CN108059973A - 一种锥角筛板活塞式油水分离装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种以锥角筛板为分离原件的带活塞式的油水分离装置及其方法，其属于石油天然气行业和污水处理行业等用设备技术领域。它包括动密封结构，活塞结构，锥角筛板，孔板滤网，原料进口及其阀门机构，废水出口及其油阀门机构，产品油出口及其阀门等部分。缸体结构分为三个工作段，依次为原料油段，分离段和产品油段，三个工作段的长度随着活塞杆的运动而周期性变化。活塞结构由活塞杆与滤网和超疏水处理的锥角结构筛板焊接在一起。原料油首先进入原料油段，经分离段进行分离，水在活塞拉动下流回，产品油流向产品油段并流出装置。该发明的有益效果为：装置模块化，便于集成，不同数量的装置可组成并行***；采用超疏水锥角结构，分离效率高；锥角筛板可调，满足不同分离需求；可连续操作，生产效率高。

Description

一种锥角筛板活塞式油水分离装置及其方法
技术领域
本发明涉及石油天然气行业和污水处理行业等用设备技术领域，具体涉及一种以锥角筛板为分离原件的带活塞式的油水分离装置及其方法。
背景技术
随着全世界石油开采量的不断上升，高储量大丰度的油田日益枯竭，原油含水量不断上升，我国作为贫油国家和能源消费大国，能源危机解决迫在眉睫。高含水量的原油分离难度很大。一方面，传统的热沉降、电沉降等处理方法生产能耗较大，效率较低；另一方面，破乳剂等方法会对原油产生污染，加大下游生产分离能耗。目前的原油水油分离方法能耗和时间成本较高，不能很好适应能源紧缺的现实。对于乳液性质的原油，如何设计分离设备对其进行高效破乳，同时提高生产效率降低能耗，是原油得到粗分离，是目前亟待解决的现实问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术对于原油水油粗分离过程能耗过大，效率较低的问题。本发明提出一种模块化可集成，高效率的活塞式水油分离装置及其使用方法。
本发明技术方案如下：一种锥角筛板活塞式油水分离装置，该装置包括腔体，腔体的顶部为腔体顶板，腔体顶板的一侧设置带有进口阀门机构的原料进口，腔体顶板的另一侧设置带有出口阀门机构的废水出口；该装置还设有穿过腔体顶板进入腔体内部的活塞杆，活塞杆与腔体顶板间设置动密封机构；活塞杆底部与孔板漏网焊接，孔板漏网结构、活塞联动壳和支撑网构成一个空腔结构，空腔结构中自上而下设置疏锥角筛板和密锥角筛板，疏锥角筛板由三角锥金属块密集排列焊接成板，疏锥角筛板锥角间的孔隙范围为0.5-2mm；密锥角筛板由三角锥金属块密集排列焊接成板，密锥角筛板锥角间的孔隙为0.05-0.5mm；所述疏锥角筛板和密锥角筛板进行超疏水超亲油处理；疏锥角筛板和密锥角筛板的总层数为9层到20层；所述腔体的底部设置带有产品油出口阀的产品油出口。
上述孔板滤网结构为孔板和滤网烧结而成，孔板孔径和分布均匀对称，其与活塞联动壳的机械连接可拆卸。
上述疏锥角筛板锥角间的孔隙特征尺寸范围在0.5-2mm选择，密锥角筛板锥角间的孔隙特征尺寸在0.05-0.5mm范围在选择，总层数选择范围在9层到20层，筛板材质为可制备超疏水超亲油表面的铜、铁、铝等金属或陶瓷、塑料等非金属。
上述疏锥角筛板和密锥角筛板超疏水处理方法包括微纳结构制备方法和低表面能处理方法，其中微纳结构制备方法包括通刻蚀法、相分离法、电纺法、溶胶凝胶法、模板法、等离子体刻蚀、颗粒涂料等方法；低表面能处理方法包括：离子注入、激光刻蚀、气相沉积、电化学沉积、电镀、低表面能涂料等方法。
上述进口阀门机构在活塞杆下推到达冲程的五分之一位置时打开，在活塞杆上拉时关闭。
上述出口阀门机构在活塞杆上拉到达冲程的五分之三位置时打开，在活塞杆下推时关闭。
上述腔体底部为机械静密封，可打开，且可从底部取出活塞联动壳和支撑网及滤网结构，更换疏锥角筛板结构和密锥角筛板结构。
一种锥角筛板活塞式油水分离方法，利用所述的装置，其步骤如下：
a．活塞杆由壳体的顶部位置向产品油段推进，冲程达到五分之一时，进口阀门机构打开，原料油进入原料油段。
b．活塞杆运动到壳体的底部位置时停止下推，进口阀门机构关闭。
c．活塞杆由壳体的底部位置向产品油段拉回，冲程达到五分之三时，出口阀门机构打开，废水流出原料油段。
d． 活塞杆运动到壳体的顶部位置是停止上拉，出口阀门机构关闭。
e．如需提高纯度，可将废水出口的流股循环回原料进口使用。
本发明的有益效果为：该装置包括活塞杆和腔体，活塞杆底部连接一个破乳结构，该结构有孔板漏网结构、活塞联动壳和支撑网构成中空腔体，腔体中由上而下不知疏锥角筛板和密锥角筛板，活塞杆带动该破乳结构上下移动，对原油进行破乳。装置模块化，便于集成，不同数量的装置可组成并行***；采用超疏水锥角结构，分离效率高；锥角筛板可调，满足不同分离需求；可连续操作，生产效率高。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是一种锥角筛板活塞式油水分离装置的结构图。
图2是一种锥角筛板活塞式油水分分离方法的流程图。
图中：1、 腔体，1a、腔体顶板，2、原料进口，3、 进口阀门机构，4、 废水出口，5、 出口阀门机构，6、动密封机构，7、活塞杆，8、孔板滤网结构，9、活塞联动壳，10、 疏锥角筛板，11、密锥角筛板，12、支撑网，13、产品油出口，14、产品油出口阀。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该
实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。
如图1所示的一种锥角筛板活塞式油水分离装置，其主要组成部分包括：
腔体1，原料进口2，进口阀门机构3，废水出口4，出口阀门机构5，动密封机构6，活塞杆7，孔板滤网结构8，活塞联动壳9，疏锥角筛板10，密锥角筛板11，支撑网结构12，产品油出口13，产品油出口阀14；所述腔体1被活塞结构分割为原料油段1-1，分离段1-2和产品油段1-3三个部分；所述活塞杆7与孔板滤网结构8焊接，与活塞联动壳9机械连接，支撑网及滤网结构12与活塞联动壳9焊接；所述活塞杆7与腔体1由动密封结构6连接；所述疏锥角筛板结构10和密锥角筛板结构11由三角锥金属块密集排列焊接成板；所述疏锥角筛板结构10和密锥角筛板结构11材质为紫铜，利用氧化刻蚀加气相沉积方法进行超疏水超亲油处理。
孔板滤网结构8为孔板和滤网烧结而成，孔板孔径为5mm且分布均匀对称，其与活塞联动壳10的机械卡扣连接。疏锥角筛板10锥角间的孔隙宽度为0.5mm，密锥角筛板11锥角间的孔隙宽度0.05mm，层数分别为3层和6层。进口阀门机构3在活塞杆7下推到达冲程的五分之一位置时打开，在活塞杆7上拉时关闭。出口阀门机构5在活塞杆7上拉到达冲程的五分之三位置时打开，在活塞杆7下推时关闭。腔体1底部为机械静密封，可打开，且可从底部取出活塞联动壳9和支撑网及滤网结构12，更换疏锥角筛板结构10和密锥角筛板结构11。
采用上述技术方案工作时：
a.活塞杆7由壳体的顶部位置向产品油段1-3推进，冲程达到五分之一时，进口阀门机构3打开，原料油进入原料油段。
b.活塞杆7运动到壳体的底部位置时停止下推，进口阀门机构3关闭。
c.活塞杆7由壳体的底部位置向产品油段1-3拉回，冲程达到五分之三时，出口阀门机构5打开，废水流出原料油段。
d.活塞杆7运动到壳体的顶部位置是停止上拉，出口阀门机构5关闭。
e.如需提高纯度，可将废水出口4的流股循环回原料进口2使用。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种锥角筛板活塞式油水分离装置，其特征在于：该装置包括腔体（1），腔体（1）的顶部为腔体顶板（1a），腔体顶板（1a）的一侧设置带有进口阀门机构（3）的原料进口（2），腔体顶板（1a）的另一侧设置带有出口阀门机构（5）的废水出口（4）；该装置还设有穿过腔体顶板（1a）进入腔体（1）内部的活塞杆（7），活塞杆（7）与腔体顶板（1a）间设置动密封机构（6）；活塞杆（7）底部与孔板漏网结构（8）焊接，孔板漏网结构（8）、活塞联动壳（9）和支撑网（12）构成一个空腔结构，空腔结构中自上而下设置疏锥角筛板（10）和密锥角筛板（11），疏锥角筛板（10）由三角锥金属块密集排列焊接成板，疏锥角筛板（10）锥角间的孔隙范围为0.5-2mm；密锥角筛板（11）由三角锥金属块密集排列焊接成板，密锥角筛板（11）锥角间的孔隙为0.05-0.5mm；所述疏锥角筛板（10）和密锥角筛板（11）进行超疏水超亲油处理；疏锥角筛板（10）和密锥角筛板（11）的总层数为9层到20层；所述腔体（1）的底部设置带有产品油出口阀（14）的产品油出口（13）。
2.根据权利要求1所述的一种锥角筛板活塞式油水分离装置，其特征在于：所述孔板滤网结构（8）由孔板和滤网烧结而成，孔板孔径为3-5mm且分布均匀对称，孔板滤网结构（8）与活塞联动壳（9）的机械连接。
3.根据权利要求1所述的一种锥角筛板活塞式油水分离装置，其特征在于：所述疏锥角筛板（10）和密锥角筛板（11）超疏水超亲油处理方法包括微纳结构制备方法和低表面能处理方法，其中微纳结构制备方法为通刻蚀法、相分离法、电纺法、溶胶凝胶法、模板法、等离子体刻蚀或颗粒涂料；低表面能处理方法为离子注入、激光刻蚀、气相沉积、电化学沉积、电镀或低表面能涂料。
4.根据权利要求1所述的一种锥角筛板活塞式油水分离装置的分离方法，其特征在于，步骤如下：
（1）活塞杆（7）由壳体的顶部位置向产品油段推进，冲程达到五分之一时，进口阀门机构（3）打开，原料油进入原料油段；
（2）活塞杆（7）运动到壳体的底部位置时停止下推，进口阀门机构（3）关闭；
（3）活塞杆（7）由壳体的底部位置向产品油段（1-3）拉回，冲程达到五分之三时，出口阀门机构（5）打开，废水流出原料油段；
（4）活塞杆（7）运动到壳体的顶部位置是停止上拉，出口阀门机构（5）关闭。
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