專利名稱：一種組合式高效油水分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油水分離裝置。
一般在油田采出液中，含有一定的水份，尤其是在油田開采的中后期，原油中的含水量將大幅度增加。這樣一方面石油開采后要通過管道或車輛，輸送含有大量水份的原油到中轉(zhuǎn)站或聯(lián)合站集中進行油水分離，再將分離后的水份排掉，造成運輸資源的浪費；另一方面在采油的過程中，當油井停止噴油后，為了抽油的需要，要不斷地向油田地下注清水以保證抽油壓力，從而造成注水過程中清水資源和電力資源的浪費。
另外，污水的排放需要符合國家的排放標準，比如海上采油產(chǎn)生的污水，或者油輪上每次換不同的油，清洗油輪產(chǎn)生的污水，都需要向海中排放，被排放的污水必須滿足國家環(huán)保局有關(guān)向海水中排放污水每升水中含油量小于0.1毫克的規(guī)定；油田附近有魚蝦養(yǎng)殖的水面，被排放的污水必須符合國家魚類、水產(chǎn)養(yǎng)殖每升水中含油量小于0.05毫克油的排放標準等。以往采用的原油或含油污水的處理方法，主要是有以下幾種稀釋法，物理沉降法、過濾法，化學破乳劑法等。這些方法有些沒有從根本上消除水污染，(如稀釋法)，有些處理時間太長，占地面積大，且達不到較高的排放要求(比如沉降法)，有些還需要增加其它的輔助設(shè)備(比如活性碳過濾法)，還有一些運行費用很高(比如化學破乳劑法)，每升水要加30-50毫克破乳劑，全國每年就用近15億元的破乳劑，同時加破乳劑后又造成二次污染，且破乳效果還與工人的操作水平關(guān)系較大。國外有些采用離心式分離方法，動力消耗很大，噪音也很大，還很難達到0.05毫克油/升水的分離效果。
針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種占地面積小，基本不需要動力，運行費用低，可以就地對原油或含油污水進行處理并達到較高排放標準的油水分離處理裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計一種組合式高效油水分離裝置，它包括第一處理罐，所述處理罐上設(shè)置有進液口、油出口和水出口，其特征在于所述處理罐內(nèi)分為三個過濾區(qū)，一級親油型中空毛細管過濾區(qū)、二級親油型中空毛細管過濾區(qū)和親水型聚合材料過濾區(qū)，所述三個過濾區(qū)的前面均設(shè)置有一塊布水板，第一級所述布水板上具有孔徑相同，且均勻分布的進液孔，第二級和第三級所述布水板的下部具有與所述第一級所述布水板上相同的所述進液孔，第二級和第三級所述布水板上部的進液孔面積分別大于前一級所述布水板上部的進液孔面積，所述過濾區(qū)之間具有油水分離區(qū)。
當液體中油的含量較低的時候，可以將所述一級親油型中空毛細管過濾區(qū)設(shè)置在所述第一級布水板的后面，所述親水型聚合材料過濾區(qū)設(shè)置在所述第三級布水板的后面。
當液體中油的含量較高的時候，可以將所述一級親油型中空毛細管過濾區(qū)設(shè)置在所述第三級布水板的后面，所述親水型聚合材料過濾區(qū)設(shè)置在所述第一級布水板的后面。
增加布水板上進液孔面積的方法有兩種，一種是第二級和第三級所述布水板上部的進液孔直徑分別大于前一級所述布水板上部的進液孔直徑。另一種是第二級和第三級所述布水板上部的進液孔數(shù)量分別大于前一級所述布水板上部的進液孔數(shù)量。
所述親水型聚合材料過濾區(qū)的親水型聚合材料可以制作為卷式結(jié)構(gòu)，也可以制作為板式結(jié)構(gòu)。
為了達到更高的排放水的要求，可以在所述第一處理罐的水出口上連接一段輸液管，并將所述輸液管連通第二處理罐的進液口，所述第二處理罐內(nèi)的過濾材料為復合型聚合材料，所述復合型聚合材料內(nèi)外分別具有一層較薄的親油型聚合材料，中間是較厚的親水型聚合材料，所述復合型聚合材料的排列方向與所述第一處理罐內(nèi)的過濾材料排列方向相反，所述水出口設(shè)置在所述第二處理罐的底部。
所述第二處理罐內(nèi)的所述復合型聚合材料可以制作為卷式結(jié)構(gòu)，也可以制作為板式結(jié)構(gòu)。
本實用新型由于采取以上設(shè)計，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型采用兩個體積不大的處理罐，可以在油田就地安裝，對原油或含油污水進行處理，不必長距離管道輸送或汽車運輸含水70-90％的油水混合物，而是管道輸送或汽車運輸純原油，可節(jié)省了大量的運輸經(jīng)費。同時由于就地處理，過濾后的凈水可以直接回注或就地外排，因此，不必再專門向地下注清水，不但節(jié)約了清水資源和采集清水所花費的電力資源，而且較好地保護了地殼結(jié)構(gòu)。2、本實用新型由于采用經(jīng)過親油或親水性能處理的過濾材料，因此在整個處理過程中，不用破乳劑，卻達到了破乳劑的效果，不但節(jié)省了大量處理費用，而且不會造成二次污染。3、本實用新型由于采用了具有化學破乳劑性能的親水親油性材料，所以可以對油水混合物高效分離，對含油污水做深度處理，可以說基本上不使用動力，或使用很少的一點動力就可以使液體進入處理罐(約0.2MPa)，因此運行費用很低，而且不產(chǎn)生噪音。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用非常方便，它可以廣泛用于石油、化工等行業(yè)的油水分離和含油污水深度處理中。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細的描述。


圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2是一級親油型中空毛細管區(qū)局部放大示意圖圖3是親水型卷式聚合材料區(qū)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖圖4是第二處理罐結(jié)構(gòu)示意圖如
圖1所示，本實用新型的第一處理罐1內(nèi)，設(shè)置有三個過濾區(qū)，一個一級親油型中空毛細管過濾區(qū)10，一個二級親油型中空毛細管過濾區(qū)20和一個親水型聚合材料過濾區(qū)30。在三個過濾區(qū)10、20、30的前面分別設(shè)置一級布水板40、50、60。第一級布水板40上具有孔徑相同且均勻分布的進液孔41(如
圖1、圖2所示)，它可以使液體均勻地進入過濾區(qū)10。進入處理罐的液體往往是處于水包油，或油包水，甚至水包油包水和油包水包油的乳化狀態(tài)，如果是以水包油為主的狀態(tài)，在第一級布水板40的后面就設(shè)置經(jīng)過親油處理的中空毛細管11，形成親油型中空毛細管過濾區(qū)10。中空毛細管11呈橫向排列，其兩端設(shè)置固定架板。處于這一過濾區(qū)10的液體中的水包油珠，在親油型中空毛細管11的作用下，油水內(nèi)界面的親水親油平衡被破壞，內(nèi)相油沖破界面(乳化劑層)-即破乳后-聚集在一起形成大油珠，并隨液體流出一級親油型中空毛細管過濾區(qū)10，在第一和第二個過濾區(qū)10、20之間的油水分離區(qū)2內(nèi)，油往上浮，水往下沉。
如
圖1所示，由于油的粘度較大，第二級布水板50上部的進液孔的面積需要加大，以加快油的流動速度，防止堵塞。加大進液孔面積的方法有兩種，一種是加大每個進液孔的直徑，另一種是增加進液孔的數(shù)量，其具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計要根據(jù)油的物理化學性質(zhì)不同進行調(diào)整。進入二級親油型中空毛細管過濾區(qū)20的液體，將在直徑更加細，親油性更好的親油型中空毛細管21中過濾，使更為細小的油珠破乳后聚集為大油珠進入第二和第三個過濾區(qū)之間的油水分離區(qū)3。
油水分離區(qū)3比上一油水分離區(qū)2具有更多的油漂浮在水面上，因此第三級布水板60上部的進液孔所占的面積更大，這不單表現(xiàn)在進液孔直徑或數(shù)量的變化，還表現(xiàn)在進液孔面積變化的部位更往下。第三個過濾區(qū)是親水型聚合材料過濾區(qū)30，在這一過濾區(qū)30中使用的聚合材料31是無紡布或類似無紡布類的纖維材料，將聚合材料31做成卷式(如圖3所示)，以加大過濾面積，在聚合材料31的兩端設(shè)置固定板架32、33，并在板架32上對準聚合材料31圓柱外表面之間的間隙設(shè)置進液孔321，在板架33上對準聚合材料31圓柱內(nèi)表面空心處設(shè)置出液孔331。同時對材料進行親水性處理，使液體從聚合材料31的外表面進入，從聚合材料31的內(nèi)表面流出。經(jīng)過親水處理的聚合材料31使水滯留，油更快地通過。聚集在三級過濾區(qū)之后油水分離區(qū)4內(nèi)的液體，已經(jīng)可以達到每升水中含油量少于0.1毫克的排放標準。在第一處理罐1的右端開進液口5，在處理罐1的左端上部開油出口6，下部開水出口7。
上述實施例中，如果液體中油含量較高，如成品油，成品油油包水現(xiàn)象較多，就將上述實施例中用于第三級過濾的親水型聚合材料31，放在第一級過濾，而將第一級的親油型中空毛細管11放在第三級過濾，這樣在第一級可以吸水增加破乳效果，使油很快通過。但這要求進液雜質(zhì)少，否則纖維很快被堵塞，不能正常運行。
上述實施例中，卷式的親水型聚合材料31，也可以采用板式結(jié)構(gòu)，將聚合材料31水平方向排列，這種結(jié)構(gòu)制作比較簡單，往往在實驗階段采用。
上述實施例中，如果水的排放標準較高，比如要求達到每升水中含油量少于0.05毫克，就需要在第一處理罐1的水出口7連接一段輸液管8，并再設(shè)置一個第二處理罐70。在處理罐70內(nèi)設(shè)置卷式復合型聚合材料71(如
圖1、圖4所示)，聚合材料71的兩端設(shè)置壓板72、73，將聚合材料71縱向排列并壓緊。這種復合型聚合材料71包括三層，外面一層是很薄的親油型材料711，其既具吸油作用又不容易被污染，盡管小油珠很少，卻非常容易被捕捉到；中間是一層親水型材料712，可以讓小油珠很快破乳通過；最后一層又是親油型材料713，吸住小油珠，使其聚集成大油珠，逐漸浮向上層。在處理罐70的側(cè)面設(shè)置進水口74，在處理罐70的底面設(shè)置終端出水口75。液體進入處理罐70后通過圓柱形聚合材料71外表面，經(jīng)過過濾進入圓柱形聚合材料71中心，形成一個油水分離區(qū)76，油往上走，水往下沉，并經(jīng)過設(shè)置在壓板73上的出水口77流向終端出水口75。由于進入本處理罐70的液體中含油量非常低，因此可以不設(shè)置出油口，非常少量的油會漂浮在上方，過很長時間清理一次就可以了。清理時可以采用反沖或加大進水壓力沖洗等。經(jīng)過前后兩個處理罐1、70，四個過濾區(qū)的處理后，水中油的含量可以非常方便地達到每升水含油量低于0.05毫克的排放標準。
權(quán)利要求1.一種組合式高效油水分離裝置，它包括第一處理罐，所述處理罐上設(shè)置有進液口、油出口和水出口，其特征在于所述處理罐內(nèi)分為三個過濾區(qū)，一級親油型中空毛細管過濾區(qū)、二級親油型中空毛細管過濾區(qū)和親水型聚合材料過濾區(qū)，所述三個過濾區(qū)的前面均設(shè)置有一塊布水板，第一級所述布水板上具有孔徑相同，且均勻分布的進液孔，第二級和第三級所述布水板的下部具有與所述第一級所述布水板上相同的所述進液孔，第二級和第三級所述布水板上部的進液孔面積分別大于前一級所述布水板上部的進液孔面積，所述過濾區(qū)之間具有油水分離區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的油水分離處理裝置其特征在于所述一級親油型中空毛細管過濾區(qū)設(shè)置在所述第一級布水板的后面，所述親水型聚合材料過濾區(qū)設(shè)置在所述第三級布水板的后面。
3.如權(quán)利要求1所述的油水分離處理裝置其特征在于所述一級親油型中空毛細管過濾區(qū)設(shè)置在所述第三級布水板的后面，所述親水型聚合材料過濾區(qū)設(shè)置在所述第一級布水板的后面。
4.如權(quán)利要求1所述的油水分離處理裝置其特征在于所述第二級和第三級所述布水板上部的進液孔直徑分別大于前一級所述布水板上部的進液孔直徑。
5.如權(quán)利要求1所述的油水分離處理裝置其特征在于所述第二級和第三級所述布水板上部的進液孔數(shù)量分別大于前一級所述布水板上部的進液孔數(shù)量。
6.如權(quán)利要求1所述的油水分離處理裝置其特征在于所述親水型聚合材料過濾區(qū)的親水型聚合材料為卷式結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的油水分離處理裝置其特征在于所述親水型聚合材料過濾區(qū)的親水型聚合材料為板式結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的油水分離處理裝置其特征在于在所述第一處理罐的水出口上連接一段輸液管，并將所述輸液管連通第二處理罐的進液口，所述第二處理罐內(nèi)的過濾材料為復合型聚合材料，所述復合型聚合材料內(nèi)外分別具有一層較薄的親油型聚合材料，中間是較厚的親水型聚合材料，所述復合型聚合材料的排列方向與所述第一處理罐內(nèi)的過濾材料排列方向相反，所述水出口設(shè)置在所述第二處理罐的底部。
9.如權(quán)利要求8所述的油水分離處理裝置其特征在于所述第二處理罐內(nèi)的所述復合型聚合材料為卷式結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求8所述的油水分離處理裝置其特征在于所述第二處理罐內(nèi)的所述復合型聚合材料為板式結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種組合式高效油水分離裝置，它包括第一處理罐，所述處理罐上設(shè)置有進液口、油出口和水出口，其特征在于所述處理罐包括由一級親油型中空毛細管過濾區(qū)、二級親油型中空毛細管過濾區(qū)和由親水型聚合材料組成的親水型聚合材料過濾區(qū)，所述過濾區(qū)的前面設(shè)置有布水板第一級所述布水板上進液孔徑相同，第二級和第三級所述布水板上部的進液孔面積分別大于前一級所述布水板上部的進液孔面積。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可以廣泛用于油水分離和含油污水處理中。
文檔編號B01D17/022GK2261874SQ96222669
公開日1997年9月10日 申請日期1996年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月5日
發(fā)明者郭毅力, 顧國興, 錢靜 申請人:中國計量科學研究院