Способ разделения сегрегированных смесей Советский патент 1987 года по МПК B01D13/00 

Изобретение относится к методам разделения сегрегированных смесей, в частности разбавленных эмульсий, и может использоваться в химических, нефтехимических, пищевых производствах, добывающей, нефтеперерабатывающей промыщленности, в энергетике, строительстве и на транспорте.

Целью изобретения является увеличение срока службы пористых стенок за счет предотвращения их загрязнения.

Эффект направленного поперечного перемещения щарообразных частиц дисперсной фазы при движении эмульсии в узких каналах приводит к освобождению пристенного слоя от них. Это явление может быть объяснено нелинейностью градиента скорости в поперечном сечении канала, в результате чего поток оказывает неосевое воздействие на свободно перемещаемую им сферу.

Таким образом, поток сегрегированной смеси освобождается от частиц дисперсной фазы в пристенном слое жидкой среды вследствие их перераспределения. Это и определяет возможность разделения смеси при выполнении стенок каналов пористыми.

Движущей силой фильтрования жидкости через пористые стенки является разность давлений между потоком исходной смеси и потоком фильтрата, при этом перепад давлений по длине пористой пластины изменяется весьма значительно, причем начальный участок канала характеризуется наиболь- щим значением перепада давления, что определяет повышенную скорость фильтрации и как следствие - загрязнение этого участка веществом дисперсной фазы. В средней части канала перепад давлений на мембране практически отсутствует и этот участок, следовательно, не работает. Выравнивание перепада давлений на фильтрующей пластине обеспечивают подкачкой некоторого количества фильтрата в начальный участок канала, по которому течет фильтрат, и промежуточным отбором некоторого количества фильтрата из двух или более точек по длине этого канала.

Пример. Разделяют нефтеводяную эмульсию с плотностью дисперсных частиц сырого нефтепродукта 800 кг/м и концентрацией нефтепродукта в исходной продукции

3000 мг/л. Размер частиц дисперсной фазы 140 мкм. Микрофильтр выполнен из пористых пластин, образующих канал для транспортировки обрабатываемой эмульсии в фор- ме плоской щели шириной 1 мм. Фильтрат отбирают в герметичные каналы шириной 1 мм.

Режим процесса: скорость движения обрабатываемой эмульсии в каналах 0,2 м/с, перепад давления между обрабатываемой эмульсией и фильтратом 0,01 атм; направление потока обрабатываемой эмульсии вертикально вверх; скорость отбора фильтрата 0,05 .

Нефтепродукт в фильтрате, содержание которого определяется методом тонкослойной хроматографии, не обнаруживают.

По истечении 1000 ч. непрерывной работы в указанном режиме сопротивление пористых пластин фильтрэлемента не изменяется: не более 0,01 атм при скорости фильтрации 0 0,05 .

По известному способу требуется каждые 6 ч промывать микрофильтр в течение 1 ч горячей водой (80°С).

Согласно предлагаемому способу обработки эмульсии перепад давлений на пористой пластине между пространствами концентрата и фильтрата практически поддерживается постоянным (1000 Па), что предотвращает отклонение от расчетного значения скорости фильтрации по всей площади 0 фильтрующей поверхности и, как следствие, ее загрязнение.

Формула изобретения

Способ разделения сегрегированных сме- г сей, состоящих из дисперсной фазы в виде сферических частиц и дисперсионной жидкой среды, путем пропускания смеси параллельно пористым стенкам прямых вертикальных каналов и отбора фильтрата из параллельных каналов отвода фильтрата, отличаю- 0 щийся тем, что, с целью увеличения срока службы пористых стенок за счет предотвращения их загрязнения, отбор фильтрата осуществляют ступенчато по длине каналов отвода, а часть потока фильтрата подают в начальный участок каналов отвода.

5

Способ может использоваться во многих отраслях промышленности, где существует необходимость разделения эмульсий, в частности для отделения масла от воды. Предложенное решение позволяет увеличить срок службы устройства для разделения за счет предотвращения загрязнения пористых пластин, через которые отфильтровывается сплошная фаза смеси. Способ осуществляют путем пропускания эмульсии снизу вверх по тонким каналам из параллельных пористых стенок, внутри которых происходит концентрирование сферических частиц по оси канала, а сплошная фаза проходит через пористые стенки и собирается в каналах отвода фильтрата. Для предотвращения загрязнения стенок каплями масла отбор фильтрата осуществляют ступенчато по длине каналов отвода, а часть потока фильтрата подают в начальный участок каналов отвода, осуществляя таким образом его рециркуляцию. Такой прием позволяет сохранить постоянным перепад давлений по всей длине канала. 4 ОО 00