Устройство для подготовки к анализу нефти и нефтепродуктов, содержащихся в воде Советский патент 1992 года по МПК G01N1/18 

Изобретение может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и другой промышленности.

Известен Концентратомер нефти судовой КНС-201 Б (1Е2.840.781 ПС), содержащий смеситель, имеющий корпус с входными и выходными патрубками, внутри которого размещена турбинная мешалка, через постоянный магнит связанная с электрическим приводом.

Основной недостаток смесителя заключается в том, что,кроме смешивания в потоке двух жидкостей - воды, содержащей нефть, и растворителя, он не может производить другие операции, например диспергирование водонефтяной смеси,

Наиболее близким по конструкции к изобретению является Роторный дисперга- тор, содержащий конический статор и кон- центрично ему расположенный ротор с

канавками, выполненными с шагом, увеличивающимся в сторону увеличения диаметра ротора. Проба, подлежащая диспергированию, подается через входной патрубок во входную камеру, откуда часть суспензии попадает в зазор, далее через отверстие статора поступает в выходную камеру и вытекает через выходной патрубок. Первоначально проба подвергается минимальному сдвиговому напряжению, которое возрастает до максимума по мере перемещения потока к выходной камере. При вращении ротора местные гидравлические сопротивления на канавках, расположенных по винтовой линии с переменным шагом, увеличивающимся в сторону увеличения диаметра ротора, создают дополнительное давление для перемещения отрабатываемой среды по зазору, что увеличивает скорость потока.

VI

ю

00

VI

го

Основной недостаток диспергатора заключается в том, что в нем невозможно проводить экстракцию водонефтяных смесей при концентрации менее 1 .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства,

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для подготовки к анализу нефти и нефтепродуктов, содержащихся в воде, ротор выполнен с размещенными на его боковой поверхности в несколько рядов прерывистыми выступами, а корпус - с соответствующими впадинами, при этом выступы размещены во впадинах корпуса с зазором, верхняя внутренняя часть корпуса гидравлически соединена с нижней трубопроводом, размещенным с наружной стороны корпуса, ротор выполнен со сквозным осевым отверстием, сообщенным с входным патрубком, а корпус снабжен фильтрующим элементом, установленным в его нижней части, причем фильтрующий элемент выполнен из пористого политетрафторэтилена (ПТФЭ).

Выполнение нескольких рядов прерывистых выступов, расположенных с зазорами в соответствующих впадинах, создает мощные турбулентные потоки со срывами струй, обеспечивая кавитационные зоны, контактные касательные напряжения, которые при скорости вращения 3000 об/мин срезают потоки в зазорах, обеспечивая дробление.

Наличие трубопровода, соединяющего верхнюю и нижнюю части корпуса, обеспечивает переток жидкости при многократной ее обработки без сброса, что особенно необходимо при экстракции, когда растворитель нужно удерживать в корпусе, Центробежные силы удерживают растворитель, который в 1,5 раза тяжелее воды, у стенок; он в первую очередь заполняет эти трубки и, продолжая циркулировать, обеспечивает экстракцию.

Трубка, расположенная по оси ротора, обеспечивает подачу обрабатываемой жидкости в основание корпуса,

Наличие фильтрующего элемента из пористого ПТФЭ обеспечивает слив отработанного растворителя (растворитель обладает свойством смачивать ПТФЭ и просачиваться, а вода - задерживаться).

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Устройство имеет корпус, состоящий из двух камер 1 и 2, закрепленных на основании 3.

Внутри корпуса расположен ротор 4 со сквозным осевым отверстием, В отверстие помещена трубка 5. Ротор связан с приводом (не показан). В верхней части корпуса

имеются два симметрично расположенных сливных патрубка 6 с запорными клапанами 7. Основание 3 гидравлически связано трубопроводом 8 с камерами 1 и 2. В основании 3, в месте соединения с корпусом, установ0 лен фильтрующий элемент 9, а на выходе имеется сбросовый патрубок 10, над которым установлен клапан 11.

На наружной поверхности ротора 4 выполнены выступы 12, а на внутренней рабо5 чей поверхности корпуса (камер 1 и 2) - впадины 13, при этом выступы и впадины прерывисты. Камеры 1 и 2 соединены друге другом стяжными болтами 14,

Устройство работает следующим обра0 зом.

Клапаны 7 и 11 закрыты. Вначале через трубку 5 в корпус заливается растворитель заданного объема, затем включается привод ротора 4 и начинается, подача водонеф5 тяной смеси через трубку 5. Интенсивное пермешивание вызывает экстракцию, при этом нефть, содержащаяся в воде, переходит в растворитель. Растворитель в 1,5 раза тяжелее воды, поэтому он практически за0 нимает нижнее положение, а вода всплывает. Поскольку перемешивание вызывает дробление как воды, так и растворителя, полученная механическая смесь вода-растворитель с меньшим содержанием взвеси

5 растворителя поднимается по мере подачи воды и расслаивается на воду и растворитель. Большая часть растворителя находится в основании корпуса постоянно. Этому способствует и то, что в верхней части камер

0 1 и 2 в зоне трубопровода 8 линейная скорость мала, нет элементов перемешивания и касательные напряжения минимальны. Выступы 12 на роторе 4 создают подъемную силу, и жидкость поднимается, при этом

5 происходит циркуляции по трубопроводу 8. Жидкость в верхней части (в основном взвесь растворителя) за счет центробежных сил перетекает вниз по трубопроводу 8, а вода, свбоодная от нефти, по сливным пат0 рубкам 6 через клапаны 7 сбрасывается. После пропускания заданного количества водонефтяной смеси останавливается ротор 4, через 1-2 мин (этого времени достаточно для гравитационного отстоя вды от

5 растворителя) открывается клапан 11 и растворитель с поглощенной нефтью (нефтепродуктом) сливается на анализ через патрубок 10.

Особенность предлагаемого устройства состоит в том, что можно с его помощью

повышать и снижать концентрацию нефти в растворителе, а также диспергировать во- донефтяные смеси.

Повышение концентрации нефти в растворителе. Через одну фиксированную пор- цию растворителя (например, 200 см3) равномерно пропускают 400, 1000,2000см и более водонефтяной смеси. При этом концентрация в растворителе будет в 2; 5 и 10 раз больше. Данная операция необходима в том случае, когда концентрация нефти в воде менее 10 .

Все известные отечественные приборы типа КНС-201. КНП, а также зарубежные типа ХОРИБА могут измерять концентра- цию более 20 с точностью i 5 млн.

Диспергирование водонефтяных смесей. При подготовке водонефтяных смесей для приборов, в основу которых положен нефелометрический или турбидиметриче- ский способ определения содержания нефти, необходимо, чтобы продукты нефти в воде были распределены равномерно с диаметром частиц 2-10 мкм. При этом устройство работает как диспергатор. В этом случае можно готовить пробы непрерывное потоке либо заливать порцию, диспергировать определенное время и затем сливать их на анализ. Диспергирование при это.м осуществляется при снятом фильтрующем эле- менте 9.

Уменьшение концентрации нефти в растворителе. При превышении концентрации (более 1000 ) заливается 1000 см3 растворителя и водонефтяной смеси (напри- мер, 500, 100, 50 см3). После экстракции получают концентрацию нефти в растворителе соответственно в 2, 10, 20 раз меньше.

Затем можно производить измерение на существующих приборах.

Пример выполнения устройства - Максимальный диаметр

ротора,мм120

Минимальный диаметр

ротора, мм40

Высота ротора, мм120

Зазор между выступами ротора

и впадинами корпуса, мм1-2

Количество рядов с прерывистыми выступами на роторе4 Количество выступов в ряде8 Количество впадин в корпусе8 Высота выступов (глубина впадин ), мм4 Угол наклона выступов, град. 10 Мощность двигателя, кВт1 Число оборотов, об/мин 3000 Пористая пленка из ПТФЭ: коэффициент пор, % 40 диаметр пор, мкм 40-80 Изобретение расширяет возможность использования устройства для подготовки нефти, содержащейся в воде, к анализу в существующих приборах. Данное устройство повышает точность работы приборов для определения концентрации нефти в сбросовых водах. В результате улучшается качество питьевой и технической воды, сохраняется флора и фауна морей, рек и океанов.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Устройство для подготовки к анализу нефти и нефтепродуктов, содержащихся в воде, имеющее конический корпус с входным и выходным патрубками и концентрич- но ему расположенный ротор, соединенный с приводом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, ротор выполнен с размещенными на его боковой поверхности в несколько рядов прерывистыми выступами, а корпус - с соответствующими впадинами, при этом выступы размещены во впадинах корпуса с зазором, верхняя внутренняя часть корпуса гидравлически соединена с нижней трубопроводом, размещенным с наружной стороны корпуса, ротор выполнен со сквозным осевым отверстием, сообщенным с входным патрубком, а корпус снабжен фильтрующим элементом, установленным в его нижней части.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что фильтрующий элемент выполнен из пористого политетрафторэтилена.

Фие.1

Фиг. 2

Изобретение может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит конический корпус с входным и выходным патрубками, концент- рично ему расположенный ротор, соединен- ный с приводом, Ротор выполнен с размещенными на его боковой поверхности в несколько рядов прерывистыми выступами, а корпус - с соответствующими впадинами. Выступы установлены во впадинах с зазором, верхняя часть корпуса соединена с нижней при помощи трубопровода, ротор выполнен со сквозным осевым отверстием, а корпус снабжен фильтрующим элементом, установленным в его нижней части. 1 з.п. ф-лы, 2 ил,