×
10.05.2018
218.016.4ef8

Гранула фильтрующего материала для деэмульсации

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области разделения эмульсий фильтрацией, в частности к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и органических веществ. Может быть использовано в нефтедобывающей, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, машиностроительной и других отраслях промышленности, а также в системах очистки сточных вод. Гранулы фильтрующего материала для разделения эмульсий, эквивалентный диаметр которых находится в интервале от 0,1 до 6,0 мм, формируют из измельченных частиц диатомита и обжигают при температуре 700-1000°С, что обеспечивает спекание частиц диатомита между собой при сохранении имеющихся между частицами пор. При очистке воды от нефти фильтровальную засыпку предварительно заливают чистой водой, которая заполняет поры гранул, создав в местах выхода пор на поверхность гранулы зоны, несмачиваемые для нефти (дисперсной фазы). Только после этого приступают к фильтрации водонефтяной эмульсии через слой диатомитовых гранул. Поскольку в ходе фильтрации в пирамидоподобных полостях между гранулами скорость потока резко снижается, то дисперсная фаза начинает оседать на выступах поверхности гранул (в первую очередь, в боковых полостях), постепенно заполняя эти полости полностью. При обратной промывке гранулы смещаются, пространственная структура полостей разрушается, а дисперсная фаза, накопленная в пирамидоподобных полостях и на поверхности гранул, уносится промывочной жидкостью. Технический результат: повышение эксплуатационных свойств гранулы (т.е. ее качества) и, соответственно, эффективности ее использования в процессе разделения эмульсий. 7 з.п. ф-лы, 2 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области разделения эмульсий фильтрацией, в частности к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и органических веществ. Может быть использовано в нефтедобывающей, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, машиностроительной и других отраслях промышленности, а также в системах очистки сточных вод.

Известна фильтрующая загрузка для очистки воды от нефти и нефтепродуктов (а.с. СССР №1662625, МПК B01D 39/00, 1987 г.), выполненная из олеофильного пенопласта, имеющего сквозные и тупиковые поры, суммарная доля которых составляет 45-70% объема загрузки, а проходное сечение пор составляет 10-60 мкм. Недостатком известной загрузки является малый срок ее эксплуатации, поскольку регенерация загрязненной загрузки не предусмотрена.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является выполненная из пористого эластичного пенополиуретана гранула фильтрующего материала (загрузки), предназначенная для очистки жидкостей от маслонефтепродуктов (патент на изобретение RU №2202519, МПК B01D 39/18, 2001 г.). В известном решении предусмотрена регенерация загрузки посредством ее двукратного механического отжима с промежуточной промывкой слоя фильтратом, что несколько повышает срок эксплуатации загрузки.

Недостатком известного решения являются невысокие эксплуатационные свойства гранулы (т.е. низкое качество гранулы), связанные:

а) с низкой степенью регенерации гранулы, что кумулятивно снижает скорость и качество фильтрации, длительность фильтроцикла, а также срок эксплуатации гранулы;

б) с длительностью цикла регенерации (паузами в работе), включающего кроме промывки загрузки еще ее двукратный отжим;

в) с усложнением конструкции фильтра, в который вмонтировано устройство для механического отжима загрузки;

г) с дополнительными энергозатратами на механический отжим загрузки.

Технический результат предложенного решения заключается в повышении эксплуатационных свойств гранулы (т.е. ее качества) и, соответственно, эффективности ее использования в процессе разделения эмульсий.

Указанный технический результат достигается тем, что поверхность гранулы фильтрующего материала для деэмульсации выполнена несмачиваемой для дисперсной фазы в условиях фильтрации (температура, скорость фильтрации, давление), что исключает возможность налипания на поверхность гранулы дисперсной фазы и, следовательно, облегчает и ускоряет регенерацию фильтрующей загрузки.

Несмачиваемость поверхности гранулы дисперсной фазой обеспечивается путем покрытия поверхности дисперсионной средой, например в виде геля. В частности, поверхность гранулы может иметь открытые поры, обладающие капиллярным эффектом по отношению к дисперсионной среде и заполненные дисперсионной средой, что обеспечивает удержание дисперсионной среды на поверхности гранулы.

Поверхность гранулы представляет собой микроскопические выступы со средней высотой 1-50 мкм. Оптимально, если выступы на поверхности гранулы выполнены с острыми кромками, что может быть обеспечено, например, добавлением в гранулу частиц абразивного материала размером не более 100 мкм, в частности диатомита. Вышеуказанные признаки затрудняют закрепление дисперсной фазе на грануле в процессе фильтрации, а также обеспечивают быструю, легкую и эффективную очистку гранулы при ее регенерации обратной промывкой.

Для того чтобы предотвратить касание и снизить риск прилипания капель дисперсной фазы к поверхности гранулы между выступами, среднее расстояние между выступами на поверхности гранулы должно быть меньше среднего диаметра улавливаемых капель дисперсной фазы.

Если выступы на поверхности гранулы имеют открытые поры, обладающие капиллярным эффектом по отношению к дисперсной фазе, то это обеспечивает создание своеобразной «защитной оболочки» из капель закрепившейся за выступы дисперсной фазы. При этом «защитная оболочка» не препятствует очистке гранулы при обратной промывке, поскольку дисперсная фаза имеет малую поверхность контакта с гранулой (только через выступы).

При очистке воды от нефти и нефтепродуктов все вышеперечисленные признаки реализуются в грануле, по крайней мере, внешний слой которой выполнен из материала на основе диатомита (с размером частиц диатомита не более 50 мкм, при этом средняя высота выступов на поверхности гранулы составляет 1-25 мкм). Кроме того, поскольку диатомит является природным абразивом, то взаимодействие гранул в процессе обратной промывки фильтра позволяет очищать забившиеся поры.

Гранула имеет округлую форму, что снижает склонность гранул к агломерации и разрушению, а также снижает унос материала при обратной промывке. Округлая форма гранул улучшает сыпучесть и порционирование материала, облегчает его поверхностную обработку, обеспечивает более высокую плотность упаковки и стабильность гранулометрического состава продукта по высоте при засыпке в больших объемах. Более равномерные зазоры между гранулами повышают скорость фильтрации и время работы фильтра до регенерации (которую проводят при снижении производительности ниже минимальной величины). Уменьшается гидравлическое сопротивление фильтра и количество застойных зон, снижается износ (истираемость) гранул, т.к. в первую очередь разрушаются выступающие части гранул. При обратной промывке фильтра увеличивается подвижность гранул и очистка их поверхности, уменьшается время регенерации и давление, необходимое для взвешивания слоя.

Эквивалентный диаметр гранулы должен находиться в интервале от 0,1 мм до 6,0 мм. При меньшем эквивалентном диаметре гранулы не поддаются регенерации, т.к. вымываются в процессе обратной промывки. Кроме того, при эквивалентном диаметре гранул меньше 0,1 мм каналы между гранулами очень быстро заполняются дисперсной фазой, что приводит к ее периодическому «проскоку». При эквивалентном диаметре гранул больше 6,0 мм между гранулами образуются слишком большие каналы, и фильтр перестает выполнять свою функцию.

Примеры конкретного выполнения

Гранулы фильтрующего материала для разделения эмульсий, эквивалентный диаметр которых находится в интервале от 0,1 до 6,0 мм, формируют из измельченных частиц диатомита и обжигают при температуре 700-1000°C, что обеспечивает спекание частиц диатомита между собой при сохранении имеющихся между частицами пор.

Диатомит хорошо смачивается как водой, так и нефтью. Однако он имеет пористую структуру, и если его поры заполнить (пропитать гранулу) одной из этих жидкостей, то в местах выхода пор на поверхность гранулы создаются зоны, несмачиваемые для другой жидкости. Поэтому при очистке воды от нефти фильтровальную засыпку предварительно заливают чистой водой, которая заполняет поры гранул, создав в местах выхода пор на поверхность гранулы зоны, несмачиваемые для нефти (дисперсной фазы). Только после этого приступают к фильтрации водонефтяной эмульсии через слой диатомитовых гранул.

Поскольку в ходе фильтрации в пирамидоподобных полостях между гранулами скорость потока резко снижается, то дисперсная фаза начинает оседать на выступах поверхности гранул (в первую очередь, в боковых полостях), постепенно заполняя эти полости полностью. В проходящей через фильтровальную засыпку эмульсии возникают значительные центробежные и центростремительные силы, приводящие к вымыванию и частичному замещению находящейся в открытых порах выступов гранул воды на нефть. Эти выступы становятся «островками» закрепления капель нефти на грануле, которые со временем могут создать вокруг нее оболочку, соприкасающуюся с поверхностью гранулы в основном по выступам.

При обратной промывке гранулы смещаются, пространственная структура полостей разрушается, а дисперсная фаза, накопленная в пирамидоподобных полостях и на поверхности гранул, уносится промывочной жидкостью. Кроме того, гранулы фильтрующего материала при обратной промывке трутся друг о друга, удаляя со своей поверхности остатки загрязнения. После регенерации гранулы содержат не более 1% вес. нефти, которая, вытеснив воду из пор, находящихся в выступах, закрепилась в этих порах. При этом остаточное количество нефти в гранулах не зависит от количества проведенных с ней регенераций, т.е. кумулятивный эффект накопления дисперсной фазы в гранулах отсутствует.

Пример 1. Фильтровальная засыпка из диатомитовых гранул с эквивалентным диаметром 0,7-1,7 мм при высоте фильтровального слоя 120 см (увеличивающегося при псевдоожижении в ходе обратной промывки на 60 см) использовалась для очистки воды от нефти. Скорость фильтрации составляла 15 м/ч, а скорость обратной промывки - 30 м/ч. Температура эмульсии находилась в интервале 74-76°C. Давление перед фильтром составляло 1,6 кг/см2. Содержание нефти в водонефтяной эмульсии до фильтрации было 30 мг/л, а после однократного прохода через фильтр - 0,5-0,8 мг/л.

Пример 2. Фильтровальная засыпка из диатомитовых гранул с эквивалентным диаметром 0,7-1,7 мм при высоте фильтровального слоя 200 см (увеличивающегося при псевдоожижении в ходе обратной промывки на 100 см) использовалась для очистки воды от нефти. Скорость фильтрации составляла 20 м/ч, а скорость обратной промывки - 35 м/ч. Температура эмульсии находилась в интервале 12-15°C. Давление перед фильтром составляло 1,6 кг/см2. Содержание нефти в водонефтяной эмульсии до фильтрации было 300 мг/л, а после однократного прохода через фильтр - 0,8 мг/л.

Предложенное решение может быть, в частности, использовано для обезвоживания нефти на промыслах, обезвоживания нефтяных отходов и отработанного масла перед их утилизацией, регулирования жирности молока и сливок, обезвоживания трансформаторного и турбинного масла, для очистки сточных вод от маслонефтепродуктов и пр.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-9 из 9.
26.08.2017
№217.015.eba4

Гранулированный фильтрующий материал

Изобретение предназначено для очистки жидкостей и газов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности. Измельченные частицы диатомита смешивают со связующими добавками и отправляют на послойную грануляцию в тарельчатом грануляторе или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628391
Дата охранного документа: 16.08.2017
19.01.2018
№218.016.03f3

Способ получения гранулированного фильтрующего материала

Изобретение относится к способам получения фильтрующих материалов из диатомита и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности для повышения качества фильтрации жидкостей и газов. Диатомитовую породу (кизельгур, трепел, опоку, инфузорную землю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630554
Дата охранного документа: 11.09.2017
20.01.2018
№218.016.1c45

Гранулированный фильтрующий и/или сорбирующий материал

Изобретение относится к области очистки жидкостей и газов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности для повышения качества фильтрации. В гранулированном фильтрующем материале, по крайней мере, внешний слой гранулы состоит из материала на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640548
Дата охранного документа: 09.01.2018
13.02.2018
№218.016.2155

Фильтрующий материал

Предложенное решение относится к области очистки жидкостей и газов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности для повышения качества фильтрации. Фильтрующий материал состоит из ядра и оболочки. Ядро выполнено из материалов, выбранных из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641742
Дата охранного документа: 22.01.2018
10.05.2018
№218.016.4e19

Аппарат для разделения эмульсий

Изобретение относится к области разделения эмульсий фильтрацией, в частности к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и органических веществ, и может быть использовано в нефтедобывающей, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, машиностроительной и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652255
Дата охранного документа: 25.04.2018
14.07.2018
№218.016.70f2

Гранула фильтрующего материала для разделения эмульсий

Изобретение относится к области разделения эмульсий фильтрацией, в частности к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и органических веществ. Может быть использовано в нефтедобывающей, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, машиностроительной и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661233
Дата охранного документа: 13.07.2018
14.07.2018
№218.016.710b

Гранула фильтрующего материала для разделения эмульсий

Изобретение относится к области разделения эмульсий фильтрацией, в частности к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и органических веществ. Может быть использовано в нефтедобывающей, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, машиностроительной и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661228
Дата охранного документа: 13.07.2018
09.08.2018
№218.016.786b

Сорбирующий материал

Изобретение относится к области сорбентов для очистки жидкостей и газов. Сорбирующий материал состоит из пористого ядра и накатанной на него оболочки. Материалы ядра и оболочки выбраны из диатомита, глауконита, цеолита. Средний эквивалентный размер пор оболочки больше, чем средний эквивалентный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663426
Дата охранного документа: 06.08.2018
28.08.2018
№218.016.7fc3

Способ разделения эмульсий

Изобретение относится к области разделения эмульсий фильтрацией, в частности к области очистки жидкостей от маслонефтепродуктов и органических веществ. Может быть использовано в нефтедобывающей, химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической, машиностроительной и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664936
Дата охранного документа: 23.08.2018
Показаны записи 1-10 из 39.
27.12.2014
№216.013.1432

Здание с большепролетным помещением

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении многоэтажных жилых, общественных и промышленных зданий с большепролетными помещениями. В предложенном решении несущий этаж выполнен в виде единой цельной конструкции коробчатого сечения, верхняя и нижняя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536594
Дата охранного документа: 27.12.2014
10.02.2015
№216.013.2432

Шихта для получения пеностекла

Изобретение относится к гранулированным вспененным материалам. Технический результат изобретения заключается в снижении реакционной способности пеностекла. Шихта для получения пеностекла содержит, мас.%: жидкое стекло - 10-20; глицерин - 0,5-3; диатомит - 0,5-15; глина, или каолин, или бентонит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540719
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.03.2015
№216.013.31b3

Способ получения пеностекла

Изобретение относится к гранулированному пеностеклу. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии производства. Стеклобой измельчают в шаровой или любой другой мельнице до удельной поверхности 6000-20000 см/г. В процессе измельчения осуществляют гидроксилирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544191
Дата охранного документа: 10.03.2015
27.06.2015
№216.013.58d7

Устройство для определения коэффициента световозвращения стеклянных микрошариков

Изобретение относится к измерительной технике и касается устройства для определения коэффициента световозвращения стеклянных микрошариков. Устройство содержит источник света, фотоприемник, стеклянные микрошарики и открытую сверху емкость. При этом стеклянные микрошарики размещены в открытой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554284
Дата охранного документа: 27.06.2015
20.07.2015
№216.013.6270

Способ подготовки шихты и изготовления гранулята для производства пеностекла и пеностеклокерамики

Изобретение относится к способу подготовки шихты и изготовления гранулята для производства пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении однородности и химической активности шихты, расширении сырьевой базы, снижении энергозатрат процесса производства и сокращении времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556747
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.07.2015
№216.013.6275

Шихта для изготовления пеностеклокерамического гранулированного материала

Изобретение относится к составам для пеностеклокерамических гранулированных материалов. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы и снижении энергетических затрат при осуществлении технологического процесса при одновременном увеличении прочности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556752
Дата охранного документа: 20.07.2015
20.07.2015
№216.013.627b

Линия подготовки шихты и изготовления гранулята для производства пеностекла и пеностеклокерамики

Изобретение относится к оборудованию подготовки шихты для изготовления гранулята для производства пеностекла. Технический результат изобретения заключается в повышении однородности и химической активности шихты, расширении сырьевой базы, снижении энергозатрат процесса производства и сокращении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556758
Дата охранного документа: 20.07.2015
27.07.2015
№216.013.679b

Вибрационный сепаратор

Изобретение относится к аппаратам для разделения материалов и может быть использовано для сепарации твердых частиц до заданных размеров и, в первую очередь, сложных для просеивания материалов - тонких порошков со склонностью к агломерации и блокированию отверстий сита, порошков с высокой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558076
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.69c3

Способ оценки световозвращающей способности стеклянных микрошариков для горизонтальной дорожной разметки

Изобретение относится к измерительной технике и касается способа оценки световозвращающей способности стеклянных микрошариков для горизонтальной дорожной разметки. Для измерения световозвращающей способности стеклянные микрошарики засыпают в оптически прозрачный сосуд. Устанавливают сосуд со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558628
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.09.2015
№216.013.7e08

Способ получения мелкогранулированного пеностеклокерамического материала

Изобретение относится к гранулированному пеностеклокерамическому материалу. Техническим результатом является повышение качества гранулята, а также упрощение процесса грануляции, снижение энергетических затрат, улучшение условий труда и охраны окружающей среды в процессе производства получаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563861
Дата охранного документа: 20.09.2015
+ добавить свой РИД