Способ разделения потока водной эмульсии и установка для его осуществления

Изобретения относятся к разделению водной эмульсии, содержащей водную фазу и безводную фазу, на раздельные водную и безводную. Способ заключается в том, что эмульсию вводят в контакт с полимерным материалом с большой площадью поверхности, в виде пены или крошки. Используют несколько полимерных материалов, размещенных последовательно по потоку. Установка содержит отсеки, соединяющиеся посредством отверстий в перегородках и содержащие полимерный материал. Технический результат состоит в повышении скорости разделения эмульсий. 3 н.з. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

В последнее время произошел ряд документально подтвержденных случаев случайного разлива жидкостей, повлекших не только ущерб для окружающей среды и экологии, но также вызвавших токсическое поражение растений, насекомых, животных и даже людей. Примерами разлившихся жидкостей являются нефтепродукты и растворители, а также группа веществ, в целом известных как РСВ. Известны способы борьбы с разливами многих из названных жидкостей, включая даже сырую нефть и РСВ, которые относительно сложно поддаются очистке.

Соответствующий способ очистки и сбора многих таких жидкостей описан в патенте США 5239040, выданном на имя Kozlowski. Данный способ зарекомендовал себя практичным и эффективным за счет того, что вместо простого рассеивания разлитых нефтепродуктов при помощи, например, детергента осуществляют сбор непосредственно разлитой жидкости. Затем собранную жидкость отделяют от собирающего агента, после чего ее безопасно утилизируют соответствующим способом, а собирающий агент используют повторно для последующего сбора жидкости. Как указано в патенте Kozlowski, собирающий агент и собранную жидкость отделяют центрифугированием. Описанный в патенте Kozlowski собирающий агент представляет собой пенополиуретан, который получают из определенных реагентов конкретным способом. Далее в настоящем описании данное вещество именуется «пенополиуретаном Kozlowski».

Помимо возможности повторно использовать пенополиуретан Kozlowskid в качестве агента для сбора жидкости его можно также применять, например, для сбора разливов нефти на поверхности воды. Как показала практика, пенополиуретан Kozlowski способен абсорбировать, например, нефтепродукты не только, когда он является преимущественно сухим, но и когда он преимущественно полностью увлажнен или даже пропитан водой.

Еще одной проблемой при разливах безводных жидкостей является присутствие воды. Несмешивающаяся с водой жидкость может сочетаться с водой в двух различных формах. По меньшей мере, часть ее обычно присутствует в виде дискретной второй фазы, которая может быть тяжелее или легче воды. Остальная жидкость обычно представляет собой обладающую, по меньшей мере, определенным уровнем стабильности эмульсию, вода в которой находится в виде однородной либо дисперсионной фазы. В обоих случаях сложность заключается в том, что почти все вещества, несмешивающиеся с водой, например легкие углеводороды, такие как бензин, по существу обладают способностью в незначительной степени, часто порядка нескольких частей на миллион, растворяться в воде. Как раскрыто у Kozlowski в заявке WO 94/21347, даже находясь в пропитанном водой состоянии, полиуретан Kozlowski поглощает из водной эмульсии, вода в которой находится в однородной фазе, не только капельки нефтепродуктов, диспергированные в воде в виде второй фазы, но также растворенные нефтепродукты до уровня, отвечающего требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

В названной заявке WO 94/21347 Kozlowski описывает методику очистки воды, в ходе осуществления которой загрязненную воду подают сверху вниз через несколько слоев полиуретана Kozlowski. Сток воды происходит под контролем, а слои пенополиуретана, когда уровень содержания нефтепродуктов в потоке воды достигает неприемлемого уровня, удаляют, чтобы собрать поглощенные ими нефтепродукты.

Несмотря на то, что методика, описанная Kozlowski в заявке WO 94/21347, относится к водным эмульсиям, она имеет ряд практических недостатков, наиболее существенный из которых заключается в том, что все нефтепродукты, находящиеся как в дисперсионной фазе, так и в растворенном виде, должны быть абсорбированы полиуретаном Kozlowski, собраны, как правило, центрифугированием, после чего полиуретан Kozlowski используют повторно для дальнейшего сбора нефтепродуктов. Таким образом, очевидно, что на очистку больших объемов воды с относительно малым содержанием эмульгированных нефтепродуктов может быть затрачено весьма длительное время. В связи с этим возникает потребность в методике, предназначенной, по меньшей мере, для первоначальной очистки водных эмульсий и представляющей собой, альтернативу применению полиуретана Kozlowski, описанного в заявке WO 94/21347.

Единственным реально осуществимой альтернативой при очистке эмульсий является методика флокуляции капелек до тех пор, пока они не достигнут такого размера, когда начнется разделение на две фазы. Обычно при этом требуется осуществлять такую флокуляцию капелек, чтобы их размер превышал, по меньшей мере, 30 μм. Тем не менее, данная методика сопровождается расходом химических веществ и накоплением осадка, в связи с чем она оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Задачей настоящего изобретения является преодоление названных недостатков и создание очистительной установки и способа очистки, обеспечивающих достаточно быструю очистку водных эмульсий и получение безводной фазы в пригодной для сбора форме.

В основу настоящего изобретения положен тот факт, что не только полиуретан Kozlowski, но также и другие полимерные материалы, имеющие значительную площадь поверхности, такие как пена, если применять их при правильных условиях, способны служить деэмульгатором и разделять поток водной эмульсии на две различные фазы. Затем было установлено, что, если на полученное из нескольких полимерных материалов вещество с большой площадью поверхности воздействует, например, поток эмульсии, состоящей из нефтепродуктов и воды, содержащей, по меньшей мере, до около 10000 частей нефтепродуктов на миллион в рассеянном капельножидком состоянии, происходят два процесса. Во-первых, полимерный материал абсорбирует нефтепродукты до наступления состояния нефтенасыщенности, а, во-вторых, по мере дальнейшей абсорбции нефтепродуктов он высвобождает столько же нефтепродуктов, сколько абсорбирует, но при этом высвобождаемые нефтепродукты находятся в виде капелек, размер которых достаточно велик для того, чтобы коалесцировать в отдельную нефтяную фазу. После этого разделяют водную и безводную фазы и осуществляют сбор каждой фазы по отдельности. Затем в ходе нескольких последовательных этапов очистки производят сбор большей части безводного эмульгированного вещества, после чего абсорбент на основе пенополиуретана Kozlowski может потребоваться лишь на последнем или нескольких последних этапах очистки. К полимерному материалу предъявляются лишь два существенных требования. Во-первых, он должен быть способен образовывать вещество с большой площадью поверхности, такое как пену, а, во-вторых, обладать сопротивлением разложению в условиях эксплуатации. Так, например, в щелочной среде неприменим материал на основе полиэфира, поскольку в ней происходит гидролитическое разложение полимера, однако может использоваться полиалкилен, такой как полиэтилен.

Таким образом, в наиболее широком варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ разделения водной эмульсии, состоящей из однородной водной фазы и безводной дисперсионной фазы, на раздельные водную и безводную фазу с целью получения собранной безводной фазы и получения собранной водной фазы с приемлемым уровнем содержания безводной фазы, при этом в ходе осуществления названного способа:

(a) поток водной эмульсии вводят в контакт с первым веществом на основе полимерного материала в большой площадью поверхности;

(b) первое вещество на основе полимерного материала достигает состояния насыщенности безводной фазой эмульсии;

(c) подача потока водной эмульсии не прекращается до момента формирования раздельной безводной фазы;

(d) безводную фазу отделяют от водной фазы;

(e) осуществляют сбор отделенной безводной фазы;

(f) осуществляют сбор потока очищенной водной фазы; и

(g) при необходимости повторно осуществляют стадии (а)-(f) с целью введения потока очищенной водной фазы в контакт, по меньшей мере, со вторым веществом на основе полимерного материала с большой площадью поверхности до тех пор, пока содержание безводного вещества в потоке собранной водной фазы не достигнет приемлемого уровня.

Предпочтительно, полимер, используемый в полимерном материале, выбирают из группы, включающей полиуретан, полипропилен, полистирол, полиэфир и полиэтилен. Более предпочтительным полимерным материалом является полиуретан.

Предпочтительно, полимерный материал с большой площадью поверхности представляет собой полимерную пену. В качестве альтернативы полимерный материал с большой площадью поверхности представляет собой полимерную крошку.

Предпочтительно, поток водной эмульсии на стадии (а) вступает в контакт с первым веществом на основе полимерного материала в направлении движения потока, которое выбирают из группы направлений, включающей горизонтальное, вертикальное вниз и вертикальное вверх.

Предпочтительно, используют множество веществ на основе полимерного материала, в контакт с каждым из которых последовательно вступает поток, а сбор отделенной безводной фазы из потока осуществляют после прохождения через каждое вещество на основе полимерного материала. В качестве альтернативы используют множество веществ на основе полимерного материала, поток последовательно контактирует с каждым из них, а сбор отделенной безводной фазы из потока осуществляют после прохождения через каждое вещество на основе полимерного материала за исключением последнего вещества, из которого осуществляют сбор отделенной безводной фазы.

Предпочтительно, в случае использования последовательности веществ на основе полимерных материалов, по меньшей мере, последнее вещество на основе полимерного материала представляет собой пенополиуретан Kozlowski.

Предпочтительно, способ дополнительно включает осуществляемые перед стадией (а) стадии предварительной очистки, на которых:

(h) из капель безводной фазы достаточного для коалесценции размера формируют раздельную безводную фазу;

(i) собирают раздельную безводную фазу; и

(j) собирают водную фазу и используют ее в качестве потока на стадии (а).

Далее изобретение описано со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

на фиг.1 схематически показана система очистки, состоящая из трех блоков;

на фиг.2 - альтернативная очистительная установка;

на фиг.3 графически показана эффективность полиуретана Kozlowski и четырех других промышленно производимых видов полиуретана;

на фиг.4, 5, 6 и 7 - эффективность полиуретана, полипропилена, полистиролоа, полиэфира и полиэтилена.

На фиг.1 схематически показана трехблочная установка вместе с установкой предварительной очистки. Система 1 очистки имеет множество отсеков 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8. Они могут представлять собой отдельные элементы или парные элементы, как показано на фиг.1, либо представлять собой полную единую систему очистки. Поток поступающей водной эмульсии 9 попадает в отсек 2, представляющий собой установку предварительной очистки. Поток 9 эмульсии обычно попадает в данный отсек на уровне, составляющем от одной трети до половины по высоте отсека от дна. Все крупные капли в данном отсеке коалесцируют в раздельную безводную фазу 10, которую удаляют через трубку 11.

Отсек 3 имеет стенки 12 и 13 с отверстиями и сплошной верхний слой 14. Отсек заполнен полимерным материалом 15 с большой площадью поверхности, обычно представляющий собой пену. Пену обычно используют в виде частиц, частично с целью облегчить заполнение отсека и частично с целью обеспечить воздействие потока, проходящего через отсек, на большую площадь поверхности. Обычно размер частиц составляет от около 5 мм до около 20 мм. Из отсека 2 отделенная водная фаза 16 эмульсии через стенку 12 поступает в отсек 3, вступает в контакт с полимерным материалом 15, проходит через стенку 13 и попадает в отсек 4. В отсеке 3 происходит дальнейшее разделение безводной и водной фаз. В отсеке 4 происходит разделение обеих фаз, в результате чего образуется вторая отделенная безводная фаза 17, которую собирают через трубку 18, а очищенная водная фаза 19 поступает в отсек 5. Как показано на фиг.1, отсек 4 имеет дополнительное увеличенное водосборное пространство, проходящее поверх отсека 3.

Отсеки 5 и 6 выполнены аналогично отсекам 3 и 4. Очищенная водная фаза 19 поступает в отсек 5 через отверстия в стенке 20, вступает в контакт с полимерным материалом 21 и выходит через отверстия в стенке 22. В отсеке 6 происходит отделение дополнительное безводной фазы 23, ее сбор и извлечение через трубку 24. Прошедшая двойную очистку водная фаза 25 поступает в отсеки 7 и 8, также аналогичные отсекам 3 и 4, при этом между двумя стенками с отверстиями расположено третье вещество на основе полимерного материала. В отсеке 8 осуществляют сбор дополнительной безводной фазы 26 и извлекают ее через трубку 27, а поток 28 очищенной водной фазы выводят из системы через отсек 8. Каждая из трубок 18, 24 и 27 имеет соответствующее устройство управления потоком, такое как автоматический поплавковый клапан или клапан временной последовательности.

Расход потока поступающей в систему очистки водной эмульсии 9 регулируют таким образом, что обеспечить соответствующую продолжительность контакта между водной эмульсией и полимерным материалом в отсеках 3, 5 и 7, достаточную для отделения безводной фазы и формирования свободно плавающего слоя безводной фазы. На практике этого обычно достаточно для образования капель, размер которых превышает, по меньшей мере, около 150 μм.

Если приемлемый уровень содержания безводной фазы в очищенной водной фазе 28 оказывается чрезвычайно низким, например, если очищенная водная фаза должна отвечать требованиям стандартов на питьевую воду, рекомендуется, чтобы, по меньшей мере, третье вещество на основе полимерного материала, находящееся в отсеке 7, представляло собой пенополиуретан Kozlowski. В таком случае пенополиуретан Kozlowski будет действовать лишь в качестве абсорбента, а не деэмульгатора. Следовательно, если третье вещество, или последнее, в случае применения более трех веществ, представляет собой пенополиуретан Kozlowski, действующий лишь в качестве абсорбента, не будет формироваться раздельная безводная фаза, а через трубку 27 не будет проходить поток безводной фазы. Вместо этого очищенная водная фаза должна быть подвергнута мониторингу, чтобы при полном насыщении пенополиуретана Kozlowski безводной фазой (на что укажет повышение концентрации в очищенном потоке 28) удалить пенополиуретан Kozlowski и извлечь из него безводную фазу, обычно центрифугированием. Во избежание необходимости прекращения процесса очистки на время извлечения безводной фазы из пенополиуретана Kozlowski, целесообразно предусмотреть две параллельно действующие очистительные установки, используемые попеременно.

Аналогичным образом, если поступающий водный поток 9 сильно загрязнен безводной фазой, могут потребоваться более трех веществ на основе полимерного материала. Их необходимое количество в значительной мере определяется приемлемым уровнем загрязнения воды, поступающей из очистительной установки. Если поступающий водный поток также содержит твердые вещества, целесообразно предусмотреть выпускное отверстие 29 из отсека 2, чтобы периодически удалять накопившиеся твердые частицы.

Может также потребоваться периодически производить осмотр полимерного материала в первом отсеке и его замену, если он забит мелкими твердыми частицами, находящимися во взвешенном состоянии в водном потоке и не отделенными на стадии предварительной очистки.

Преимущество данной установки заключается в том, что капли безводной фазы по мере их отсоединения от вещества на основе полимерного материала просто продолжают подниматься вверх, а в боковом направлении движется лишь очищенный поток.

На фиг.1 показан поток водной эмульсии, движущийся по мере прохождения стадий очистки через вещества на основе полимерного материала преимущественно в горизонтальном направлении. Стадии очистки могут быть расположены таким образом, чтобы поток проходил через полиуретан преимущественно в вертикальном направлении, вверх либо вниз. На фиг.2 показана соответствующая очистительная установка, в которой поток движется вверх.

Показанная на фиг.2 очистительная установка 40 преимущественно выполнена в виде единой конструкции. Подобно горизонтальной установке она может представлять собой единую конструкцию либо состоять из нескольких отдельных взаимосвязанных отсеков. Водная эмульсия поступает через дно установки по трубке 41 в первый отсек 43. При желании для удаления твердых частиц, которые накапливаются в отсеке 43, может быть предусмотрено спускное отверстие 43. В отсеках 43, 45, 47 и 49, расположенных последовательно снизу вверх, содержится водная фаза, проходящая через очистительную установку, а в отсеках 44, 46 и 48 содержится полимерный материал с большой площадью поверхности. По бокам каждой пары отсеков расположены водосборные отсеки 50, 51, 52 и 53. Конструкция и назначение отсеков 43, 44 и 50 приведены в качестве примера. Полимерный материал расположен на сетке 54, например в виде перфорированной металлической пластины, между сплошной наружной стенкой 56А и внутренней стенкой 56В. В стенке 56В имеется ряд отверстий или прорезей, расположенных на уровне отсека 43 непосредственно под решеткой 54. Верхняя поверхность 57 водосборного отсека 57 является сплошной. По мере вступления эмульсии в контакт с насыщенным веществом на основе полимерного материала 58 водная фаза продолжает перемещаться через него преимущественно вверх и поступает в следующий отсек. При желании над веществом из полимерного материала 58 может быть помещена вторая перфорированная металлическая пластина 55. По мере того, как полимерный материал деэмульгирует эмульсию, капельки отделенных нефтепродуктов собираются на ее нижней поверхности, а не проникают сквозь нее. Капельки отделенных нефтепродуктов перемещаются в боковом направлении через отверстия или прорези в стене 56В и попадают в водосборный отсек 50. Отделенные нефтепродукты собирают в виде второй фазы, как это обозначено позицией 59, после чего удаляют по трубке 60. Проходящий через трубку 60 поток также регулируют любым соответствующим способом, например, при помощи автоматического поплавкового клапана или клапана временной последовательности. Два следующих блока отсеков действуют аналогичным образом, за счет чего поток очищенной воды поступает в следующий верхний отсек, а поток нефтепродуктов отводят по трубкам 61 и 62.

Режим работы последнего отсека 49, а также соответствующего водосборного отсека 53 зависит от количества нефтепродуктов, по-прежнему содержащихся в поступающем потоке водной эмульсии, а также допустимого количества нефтепродуктов в выходящем потоке 64 очищенной воды. Для выделения свободных нефтепродуктов из поступающей воды между отсеком 49 и водосборным отсеком 54 расположено соответствующее проволочное устройство. Если последнее вещество на основе полимерного материала в отсеке 48 представляет собой пенополиуретан Kozlowski, действующий лишь в качестве абсорбента, в водосборный отсек 53 и, следовательно, в трубку 63 не будет поступать поток отделенных нефтепродуктов. В качестве альтернативы, если последнее вещество на основе полимерного материала в отсеке 48 также сепарирует нефтепродукты, в отсеке 49 могут оказаться капельки нефтепродуктов, которые затем попадают в водосборный отсек 53, после чего их извлекают в виде нефтяной фазы через трубку 63.

Как описано выше, очистительная установка, показанная на фиг.2, имеет три вещества на основе полиуретана. Количество используемых веществ определяется преимущественно тремя факторами: количеством очищаемой эмульсии, содержанием безводного материала в эмульсии и уровнем качества, предъявляемым к потоку очищенной воды на выходе. Таким образом, в некоторых случаях установка должна иметь более трех очистительных блоков. Поскольку блоки такого типа часто требуется эксплуатировать в неблагоприятных условиях или в условиях, когда возможен лишь минимальный контроль, предпочтительно, чтобы число используемых очистительных блоков превышало необходимое расчетное число для создания запаса прочности.

Как указывалось выше, если при практическом осуществлении настоящего изобретения необходимо, чтобы содержание безводного вещества в водной фазе было крайне мало, обычно желательно применение полиуретана Kozlowski, по меньшей мере, на последней стадии очистки. На более ранней стадии или стадиях могут применяться другие полимерные материалы. На фиг.3 приведены сравнительные данные эффективности пяти различных видов полиуретана. Такие данные получены по результатам однократных испытаний, в ходе которых водную нефтяную эмульсию пропускали через вещество на основе каждого вида полиуретана и определяли содержание нефтепродуктов на входе и выходе. Для испытаний использовали трубку диаметром 10 см с пятью отсеками. В первом и третьем отсеках, каждом длиной около 4 см, находились образцы полиуретана для испытаний. Первый, третий и пятый отсеки были пусты, а их длина составляла около 0,8 см. Поток проходил через испытательную трубку в горизонтальном направлении. Была использована эмульсия, состоящая из моторного масла 10W30, смешанного с водой при помощи центробежного насоса, действовавшего со скоростью 3 450 об/мин. Расход потока поддерживали на постоянном уровне, равном 1,5 л/мин.

На фиг.3 приведена диаграмма, по вертикальной оси которой отложен уровень содержания нефтепродуктов на выходе, а по горизонтальной оси - на входе, в обоих случаях в частях на миллион.

Пять различных видов полиуретана обозначены следующим образом.

А: пенополиуретан Kozlowski.

В: измельченный в крошку пенополиуретан обивочного сорта, состав неизвестен.

С: пенополиуретан Great Stuff (товарный знак).

D: расширяющийся пенополиуретан Great Stuff (товарный знак).

Е: пенополиуретан All Direction Great Stuff (товарный знак).

Материал В представляет собой стандартный промышленно производимый продукт, доступный из многих источников. Его состав неизвестен. Продукт был поставлен компанией Eversoft Fibre and Foam Ltd. Материалы С, D и Е являются промышленно производимыми продуктами и изготовлены компанией Flexible Product Co., Джольет, штат Иллинойс, США. Их основными компонентами являются 4,4'-дифенилметандиизоцианат, смесь полиэфира и полиола и пенообразователь. Как показано на фиг.3, все названные продукты способны в существенной степени снижать уровень содержания нефтепродуктов в испытанной системе, содержащей воду и нефтепродукты.

На фиг.4, 5, 6 и 7 приведены результаты аналогичных испытаний с использованием других полимерных материалов и пенополиуретана для сравнения. В названных испытаниях применялся цилиндр с четырьмя отсеками, в которых находился полимерный материал. Расход потока составлял 1,2 л/мин, а в качестве образца для испытания в эмульсии использовали моторное масло 10W30. Были испытаны следующие полимеры:

- на фиг.4 - полиэтилен;

- на фиг.5 - полиэфир;

- на фиг.6 - полистирол; и

- на фиг.7 - полипропилен.

Полиэфир и полиуретан применялись в виде пены; полиэтилен, полистирол и полипропилен - в виде мелких частиц с большой площадью поверхности, представлявших собой тонко измельченную крошку (аналогичную мелкой металлической стружке) с максимальным размером частиц около 5 мм. В каждом испытании смесь масла и воды пропускали через цилиндр и измеряли уровень содержания масла до и после очистки. Уровень содержания масла в водном потоке был непостоянным.

Горизонтальная ось на фиг.4-7 отображает время в часах, вертикальная ось - части на миллион. Левая ось отображает очищенный водный поток, а права ось - неочищенный водный поток; масштаб данных осей не совпадает. Везде кривая А отображает входящий водный поток, содержащий масло; кривая В - поток после очистки полиуретаном, а кривая С - после обработки испытуемым полимером. Везде кривые показывают, что количество масла, оставшегося в водном потоке, зависит от изначально присутствовавшего количества масла.

Данные кривые также показывают, что наиболее эффективным из числа испытанных материалов зарекомендовал себя полиуретан, который снижает содержание масла в целом до уровня не выше около 50 частей на миллион.

1. Непрерывный способ разделения потока водной эмульсии, состоящей из однородной водной фазы и безводной дисперсионной фазы с целью получения первого потока, содержащего собранную безводную фазу, и получения второго потока, содержащего собранную водную фазу с максимально приемлемым уровнем содержания безводной фазы, при этом в ходе осуществления названного непрерывного способа: (а) поток водной эмульсии вводят в контакт с первым веществом на основе полимерного материала с большой площадью поверхности, (b) продолжают подавать поток водной эмульсии до момента формирования отделенной безводной фазы, (с) регулируют расход потока водной эмульсии таким образом, чтобы обеспечить соответствующую продолжительность контакта между водной эмульсией и полимерным материалом, осуществляющим непрерывное отделение безводной фазы, и образование свободно плавающего слоя безводной фазы, (d) отделяют отделенную безводную фазу, полученную на стадиях (b) и (с) без остановки потока водной эмульсии, (е) осуществляют сбор отделенной безводной фазы, полученной на стадии (d) без остановки потока водной эмульсии, (f) осуществляют сбор потока очищенной водной фазы без остановки потока водной эмульсии, и (g) повторно осуществляют стадии (а)-(f) с целью введения потока очищенной водной фазы в контакт с, по меньшей мере, вторым веществом на основе полимерного материала с большой площадью поверхности до тех пор, пока содержание безводной фазы в потоке собранной водной фазы не достигнет максимально приемлемого уровня, при этом используют множество веществ на основе полимерного материала, с каждым из которых последовательно вступает в контакт поток, отделенную безводную фазу извлекают после контакта с каждым веществом на основе полимерного материала, за исключением последнего вещества и отделяют водную фазу, собранную из последнего вещества.

2. Способ по п.1, в котором полимерный материал представляет собой вспененный полимерный материал в виде частиц с большой площадью поверхности.

3. Способ по п.1, дополнительно включающий осуществляемые перед стадией (а) стадии предварительной очистки, на которых (h) из капель безводной фазы достаточного для коалесценции размера формируют отделенную безводную фазу, (i) собирают отделенную безводную фазу, и (j) собирают водную фазу и используют ее в качестве потока на стадии (а).

4. Непрерывный способ разделения потока водной эмульсии, состоящей из однородной водной фазы и безводной дисперсионной фазы с целью получения первого потока, содержащего собранную безводную фазу, и получения второго потока, содержащего собранную водную фазу с максимально приемлемым уровнем содержания безводной фазы, при этом в ходе осуществления названного непрерывного способа: (а) поток водной эмульсии вводят в контакт с первым веществом на основе полимерного материала с большой площадью поверхности, (b) продолжают подавать поток водной эмульсии до момента формирования отделенной безводной фазы, (с) регулируют расход потока водной эмульсии таким образом, чтобы обеспечить соответствующую продолжительность контакта между водной эмульсией и полимерным материалом, осуществляющим непрерывное отделение безводной фазы, и образование свободно плавающего слоя безводной фазы, (d) отделяют отделенную безводную фазу, полученную на стадиях (b) и (с) без остановки потока водной эмульсии, (е) осуществляют сбор отделенной безводной фазы, полученной на стадии (d) без остановки потока водной эмульсии, (f) осуществляют сбор потока очищенной водной фазы без остановки потока водной эмульсии, и (g) повторно осуществляют стадии (а)-(f) с целью введения потока очищенной водной фазы в контакт с, по меньшей мере, вторым веществом на основе полимерного материала с большой площадью поверхности до тех пор, пока содержание безводной фазы в потоке собранной водной фазы не достигнет максимально приемлемого уровня, при этом поток очищенной водной фазы движется в направлении потока водной эмульсии, а отделенная безводная фаза движется поперечно потоку обработанной водной фазы.

5. Способ по п.4, в котором полимерный материал представляет собой вспененный полимерный материал в виде частиц с большой площадью поверхности.

6. Способ по п.1, дополнительно включающий осуществляемые перед стадией (а) стадии предварительной очистки, на которых (h) из капель безводной фазы достаточного для коалесценции размера формируют отделенную безводную фазу, (i) собирают отделенную безводную фазу, и (j) собирают водную фазу и используют ее в качестве потока на стадии (а).

7. Установка для непрерывного выделения потока водной эмульсии из источника, включающего однородную водную фазу и дисперсионную безводную фазу, с целью получения потока собранной безводной фазы и потока собранной водной фазы с максимально приемлемым уровнем содержания безводной фазы, имеющая, по меньшей мере, первый отсек и второй отсек, каждый из которых включает (а) средство подачи потока водной эмульсии из одного из расположенных выше по потоку отсеков или из источника в емкость, занимающую часть пространства внутри отсека и заполненную веществом на основе полимерного материала с большой площадью поверхности, (b) перфорированное отверстие в емкости отсека, через которое поток безводной фазы, отделенный находящимся в отсеке веществом на основе полимерного материала с большой площадью поверхности, поступает в сепаратор, занимающий остальное пространство внутри отсека, (с) средство извлечения безводной фазы, служащее для извлечения из сепаратора отсека отделенной безводной фазы, которая образует часть потока собранной безводной фазы, и (d) средство извлечения водной эмульсии, при этом в средство подачи первого отсека поступает водная эмульсия из источника, а водная эмульсия, собранная средством извлечения водной эмульсии второго отсека, образует поток собранной водной фазы.

8. Установка по п.7, имеющая, по меньшей мере, один дополнительный отсек, содержащий элементы первого отсека и расположенный между первым и вторым отсеками, при этом из средства подачи в каждый из таких отсеков поступает водная эмульсия, собранная средством извлечения водной эмульсии отсека, расположенного непосредственно выше по потоку, а собранная средством извлечения водная эмульсия, образует поток водной эмульсии для средства подачи отсека, расположенного непосредственно ниже по потоку.

9. Установка по п.7 или 8, в которой в каждом из отсеков помимо первого отсека средство подачи, в которое поступает водная эмульсия, представляет собой перфорированное отверстие, отделяющее отсек от отсека, расположенного непосредственно выше по потоку.

10. Установка по п.7 или 8, в которой поток водной эмульсии из одного отсека в отсек, расположенный непосредственно ниже по потоку, проходит преимущественно в горизонтальном направлении.

11. Установка по п.7 или 8, в которой поток водной эмульсии из одного отсека в отсек, расположенный непосредственно ниже по потоку, проходит преимущественно в вертикальном направлении.

12. Установка по п.7 или 8, в которой внутри каждого отсека поток собранной водной фазы движется в направлении потока водной эмульсии, поступающей из источника, а отделенная безводная фаза движется поперечно потоку собранной водной фазы.

13. Установка по п.7 или 8, в которой в каждом отсеке находится одинаковый полимерный материал с большой площадью поверхности.

14. Установка по п.7 или 8, в которой в каждой емкости находится различный полимерный материал с большой площадью поверхности.

15. Установка по п.7, дополнительно включающая устройство предварительной очистки, расположенное в первом отсеке между источником и средством подачи и имеющее средство подачи, в которое поступает поток водной эмульсии, отсек предварительной очистки и средство извлечения, служащее для переноса предварительно очищенного потока водной эмульсии в средство подачи первого отсека.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области разделения неоднородных полидисперсных систем (суспензий и эмульсий) с использованием пористых перегородок и может быть использовано в цветной и черной металлургии для очистки сточных вод, шахтных и рудничных вод, в химическом производстве, при фракционном разделении дисперсной фазы суспензий и эмульсий.

Изобретение относится к технологии обезвоживания светлых нефтепродуктов, а именно к применению для коалесценции воды гидрофобных насадок, и может быть использовано для получения товарных топлив требуемого качества по содержанию воды.

Изобретение относится к установкам для очистки технических отработанных масел. .

Изобретение относится к области очистки воды от нефти и нефтепродуктов, а также области разделения прямых устойчивых слабоконцентрированных водомасляных эмульсий.

Изобретение относится к области разделения эмульсий и очистки воды, в частности к установкам для очистки промышленных, природных и сточных вод от нефти, нефтепродуктов и механических примесей и разделения на составляющие компоненты устойчивых эмульсий.

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к разделению жидкостей по плотности, например при повышении или понижении концентрации жиросодержащих смесей, а также очистке промывных вод.

Изобретение относится к технологии обезвоживания светлых нефтепродуктов, а именно к применению для коалесценции воды гидрофобных насадок, и может быть использовано для получения товарных топлив требуемого качества по содержанию воды.

Изобретение относится к области разделения водомасляных эмульсий, а именно разделения на составляющие компоненты эмульсий, в которых в качестве дисперсной фазы присутствует нефть или любые другие нефтепродукты (масла, бензин, мазут, дизтопливо и пр.), и касается способа разделения водомасляных эмульсий и установки для его осуществления.

Изобретение относится к устройствам для разделения дисперсных систем, предназначено для использования в нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. .

Изобретение относится к разделению жидкостей по плотности, например, при повышении или понижении концентрации жиросодержащих смесей и может использоваться в пищевой промышленности, а также при очистке промывных вод

Изобретение относится к аппаратам для разделения и глубокого обезвоживания эмульгированных и аэрированных потоков невязких углеводородных жидкостей, газа и пен нефтегазовой и химической отраслей промышленности

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для разделения химических элементов в растворе

Изобретение относится к области разделения эмульсий и очистки воды, в частности к установкам для очистки промышленных, природных и сточных вод от нефти, нефтепродуктов и механических примесей и разделения на составляющие компоненты устойчивых эмульсий

Изобретение относится к области очистки воды от нефти и нефтепродуктов, а также области разделения прямых устойчивых слабо концентрированных водомасляных эмульсий

Изобретение относится к области химии, нефтехимии, нефте- и газопереработки, а именно к устройствам и системам разделения гетерогенных жидких смесей, и может применяться, в частности, для разделения водно-углеводородных смесей

Изобретение относится к области химии, нефтехимии, нефте- и газопереработки, а именно к устройствам и системам разделения гетерогенных жидких смесей, и может применяться, в частности, для разделения водно-углеводородных смесей

Изобретение относится к коалесцентной среде для разделения эмульсий вода-углеводород и может использоваться на транспорте, при генерировании энергии, хранении топлива, в нефтедобыче и при очистке сточных вод
Изобретение относится к технологии разделения смесей двух несмешивающихся жидкостей типа масло в воде и может быть использовано в нефте- и газоперерабатывающей, нефтехимической, химической, пищевой отраслях промышленности для разделения смесей сырой нефти и нефтепродуктов, а также органических растворителей и растительных масел с водой. Способ включает разделение смесей двух несмешивающихся жидкостей типа масло в воде фильтрацией смеси через гидрофильный материал. В качестве последнего используют ткани, нетканые материалы и сетки (хлопчатобумажные, льняные, бумажные, капроновые, нейлоновые). Материал предварительно обрабатывают (смачивают) водным раствором микрогелей полисахаридов (пектина, хитозана, карбоксиметилцеллюлозы). Концентрация микрогелей в растворе составляет 0,05-3,00 мас.%. Смесь подают на фильтрующий материал непрерывным потоком так, чтобы слой жидкости над поверхностью фильтра поддерживался в диапазоне 10-20 см высушивания материала. После отделения масляной фазы от воды оставшийся на материале микрогель может быть регенерирован путем экстракции разбавленными растворами кислоты или щелочи. Изобретение обеспечивает повышение производительности фильтров для разделения смесей типа масло в воде с одновременным упрощением их конструкции. 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Наверх