一種油品深度脫水的裝置製造方法

2023-05-30 11:41:31 2

一種油品深度脫水的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種油品深度脫水的裝置，包括殼體、進料管、整流器、纖維聚結層、波紋強化分離層，以及液面計等幾個部分。本技術分離效率高、能耗小、連續運轉周期長，可廣泛應用於各個含微量水的油品深度脫水過程。
【專利說明】一種油品深度脫水的裝置

【技術領域】
[0001] 本發明屬於石油化工油品脫水領域，具體涉及一種油品深度脫水的裝置。

【背景技術】
[0002] 油品含水對石油化工生產裝置及後續成品油在發動機的安全使用都有著重大的 影響，如原油中含水會增大運輸量，更重要的是給原油加工帶來困難，增加了常減壓蒸餾裝 置的能耗。因水的相對分子能量比油的相對分子能量小得多，氣化後體積猛增，使系統壓力 降增加，動力消耗隨之增加，因此油品中若水含量高，會使裝置操作波動，造成衝塔。並且 由於含水帶入的無機鹽（Call2、MgC12)還會加劇裝置的腐蝕。輕質燃料油中含水會使冰 點、結晶點升高，導致油品低溫水動性變差，造成油品在低溫下分析出冰粒而堵塞過濾器及 油路，尤其是航煤和柴油中的含水，會造成供油中斷，釀成嚴重事故。潤滑油中含水，會破壞 潤滑膜，使潤滑不能正常進行，增加機件的磨損。水分帶入的無機鹽還會增加潤滑油的腐蝕 性，加劇機件的腐蝕。當使用含水的潤滑油在溫度較高的環境下工作時，由於水的汽化就會 破壞潤滑膜。重整原料油中水含量超標，會使催化劑中毒，由於油中過多的水佔據了催化劑 的酸性中心，破壞了酸性中心金屬中心的平衡，使催化劑活性下降甚至失活，影響催化劑使 用壽命。石油產品中的水分蒸發時要吸收熱量，會使發熱量降低；輕質石油中的水分會使燃 燒過程惡化，並能將溶解的鹽帶入氣缸內，生成積炭，增加氣缸的磨損；在低溫情況下，燃料 中的水會結冰，堵塞燃料導管和濾清器，阻礙發電機燃料系統的燃料供給；石油產品中有 水會加速油品的氧化生膠；潤滑油中有水時不但會引起發動機零件的腐蝕，而且水和高於 l〇〇°C的金屬零件接觸時會變成水蒸氣，破壞潤滑油膜。輕質油品密度小，黏度小，油水容易 分離。而重質油品則相反，不易分離。進入常減壓蒸餾裝置的原油要求含水量不大於〇. 2? 0. 5%;成品油的規格標準要求汽油、煤油不含水，輕柴油水分含量不大於痕跡（痕跡一般按 照300mg/L考慮）；重柴油水分含量不大於0. 5?1. 5 %;各種潤滑油、燃料油都有相應的控 制指標。因此油品深度脫水對石化生產及後續的油品高效使用都有著重要的影響。
[0003] 目前油品物理手段脫水主要技術有重力沉降、旋流分離、聚結過濾等方法，也有通 過鹽吸附、閃蒸、電場分離等其它手段進行脫水。對於重力沉降來說，主要能去除油品中的 明水，即粒徑大於1〇〇 μ m的游離水滴，對100 μ m以下的分散水滴不能有效分離去除；旋流 分離技術適用於含大量水的快速去除過程，對15 μ m以下水滴及乳化水滴不能有效分離， 因需將勢能轉化為旋轉動能進行分離，能耗相對較高；聚結過濾通過滲透性進行分離，適應 範圍較窄，工廠應用過程存在使用壽命短的問題，而採用鹽吸附、電場分離、閃蒸分離則相 對能耗及操作複雜，僅適用於特定處理介質。
[0004] 專利ZL01823742. 8油脫水器公開了一種採用膜進行油脫水的方法，但存在使用 成本高、易汙染損壞的問題；申請號為200810042145. 2的專利公開了一種柴油脫水的方 法與裝置，該專利採用旋流方法進行分離，由於旋流分離的技術特性，僅能適用於15μπι 以上的游離水滴的分離，且操作壓降較大，不能實現油品高效且低耗的深度脫水；專利 ZL201010145423. 4公開了一種重油及煤焦油脫水機，採用滾筒蒸發形式脫水，相對能耗較 高，操作較為複雜，僅適用於特定介質的油品脫水過程，ZL200910065725. 8公開了一種採用 電場脫水的方法及裝置，專利201010261697. X公開了一種採用超聲波技術脫水的方法及 裝置，申請號為201310352748. 3的專利公開了一種採用過濾-旋流-聚結-旋流的方法進 行重汙油脫水的方法，以上專利技術僅在特定的場合適用，都存在能耗較高、適應範圍較窄 的問題，也達不到油品深度脫水的要求。
[0005] 因此本領域迫切需要開發成本低、操作簡單、能耗低且效率高的油品深度脫水技 術。


【發明內容】

[0006] 為了解決上述現有技術的不足，本發明提供一種油品深度脫水的裝置，具體技術 方案如下：
[0007] -種油品深度脫水的裝置，所述裝置包括殼體、油品入口、流體整流器、纖維聚結 分離層、波紋強化分離層、纖維聚結補集層、水包及淨化油相出口；
[0008] 其中，所述油品入口在所述殼體的上部一端，所述淨化油相出口在所述殼體的上 部另一端；所述水包在所述殼體的下部，該水包與所述淨化油相出口相對或稍有偏差地相 對設置，所述水包具有液面計，所述水包的底部設有水相出口；流體整流器、纖維聚結分離 層、波紋強化分離層、纖維聚結補集層位於所述殼體的內部並依次互不相連地排列，其中， 所述流體整流器靠近所述油品入口，所述纖維聚結補集層的面積為流體流動截面面積的 30?80 %且處於流體流動的上部截面。
[0009] 所述殼體是臥式圓形罐，或臥式長方體罐。
[0010] 所述纖維聚結分離層是親油疏水纖維和親水疏油纖維進行編織形成的X形編織 層，其中親水疏油性纖維與水平線的夾角為25度至60度。
[0011] 經發明人長期研究發現，當親水疏油性纖維與水平線（親油疏水性纖維）夾角為 25度至45度之間時，對乳化水滴有著高效的分離效率，因親水疏油性纖維與水平的親油疏 水性纖維夾角較小，乳化水滴（油包水）運動到兩根纖維的節點處時，如圖1所示，受親水 疏油及親油疏水極性作用力，水滴受到親水疏油纖維的拖拽力，而角度較小時在水平運動 距離相等時水滴受力過程較長，更容易被分離，反之，如果角度大時，水滴因受力過程短，而 不易分離；而當親水疏油性纖維與水平線夾角為45度至60度之間時，對分散水滴的快速分 離有著較好的作用，因水平角度大，水平運動時水滴更能快速順著親水性纖維向下運動而 被快速分離。
[0012] 所述纖維聚結補集層是親水疏油性纖維和親油疏水性纖維預先各自排列為Ω形 狀後交錯編織形成的Ω形編織層，其中親水疏油性纖維與親油疏水性纖維的數量比例為 3:2?7:1。由於油品中水含量較小，因此親水性纖維的比例越多捕獲水滴的概率也越大， 又由於較低含量的水滴以微小顆粒狀附著在油滴上，因此比例控制在1?3倍時效果最好， 因一部分需要通過親水疏油及親油疏水纖維節點的作用力進行破乳分離，而超過3倍時的 效率未見明顯提高，再增加親水性纖維比例的話成本較大且無意義。
[0013] 該過程採用Ω形編織更側重於親水疏油纖維的吸附作用，採用Ω形編織接觸點 多且為親水纖維為順著油品流動方向呈水平波紋形狀，對特別細小水滴有著導流牽引及吸 附的作用，而在運動到凹部位置又可起到水滴聚積長大作用，進而將出口油品中的更微量 水滴捕獲分離，達到深度脫水的效果，如圖2所示。
[0014] 所述親油疏水性纖維選自改性聚丙烯、特氟龍、尼龍，親水疏油性纖維選自金屬、 陶瓷。
[0015] 所述流體整流器為一多孔均布的開孔厚板，所述孔為圓孔或方形孔，開孔率大於 等於60%。
[0016] 所述X形編織層為1塊或者多塊地充滿整個流體流動的截面。
[0017] 所述X形編織層中相鄰兩根親油疏水性纖維的間距a是相鄰兩根親水疏油性纖維 的間距b的1?3倍。
[0018] 所述波紋強化分離層採用的是親水性材料，其中波紋板的間距為5?25mm，波谷 處開有直徑5?10mm的圓孔，所述圓孔之間的間距為50?300mm。在此部分水滴已得到上 一級的聚結長大，在波紋流動過程中，水滴由於密度較大而在波紋板的凹處聚積，迅速長大 為更大水滴而下沉分離。
[0019] 使用上述裝置對油品進行深度脫水過程中油品脫水的壓力損失為0.01? 0.05MPa。
[0020] 本發明的有益效果在於，將流體均布，親水疏油及親油疏水以不同組合形式進行 編織，起到破乳、聚結及水滴快速導流下沉分離作用，且針對油品含水滴的特性進行針對性 的分離形式組合，具有高效且低耗的特點，適用於不同過程的油品脫水過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是破乳分離原理示意圖；
[0022] 圖2是Ω形編織層的深度除水示意圖；
[0023] 圖3是X形編織層的結構示意圖；
[0024] 圖4是水滴在X形編織層上的分離示意圖；
[0025] 圖5是親水疏油纖維和親油疏水纖維形成Ω形編織層的編織過程示意圖；
[0026] 圖6是適用於含微量水的油品深度脫水的裝置結構示意圖。
[0027] 符號說明：
[0028] 1殼體；2油品入口；3流體整流器；4、X形編織層；
[0029] 5波紋強化分離層；6 Ω形編織層；7淨化油相出口；
[0030] 8液面計；9水相出口；10水包。

【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0032] 實施例
[0033] 某石化公司兩套柴油加氫裝置，採用了本發明的油品深度脫水的方法及裝置，對 柴油加氫裝置分餾塔出來的柴油進行脫水處理，脫水後的柴油送往成品油罐。
[0034] 上述裝置的結構示意圖如圖6所示，包括殼體1、油品入口 2、流體整流器3、X形編 織層4 (纖維聚結分離層）、波紋強化分離層5、Ω形編織層6 (纖維聚結補集層）、水包10 及淨化油相出口 7 ;
[0035] 其中，油品入口 2在殼體1的上部一端，淨化油相出口 7在殼體1的上部另一端； 水包10在殼體1的下部，水包10與淨化油相出口 7相對或稍有偏差地相對設置，水包10 具有液面計8,水包10的底部設有水相出口 9 ;流體整流器3、X形編織層4、波紋強化分離 層5、Ω形編織層6位於殼體1的內部並依次互不相連地排列，其中，流體整流器3靠近油 品入口 2, Ω形編織層6的面積為流體流動截面面積的30?80%且處於流體流動的上部 截面。
[0036] 本實施例的圖6中的殼體1是臥式圓形罐，還可以選用臥式長方體罐。
[0037] X形編織層4的結構示意圖如圖3所示，其中親水疏油性纖維與水平線的夾角可為 25度至60度；相鄰兩根親油疏水性纖維的間距a是相鄰兩根親水疏油性纖維的間距b的 1?3倍；圖1是流體在X形編織層4上的破乳分離原理示意圖，圖4是水滴在X形編織層 4上的分離示意圖。
[0038] 圖2是Ω形編織層的深度除水示意圖，圖5是親水疏油纖維和親油疏水纖維形 成Ω形編織層的編織過程示意圖，其中親水疏油纖維與親油疏水纖維的數量比例為3:2? 7:1。
[0039] 使用上述裝置對含低濃度汙油的廢水進行深度除油，其具體運作過程及效果描述 如下：
[0040] 操作條件：
[0041]

【權利要求】
1. 一種油品深度脫水的裝置，其特徵在於，所述裝置包括殼體、油品入口、流體整流器、 纖維聚結分離層、波紋強化分離層、纖維聚結補集層、水包及淨化油相出口； 其中，所述油品入口在所述殼體的上部一端，所述淨化油相出口在所述殼體的上部另 一端；所述水包在所述殼體的下部，該水包與所述淨化油相出口相對或稍有偏差地相對設 置，所述水包具有液面計，所述水包的底部設有水相出口；流體整流器、纖維聚結分離層、 波紋強化分離層、纖維聚結補集層位於所述殼體的內部並依次互不相連地排列，其中，所述 流體整流器靠近所述油品入口，所述纖維聚結補集層的面積為流體流動截面面積的30? 80 %且處於流體流動的上部截面。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述殼體是臥式圓形罐，或臥式長方體罐。
3. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述纖維聚結分離層是親油疏水性纖維和 親水疏油性纖維進行編織形成的X形編織層，其中親水疏油性纖維與水平線的夾角為25度 至60度。
4. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述纖維聚結補集層是親水疏油性纖維和 親油疏水性纖維預先各自排列為Ω形狀後交錯編織形成的Ω形編織層，其中親水疏油性 纖維與親油疏水性纖維的數量比例為3:2?7:1。
5. 如權利要求3或4所述的裝置，其特徵在於，所述親油疏水性纖維選自改性聚丙烯、 特氟龍或尼龍，親水疏油性纖維選自金屬或陶瓷。
6. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述流體整流器為一多孔均布的開孔厚板， 所述孔為圓孔或方形孔，開孔率大於等於60%。
7. 如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述X形編織層為1塊或者多塊地充滿整 個流體流動的截面。
8. 如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述X形編織層中相鄰兩根親油疏水性纖維 的間距a是相鄰兩根親水疏油性纖維的間距b的1?3倍。
9. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述波紋強化分離層採用的是親水性材料， 其中波紋板的間距為5?25mm，波谷處開有直徑5?10mm的圓孔，所述圓孔之間的間距為 50 ?300mm。
【文檔編號】C10G33/06GK203947077SQ201420255979
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月19日 優先權日:2014年5月19日
【發明者】楊強, 盧浩, 許蕭, 王朝陽, 楊森 申請人:華東理工大學