Отстойник для нефтепродуктов

 

Изобретение относится к устройствам для очистки от механических примесей и отделения дисперсной воды из нефтепродуктов, жидких углеводородов или их смесей и может применяться в химической, нефтеперерабатывающей промьшшенности и других областях техники для восстановления качества нефтепродуктов по содержанию механических и примесей и дисперсной воды. Цель изобретения - повышение эффективности отстаивания. Корпус установлен в наклонном положении. В нем перпендикулярно обечайке установлены фильтрушцие секции в виде двойных перфорированных тарелок из не смачиваемого водой материала, гранулы загрузки выполнены из смачиваемого водой материала. В нижней части обечайки между фипьтрукщими секциями установлены сборники дисперсной воды и механических примесей, выполненные из смачиваемого водой материала , которые представляют собой перевернутые конусы, основания которых оборудованы отбойники колпачками из не смачиваемого водой материала, а вершины - магистралями отвода отделенной дисперсной воды и механических примесей. Перегородки могут быть выполнены гофрированными. Корпус может быть выполнен цилиндрическим или коническим. Угол конусности составляет 10-25°. Толщина секций 0, 0,6, где h - толщина последующей секции-, Н - толщина предыдущей секции . 5 з.п. ф-лы, 2 ил, 6 табл. с « кл ОС ОС to ОС

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 01 D 17 022

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 7З

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I ° г>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4118839/23-26 (22) 15.09.86 (46) 23.03.88. Бюп. Ф 11 (71) Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной химии" (72) А.А. Глейфер, А.Н. Литвиненко и Н.А. Шубин (53) 66.066.6(088.8) (56) Никитин Г.А,, Чеботарев Л.И., Рохковский В.С. и др. Исследование регенерируемого фильтра с шариковым наполнителем. — В кн.: Вопросы авиационной химмотологии. — Киев: КИИГА, 1977, вып. 1, с. 79-83 ° (54) ОТСТОЙНИК ДЛЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ (57) Изобретение относится к устройствам для очистки от механических примесей и отделения дисперсной воды из нефтепродуктов, жидких углеводородов или их смесей и мокет применяться в химической, нефтеперерабатывающей промьппленности и других областях техники для восстановления качества нефтепродуктов по содержанию механических и примесей и дисперсной

„„SU„„1382487 А1 воды. Цель изобретения — повышение эффективности отстаивания. Корпус установлен в наклонном полсикении. В нем перпендикулярно обечайке установлены фильтрующие секции в виде двойных перфорированных тарелок из не смачиваемого водой материала, гранулы загрузки выполнены из смачиваемого водой материала. В нюкней части обечайки между фкпьтрукщими секциями установлены сборники дисперсной воды и механических примесей, выполненные из смачиваемого водой материала, которые представляют собой перевернутые конусы, основания которых оборудованы отбойными колпачками Hs д не смачиваемого водой материала, а вершины — магистралями отвода отделенной дисперсной воды и механических примесей. Перегородки могут быть выполнены гофрированными. Корпус мохет быть выполнен цилиндрическим или 2 коническим. Угол конусности составляет 10-25 . Толщина секций 0,4 4 h/H4

80,6, где h — толщина последующей секции; Н вЂ” толщина предыдущей секции. 5 s.ï. ф-лы, 2 ил, 6 табл.

«Ь

1382487

h 45 отношением 0,4 4 — — < О,Ь, где h — толщина последукицей секции,"

Н вЂ” тол1цина предыдущей секции.

Гранулы фильтрующего материала сферические, выполненные иэ смачиваемого водой материала, и полностью заполняют пространство между тарелками. Размер гранул загрузки одинаков в каждой секции и увеличивается в направлении движения жидкости.

55

Отстойник работает следующим образом.

Изобретение относится к устройствам для очистки от механических примесей и отделения дисперсной воды из нефтепродуктов, жидких углеводородов

5 и может применяться в химической, нефтеперерабатывающей промышленности и других областях техники для восстановления качества углеводородных жидВ костей по содержанию механических примесей и дисперсной воды.

Целью изобретения является повышение эффективности отстаивания.

На фиг. 1 приведена схема отстойника; на фиг. 2 — то же, вариант выполнения.

Отстойник для нефтепродуктов состоит из корпуса 1, внутри которого установлены секции 2 в виде двойных перфорированных тарелок 3 иэ несма- 20 чиваемого водой материала, патрубков подвода некондиционного 4 и отвода кондиционного 5 нефтепрсдуктов, Между тарелками 3 помещена загрузка 6 в виде гранул из смачиваемого водой 25 материала. В нижней части обечайки корпуса установлены сборники 7 дисперсной воды и мехпримесей, представляющие собой перевернутые конусы, основания которых оборудованы отбой- 30 ными колпачками 8 из несмачиваемого водой материала. Сборники механических примесей и дисперсной воды оборудованы магистралями 9 для вывода воды и мехпримесей, Корпус отстойника может быть выполнен цилиндрическим (фиг.1) либо коническим (фиг.2) с углом конусности 10-25 . Тарелки могут быть выполнены гофрированными (фиг.2).Сборники воды и мехпримесей могут быть образованы наклонными перегородками

10 (фиг.2) Предпочтительно выполнять секции неодинаковыми по толщине с соНекондиционный по содержанию механических примесей и дисперсной воды нефтепродукт по патрубку 4 подвода подается в корпус отстойника 1.Часть дисперсной воды отталкивается от перфорированной тарелки 3 секции 2 и стекает в сборник 7 дисперсной воды.

При прохождении пор между гранулами

6 загрузки из смачиваемого водой материала происходит очистка от механических примесей и часть воды задерживается за счет эффекта капнллярности.

Очищенный от основной массы дисперсной воды нефтепродукт проходит вторую секцию 2 с загрузкой меньше го диаметра. Част;. днсперсной воды отталкивается от перфорированной тарелки 3 и стекает в сборник 7 дисперсной воды. При прохождении пор между загрузкой 6 второй секции 2 удаляются более мелкие механические примеси и часть воды задерживается

sa счет эффекта капнллярности. Для предотвращения попадания отделенной . воды в протекающий нефтепродукт основания сборников 7 воды оборудованы отбойными колпачками 8 из несмачиваемого водой материала. Готовый продукт выводится из отстойника по патрубку отвода кондиционного продукта

5, а отделенные механические примеси и вода сливаются из сборников по магистрали 9.

Отстойник проверен в лабораторных условиях. Для эксперимента взяты автомобильный бензин А-76 и авиационный керосин ТС-1, в которые наливалось до 5-15Х воды. Кроме того, в эти нефтепродукты вводился искусственный эагрязнитель. После этого некондиционные продукты пропускались через предложенный отстойник.

Изготовлено два образца предлагаемого отстойника, характеристика которых приведена в табл. 1.

Химический состав материала, из которого выполнены шарики,Х: олово

6,5-9,5; фосфор 0,2-0,4; медь остальное.

Состав механических примесей в искусственно загрязненных нефтепро- дуктах показан в табл. 2. В автомобильный бензин А-76 наливалось 5Х воды, а в авиакеросин ТС-1 — 15X.

После прохождения отстойника проводился анализ нефтепродукта по содержанию механических примесей и. воды.

1382487

В результате проведенных испытаний установлено, что для восстановления качества по содержанию механических примесей и воды целесообразно приме5 нять отстойники предлагаемого типа, так как они обладают высокой эффективностью очистки от механических примесей и отделения дисперсной воды.

Отстойник с коническим корпусом

- также проверен в лабораторных условиях.

Изготовлено два образца предлагаемого отстойника, характеристика которых приведена в табл. 3. 15

Экспериментальные данные (на примере опытного образца 1) по влиянию угла конусности предлагаемого отстойника на гидравлические характеристики приведены в табл. 4, 20

Иэ табл. 4 видно, что наиболее оптимальным с точки зрения гидравлических характеристик отстойника является угол конусности 10-25 .

Данные по влиянию толщины перего- 25 родки на эффективность работы отстойника приведены в табл. 5.

Как видно из табл. 5, оптимальным является 0,4 < (h/Н - 0,6. Для экспериментов брали автомобильный бензин

Аи-93 и авиакеросин Т-1.

Состав механических примесей в искусственно загрязненных нефтепродуктах показан в табл. 6.

В автомобильный бензин Аи-93 кали- 35 валось 57 воды, а в авиакеросин Т-1—

107.

После прохождения отстойника проводили анализ нефтепродукта по содержанию механических примесей и воды.

Для восстановления качества по содержанию механических примесей и воды целесообразно применять отстойники предлагаемого типа, так как они

45 обладают высокой эффективностью очистки от механических примесей и отделения дисперсной воды.

Предложенный отстойник позволяет очистить нефтепродукт от основной массы мехпримесей размером 5-50 мкм.

В предлагаемом отстойнике наклонное положение корпуса позволяет обеспечить быстрое стекание отделенной дисперсной воды в сборники. 55

Выполнение перегородок перфорированными иэ несмачиваемого водой материала повышает эффективность отделения дисперсной воды из углеводородной жидкости.

Гофрированная форма перфорированных тарелок в сочетании с оптимальным углом конусности обеспечивает равенство сечений проходных пор перегородок, снижение за счет этого гидравлических потерь и, как следствие, увеличение производительности устройства.

Полное заполнение гранулами загрузки пространства между тарелками необходимо для повышения эффективности очистки от механических примесей.

Установка сборников дисперсной воды и механических примесей обеспечивает сбор отделенной дисперсной воды и части механических примесей.

Оборудование оснований сборников отбойными колпачками обеспечивает надежное удерживание дисперсной воды в сборниках и предотвращает ее попадание в корпус отстойника, Действие устройства основано на отличающихся характеристиках смачиваемости различных конструкционных материалов углеводородными жидкостями и водой ° Так, например, при контакте с такими материалами, как фторпласт, полиэтилен, вода практически не контактирует, так как обладающая большей смачиваемостью к указанным материалам углеводородная жидкость стталкивает воду от поверхности указанных материалов. Кроме того, эффективность очистки от механических примесей обводненного углеводородного горючего почти в 3 раза выше, чем обезвоженного по частицам всех размеров.Это объясняется тем, что вода способствует коагуляции мелких загрязнений, и так как она имеет поверхностное натяжение в несколько раз больше, чем углеводородная жидкость, у нее в большей степени проявляются капиллярные эффекты. Поэтому заполнение пор в перегородках идет преимущественно водой, которая надежно удерживается в капиллярах, образуемых загрузкой из смачиваемого водой материала.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в воэможности обеспечени» эффективного восстановления качества нефтепродуктов по содержанию механических примесей и дисперсной воды.

1382487 составляет

0,4 — < <0,6, Н где h — толщина последующей секции;

Н вЂ” толщина предыдущей секции.

Таблица 1

Диаметр, мм

Отстойник отверстий в перегородках патрубков подвода и отвода нефтепродукта обечайки корпуса загрузки шариков первая вторая первая

4 0,3-0,4

3 0,2-0,3

0,25

10

0,15

50

П р и м е ч а н и е, Перегородки выполнены из фторпласта 4, а загрузка представляет собой металлические шарики.

Таблица 2

ЭФфективность,7

Отстойник очистки от механи- отделения дисческих примесей персной воды всех размеров

Известный

100

До 5

Предлагаемый

В 3 раза выше

До 100

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1 ° Отстойник для нефтепродуктов, включающий корпус, внутри которого

5 расположены фильтрующие секции со сферическими гранулами одинакового размера в каждой секции и с уменьшением размера гранул от секции к секции в направлении движения жидкости, патрубки для подвода и отвода нефтепродукта, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности отстаивания, корпус установлен наклонно, фильтрующие секции выполнены в виде двойных перфорированных тарелок из несмачиваемого водой материала, гранулы выполнены из смачиваемого водой материала, причем отстойник снабжен установленными в нижней части корпуса между фильтрующими секциями сборниками воды и механических примесей с магистралями отвода воды и механических примесей, 2. Отстойник ло п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что тарелки выполнены гофрированными.

3, Отстойник по и. 1, о т л и ч аю m, и и с я тем, что корпус выполнен коническим с углом конусности 10-25 ..

4. Отстойник по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что сборники воды и механических примесей выполнены в виде обратных конусов из смачиваемого водой материала, основания которых снабжены отбойными колпачками из несмачиваемого водой материала, 5. Отстойник по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что сборники воды и .механических прим сей выполнены в виде наклонных перегородок.

6, Отстойник по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что соотношение толщины последующей и предыдущей секций

1382487

Таблица 3

ОтнашеДиаметр, мм

Угол

Отстойко нусности

Т отверс тий в перегородках эагрузки в перегородках шариков (-1вторая первая вторая

J первая

О;063-0,1 0,5

0,2-0,3 0,5

0,3-0,4

О, 055

О, 15

П р и и е ч а н и е. Перегородки выполнены из фтар ласта; а напалнитель пред тавляет собой метал.- ические шарики.

Таблица 4

Пропуск- 1 Удельный

1 ная спа- расход сабнасть, л/мин см!

Перепад давления, кгс/см

Опыт

Эффективность рабаты отстойника

Угол коыусности

7 л/с

О, 00130 О, 0993

3,0

Иэ-за меньшей площади сечения проходных пар перегородки с maрнкнми маленького диаметра уменьшаются радуснная способность, удельный расход, ресурс раба ы н ваэрастает гидравлическое сапаатнвпенне отстойника

2,0

1,О

0,5

О, 01293 О, 9884

О, 00806 0,6164

0,00573 0,4376

3,0

Обеспечивается равенства сечений црохадньк пар всех перегородок и sa счет этого пропускная способность, удельный расход и ресурс работы становятся максимальными, а гидравлическое сопротивление отстойника мннимальнъм °

2,0

1,0

10-25

0,00307

0,2349

0,5

О, 01293 0,9884

0,00806 0,6164

0,00573 О, 4376

0,00307 0,2349

1идравлическое сопротивление отстойника остается как н в опыте 2, увеличения пропускной способности и удельного расхода не наблюдается, увеличивается матерналоемкость отстойника

3,0

2,0

Более

1,0

0,5

П р и и е ч а н и е. Данные приведены s среднем по 3 опытам.

0, 00040

О, 00006

0,00002

0,0305

0,0047

0,0013 ние второй толщины перегородки к первой

1382487

Таблица 5

Опыт

Отношение толщины последуницей перегородки к предыдущей, ь/н

Эффективность работы отстойника

<0,4

Из-за малой толщины перегородки с шариками маленького диаметра ухудшается коэффициент полноты отсева мелких частиц загрязнителя

Эффективность очистки жидкости от мелких частиц загрязнителя составляет 20-70Х

Эффективность очистки жидкости от мелких частиц загрязнителя составляет 70-987 при оптимальной величине пропускной способности, удельного расхода и гидравлического сопротивления отстойника

0,4-0,6

) 0,6

Эффективность очистки жидкости от мелких частиц загряэнителя достигает до 100Х, но при этом резко увеличивается гидравлическое сопротивление и уменьшается пропускная способность, а также предельный расход жидкости

П р и м е ч а н и е. Данные приведены в среднем по

10 опытам.

Таблица 6

Состав загрязнителя, шт/100 мл нефтепродукта

Нефтепродукт

Размер группы искусственного загрязнителя, мкм

1 (5-10

34760

19350

61340

87120

13810

11360

АИ-93

84540

32960

57630

11310

12070

22130

Т-1

10-20 20-30 30-40 40-50 50 и более ических

8eA) рмнееау ar дмсмрс и АяЬ

Фиа 2

Составитель О. Калякина

Техред М.Ходанич

Коррек>р А. Зимокосов

Редактор Л. Гратилло

Заказ 1243/4 Тираж б42

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4