Способ очистки жидкостей от углеводородных примесей флотацией Советский патент 1991 года по МПК C02F1/24 

Изобретение относится к технологии обработки жидкостей, содержащих углеводородные примеси, например нефтепродукты, растительные масла- флотацией и может быть использовано для водоэмульсионных растворов.

Цель изобретения - повышение степени очистки и интенсификация процесса ofработки жидкостей, содержащих углеводородные примеси в растворенном и взвешенном состоянии.

Способ осуществляют путем пропускания сквозь обрабатываемый объем жидкости поочередно переохлажденного и перегретого газа, а вспененные продукты отводят направленным вдоль поверхности жидкости импульсным пото ком газа, при этом перегретый газ получают путем перегрева воды в герметизированном объеме, а в качестве

переохлажденного газа используют продукт испарения твердого СО,.

Устройство для реализации способа содержит камеру обработки с введенными в нее перфорированными трубопроводами, причем один из т тих трубо- .проводов соединен с источником переохлажденного гаэл, другой - с источником перегретого газа (перегретой воды), при -этом камера снабжена герметизированной дополнительной камерой с жидкостью, а над объемом обрабатываемой жидкости в камере закреплен сопловой насадок, соединенный с источником сжатого газа и ориентированный вдоль поверхности обрабатываемой жидкости.

Удаление пенных продуктов с поверхности жидкости осуществляется мгновенным ударным направленным дейстанем газа из тех соображений, чтобы не допустить распадения смерзшихся с поверхностью кристаллов включений и сползания пленки углеводорода с кристаллов за счет мгновенного снятия с них давления на поверхности жидкости, т.е. сам процесс фазового разделения определяет и процесс удаления пенных продуктов.

Выбор импульсного газового потока для срыва поднятой пены неслучаен и диктуется условиями кратковременности удержания пены, чтобы не допустить разрыва пузырьков газа и освобождения примесей для их повторного возвращения в обрабатываемый объем ввиду гравитации или поверхностного эффекта. Расход газов зависит от конкретного объема обрабатываемой жидкости. Удельный расход: на 10 м жидкости расходуют 1,2-1,8м пересыщенного пара и 0,75-1,3 м переохлажденного газа, полученного при испарении С02, при содержании органических примесей в жидкости от 5 до 12%.

Интервал между импульсным пропусканием перегретого газа и переохлажденным газом выбирают в пределах от нескольких долей секунды до нескольких секунд (0,1-3,0 с), причем, так как в камере обработки имеются одновременно две пары независимых перфорированных трубопроводов для подачи того и другого газов, то указанные временные интервалы не мешают один другому, т.е. нет инерционного эффекта от того кг.и другого трубопровода, так, если бы это был только единый трубопровод для поочередной подачи по нему газов. Такой интервал предупреждает обратные процессы - переход от коагуляции за счет фазовых переходов на границах: перегретая среда - переохлажденная среда к обратному растворению примесей и выпадению осадка.

Температурный предел разогретого газа пара выбран исходя из конкретного выделяемого органического продукта - нефтепродукта-из объема воды (или жидкости на основе воды). Эта температура находится в пределах 15СЬ320°С.

При снижении температуры газа ниже 140 С наблюдается резкое падение эффективности процесса в результате незначительного нагрева нефтепродуь

5

0

5

0

5

0

5

0

5

та и отсутствия возможности разделения его с водой на эрозольном тонкодисперсном уровне, т.е. ингредиент- ное соотношение в жидкости остается неизменным по всему ее объему (или меняется незначительно за счет отделения и всплытия до 5% нефтепродукта в результате коагуляции при таком незначительном прогреве). При прогреве от 155 до 312°С наблюдается максимальное, особенно в пределах 240-310 С, отделение органических включений (нефтепродуктов) от воды и коагуляция их в виде частиц в общем объеме воды, однако всплытие частиц, окоагулированных на уровне аэрозолей (или незначительно больше) не наблюдается, так как получается устойчивая взвесь в жидкости.

Для выноса этих скоагулированных частиц и используют низкотемпературный (переохлажденный) газовый поток, который резко усиливает процесс коагуляции частиц нефтепродукта на переохлажденных пузырьках низкотемпературного газа за счет использования процесса фазового перехода на границах низкотемпературных п чырьков и пленки воды, обволакивающей сксагу- лированные частицы нефтепродуктов, т.е. получается сложная картина отделения примесей на зернах жидкости при ее фачовом превращении и простой процесс отделения этих примесей за счет использования эффекта фазового превращения при наличии резко противоположных температурных полей Т -30 Г и ниже, но не выше -30°С, так как при этом не наблюдается резкая граница между положительным по температуре относительно спокойным обьемом жидкости и резко отличающимся от него восходящим отрицательным потоком, на границе перехода между которыми по температуре: -30 ... + 240°Г, наблюдается фазовое препрашение - линия и замкнутые зоны локального разделения воды и нефтепродукта, например, при очистке емкостей танкеров и хранилищ нефтепродуктов и масляных веществ. Есяч отрицательная температура выше -30 С то такое фазовое превращение не происходит.

Расход перегретого газа выбирается в зависимости от объема камеры обработки и требуемой нистоты выделения и очистки. Так, при требовании чистогы обработки %% по выходу НО в оборотное водоснабжение расход перегретого газа составляет 2,4-3,4 м- I м обработанной жидкости, при этом расход переохлажденного газа составляет 1,6-2,1 м3 на I м обработанной жидкости, а расход газа на очистку поверхности жидкости в камере от извлеченных отходов и отвод этих отходов составляет 2,3-3,0 м на 1 м Н20.

Пример. Исходную жидкость, например морскую (или любую другую) воду с содержащимися в ней углеводо- ррдными примесями, заливают или протоком подают в камеру и подвергают воздействию импульс но истекающим переохлажденным газом - продуктом испарения С0Ј, который,расширяясь и имея температуру около - 72 С, собирает вокруг себя намораживанием частицы воды и растворенные в ней углеводородные частицы (например, неЛтепродукты). Эти пузырьки выносятся, имея положительною пллву- честь, на поверхность житкости и импульсными потоками газа - перегретого пара срываются с поверхности жидкости, не срывая своей высокой динамичностью самой жидкости, так клк она более инерционна и более плотна, чем пенный продукт, выносимый на поверхность жидкости. 1ту пену утилизируют для дальнейшей переработки или дальнейшего использования.

П р и м е р 2. Осуществляя воздействие импульсным переохлажденным газовым потоком, одновременно импульсами или со сдвигом на 1/4-1/2 периода, ведут импульсное газовое воздействие nepeiретым паром (например, до Т 200 С). При таком резко контрасном воздействии двумя потоками газа: Т, -72 и т2 +200°С образуется сильное бурление газов в обрабатываемой жидкости в камере и интенсивный вынос разнотемпературными газовыми пузырьками и газовыми потоками частиц углеводородов из массы обрабатываемой воды, а выносимые на поверхность пенные продукты срывают, как указано, газовыми потоками и утилизируют.

239676

П р и м е р J. Ведут воздействие только перегретым паром и сильно нарушают этой температурой ( +2000С) связи между водой и негЬге продуктами, а затем в периодн -срез 5-10 с импульсно выносят эти угпево- дороды пузырьками переохлажденного газа, пену выносят в утилизацию, как

JQ указано,

Таким образом, преимущества прец- лагаемого способа по сравнению с прототипом заключаются в интенсификации процесса выделения и выноса

15 углеводородов из объема обрабатываемой жидкости, что повышает и эффективность способа, а также повышает степе ib очистки, так как такое импульсное воздейстрме нарушает бильность и равновесие среди и приводит к интенсивному освобождению воды от включении углеводородов,

Некоторые покатят,-чи процрсса очистки в сравнении с из и истым способом

25 даны в табпицс.

Интенсификация способа заключается в резком сокращении времени обработки, так как обработка длится несколько секунд и производительно ность способа возрастает в несколько раз при поньпчонии степени очистки до показателей, превышающих требования ГОСТов Формула изобретения

1, Способ очистки жидкостей от углеводородщ.гч примесей флотацией, включающий пропускание чепе- обрабатываемы объем жидкости газа и отделение вспененных продут-, топ, о т л и 4Q ч а ю щ и я тем, что, с целью повышения степени очистки и интенсификации процесса, пропускание газа

35

ведут поочередно переохлажденным с

температурой не более -30°С и перео

гретым газом с температурою 150-320 С, а отделение вспененных продуктов ве-. дут направленным вдоль поверхности жидкости импульсным потоком газа.

2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю Ш и й с я тем, что п качс, тве переохлажденного газа используют продукт испарения твердой углекислоты, а в качестве перегретого газа - перегретый пар.

Изобретение относится к способам очистки жидкостей от углеводородных примесей, например от нефтепродуктов, растительных масел, Ллота- цней. Целью изобретения является повышение степени очисть и и интенсификация процесса. Способ осуществляют флотацией с использованием газов 2 различной температуры и плотности путем поочередного пропускания через обрабатываемую жидкость переохлажденного с температурой не выше 30°С и перегретого газа с темпера- турой 150-320 С, причем в качестве переохлажденного газа используют продукт испарения твердой углекислоты, а в качестве перегретого газа - перегретый пар. Отделение пенного, флотационного продукта осуществляют направленным вдоль поверхности жидкости импульсным потоком газа. Способ позволяет реяко сократить время обработки жидкости до нескольких секунд и повысить степень очистки жидкости до 96%. 1 з.п. (Ъ-лы, 1 тябл. (Л С