一種高壓靜電破乳的方法及其專用設備的製作方法
2023-07-09 21:17:16
專利名稱：一種高壓靜電破乳的方法及其專用設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種破乳的方法及其專用設備，具體的說，本發明涉及一種利用高壓靜電破乳的方法及其專用設備。
乳液型液膜在濃縮萃取某種物質後，需要經過破乳才能將油相和水相中的有價物質回收，以便重複使用。
中國專利CN85102026A公開了一種高壓高頻脈衝互換波破乳器。該破乳器由高壓高頻脈衝互換波發生器和破乳器組成，使用容量為500-1000PF、耐壓為20KV的電容器。當電容器充電產生脈衝時，電極間隙處放電產生高頻衰減波，脈衝與衰減波相互變換產生高壓高頻脈衝互換波。該專利技術可以用於W/O型乳狀液破乳，其中包括液膜分離工程破乳以及石油破乳脫水。但該專利存在的問題是所需設備及操作比較複雜，並且需要特定的電容器，其電極也由銀、鎢或鍍鉑的銀等貴金屬製成，其成本較高，這就使該項技術的推廣應用受到了很大的限制。
中國專利CN88200107U公開了一種新型高壓靜電破乳器電極。該電極為絕緣電極，中間為銅板，外面為聚偏氟乙烯或聚氟乙烯組成的絕緣層，電極板在破乳器內平行排列，電極板之間的距離均勻或不均勻分布，用於油包水乳狀液破乳。該專利技術存在的問題是破乳器中的電極板容易被擊穿，容易發生短路。而且由於使用絕緣電極，該絕緣電極的製作比較困難，該專利技術也未能在工業上大規模應用。
本發明的目的在於針對上述現有技術中存在的問題，提供一種高壓靜電乳化液膜破乳的方法，本發明所述的方法通過電極在高壓靜電場下尖端放電，產生瞬間密集微電流的方法進行破乳。本發明所述的方法其破出油相含水率小於5％，油相經處理後可以重新使用。與現有的破乳技術相比，利用本發明的方法進行破乳，其破乳效率更高，破乳的速度也大大加快。
本發明的目的之二在於提供一種應用前述方法的專用設備，所述的設備其電極材料廉價易得，電極無須特殊加工，適用於大規模工業應用。本發明所述的設備通過尖端放電，產生瞬間密集微電流的方法進行破乳，避免了現有電極可能發生擊穿短路的現象。
下面對本發明進行詳細描述本發明的高壓靜電破乳方法由以下兩個步驟組成(1)水相破出階段(2)油相澄清階段其中水相破出階段中，破乳器電極中的陰極與高壓靜電發生器的陰極虛接，在空氣中放電。放電的結果使乳液中的水相和油相分離，得到水相，並可以將水相重新回收利用。水相破出階段的時間為10-45分鐘。
其中油相澄清階段中，破乳器電極中的陰極與高壓靜電發生器的陰極直接連接。油相澄清階段的時間為10-45分鐘。
本發明所述的破乳方法當使用的破乳器高為30釐米，直徑為2釐米時，破乳器的破乳速度可以達到2升/小時-4升/小時。
本發明所述的高壓靜電發生器為常規市售的靜電發生器，其高壓波形為正弦波。高壓靜電的電壓範圍為50000伏-100000伏。在所述的電壓範圍內，可以成功的在空氣中放電，產生電火花，並在破乳器電極的兩極之間產生較為密集的瞬間微電流。該微電流破壞了乳液的穩定狀態，使乳化液膜中的水相和油相分開。
在分出的水相和油相之間還有第三相過渡層。在重力作用下，由於密度不同第三相過渡層會分為上、中、下三段。上段可以連續形成中上層油層，下段可以形成中下層水層，待其比較穩定，並與水層或油層融合時，可以分出回收利用。中間的第三相過渡層在穩定之後保持一定的量，而不再變化。
應用本發明所述的破乳方法的專用設備為高壓靜電破乳器。
圖1為本發明所述水相破出階段破乳器的示意圖。
圖2為本發明所述油相澄清階段破乳器的示意圖。
本發明所述的破乳器1為底部有一錐體的圓柱體，其中破乳器1的高與破乳器1的直徑之比為30∶1-5∶1，優選為15∶1或10∶1。
破乳器中的電極陽極2和電極陰極3為非絕緣電極，可以採用普通易得的金屬，如金屬鐵、鋼、銅、鈦、銀或上述金屬的合金。
其中破乳器1內的電極陽極2一端與靜電發生器6中的靜電發生器陽極4相連接，電極陽極2的另一端置於液面下；兩極間距與破乳器高之比為1∶10-1∶5；破乳器1內電極陰極3的一端置於乳液液面下，該端至破乳器底部的距離與破乳器高之比為1∶10-1∶6；電極陰極3的另一端在破乳的水相破出階段與靜電發生器6中的靜電發生器陰極5虛接，在空氣中放電；前述的電極陰極3的另一端在破乳的油相澄清階段與靜電發生器陰極5直接連接。
本發明所述的破乳器1內的電極陽極2與電極陰極3在實際應用中可以改變其在破乳器1中的位置。
本發明所述的破乳器1中的電極陽極2和電極陰極3相對一端的形狀均為細圓柱狀，所述的形狀使電極陽極2和電極陰極3在破乳的水相破出階段產生尖端放電效應，有利於水相破出過程的迅速完成。
本發明具有如下有益效果1．本發明所述的破乳器的電極採用廉價的、普通易得的非絕緣電極，這就使破乳器的成本大幅降低。
2．本發明所述的破乳方法通過採用在空氣中放電，形成密集的瞬間微電流，使乳液的破出過程迅速完成，大大提高了破乳的效率和破乳的速度。
3．與現有技術相比，本發明所述的方法無須使用價格較為昂貴的電容器，而直接使破乳器電極與高壓靜電發生器相連接，降低了破乳的成本。
實施例液膜萃取含硝基酚廢水後的乳液破乳。
乳狀液膜組成以重量比計如下表面活性劑(聚氨類)在油相中的含量為1％，
煤油在油相中的含量為99％，水相中NaOH濃度為2％，乳液中油相與水相之比Roi為2∶1；在如下制乳條件下攪拌機的轉速10000rpm，乳化時間3分鐘製得乳液，並與含硝基酚廢水混合攪拌，靜置分離後，得到萃取後的乳液。
將萃取後的乳狀液進行破乳，破乳條件如下破乳器高為30釐米，破乳器的直徑為2釐米，破乳電壓為60000伏；電極陰極浸入液面下的一端與破乳器底部的距離為3釐米，電極的兩極間距為5釐米；水相破出階段的破乳時間為25分鐘，油相澄清階段的破乳時間為25分鐘；破乳速度為4升/小時。
所得油相含水率小於5％，可以用於重新制乳，硝基酚富集於水相。
權利要求
1．一種高壓靜電破乳方法，其特徵在於，所述的方法由以下兩個步驟組成(1)水相破出階段(2)油相澄清階段在水相破出階段中，破乳器[1]中的電極陰極[3]與高壓靜電發生器的陰極[5]虛接，在空氣中放電；在油相澄清階段中，破乳器[1]中的電極陰極[3]與高壓靜電發生器的陰極[5]直接連接。
2．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的水相破出階段的時間為10-45分鐘。
3．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的油相澄清階段的時間為10-45分鐘。
4．根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的高壓靜電發生器的電壓為50000伏一100000伏。
5．一種使用權利要求1所述方法的破乳器，其特徵在於，所述的破乳器[1]為底部有一錐體的圓柱體，其中的電極陽極[2]和電極陰極[3]為非絕緣電極；在水相破出階段中，破乳器[1]中的電極陰極[3]與高壓靜電發生器的陰極[5]虛接，在空氣中放電；在油相澄清階段中，破乳器[1]中的電極陰極[3]與高壓靜電發生器的陰極[5]直接連接；破乳器[1]的高與破乳器[1]的直徑之比為30∶1-5∶1；兩極間距與破乳器高之比為1∶10-1∶5；破乳器[1]內電極陰極[3]的置於乳液液面下的一端至破乳器底部的距離與破乳器高之比為1∶10-1∶6。
6．根據權利要求5所述的破乳器，其特徵在於，所述的破乳器[1]的高與破乳器[1]的直徑之比為15∶1。
7．根據權利要求5所述的破乳器，其特徵在於，所述的破乳器[1]的高與破乳器[1]的直徑之比為10∶1。
8．根據權利要求5所述的破乳器，其特徵在於，所述的電極陽極[2]和電極陰極[3]為金屬鐵、鋼、銅、鈦、銀或上述金屬的合金。
全文摘要
本發明提供了一種高壓靜電乳化液膜破乳的方法及其專用設備,所述的方法通過電極在高壓靜電場下尖端放電,產生瞬間密集微電流的方法進行破乳。本發明所述的方法其破出油相含水率小於5%,油相經處理後可以重新使用;與現有的破乳技術相比,其破乳效率更高,破乳的速度也大大加快。
文檔編號C10G33/00GK1300814SQ9912636
公開日2001年6月27日 申請日期1999年12月17日 優先權日1999年12月17日
發明者李昕, 李小丹, 欒金義 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石油化工集團公司北京化工研究院