Способ мембранной очистки нефтяных масел и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B01D61/00 B01D63/00 

Изобретение относится к техническому обслуживанию, а именно к очистке нефтяных масел полупроницаемыми мембранами на малогабаритных установках, например для очистки отработанных моторных, трансмиссионных и иных масел, используемых в условиях потребителя.

Известен способ очистки отработанного масла с помощью мембранных процессов ультра- и микрофильтрацией.

Известно также устройство для очистки отработанных моторных масел, реализующее известный способ, в котором подогретое отработанное масло под давлением подается насосом через фильтр предварительной очистки в блок мембранных фильтров, соединенных между собой последовательно, и возвращается обратно в бак с

отработанным маслом. Чистое масло (пер- меат) проходит через полупроницаемые стенки мембранных фильтров и поступает в дополнительный бак для очищенного масла. Недостатком известных способов и устройства является низкая производительность. Так, например, фактическая производительность этого устройства, полученная при опытно-производственном внедрении в хозяйствах Северного Казахстана, составляет всего 1...1.5 л/ч, что в пересчете на рабочую поверхность в 1м равно 0,33...0,50 лДч м2).

Причинами низкой производительности являются большая вязкость масла и забивание пор мембранных фильтров микрочастицами примесей. Уменьшение вязкости

J

ГО

ю сл

подогревом масла на дает желаемого роста производительности очистки.

Цель изобретения - повышение производительности процесса очистки масла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки отработанных масел, заключающемуся в циркуляции под давлением разогретого отработанного масла по трубчатым мембранным фильтрам, через стенки которых профильтровывается чистое масло без механических примесей и собирается в отдельном баке, в устройстве, содержащем бак для отработанного масла, насос для подачи последнего в группу блоков мембранных фильтров, соединенных между собой последовательно и бак для сбора фильтрата (очищенного масла), вместе с очищаемым маслом заливается растворитель, например, в пропорции 1:1, что дает уменьшение вязкости в 6-8 раз.

Проницаемость мембраны находится в обратно пропорциональной зависимости от вязкости фильтруемой жидкости, кроме того, мелкие поры, закрытые поверхностной пленкой масла, открываются, так как сила поверхностного натяжения раствора меньше, чем у масла. Вследствие разбавления очищаемого масла в гидравлическую цепь включается вторая ступень группы блоков трубчатых мембран для отделения растворителя от очищенного на первой ступени раствора, причем перед входом во вторую ступень группы блоков трубчатых мембран устанавливается генератор колебаний (акустический или гидродинамический), под воздействием которого происходит коагуляция одного из компонентов б мелкие капельки, взвешенные во втором компоненте (капельки растворителя в масле или капельки масла в растворителе в зависимости от заданной частоты, колебаний), что значительно облегчает фильтрацию растворителя через мембранные фильтры. Данная ступень работает одновременно с первой. При этом производительность обеих ступеней выше, чем у прототипа в несколько раз. Именно повышение производительности очистки раствора в 6...8 и более раз по сравнению с производительностью фильтрации отработанного масла, а также последующее разделение раствора на масло по основному потоку и растворитель через фильтр, обеспечивает повышение производительности процесса в целом.

П р и м е р. По предлагаемому способу очищаемое масло смешивается с растворителем в баке для сбора отработанного масла, где оно нагревается до 90°С, затем под давлением 0,5 МПа подается в первую ступень мембранных фильтров, через стенки

которых просачивается чистый раствор с производительностью в 8 раз большей, чем у отработанного масла, и попадает в бак для очищенного раствора. Основной поток попадает обратно в бак для сбора отработанного масла, омывая поверхность мембран и унося механические примеси, не прошедшие через их поры. По мере наполнения бака для очищенного раствора включается

0 насос, подающий очищенный раствор под давлением 0,2 МПа (2 кгс/см2) к генератору колебаний, где происходит коагуляция масла в растворителе. Полученная смесь далее поступает во вторую ступень мембранных

5 фильтров, где растворитель, проникая через поры мембраны, попадает в бак для сбора растворителя, а основной поток раствора попадает обратно в бак для очищенного раствора. Фильтрация растворителя из очи0 щенного раствора происходит с производительностью, в десятки раз превышающей фильтрацию отработанного масла, и продолжается до полного выведения из его раствора, находящегося в баке для очищен5 ного раствора. Таким образом, в этом баке собирается очищенное масло.

На чертеже изображена принципиальная гидравлическая схема устройства для осуществления предлагаемого способа;

0 Устройство содержит бак 1, в котором установлен электронагреватель 2, реле 3 уровня и датчик 4 плотности и с которым соединена трубопроводом всасывающая полость насоса 5. Нагнетательная полость

5 насоса соединена, с одной стороны, через перепускной клапан 6с баком 1, а, с другой стороны, - через вентиль 7 с группой блоков трубчатых мембран 8, соединенной сливным трубопроводом через дроссель 9 с ба0 ком 1. Оболочка 10 блоков трубчатых мембран 8 соединена с баком 11, в котором установлены реле 12 уровня и датчик 13 плотности. С баком 11 соединена всасывающая полость насоса 14, а его нагнетатель5 ная полость соединена трубопроводами через генератор 15 колебаний, с одной стороны, через перепускной клапан 16с баком 11, а,с другой стороны, через вентиль 17 с группой блоков трубчатых мембран 18 и да0 лее через дроссель 19 с баком 11. Оболочка 20 блоков трубчатых мембран 18 соединена трубопроводом с баком 21, соединенным через вентиль 22 с баком 1. Баки 1 и 11 имеют сливные вентили 23 и 24.

5 Установка работает следующим образом.

Насосом 5 очищаемое масло, смешанное с растворителем, например керосином, и нагретое электронагревателем 2, подается из бака 1 через вентиль.7 в группу блоков

трубчатых мембран 8, где чистый раствор просачивается через стенки, собирается в оболочке 10 и попадает по трубопроводу в бак 11. Основной поток вместе с механическими примесями из блоков трубчатых мем- бран 8 поступает обратно в бак 1 через дроссель 9. После заполнения бака 11. включается насос 14, подающий очищенный раствор через генератор 15 колебаний и вентиль 17 в группу блоков трубчатых мем- бран 18, где растворитель просачивается через стенки, и через оболочку 20 попадает в бак 21, а основной поток попадает в бак 11 через дроссель 19 и циркулирует до полного отделения растворителя. При заправке бака 1. новой порцией очищаемого масла открывается вентиль 22, через который растворитель поступает самотеком из бака 21 в бак 1. Датчики 4 и 13 плотности настраиваются, соответственно, на плотность очищав- мого раствора в заданной пропорции с растворителем и плотность очищенного масла. Давление ограничивается перепускными клапанами 6 и 16. Вентили 23 и 24 служат для слива концентрата и чистого масла.

Использование данных способа мембранной очистки и устройства позволяет по сравнению с известными решениями повысить производительность очистки нефтяных масел. Кроме того, изобретение может быть использовано для регенерации других неф- депродуктов.

ФорМулаизобретения 1. Способ мембранной очистки нефтяных масел, заключающийся в циркуляции

под давлением разогретого отработанного масла по трубчатым мембранным фильтрам и отделении очищенного масла, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса очистки масла, отработанное масло предварительно разбавляют растворителем, а выделенное вместе с растворителем очищенное масло пропускают через генератор акустических или гидродинамических колебаний, после чего отделяют очищенное масло от растворителя на дополнительных мембранных фильтрах.

2. Устройство для мембранной очистки нефтяных масел, содержащее бак для отработанного масла с электронагревателем, соединенный посредством трубопроводов и насоса с блоком трубчатых мембранных фильтров, который соединен с баками для сбора отработанного и очищенного масла, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса очистки масла, оно дополнительно снабжено насосом для подачи смеси очищенного масла с растворителем, генератором акустических или гидродинамических колебаний, вторым блоком трубчатых мембранных фильтров и баком для сбора растворителя, причем бак для очищенного масла через дополнительный насос и генератор колебаний соединен с вторым блоком трубчатых мембранных фильтров, который соединен с баками для очищенного масла и растворителя, а. бак для растворителя соединен с баком для отработанного масла.

Изобретение относится к техническому обслуживанию, а именно к очистке нефтяных масел полупроницаемыми мембранами на малогабаритных установках. Цель изобретения - повышение производительности очистки масла. К отработанному маслу добавляют р.астворитель и пропускают в режиме циркуляции через блок трубчатых мембранных фильтров. Выделенную смесь растворителя и очищенного масла пропускают через генератор акустических или гидродинамических колебаний и подвергают дополнительному разделению на втором блоке трубчатых мембранных фильтров. Бак для сбора растворителя соединен с баком для отработанного масла. 2 с.п,ф-лы, 1 ил. сл С