготовлении, легко в обслуживании, надежно и работоспособно, при этом выполняет три операции: ин5 тенсивное перемешивание трех компонентов, экстрагирование ( растворение нефти, находящейся в песке и в воде после ее доб1авления в процессе пере5 1124998 6

мешивания) и полное отделение раст-В НПО Аналитприбор в настоящее ворителя от смеси вода - песок. Всевремя вьтускаются установочные серии операции проходят автоматически вконцентратомеров нефти судовые (КНСодной чаше. Устройство может быть201), в кбторых может быть прйменеиспользовано и при определении кон-5 но данное устройство. Использование центрации нефти в воде. Тогда водо-приборов контроля концентрации нефнефтяная смесв заливается в u, в дисперсных материалах и в воде экстрагируется и после поднятия ци-позволяет контролировать недопустилиндра разделяется на пористой стен-мый сброс воды с повьшенной концен- ке, вода отсасывается, а раствори-Ю трацией, что сохраняет флору и фауну, тель поступает на анализ в ИК-фото-повышает качество питьевой и техни- метр,ческой воды.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ (НЕФТЕПРОДУКТОВ) К АНАЛИЗУ, содержащее корпус, вращающуюся отстойную камеру, отделенную от нее 12 коаксиально расположенным цилиндром смесительную камеру, входные и выходные штуцеры, отличаю щеес я тем, что, с целью повышений эф-, фективности экстракции и разделения фаз, смесительная, камера снабжена коаксиально расположенной тру.бой, установленной с зазором относительно дна отстойной камеры, и кольцевыми дисками, размещенными в чередующейся последовательности по высоте на наружной поверхности трубы и внутренней поверхности цилиндра, который установлен с возможностью вертикального перемещения, а отстойная камера выполнена в виде чаши со стенками из пористого материала. (Л