Устройство для подготовки к анализу нефти и нефтепродуктов, содержащихся в воде

 

Изобретение может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит конический корпус с входным и выходным патрубками, концентрично ему расположенный ротор, соединенный с приводом, Ротор выполнен с размещенными на его боковой поверхности в несколько рядов прерывистыми выступами , а корпус - с соответствующими впадинами . Выступы установлены во впадинах с зазором, верхняя часть корпуса соединена с нижней при помощи трубопровода, ротор выполнен со сквозным осевым отверстием, а корпус снабжен фильтрующим элементом, установленным в его нижней части. 1 з.п. ф-лы, 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) ((1) (si)s G 01 N 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Л

С (21) 4744743/26 (22) 03.10.89 (46) 23.04.92. Бюл, ¹ 15 (71) Тбилисское научно-производственное объединение "Аналитприбор" (72) К.С.Ляпин (53) 543.053(088.8) (56) Патент Франции N-2092505,,кл. В 01 F

3/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N 649451,,кл. В 01 F 7/16, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К

АНАЛИЗУ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВОДЕ (57) Изобретение может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей

Изобретение может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей и другой промышленности.

Известен Концентратомер нефти судовой КНС-201 Б (1Е2.840.781 ПС), содержащий смеситель, имеющий корпус с входными и выходнь ми патрубками, внутри которого размещена турбинная мешалка, через постоянный магнит связанная с электрическим приводом, Основной недостаток смесителя заключается в том, что,кроме смешивания в потоке двух жидкостей — воды, содержащей нефть, и растворителя, он не может производить другие операции, например диспергирование водонефтяной смеси, Наиболее близким по конструкции к изобретению является Роторный диспергатор, содержащий конический статор и концентрично ему расположенный ротор с промышленности. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, Устройство содержит конический корпус с входным и выходным патрубками, концентрично ему расположенный ротор, соединенный с приводом, Ротор выполнен с размещенными на его боковой поверхности в несколько рядов прерывистыми выступами, а корпус — с соответствующими впадинами. Выступы установлены во впадинах с зазором, верхняя часть корпуса соединена с нижней при помощи трубопровода, ротор выполнен со сквозным осевым отверстием, а корпус снабжен фильтрующим элементом, установленным в его нижней части. 1 з,п. ф-лы, 2 ил, канавками, выполненными с шагом, увеличивающимся в сторону увеличения диаметра ротора, Проба, подлежащая диспергированию, подается через входной патрубок во входную камеру, откуда часть суспензии попадает в. зазор, далее через отверстие статора поступает в выходную камеру и вытекает через выходной патрубок.

Первоначально проба подвергается минимальному сдвиговому напряжению, которое возрастает до максимума по мере перемещения потока к выходной камере. При вращении ротора местные гидравлические сопротивления на канавках, расположенных по винтовой линии с переменным шагом, увеличивающимся в сторону увеличения диаметра ротора, создают дополнительное давление для перемещения отрабатываемой среды по зазору, что увеличивает скорость потока.

1728712

55

Основной недостаток диспергатора заключается в том, что в нем невозможно проводить экстракцию водонефтяных смесей при концентрации менее 1 млн .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для подготовки к анализу нефти и нефтепродуктов, содержащихся в воде, ротор выполнен с размещенными íà его боковой поверхности в несколько рядов прерывистыми выступами, а корпус — с соответствующими впадинами, при этом выступы размещены во впадинах корпуса с зазором, верхняя внутренняя часть корпуса гидравлически соединена с нижней трубопроводом, размещенным с наружной стороны корпуса, ротор выполнен со сквозным осевым отверстием, сообщенным с входным патрубком, а корпус снабжен фильтрующим элементом, установленным в его нижней части, причем фильтрующий элемент выполнен из пористого политетрафторэтилена (ПТФЭ).

Выполнение нескольких рядов прерывистых выступов, расположенных с зазорами в соответствующих впадинах, создает мощные турбулентные потоки со срывами струй, обеспечивая кавитационные зоны, контактные касательные напряжения, которые при скорости вращения 3000 об/мин срезают потоки в зазорах, обеспечивая дробление.

Наличие трубопровода, соединяющего верхнюю и нижнюю части корпуса, обеспечивает переток жидкости при многократной ее обработки без сброса, что особенно необходимо при экстракции, когда растворитель нужно удерживать в корпусе, Центробежные силы удерживают растворитель, который в 1,5 раза тяжелее воды, у стенок, он в первую очередь заполняет эти трубки и, продолжая циркулировать, обеспечивает экстракцию.

Трубка, расположенная по оси ротора, обеспечивает подачу обрабатываемой жидкости в основание корпуса.

Наличие фильтрующего элемента из пористого ПТФЗ обеспечивает слив отработанного растворителя (растворитель обладает свойством смачивать ПТФЭ и просачиваться, а вода — задерживаться).

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез.

Устройство имеет корпус, состоящий из двух камер 1 и 2, закрепленных на основании 3.

Внутри корпуса расположен ротор 4 со сквозным осевым отверстием, В отверстие помещена трубка 5, Ротор связан с приводом (не показан). В верхней части корпуса имеются два симметрично расположенных сливных патрубка б с запорными клапанами

7. Основание 3 гидравлически связано трубопроводом 8 с камерами 1 и 2. В основании

3, в месте соединения с корпусом, установлен фильтрующий элемент 9, а на выходе имеется сбросовый патрубок 10, над которым установлен клапан 11.

На наружной поверхности ротора 4 выполнены выступы 12, а на внутренней рабочей поверхности корпуса (камер 1 и 2)— впадины 13, при этом выступы и впадины прерывисты. Камеры 1 и 2 соединены друг с другом стяжными болтами 14.

Устройство работает следующим образом.

Клапаны 7 и 11 закрыты. Вначале через трубку 5 в корпус заливается растворитель заданного объема, затем включается привод ротора 4 и начинается. подача водонефтяной смеси через трубку 5. Интенсивное пермешивание вызывает экстракцию, при этом нефть, содержащаяся в воде, переходит в растворитель. Растворитель в 1,5 раза тяжелее воды, поэтому он практически занимает нижнее положение, а вода "всплывает". Поскольку перемешивание вызывает дробление как воды, так и растворителя, полученная механическая смесь вода-растворитель с меньшим содержанием взвеси растворителя поднимается по мере подачи воды и расслаивается на воду и растворитель. Большая часть растворителя находится в основании корпуса постоянно. Этому способствует и то, что в верхней части камер

1 и 2 в зоне трубопровода 8 линейная скорость мала, нет элементов перемешивания и касательные напряжения минимальны. Выступы 12 на роторе 4 создают подъемную силу, и жидкость поднимается, при этом происходит циркуляции по трубопроводу 8, Жидкость в верхней части (в основном взвесь растворителя) за счет центробежных сил перетекает вниз по трубопроводу 8, а вода, свбоодная от нефти, по сливным патрубкам 6 через клапаны 7 сбрасывается. После пропускания заданного количества водонефтяной смеси останавливается ротор 4, через 1-2 мин (этого времени достаточно для гравитационного отстоя вды от растворителя) открывается клапан 11 и растворитель с поглощенной нефтью (нефтепродуктом) сливается на анализ через патрубок 10.

Особенность предлагаемого устройства состоит в том, что можно с его помощью

1728712

1-2

3000

55 повышать и снижать концентрацию нефти в растворителе, а также диспергировать водонефтян ые смеси.

Повышение концентрации нефти в растворителе. Через одну фиксированную порцию растворителя (например, 200 см равномерно пропускают 400, 1000, 2000 см и более водонефтяной смеси. При этом концентрация в растворителе будет в 2; 5 и 10 раз больше. Данная операция необходима в том случае, когда концентрация нефти в воде менее 10 млн

Все известные отечественные приборы типа КНС-201. КНП, а также зарубежные типа "ХОРИБАи могут измерять концентрацию более 20 млн с точностью - 5 млн

Диспергирование водонефтяных смесей. При подготовке водонефтяных смесей для приборов, в основу которых положен нефелометрический или турбидиметрический способ определения содержания нефти, необходимо, чтобы- продукты нефти в воде были распределены равномерно с диаметром частиц 2-10 мкм. При этом устройство работает как диспергатор. В этом случае можно готовить пробы непрерывно в потоке либо заливать порцию, диспергировать определенное время и затем сливать их на анализ. Диспергирование при этом осуществляется при снятом фильтрующем элементе 9.

Уменьшение концентрации нефти в растворителе. При превышении концентрации (более 1000 млн 1) заливается 1000 см растворителя и водонефтяной смеси (например, 500, 100, 50 смэ). После экстракции получают концентрацию нефти в растворителе соответственно в 2, 10, 20 раз меньше.

Затем можно производить измерение на существующих приборах, Пример выполнения устройства 1

Максимальный диаметр ротора,MM 120

Минимальный диаметр ротора, мм 40

Высота ротора, мм 120

Зазор между выступами ротора и впадинами корпуса, мм

Количество рядов с прерывистыми выступами на роторе 4

Количество выступов в ряде 8

5 Количество впадин в корпусе 8

Высота выступов (глубина впадин ), мм

Угол наклона выступов, град, Мощность двигателя, кВт

10 Число оборотов, об/мин

Пористая пленка из ПТФЭ: коэффициент йор, % 40 диаметр flop, MKM 40-80

Изобретение расширяет возможность

15 использования устройства для подготовки нефти, содержащейся в воде, к анализу в существующих приборах. Данное устройство повышает точность работы приборов для определения концентрации нефти в сбросо20 Bblx водах. В результате улучшается качество питьевой и технической воды, сохраняется флора и фауна морей, рек и океанов, Формула изобретения

25 1. Устройство для подготовки к анализу нефти и нефтепродуктов, содержащихся в воде, имеющее конический корпус с вход, ным и выходным патрубками и концентрично ему расположенный ротор, соединенный

30 с приводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью расширения функциональных возможностей, ротор выполнен с размещенными на его боковой поверхности в несколько . рядов прерывистыми выступами. а корпус—

35 с соответствующими впадинами, при этом выступы размещены во впадинах корпуса с зазором, верхняя внутренняя часть корпуса гидравлически соединена с нижней трубопроводом, размещенным с наружной сторо40 ны корпуса, ротор выполнен со сквозным осевым отверстием, сообщенным с входным патрубком, а корпус снабжен фильтрующим элементом, установленным в его нижней части.

45 2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фильтрующий элемент выполнен иэ пористого политетрафторэтилена, 1728712

Фиг.1

1728712

А-А

45

Составитель К. Ляпин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор В. Гирняк

Редактор Г, Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1401 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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