Сепаратор для очистки нефтесодержащих вод Советский патент 1992 года по МПК C02F1/40 B01D17/22 

Изобретение относится к технике очистки нефтесодержащих вод и может быть использовано при, очистке судовых нефтесодержащих вод а также при очистке сточных вод на бурорых платформах предприятиях нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей промышленности и прочих промышленных объектах где образуются сточные воды содержащие нефтепродукты.

Целью изобретения является повышение степени очистки нефтесодержащих вод и снижение энергозатрат на эксплуатацию сепаратора.

На фиг.1 представлен сепаратор, общий вид разрез на фиг.2 - секция тонкой очистки сепаратора, разрез; на фиг.З - разрез А- А на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2.

Сепаратор включает ступень предварительной очистки, ступень тонкой очистки и насос 1 Ступень предварительной очистки состоит из корпуса 2,нефтесборника 3,приемной камеры 4, патрубков подвода нефте- содержащей воды б, отвода очищенной воды 6 и отвода нефтепродуктов 7. В корпусе 2 ступени предварительной очистки размещены не менее двух слоев с фильтрующе-коалесцирующей загрузкой, каждый из которых представляет собой два

VJ

СО

со со о

перфорированных листа 8, между которыми уложен материал загрузки 9, причем нижний по ходу нефтесодержащей воды лист каждого слоя имеет угол наклона в диапазоне 25-30°. Корпус 2 снабжен емкостями 10 для сбора нефтепродуктов, соединенными между собой патрубками 11 отвода нефтепродуктов Применение в составе ступени предварительной очистки фильтрующе-коа- лесцирующей загрузки с дискретно уменьшающимися пористостью и диаметром пор, начиная с второго по ходу нефтесодержа- щего слоя, обусловлено тем, что с уменьше- нием пористости и величины пор повышается эффективность явления перехвата материалом фильтрующе-коалесциру- ющей загрузки мелкодисперсных частиц нефтепродукта, что позволяет коалесциро- вать более мелкие частицы нефтепродукта на последующих cnjax, исключая таким образом их попадание в ступень тонкой очистки. В верхней части первой по ходу нефтеводяной смеси емкости 10 имеется патрубок 12 отвода скопившегося нефтепродукта в нефтесборник 3 ступени предварительной очистки через патрубок подвода нефтесодержащей воды 5 с помощью эжектора 13. Эжектор 13 также соединен прием- ным трубопроводом с емкостью 14 очищаемой воды Ступень тонкой очистки состоит из корпуса 15 и камеры 16 для ре- циркулирующей воды. В корпусе 15 ступени тонкой очистки помещен пакет горизонтально расположенных мембран 17 с помощью вертикальных плит 18 с отверстиями отделенных от камер доочищаемой воды 19 чистой воды 20 и рециркулирующей воды 21. Очистной узел ступени тонкой очистки представляет собой конструкцию из плит 18 и набора рам 22, между которыми находятся мембраны 17. Для вывода чистой воды (пер- меата) из сепаратора служит патрубок 23 Эжектор 13 трубопроводом соединен также с патрубком 24 отвода рециркуляционной воды из второй ступени сепаратора Рециркуляционный канал 21 сообщается с камерой 16 рециркуляци /

Сепаратор работает следующим образом.

Нефтесодержащие воды через патрубок 5 поступают в ступень предварительной очистки, где происходит гравитационное отделение всех частиц нефти, скорость всплытия которых Vr превышает скорость потока жидкости Vn при их встречном движении т.е. Vr Vn. Все отделенные частицы собираются в нефтесборнике 3 Далее вода поступает в первый слой коалесцирующей загрузки 9, где происходит отделение механических примесеи и крупнодисперсных

фракций нефтепродукта за счет их адсорбции и фильтрации. Пройдя первую ступень коалесцирующей загрузки, скоалесциро- вавший нефтепродукт по наклонному перфорированному листу 8 самостоятельно всплывает в первой по ходу нефтеводяной смеси дополнительной емкости 10, а вода поступает во второй слой коалесцирующей загрузки, где происходит следующий этап

0 укрупнения частиц нефтепродукта, которые не скоалесцировали в первом слое. 1/1 затем, в следующие слои, в которых происходит отделение все более мелкодисперсных фракций нефтепродукта. Отвод нефтепро5 дукта после второго и последующих слоев коалесцирующей загрузки происходит аналогично, как после слоя по наклонным перфорированным листам в дополнительные емкости 10 каждой ступени загрузки, соеди0 ненные между собой патрубками 11. Всплывая в патрубках 11, нефтепродукт попадает в верхнюю часть первой по ходу нефтеводяной смеси емкости 10, откуда отводится в нефтесборник 3 ступени предварительной

5 очистки с помощью эжектора 13 Очищенная вода через патрубок 6 отвода выводится из ступени предварительной очистки и насосом 1 попадает в ступень тонкой очистки, где происходит дальнейшая очистка воды.

0 Благодаря секционной очистке нефтесодержащей воды при помощи фильтрующе-коа- лесцирующей загрузки 9, с дискретно уменьшающимися пористостью и диаметром пор в каждой, начиная со второй по ходу

5 потока секции, в процессе которой происходит регулярный отвод укрупненных фильт- рующе-коалесцирующей загрузкой частиц нефтепродукта, существенно повышается степень очистки нефтесодержащих водире0 суре работы сепаратора, так как в ступень тонкой очистки поступает незначительное количество мелкодисперсного нефтепродукта Однако в очищенной воде после ступени предварительной очистки содержится

5 значительное количество растворенного нефтепродукта, который не отделяется коа- лесцирующим материалом загрузки. При подаче очищенной воды из ступени предварительной очистки в тупень тонкой очистки

0 с помощью насоса 1 количество растворенного нефтепродукта в воде еще более увели- чивается в результате интенсивного перемешивания воды в насосе 1. После насоса 1 очищаемая вода поступает в камеру

5 19 доочищаемой воды ступени тонкой очистки сепаратора. Из камеры 19 вода распределяется в проточные полости пакета мембран Проходя проточные полости мембран, вода частично продавливается через мембраны 17, очищаясь при этом от растворенного нефтепродукта, а частично направляется в рециркуляционную камеру 21. так как подача насоса в 5- 7 раз превышает пропускную способность мембран Не прошедшую через мембраны 17 воду направляют в рециркуляционный канал 21. Вода смывает с поверхности мембран 17 скоалесцировав- шие в процессе очистки частицы нефтепродукта, способствуя таким образом увеличению срока службы мембран. Рециркуляционная вода поступает на вход эжектора 13 и далее направляется в приемную камеру 4 ступени предварительной очистки. Чистая вода, прошедшая мембраны, через направляющие каналы плиты 18 поступает в камеру 20 чистой воды и через патрубок 23 отводится из сепаратора. При этом количество нефти в чистой воде не превышает 1 . Вследствие того, что рециркуляционная вода после ступени тонкой очистки оо- ладает повышенным напором отсасывающий эжектор 13 обладает большей энергией, чем необходимо для отсоса нефтепродукта из емкостей 10 ступени предварительной очистки Через всасывающий патрубок эжектора 13 вода из емкости 14 подается в приемную камеру 4 секции предварительной очистки сепаратора. При этом автономный насос, подающий воду в сепаратор, можно отключать на время работы сепаратора.

В качестве мембран для очистки нефте- содержащих вод в ступени тонкой очистки могут быть использованы мембраны ультрафильтрационные сухие ацетатные (МУСА) или МИФИЛ-ПАМ (умеренно гидрофильные на основе сополимера акрилонитрила).

Вследствие того что в качестве ступени тонкой очистки использованы мембранные фильтры и организован процесс рециркуляции очищаемой воды в ступени тонкой очистки при использовании предлагаемого изобретения увеличивается очистная спо0

5

0

5

0

5

0

собность сепаратора в целом в 8-10 раз, увеличивается ресурс мембранных фильтров в 2-3 раза, снижаются энергозатраты на привод автономного насоса, отменяется необходимость дополнительной очистки воды в дополнительных устройствах.

Формула изобретения

Сепаратор для очистки нефтесодержа- щих вод, включающий ступень предварительной очистки с патрубком подвода очищаемой воды, приемной камерой и нефтесборником, размещенной на перфорированном листе фильтрующе-коалесци- рующей загрузкой, выполненной в виде по крайней мере двух слоев с дискретно изменяющимися пористостью и диаметром пор, и емкостями для сбора нефтепродуктов, соединенными между собой патрубками, ступень тонкой очистки, содержащую камеры доочищаемой и чистой воды, фильтрующий узел и патрубок отвода чистой воды, насос, приемной трубой соединенный со ступенью предварительной очистки, а напорной - со ступенью тонкой очистки, эжектор, всасывающим патрубком соединенный с емкостями для сбора нефтепродуктов ступени предварительной очистки, отличающийся тем, что. с целью повышения степени очистки нефтесодержащих вод и снижения энергозатрат, ступень тонкой очистки снабжена камерой рециркулирующей воды, связанной с фильтрующим узлом, выполненным в виде мембранного блока, соединенного с камерами доочищаемой и чистой воды, при этом приемный патрубок эжектора соединен с камерой рециркулирующей воды ступени тонкой очистки, всасывающий патрубок эжектора соединен с патрубком подвода очищаемой воды, а выходной патрубок - с приемной камерой ступени предварительной очистки

COf

01 ru

от

CO CO

со to

ЈL

Ј0 21

Изобретение относится к технике очистки нефтесодержащих сточных вод и может быть использовано на судах, предприятиях нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Цель - повышение степени очистки нефтесодержащих сточных вод и снижение энергозатрат. Ступень предварительной очистки двухступенчатого сепаратора содержит фильтрующе-коалес- цирующую загрузку, выполненную в виде по крайней мере двух слоев с дискретно изменяющейся пористостью и диаметром пор, размещенных между перфорированными листами. Очищаемая вода, прошедшая ступень предварительной очистки, насосом подается на ступень тонкой очистки, снабженную камерой доочищаемой воды, мембранным блоком, камерой чистой воды и камерой рециркулирующей воды. Камера рециркулирующей воды отделена от камер водоочищаемой и чистой воды и сообщается с мембранным блоком посредством канала. Между ступенями предварительной и тонкой очистки установлен эжектор. Приемный патрубок эжектора связан с камерой рециркулирующей воды ступени тонкой очистки, всасывающий патрубок соединен с емкостью очищаемой воды и емкостями сбора нефтепродуктов ступени предварительной очистки, а выходной патрубок - с приемной камерой ступени .предварительной очистки. 4 ил. w Ј

Фиг.3

Б-6