UA77436C2 - Method and apparatus for the dehydration of oil - Google Patents
Method and apparatus for the dehydration of oil Download PDFInfo
- Publication number
- UA77436C2 UA77436C2 UA2004032222A UA2004032222A UA77436C2 UA 77436 C2 UA77436 C2 UA 77436C2 UA 2004032222 A UA2004032222 A UA 2004032222A UA 2004032222 A UA2004032222 A UA 2004032222A UA 77436 C2 UA77436 C2 UA 77436C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- membrane
- oil
- water
- porous
- liquid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 title description 19
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title description 19
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 297
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 233
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 89
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 74
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 46
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 28
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 25
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 8
- 239000012466 permeate Substances 0.000 abstract description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 261
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 259
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 78
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 32
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 25
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 24
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 17
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 16
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 239000010408 film Substances 0.000 description 13
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 12
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 6
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 5
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- QKSIFUGZHOUETI-UHFFFAOYSA-N copper;azane Chemical compound N.N.N.N.[Cu+2] QKSIFUGZHOUETI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 description 3
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008159 sesame oil Substances 0.000 description 3
- 235000011803 sesame oil Nutrition 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000207961 Sesamum Species 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- ZYZCALPXKGUGJI-DDVDASKDSA-M (e,3r,5s)-7-[3-(4-fluorophenyl)-2-phenyl-5-propan-2-ylimidazol-4-yl]-3,5-dihydroxyhept-6-enoate Chemical compound C=1C=C(F)C=CC=1N1C(\C=C\[C@@H](O)C[C@@H](O)CC([O-])=O)=C(C(C)C)N=C1C1=CC=CC=C1 ZYZCALPXKGUGJI-DDVDASKDSA-M 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 241000764238 Isis Species 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- SMNRFWMNPDABKZ-WVALLCKVSA-N [[(2R,3S,4R,5S)-5-(2,6-dioxo-3H-pyridin-3-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] [[[(2R,3S,4S,5R,6R)-4-fluoro-3,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-hydroxyphosphoryl]oxy-hydroxyphosphoryl] hydrogen phosphate Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](OP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@H]2O[C@H]([C@H](O)[C@@H]2O)C2C=CC(=O)NC2=O)[C@H](O)[C@@H](F)[C@@H]1O SMNRFWMNPDABKZ-WVALLCKVSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229920013820 alkyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 208000018747 cerebellar ataxia with neuropathy and bilateral vestibular areflexia syndrome Diseases 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- ZURAKLKIKYCUJU-UHFFFAOYSA-N copper;azane Chemical compound N.[Cu+2] ZURAKLKIKYCUJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 235000019476 oil-water mixture Nutrition 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229920006027 ternary co-polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010407 vacuum cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G33/00—Dewatering or demulsification of hydrocarbon oils
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Даний винахід відноситься до систем змащення і гідравлічних систем і, зокрема, до способу і пристрою для 2 вилучення вільної, емульгованої або розчиненої води з масла або з будь-яких рідин, що мають низьку легкість (випаровуваність).The present invention relates to lubrication systems and hydraulic systems and, in particular, to a method and device for extracting free, emulsified or dissolved water from oil or from any liquids that have low lightness (evaporability).
Масло зазвичай використовують як мастило і як робочу рідину в різних гідравлічних системах. Відомо, що наявність води негативно позначається на якості масла, стані різних елементів і роботі практично будь-якої гідравлічної системи. Добре відомо, що попадання води в систему змащування або в гідравлічну систему 710 негативно позначається на змащуючій здатності масла, викликає корозію різних елементів системи, призводить до окиснення масла, хімічного зносу і появи задирок, і знижує довговічність підшипників. Шкідливий вплив води на стан і роботу системи змащення або гідравлічної системи виявляється при наявності в системі і вільної, і емульгованої, і розчиненої води.Oil is usually used as a lubricant and as a working fluid in various hydraulic systems. It is known that the presence of water negatively affects the quality of oil, the condition of various elements and the operation of almost any hydraulic system. It is well known that ingress of water into the lubrication system or into the hydraulic system 710 negatively affects the lubricating ability of the oil, causes corrosion of various elements of the system, leads to oxidation of the oil, chemical wear and appearance of burrs, and reduces the durability of bearings. The harmful effect of water on the condition and operation of the lubrication system or hydraulic system is manifested in the presence of free, emulsified, and dissolved water in the system.
В даний час відомі численні спроби вирішення проблеми вилучення з масла води і підвищення за рахунок 19 цього характеристик різних систем змащення і гідравлічних систем. До найбільш широко застосовуваних в даний час для вилучення з масла води пристроїв і систем відносяться різного роду відстійники, центрифуги, фільтри, що абсорбують воду і вакуумні очисники, що зневоднюють масло. Однак усі такі пристрої і системи мають розглянуті нижче певні обмеження, зокрема, що стосується їх ефективності, простоти в експлуатації і вартості виготовлення або обслуговування.Currently, there are numerous attempts to solve the problem of extracting water from oil and increasing the characteristics of various lubrication systems and hydraulic systems due to this. The most widely used devices and systems for extracting water from oil at present include various types of settling tanks, centrifuges, water-absorbing filters and vacuum cleaners that dehydrate oil. However, all such devices and systems have certain limitations discussed below, particularly regarding their efficiency, ease of operation, and cost of manufacture or maintenance.
Різні відстійники використовуються для видалення з масла великих кількостей "вільної" води, питома вага якої, як відомо, більше питомої ваги масла. Такі відстійники, у яких з масла видаляється "вільна" вода, вимагають тривалого відстою масла і займають досить велику площу. При цьому, однак, вони не призначені для розділення водомасляних емульсій і не можуть використовуватися для видалення з масла розчиненої в ньому води. с 29 У центрифугах відділення води від масла відбувається під дією відцентрової сили, що накладається на Ге) гравітаційне поле. Центрифуги власне кажучи також призначені для видалення з масла вільної води.Various settling tanks are used to remove large amounts of "free" water from the oil, the specific gravity of which is known to be greater than the specific gravity of the oil. Such clarifiers, in which "free" water is removed from the oil, require long-term settling of the oil and occupy a fairly large area. At the same time, however, they are not intended for separation of water-oil emulsions and cannot be used to remove water dissolved in oil from oil. p 29 In centrifuges, the separation of water from oil occurs under the action of the centrifugal force applied to the gravitational field. Centrifuges, as a matter of fact, are also designed to remove free water from oil.
Центрифуги, однак, мають досить високу вартість і мають обмежені можливості при розділенні водомасляних емульсій. Центрифуги, крім того, не призначені для видалення з масла розчиненої в ньому води.Centrifuges, however, have a rather high cost and have limited capabilities when separating water-oil emulsions. In addition, centrifuges are not designed to remove water dissolved in oil from oil.
У водяних абсорбуючих фільтрах використовують спеціальне фільтруюче середовище, що абсорбує воду, ее, яка утримується в маслі. У результаті абсорбції води і розбухання фільтруючого середовища вільний прохідний со перетин фільтру поступово зменшується, а перепад тиску на фільтрі поступово зростає. У той момент, коли перепад тиску на фільтрі досягає певної величини, фільтр необхідно знімати і заміняти новим. Такі абсорбуючі З воду фільтри, що ефективно видаляють з масла вільну воду, не призначені, однак, для видалення з масла ї- емульгованої або розчиненої в ньому води. Крім того, абсорбуючі воду фільтри мають обмежену пропускну здатність. Тому в міру насичення водою їх необхідно періодично замінювати. З цих причин абсорбуючі воду в фільтри зазвичай використовують тільки для видалення з масла дуже невеликих кількостей (слідів) води. У системах з високим вмістом в маслі води необхідність постійної заміни абсорбуючих воду фільтрів багаторазово підвищує вартість. «Water-absorbing filters use a special filter medium that absorbs water, which is retained in the oil. As a result of water absorption and swelling of the filtering medium, the free cross-section of the filter gradually decreases, and the pressure drop across the filter gradually increases. At the moment when the pressure drop across the filter reaches a certain value, the filter must be removed and replaced with a new one. Such water-absorbing filters, which effectively remove free water from the oil, are not intended, however, to remove emulsified or dissolved water from the oil. In addition, water-absorbing filters have a limited throughput. Therefore, as they become saturated with water, they must be periodically replaced. For these reasons, water-absorbing filters are usually used only to remove very small amounts (traces) of water from oil. In systems with a high content of water in the oil, the need for constant replacement of water-absorbing filters increases the cost many times over. "
В даний час для відділення від масла води використовують також різні вакуумні маслоочисники. Відділення З води від масла в таких очисниках відбувається в результаті вакуумної дистиляції, масообміну між утримуючим с воду маслом і сухим повітрям або одночасно і тим, і іншим способом.Currently, various vacuum oil cleaners are also used to separate water from oil. Separation of water from oil in such cleaners occurs as a result of vacuum distillation, mass exchange between water-retaining oil and dry air, or both simultaneously.
Із» При вакуумній дистиляції в маслоочиснику створюється розрідження, що знижує температуру кипіння води.From" During vacuum distillation, a rarefaction is created in the oil purifier, which lowers the boiling point of water.
Так, зокрема, якщо при барометричному тиску (нормальному атмосферному тиску), що дорівнює 101Змм вод. ст. (29,92 дюйма рт. ст.), температура кипіння води становить 1002 (2122Р), то при тиску, що дорівнює 100мм вод. 75 сх, (вакуумі, що дорівнює приблизно 26 дюймів рт.ст.), температура кипіння води становить всього 502 (1222Р). їм При створенні достатнього розрідження з урахуванням температури масла вода, що міститься в маслі, починає -і випаровуватися в розріджене повітря і видаляється з масла. їз Масло, яке оброблюють, зазвичай прокачують через вакуумний маслоочисник, вакуум у якому створюється за допомогою відповідного вакуум-насоса. Для підвищення швидкості випаровування води в маслоочиснику (95) 50 необхідно максимально збільшити співвідношення між площею поверхні масла і його об'ємом. Зазвичай дляYes, in particular, if at barometric pressure (normal atmospheric pressure) equal to 101 mm of water. Art. (29.92 inches of mercury), the boiling point of water is 1002 (2122P), then at a pressure equal to 100 mm of water. At 75°C (a vacuum equal to about 26 inches of mercury), the boiling point of water is only 502 (1222P). When creating sufficient rarefaction, taking into account the temperature of the oil, the water contained in the oil begins to evaporate into rarefied air and is removed from the oil. The oil to be treated is usually pumped through a vacuum oil cleaner, the vacuum in which is created with the help of a suitable vacuum pump. To increase the rate of water evaporation in the oil cleaner (95) 50, it is necessary to maximize the ratio between the surface area of the oil and its volume. Usually for
Ф цього у вакуумних маслоочисниках використовують структуровану або неупорядковану насадку, розташовані каскадом тарілки, диски, що обертаються, або інші добре відомі пристрої, які широко застосовуються при вакуумній дистиляції і при вакуумному фільтруванні. Масло, яке зазвичай подають в маслоочисник зверху, під дією власної маси проходить Через насадку, у якій воно розділяється на порівняно тонкі плівки. Оброблене 59 масло збирається в нижній частині маслоочисника і відкачується з нього масляним насосом. Як приклади такихFor this reason, vacuum oil purifiers use a structured or disordered nozzle, cascaded plates, rotating discs, or other well-known devices that are widely used in vacuum distillation and vacuum filtration. The oil, which is usually fed into the oil cleaner from above, under the influence of its own weight passes through the nozzle, where it is separated into relatively thin films. The processed 59 oil is collected in the lower part of the oil cleaner and is pumped out of it by an oil pump. As examples of such
ГФ) маслоочисників можна назвати маслоочисники, запропоновані |в патентах ОБ 4604109 на ім'я Ковіожм і 05 7 5133880 на ім'я І ипадиіві і ін.). Для зменшення необхідного вакууму масло можна нагрівати.GF) oil cleaners can be called oil cleaners proposed in patents OB 4604109 in the name of Koviozhm and 05 7 5133880 in the name of Ipadyiv and others). To reduce the required vacuum, the oil can be heated.
Створюваний у маслоочиснику вакуум знижує температуру кипіння води і збільшує кількість води, що видаляється з масла. Збільшити кількість води, що видаляється з масла, можна також за рахунок нагрівання бо маслоочисника. При цьому, однак, необхідно прийняти певні заходи, що обмежують величину створюваного в маслоочиснику вакууму і його температуру, оскільки при надмірному збільшенні вакууму і/або температури може відбутися випаровування не лише води, але і вуглеводнів з низькою молекулярною масою, що містяться в маслі.The vacuum created in the oil cleaner lowers the boiling point of water and increases the amount of water removed from the oil. You can also increase the amount of water removed from the oil by heating the oil cleaner. At the same time, however, it is necessary to take certain measures that limit the amount of vacuum created in the oil cleaner and its temperature, because with an excessive increase in vacuum and/or temperature, evaporation of not only water, but also hydrocarbons with a low molecular weight contained in the oil may occur.
Необхідно відзначити, що при вакуумному очищенні масла разом з водою з масла віддаляються будь-які рідини, температура кипіння яких менше температури кипіння води. Видалення з масла таких рідин залежить від бо конкретної ситуації й у деяких випадках є небажаним.It should be noted that during vacuum cleaning of oil, any liquids with a boiling point lower than the boiling point of water are removed from the oil together with water. Removing such liquids from the oil depends on the specific situation and in some cases is undesirable.
У системах для очищення масла від води, які основані на масообміні, використовують по суті такі ж маслоочисники. У таких системах, однак, видалення з масла води відбувається не в результаті дистиляції, а за допомогою сухого повітря або газу, який безупинно пропускають у протитечії через масло, що стікає вниз. При різній концентрації води в маслі і порівняно сухому повітрі молекули води, що містяться в маслі, безупинно переходять з масла в повітря. Вологе повітря відбирають з апарату за допомогою вакуум-насоса і викидають в атмосферу. Такий спосіб очищення масла не пов'язаний з випаровуванням води за рахунок додаткового нагрівання масла до температури, більшої температури кипіння води. Тому в порівнянні з системами вакуумної дистиляції системи, що засновані на масообміні, можуть працювати при більш низьких температурах та/або при 7/0 меншому вакуумі.In systems for cleaning oil from water, which are based on mass exchange, essentially the same oil cleaners are used. In such systems, however, the removal of water from the oil does not occur by distillation, but by dry air or gas continuously passed in countercurrent through the downward flowing oil. With different concentrations of water in the oil and relatively dry air, the water molecules contained in the oil continuously move from the oil to the air. Moist air is taken from the device with the help of a vacuum pump and released into the atmosphere. This method of oil purification is not associated with the evaporation of water due to additional heating of the oil to a temperature higher than the boiling point of water. Therefore, compared to vacuum distillation systems, systems based on mass transfer can operate at lower temperatures and/or at 7/0 less vacuum.
Системи вакуумної дистиляції і масообміну, які здатні видаляти з масла вільну, емульговану і розчинену воду, мають, однак, певні недоліки, що обмежують їх застосування. В обох системах для підтримання мінімально припустимого, для нормальної (не всуху) роботи масляного насоса, рівня масла в очиснику необхідно використовувати відповідні пристрої контролю рівня. Одночасно, щоб запобігти переповненню очисника, /5 необхідно також контролювати і максимальний рівень масла. Недостатньо точний контроль рівня масла може призвести до зниження ефективності очисника і попадання масла у вакуум-насос при повному заповненні очисника маслом.Vacuum distillation and mass exchange systems, which are able to remove free, emulsified and dissolved water from oil, have, however, certain disadvantages that limit their use. In both systems, appropriate level control devices must be used to maintain the minimum acceptable oil level in the cleaner for normal (not dry) operation of the oil pump. At the same time, to prevent overflow of the cleaner, /5 it is also necessary to control the maximum oil level. Insufficiently accurate control of the oil level can lead to a decrease in the efficiency of the cleaner and oil entering the vacuum pump when the cleaner is completely filled with oil.
У вакуумних очисниках при випаровуванні води, що міститься в маслі, часто відбувається спінення.In vacuum cleaners, when the water contained in the oil evaporates, foaming often occurs.
Утворення піни, що має меншу у порівнянні з маслом питому вагу, може негативно позначитися на роботі бистеми контролю рівня і, як наслідок цього, призвести до зниження ефективності очисника.The formation of foam, which has a lower specific gravity compared to oil, can negatively affect the operation of the level control bus and, as a result, lead to a decrease in the efficiency of the cleaner.
Звичайні очисники, що містять різні нагрівники, засоби контролю, насоси і т.п., являють собою досить складне обладнання. Крім того, продуктивність таких очисників обмежена наявністю в них набивки, в'язкістю масла і витратою повітря. Тому зазвичай для обробки досить великої кількості масла необхідно суттєво збільшувати розміри очисників. Очисники, що містять набивку, разом з масляними насосами, вакуум-насосами, с ов нагрівниками, панелями керування і різними з'єднаннями мають не тільки великі розміри, але і високу вартість.Conventional purifiers, containing various heaters, controls, pumps, etc., are quite complex equipment. In addition, the performance of such cleaners is limited by the presence of packing, oil viscosity and air consumption. Therefore, it is usually necessary to significantly increase the size of the cleaners in order to process a sufficiently large amount of oil. Cleaners containing stuffing, together with oil pumps, vacuum pumps, with heaters, control panels and various connections have not only large dimensions, but also high cost.
Досить складні системи очищення, що мають велику кількість різних елементів, вимагають високих витрат, і) пов'язаних з їх обслуговуванням і експлуатацією.Quite complex cleaning systems with a large number of different elements require high costs, i) related to their maintenance and operation.
Здатні видаляти з масла вільну, емульговану і розчинену воду вакуумні водовіддільники є досить перспективним обладнанням, яке забезпечує можливість видалення з масла води. Однак властиві їм недоліки «о зо перешкоджають їх широкому поширенню і/або виключають можливість їх практичного застосування в більшості систем змащення і гідравлічних систем. Через великі розміри і високу вартість вакуумні водовіддільники можна о використовувати тільки в складі стаціонарного обладнання і практично не можна використовувати на різних «Е мобільних установках.Capable of removing free, emulsified and dissolved water from oil, vacuum water separators are quite promising equipment that provide the possibility of removing water from oil. However, their inherent disadvantages prevent their wide distribution and/or exclude the possibility of their practical use in most lubrication systems and hydraulic systems. Due to their large size and high cost, vacuum water separators can only be used as part of stationary equipment and practically cannot be used on various "E" mobile installations.
Потребуючі високих капіталовкладень, вакуумні очисники (водовіддільники) зазвичай не використовуються як ї- обладнання, що є невід'ємною частиною тієї або іншої системи, за винятком великих, дорогих систем змащення ї- або гідравлічних систем. Зазвичай такі водовіддільники використовують одночасно для очищення масла в декількох системах, переміщаючи їх з місця на місце в міру необхідності від однієї установки або одного бака з маслом до іншої установки або іншого бака з маслом відповідно. При такому використанні очисників завжди існує небезпека попадання води в масло, що знаходиться в системі змащення або в гідравлічній системі, не « підключеної до очисника машини. Вода буде залишатися в такій системі аж до підключення до неї очисника і з с видалення води з масла, що знаходиться в ньому. Саме цими розуміннями і пояснюються дослідження, які постійно ведуться в даний час, спрямовані на розробку більш досконалих способів видалення з масла води. До з найбільш перспективних засобів очищення масла від води варто, імовірно, віднести мембранні системи.Requiring high capital investments, vacuum cleaners (water separators) are usually not used as equipment that is an integral part of one or another system, with the exception of large, expensive lubrication systems or hydraulic systems. Usually, such water separators are used simultaneously for cleaning oil in several systems, moving them from place to place as needed from one installation or one oil tank to another installation or another oil tank, respectively. With this use of cleaners, there is always a danger of water getting into the oil in the lubrication system or in the hydraulic system of the machine not connected to the cleaner. Water will remain in such a system until the cleaner is connected to it and the water is removed from the oil in it. It is these understandings that explain the research that is constantly being conducted at the present time, aimed at the development of more advanced methods of removing water from oil. Membrane systems are probably among the most promising means of cleaning oil from water.
В даний час мембранні системи досить широко використовуються для видалення води з органічних рідин.Currently, membrane systems are widely used to remove water from organic liquids.
Тому, однак, необхідно відзначити, що наявність у використовуваній для цієї цілі мембрані пор або дефектів -І неминуче приводить до проходження масла через мембранний роздільник за законами гідравліки. У результаті цього відбувається втрата певної кількості масла. Крім того масло, що не випаровується, яке утворює на одномуTherefore, however, it should be noted that the presence of pores or defects in the membrane used for this purpose -I inevitably leads to the passage of oil through the membrane separator according to the laws of hydraulics. As a result, a certain amount of oil is lost. In addition, the non-evaporating oil that forms on one
Ш- з боків мембрани покриття, забиває мембрану і тим самим знижує її проникність і відповідно зменшує кількість їх води, яка проходить через неї.Sh- from the sides of the coating membrane, clogs the membrane and thereby reduces its permeability and, accordingly, reduces the amount of water that passes through it.
ЇУ патенті ОЗ 4857081 на ім'я Тауїог| запропонований спосіб видалення води з газів і рідин, які містять о вуглеводні або галогеновані вуглеводні. Запропонований у цьому патенті спосіб базується на застосуванніAccording to patent OZ 4857081 in the name of Tauiog| proposed method of removing water from gases and liquids containing hydrocarbons or halogenated hydrocarbons. The method proposed in this patent is based on the application
Ф мембрани з мідноаміачної гідратцелюлози. Виготовлені з мідноаміачної гідратцелюлози мембрани, які досить добре відомі, мають структуру з з'єднаними між собою каналами або порами |див. патент 5 3888771 на ім'яФ membranes from copper-ammonia hydrated cellulose. Membranes made of copper-ammonia hydrated cellulose, which are quite well known, have a structure with interconnected channels or pores | see patent 5 3888771 in the name
Ізиде і ін.). Розподілення пор у таких мембранах становить від 10 до 90, у середньому 30 ангстрем (патенти 05 дв 3888771 на ім'я Івиде та ін. Її 05 5192440 на ім'я Зепоривсп). Відділення води від рідкої органічної фази в такій виготовленій з мідноаміачної гідратцелюлози мембрані відбувається в результаті діалізу. ПроникаючіIsis, etc.). The distribution of pores in such membranes ranges from 10 to 90, with an average of 30 angstroms (patent number 05 dv 3888771 in the name of Ivyde and others. Her number 05 5192440 in the name of Zeporivsp). Separation of water from the liquid organic phase in such a membrane made of copper-ammonia hydracellulose occurs as a result of dialysis. Penetrating
Ф) через мембрану речовини проходять через неї як рідини. Гідравлічна проникність мембрани або можливість ка проходження через неї рідин обумовлена пористою структурою мембрани. Точно так само через мембрану проходять і розчинні у воді речовини. Саме з цієї причини такі мембрани не можуть використовуватися для во відділення води від масла, яке, як відомо, має обмежену розчинність у воді.F) substances pass through the membrane as liquids. The hydraulic permeability of the membrane or the possibility of liquids passing through it is due to the porous structure of the membrane. Water-soluble substances also pass through the membrane in the same way. It is for this reason that such membranes cannot be used to separate water from oil, which is known to have limited solubility in water.
Придатні для зневоднювання масла мембрани, запропоновані в патенті на ім'я Тауїог, мають структуру, У якій часто з'являються дефекти. Молекулярна структура виготовленої з мідноаміачної гідратцелюлози мембрани зберігається тільки в присутності вологи. Після видалення вологи з гідрофільної мембрани в її порах виникають великі капілярні напруги, що призводять до усадки і розтріскування мембрани. Через різний діаметр пор, 65 виникаючі в мембрані під час висихання капілярні напруги нерівномірно розподіляються по всій мікроструктурі мембрани. Через різницю виникаючих у мембрані напруг відбувається, як відомо, розтріскування мембрани або поява в ній "дефектів". При використанні такої мембрани для відділення води від масла в замкнутій системі волога в мембрані рано або пізно зникає. У результаті цього в мембрані, як зазначено вище, з'являються тріщини або "дефекти". При наявності в мембрані таких "дефектів" вона стає проникною і пропускає масло, що протікає через неї, за законами гідравліки.Membranes suitable for dewatering oil, proposed in the patent named Tauiog, have a structure in which defects often appear. The molecular structure of the copper-ammonium hydrated cellulose membrane is preserved only in the presence of moisture. After removal of moisture from the hydrophilic membrane, large capillary stresses occur in its pores, which lead to shrinkage and cracking of the membrane. Due to the different diameter of the pores, capillary stresses arising in the membrane during drying are unevenly distributed throughout the microstructure of the membrane. Due to the difference in voltages arising in the membrane, cracking of the membrane or the appearance of "defects" occurs in it, as is known. When using such a membrane to separate water from oil in a closed system, sooner or later the moisture in the membrane disappears. As a result, cracks or "defects" appear in the membrane, as mentioned above. If there are such "defects" in the membrane, it becomes permeable and allows the oil flowing through it, according to the laws of hydraulics.
ЇУ патенті 05 5182022 на ім'я Равзіегпак та ін. пропонується використовувати для зневоднювання етиленгліколю процес дифузійного випаровування. Цей процес використовується в тих випадках, коли суміші, які розділяють, складаються з повністю розчинених один в одному компонентів, до яких, зокрема, відносяться вода і етиленгліколь. При розділенні сумішей таким способом через мембрану, виготовлену із сульфованого 7/0 поліетилену, проходить велика кількість етиленгліколю. Для фахівців у даній області техніки очевидно, що проходження через мембрану великих кількостей етиленгліколю обумовлено законами гідравліки і пов'язано з наявністю дефектів (визначення дефектів наведено нижче) в розподіляючому шарі. Для здійснення запропонованого в цьому патенті способу не потрібне застосування розподіляючого шару, що не має дефектів, оскільки втрати неводної фази є при цьому досить припустимими. Очевидно, що це ні в якій мірі не відноситься /5 до зневоднювання масла в системах змащення або в гідравлічних системах.According to patent 05 5182022 in the name of Ravziegpak et al. it is proposed to use the process of diffusion evaporation for dehydration of ethylene glycol. This process is used in those cases when the mixtures being separated consist of completely dissolved components in each other, which include, in particular, water and ethylene glycol. When separating mixtures in this way, a large amount of ethylene glycol passes through a membrane made of sulfonated 7/0 polyethylene. For specialists in this field of technology, it is obvious that the passage of large amounts of ethylene glycol through the membrane is due to the laws of hydraulics and is associated with the presence of defects (the definition of defects is given below) in the distribution layer. To implement the method proposed in this patent, it is not necessary to use a distribution layer that does not have defects, since the loss of the non-aqueous phase is quite acceptable. Obviously, this does not apply in any way /5 to oil dehydration in lubrication systems or in hydraulic systems.
ЇУ патенті 5 5464540 на ім'я Егпезеп)| пропонується використовувати процес дифузійного випаровування для виділення з рідкої суміші одного з її компонентів. Потік рідини, який обробляють цим способом, містить компонент, що не видаляється з його, який подають в апарат у виді пари. В описі до цього патенту в стовпчику 5, рядки 8-13, сказано, що запропонований у ньому спосіб можна застосовувати для видалення води з масла, 2о зокрема з кунжутної або кукурудзяної олії. Однак у наведених у цьому патенті прикладах містяться тільки ті дані, що відносяться до зневоднювання органічних сполук, які мають високу легкість (випаровуваність), що у великій кількості містяться в кунжутній і кукурудзяній олії. Так, зокрема, наводяться приклади зневоднювання ацетону, толуолу й етанолу. Очевидно, що для видалення води з таких олій необхідно використовувати (відповідно до наведеного нижче визначення) непористу мембрану, яка не має дефектів. Крім того, можуть сч г Виникнути певні сумніви і питання, пов'язані з практичним одержанням змиваючого воду потоку пари кукурудзяної або кунжутної олії, який використовується для виділення води з органічних сполук, які обробляють і) запропонованим у цьому патенті способом.According to patent 5 5464540 in the name of Egpezep). it is proposed to use the process of diffusion evaporation to isolate one of its components from a liquid mixture. The liquid stream, which is treated in this way, contains a component that is not removed from it, which is fed to the apparatus in the form of steam. In the description of this patent in column 5, lines 8-13, it is said that the method proposed in it can be used to remove water from oil, particularly from sesame or corn oil. However, the examples given in this patent contain only those data related to the dehydration of organic compounds that have a high lightness (volatility), which are found in large quantities in sesame and corn oil. Thus, in particular, examples of dehydration of acetone, toluene, and ethanol are given. Obviously, to remove water from such oils it is necessary to use (as defined below) a non-porous membrane that does not have defects. In addition, there may be certain doubts and questions related to the practical production of a water-washing steam stream of corn or sesame oil, which is used to extract water from organic compounds that are treated i) by the method proposed in this patent.
ЇУ патенті ОБ 5552023 на ім'я 2поц| пропонується використовувати для зневоднювання етиленгліколю метод мембранної дистиляції. Для цього, зокрема, пропонується використовувати пористі мембрани. Запропонований у Ге зо цьому патенті спосіб непридатний для видалення води з масла, оскільки пориста основа мембрани добре просочується рідиною і за законами гідравліки легко пропускає рідини. оAccording to the patent OB 5552023 in the name of 2poc| it is proposed to use the membrane distillation method for dehydration of ethylene glycol. For this, in particular, it is suggested to use porous membranes. The method proposed in this patent is not suitable for removing water from oil, since the porous base of the membrane is well permeated with liquid and, according to the laws of hydraulics, easily passes liquids. at
ЇУ патенті О5 6001257 на ім'я Вгацоп та ін. описана призначена для зневоднювання різних рідин цеолітна «г мембрана, яка по суті не має дефектів. В описі до цього патенту в стовпчику 4, рядки 12-15, говориться про те, що цеолітна мембрана істотно визначає всю роботу апарата, призначеного для розділення будь-яких двох - зв Відин, тільки одна з яких може проходити через мембрану. При виготовленні цеолітних мембран використовують М матеріали цеолітного типу, відомі також як молекулярні сита, з розгалуженою мережею каналів, утворених з'єднаними між собою атомами кисню тетраегдрами кремнію/кисню. У стовпчику 2, рядки 46-49, опису до цього патенту сказано, що матеріал повинний "по суті не мати дефектів" без будь-якого розкриття терміна "по суті" і без будь-якого визначення терміна "дефекти". Таку цеолітну мембрану не можна застосовувати для видалення « 70 Води з масла через наявність у ній визначених нижче дефектів, через які мембрана стає проникною для масла, в с що проходить через неї за законами гідравліки. . Нижче перераховані деякі терміни, що зустрічаються в описі, і розкритий їх зміст, який вони мають у а контексті даного винаходу.According to patent O5 6001257 in the name of Vgatsop and others. described a zeolite "g" membrane intended for dewatering various liquids, which essentially has no defects. In the description of this patent in column 4, lines 12-15, it is said that the zeolite membrane essentially determines the entire operation of the apparatus designed for the separation of any two - zv Vidin, only one of which can pass through the membrane. In the manufacture of zeolite membranes, M materials of the zeolite type, also known as molecular sieves, are used, with a branched network of channels formed by interconnected oxygen atoms in silicon/oxygen tetrahedrons. Column 2, lines 46-49, of the description to this patent states that the material must be "substantially free of defects" without any disclosure of the term "substantially" and without any definition of the term "defects". Such a zeolite membrane cannot be used to remove water from oil due to the presence of the following defects in it, which make the membrane permeable to oil passing through it according to the laws of hydraulics. . Some of the terms found in the description are listed below and their meaning in the context of this invention is disclosed.
Термін "дефект" представляє отвір у мембрані, розмір якого є достатнім для проходження через мембрану, за законами гідравліки, рідини, що має низьку легкість (випаровуваність). -І Під мембраною, що "не має дефектів" мається на увазі мембрана, що не має отворів, досить великих для проходження через мембрану рідин за законами гідравліки і обмежуючих проходження через мембрануThe term "defect" represents an opening in the membrane, the size of which is sufficient for the passage through the membrane, according to the laws of hydraulics, of a liquid that has a low lightness (evaporation). -I Under the membrane that "does not have defects" is meant a membrane that does not have holes large enough for the passage of fluids through the membrane according to the laws of hydraulics and limiting the passage through the membrane
Ш- матеріалів у результаті дифузії розчину. Гідравлічно проникною для масла є така мембрана, що має постійні їх отвори (або мікроканали), діаметр яких перевищує розмір молекули масла або дорівнює йому. Вважається, що 5о розмір молекул масла становить від 5 до 10 ангстрем, однак через наявність в маслі різних фракцій з о молекулами різних розмірів точний розмір молекули масла, що визначає наявність або відсутність у мембраніSh- materials as a result of solution diffusion. Hydraulically permeable to oil is a membrane that has permanent openings (or microchannels) whose diameter exceeds or equals the size of the oil molecule. It is believed that the 5o size of oil molecules is between 5 and 10 angstroms, however, due to the presence of different fractions in oil with o molecules of different sizes, the exact size of the oil molecule determines the presence or absence of the membrane
Ф дефектів, залежить від хімічного складу конкретного масла, яке зневоднюють. Тому в мембрані, що не має дефектів, мінімальний діаметр отворів повинний бути менше розміру всіх молекул масла. "Непористою" мембраною є мембрана, що не має пор у їх звичайному розумінні, тобто постійних отворів, дв діаметр яких дорівнює мінімальному розміру молекул масла і повинний бути, як зазначено вище, більше 5-10 ангстрем, але в кожному конкретному випадку залежить від виду масла, з якого видаляють воду. (Ф, З урахуванням цих визначень мембрана, що не має дефектів неминуче є непористою, у той час як непориста ка мембрана необов'язково не повинна мати дефектів. Теоретично непориста мембрана повинна являти собою мембрану, що не має дефектів, зокрема зазначених вище дефектів. З цього слідує, що теоретично мембрана, що бо не має дефектів, повинна мати таку ж газову проникність/селективність, що і щільна плівка, виготовлена з того ж самого матеріалу. На практиці, однак, ця умова не завжди дотримується. Так, (наприклад, у роботі авторівФ of defects depends on the chemical composition of the specific oil that is dehydrated. Therefore, in a membrane that does not have defects, the minimum diameter of the holes must be smaller than the size of all the oil molecules. A "non-porous" membrane is a membrane that does not have pores in their usual sense, that is, permanent holes, the diameter of which is equal to the minimum size of the oil molecules and should be, as mentioned above, more than 5-10 angstroms, but in each case it depends on the species oil from which water is removed. (F, Taking into account these definitions, a membrane that does not have defects is inevitably non-porous, while a non-porous membrane does not necessarily have to have defects. Theoretically, a non-porous membrane should be a membrane that does not have defects, in particular the defects mentioned above. It follows that theoretically a membrane, since it has no defects, should have the same gas permeability/selectivity as a dense film made of the same material. In practice, however, this condition is not always met. Yes, (for example , in the work of the authors
Ріппаш і Когоз (Ріппаш ЇЇ. ії Когозв МУ. "Савз-Рептеайоп Ргорепіез ої Авуттеїйіс Роїіусагропаїйе,Rippash and Kogoz (Rippash III. ii Kogozv MU. "Savz-Repteaiop Rgorepiez oi Avutteiiis Roiiusagropaiye,
Роїуезіегсагропайїе, апа Рішогіпаїей Роїуітіде Метрьгапез Ргерагей ру (Ше Сепегаїйгей ОгулМеї Рназе ІпмегвіопRoiueziegsagropayie, apa Rishohipaiie Roiuitide Metrgapez Rgeragei ru (She Sepegaiigei OgulMei Rnaze Ipmegwiop
Ргосезв", 3. Арріїей Роїутег Зсіепсе, т. 46, 1992, ст. 1195-1204) і в роботі автора Резек (Резек 5., "Адцеоиз 65 Оцепспед Азуттеїйіс РоїузинМопе Ріа( Зпеєї апа Ноїом Рірег Метьгапез Ргерагей ру Огу/Меї Рпазе 5ерагаїйоп", дисертація, представлена в Техаському університеті, розташованому в м. Остин (1993))), розділяюча газ мембрана, що не має дефектів визначається як мембрана, відносна вибіркова здатність якої становить від 75 до 8595 від відносної вибіркової здатності щільної плівки. Можна показати, що мембрана, відносна вибіркова здатність якої становить 8595 від відносної вибіркової здатності щільної плівки, може мати велику кількість дефектів, через які мембрана стає гідравлічно проникною для масла.Rgosezv", 3. Arriiei Roiuteg Zsiepse, vol. 46, 1992, articles 1195-1204) and in the work of the author Rezek (Rezek 5., "Adceoiz 65 Otsepsped Azutteiis RoiuzinMope Ria( Zpeei apa Noiom Rireg Methapez Rgeragei ru Ogu/Mei Rpaze 5eragaiyop", dissertation presented at the University of Texas at Austin (1993))), a defect-free gas separation membrane is defined as a membrane whose relative selectivity is between 75 and 8595 of the relative selectivity of a dense film. It is possible show that a membrane whose relative selectivity is 8595 of the relative selectivity of a dense film can have a large number of defects that make the membrane hydraulically permeable to oil.
Нижче розглянута мембрана з полісульфоновим вибірковим шаром, нанесеним на підкладку, що має незначний гідравлічний опір. При 3592 відносна проникність полісульфону для кисню становить 1,4 одиницьBelow is a membrane with a polysulfone selective layer deposited on a substrate that has negligible hydraulic resistance. At 3592, the relative permeability of polysulfone to oxygen is 1.4 units
Баррера (довідник Метргапе Напароок), а селективність по відношенню до О2/Мо становить 5,6. Так, наприклад, товщина полісульфонового селективного шару становить 700 ангстрем. Таку товщину має більшість 7/0 мембран, що виробляються промислово. У цьому випадку проникність такого вибіркового шару для кисню повинна становити 20 одиниць газопроникності (ОГП), а для азоту - 3,57 ОГП. Згідно визначенню, даному Ріппацй ії Когоз (1992), таку полісульфонову мембрану варто віднести до мембран, що не мають дефектів, якщо її селективність по відношенню до О25/Мо становить 8595 від селективності щільної плівки, тобто 4,76. Очевидно, однак, що згідно визначенню, прийнятому в даному винаході, така мембрана має дефекти. При досить 7/5 невеликих розмірах дефектів проходження через дефекти потоку рідини або газу визначається дифузієюBarrera (Metrgape Naparook handbook), and the selectivity in relation to O2/Mo is 5.6. So, for example, the thickness of the polysulfone selective layer is 700 Angstroms. Most commercially produced 7/0 membranes have this thickness. In this case, the permeability of such a selective layer for oxygen should be 20 gas permeability units (GPU), and for nitrogen - 3.57 GPU. According to the definition given by Rippatsy and Kogoz (1992), such a polysulfone membrane should be classified as a membrane without defects, if its selectivity in relation to O25/Mo is 8595 of the selectivity of a dense film, i.e. 4.76. It is obvious, however, that according to the definition adopted in the present invention, such a membrane is defective. When the size of the defects is sufficiently small, the flow of liquid or gas through the defects is determined by diffusion
Кнудсена. При більших розмірах дефектів потік рідини (або газу), що проходить Через дефекти повинен бути конвективним (або в'язким) і визначається законом Хагена-Пуазейля. У наведеній нижче таблиці зазначено кількість дефектів різного розміру, при яких селективність мембрани по відношенню до О5/М» становить 4,76 на один квадратний метр полісульфонового вибіркового шару. сч о шарі при надлишковому тиску, рівному 1 фунт на кв.дюйм о з о . . . . . . «Knudsen With larger defects, the flow of liquid (or gas) passing through the defects must be convective (or viscous) and is determined by the Hagen-Poiseuille law. The following table shows the number of defects of different sizes, in which the selectivity of the membrane in relation to O5/M" is 4.76 per one square meter of the polysulfone selective layer. sc o layer at an excess pressure equal to 1 lb per sq. in. o z o . . . . . . "
Зазначені в таблиці дефекти мають досить великий розмір, при якому така мембрана стає гідравлічно проникною для масла і тому фактично не придатною для його зневоднювання. Однак в інших випадках, і - наприклад при розділенні газів, наявність у мембрані таких дефектів, хоча і знижує ефективність розділення їч- газів, але не виключає можливості її практичного застосування.The defects indicated in the table have a sufficiently large size, at which such a membrane becomes hydraulically permeable to oil and therefore actually not suitable for its dehydration. However, in other cases, and - for example, in gas separation, the presence of such defects in the membrane, although it reduces the efficiency of gas separation, does not exclude the possibility of its practical application.
Теоретично непористу мембрану варто, відповідно до прийнятих визначень, розглядати як мембрану, що не має дефектів. Однак на практиці ця умова також не завжди дотримується. На практиці до непористих мембран відносяться мембрани, що мають певну гідравлічну проникність, зазвичай достатню для зменшення здатності « 20 мембрани до розділення газів до 8595 від фактичної вибіркової здатності щільної плівки. Іншими словами, такі ш-в мембрани мають хоча і відносно невелику, але все-таки достатню кількість пор. Фактична кількість пор у с мембрани, яку варто вважати "непористою", залежить від розміру пор і властивостей матеріалів, які :з» розділяються мембраною. У розглянутому випадку мембрани, що не мають дефектів, відносяться до непористих мембран, що відповідають зазначеному вище визначенню, а не до непористих мембран у загальноприйнятому в даний час змісті. Для успішного здійснення винаходу мембрани повинні відповідати наведеним вище - визначенням "непористих" і "до не мають дефектів" мембран.Theoretically, a non-porous membrane should, according to accepted definitions, be considered as a membrane that does not have defects. However, in practice, this condition is also not always observed. In practice, non-porous membranes include membranes having a certain hydraulic permeability, usually sufficient to reduce the gas separation capacity of the membrane to 8595 of the actual selective capacity of the dense film. In other words, such s-v membranes have a relatively small, but still sufficient number of pores. The actual number of pores in a membrane that should be considered "non-porous" depends on the size of the pores and the properties of the materials that are separated by the membrane. In the considered case, membranes that do not have defects refer to non-porous membranes that meet the above definition, and not to non-porous membranes in the currently accepted meaning. For the successful implementation of the invention, membranes must meet the above definitions of "non-porous" and "defect-free" membranes.
Під "маслом" у контексті даного винаходу мається на увазі хімічний матеріал, що має низьку легкість - (випаровуваність). Зазвичай масло містить багато фракцій з різною молекулярною масою і різною молекулярною їз структурою в суміші. "Напівпроникною" є мембрана, що має відповідну проникність для певних матеріалів і непроникна для інших о матеріалів. Таку мембрану можна також назвати "розділялючою" мембраною.By "oil" in the context of this invention is meant a chemical material that has low lightness - (evaporation). Usually, the oil contains many fractions with different molecular weight and different molecular structure in the mixture. "Semi-permeable" is a membrane that has adequate permeability to certain materials and is impermeable to other materials. Such a membrane can also be called a "separating" membrane.
Ф Під "змочуванням" у контексті даного винаходу мається на увазі поширення рідини по поверхні.Ф Under "wetting" in the context of this invention is meant the spreading of liquid over the surface.
Термін "забивання" або "закупорювання" означає опір масопереносу за рахунок небажаного ефекту, наприклад у результаті заповнення пор підкладки мембрани маслом або утворення шару масла на чистому боці мембрани.The term "clogging" or "clogging" means resistance to mass transfer due to an undesirable effect, for example, as a result of filling the pores of the membrane substrate with oil or the formation of a layer of oil on the clean side of the membrane.
У даному винаході пропонується мембранний спосіб видалення вільної, емульгованої або розчиненої води з (Ф) масел або інших рідин, що мають низьку легкість (випаровуваність). Пропонований у винаході спосіб можна г застосовувати на працюючому і мобільному обладнанні, а також на стаціонарних установках у стаціонарних умовах. Пропонований у винаході спосіб є досить простим у здійсненні, а необхідні для його здійснення во пристрої мають невеликі розміри і досить компактні для їхнього практичного і дешевого застосування в різних за розмірами системах.The present invention provides a membrane method for removing free, emulsified or dissolved water from (F) oils or other liquids with low lightness (evaporability). The method proposed in the invention can be used on working and mobile equipment, as well as on stationary installations in stationary conditions. The method proposed in the invention is quite simple to implement, and the devices required for its implementation have small dimensions and are compact enough for their practical and cheap use in systems of different sizes.
У даному винаході пропонується також розділлючий шар, що не має дефектів, або мембрана, що не має дефектів, гідравлічно непроникний, відповідно непроникна для рідин і обмежуючий, відповідно обмежуюча можливість їх проходження через нього, відповідно неї. У винаході пропонується також спосіб видалення пару, бе Що проходять через розділялючий шар. Іншими словами, у даному винаході пропонується пристрій і спосіб ефективного видалення з масла вільної, емульгованої або розчиненої води.The present invention also provides a defect-free separating layer or a defect-free membrane that is hydraulically impermeable, respectively impermeable to liquids and restricting, respectively limiting the possibility of their passage through it, respectively. The invention also proposes a method of removing steam passing through the separating layer. In other words, the present invention provides a device and a method for effectively removing free, emulsified or dissolved water from oil.
Даний винахід відноситься, зокрема, до вибіркового зневоднювання масел з застосуванням непористої мембрани, що не має дефектів. Запропонований у винаході спосіб відноситься переважно до зневоднювання потоку масла, що взаємодіє з одним боком ("припливним боком") напівпроникної мембрани. Мембрана ділить роздільну камеру на дві частини, в одну з яких подається масло, а з іншої видаляється вода, що пройшла через мембрану і відділена від масла. У тій частині камери, у якій збирається відділена від масла вода, шляхом створення вакууму або за допомогою газу, що змиває воду, зі зворотного боку мембрани підтримується низький парціальний тиск води. Вода може знаходитися в маслі або в розчиненому вигляді, або у вигляді окремої фази, або в емульгованому, диспергованому або "вільному" стані. Матеріал, з якого виготовляють мембрану, повинне 70 бути хімічно сумісним з маслом, мати вибіркову проникність і пропускати воду. Хімічно сумісна з маслом мембрана не вступає з маслом у хімічну реакцію і зберігає свої фізичні властивості, такі як розмір, міцність, проникність і вибіркова здатність, при впливі на неї масла.The present invention relates, in particular, to the selective dehydration of oils using a non-porous membrane that does not have defects. The method proposed in the invention refers mainly to the dehydration of the flow of oil interacting with one side ("inflow side") of the semipermeable membrane. The membrane divides the separation chamber into two parts, into one of which oil is supplied, and from the other, water that has passed through the membrane and is separated from the oil is removed. In that part of the chamber, in which the water separated from the oil is collected, by creating a vacuum or with the help of a gas that washes away the water, a low partial pressure of water is maintained on the reverse side of the membrane. Water can be in the oil either in dissolved form, or in the form of a separate phase, or in an emulsified, dispersed or "free" state. The material from which the membrane is made must 70 be chemically compatible with the oil, have selective permeability and pass water. Chemically compatible with oil, the membrane does not enter into a chemical reaction with the oil and retains its physical properties, such as size, strength, permeability and selectivity, when exposed to oil.
Таким чином, однією з задач даного винаходу є усунення недоліків, властивих звичайним способам зневоднювання масла, і створення і розробка позбавлених цих недоліків нового способу і нового пристрою для /5 Зневоднювання масла.Thus, one of the tasks of this invention is to eliminate the disadvantages inherent in the usual methods of oil dehydration, and to create and develop a new method and a new device for /5 oil dehydration devoid of these disadvantages.
Іншою задачею даного винаходу є створення водовіддільника для масла, призначеного для вилучення з масел вільної, емульгованої або розчиненої води.Another object of this invention is to create a water separator for oil, designed to remove free, emulsified or dissolved water from oils.
Ще однією задачею даного винаходу є створення простого у використанні водовіддільника для масла.Another object of this invention is to create an easy-to-use water separator for oil.
Задачею даного винаходу є також створення відносного невеликого і компактного водовіддільника для го масла.The task of this invention is also to create a relatively small and compact water separator for oil.
Ще однією задачею даного винаходу є створення дешевого водовіддільника для масла.Another task of this invention is to create a cheap water separator for oil.
Задачею даного винаходу є також створення водовіддільника для масла, який можна застосовувати і у невеликих, і у великих системах.The task of this invention is also to create a water separator for oil, which can be used in both small and large systems.
Ще однією задачею даного винаходу є створення водовіддільника для масла, який можна застосовувати на с г Мобільному обладнанні під час його роботи і пересування.Another task of this invention is to create a water separator for oil, which can be used on mobile equipment during its operation and movement.
Інші задачі і переваги даного винаходу більш докладно розглянуті у наведеному нижче описі і у формулі і) винаходу з посиланням на прикладені до опису і складаючі його частину креслення, на яких одні і ті ж самі елементи позначені тими ж самими номерами.Other tasks and advantages of this invention are considered in more detail in the following description and in formula i) of the invention with reference to the drawings attached to the description and forming part of it, in which the same elements are marked with the same numbers.
На прикладених до опису кресленнях показано: «о зо на Фіг.1 - аксонометрична проекція мембрани, яку застосовують у даному винаході, на Фіг.2 - аксонометрична проекція другого варіанта виконання мембрани, яку застосовують у даному і, винаході, «г на Фіг.3 - аксонометрична проекція ще одного варіанта виконання мембрани, яку застосовують у даному винаході, в. на Фіг4А - вигляд зверху плетеного мату, що складається з безлічі показаних на Фіг.3 порожнистих ї- волоконних мембран, на Фіг.4Б - поперечний переріз мату площиною В-В по Фіг.4А, на Фіг.48 - схематичне зображення згорнутого в рулон мату, показаного на Фіг.4АБ, на Фіг.4Г - аксонометрична проекція двох порожнистих волоконних напівпроникних мембран, показаних на «In the drawings attached to the description, it is shown: "o z in Fig. 1 - an axonometric projection of the membrane used in this invention, in Fig. 2 - an axonometric projection of the second version of the membrane, which is used in this invention, "g in Fig. 3 - an axonometric projection of another version of the membrane used in this invention, c. in Fig. 4A - a top view of a woven mat consisting of a set of hollow fiber membranes shown in Fig. 3, in Fig. 4B - a cross-section of the mat in the B-B plane in Fig. 4A, in Fig. 48 - a schematic image of a rolled up of the mat shown in Fig. 4AB, in Fig. 4D is an axonometric projection of two hollow fiber semipermeable membranes shown in "
Фіг.З і по спіралі намотаних одна на одну, з с на Фіг.5 - схематичне зображення згорнутої в рулон мембрани, показаної на Фіг.1, . на Фіг.б6 - схема, що ілюструє запропонований у винаході мембранний спосіб сепарації, у якому видалення з а масла води здійснюється за допомогою вакуумного насосу, на Фіг.7 - схема, що ілюструє інший варіант здійснення показаного на Фіг.б способу сепарації, у якому для видалення з масла води використовують потік газу, що змиває воду зі зворотного боку мембрани, -І на Фіг.8 - схема, що ілюструє ще один варіант здійснення показаного на Фіг.б способу сепарації, у якому для захисту мембрани від забруднення потоком оброблюваного масла використовується встановлений доFig. 3 and spirally wound on top of each other, with c in Fig. 5 is a schematic representation of the membrane rolled into a roll, shown in Fig. 1, . Fig. b6 is a diagram illustrating the membrane separation method proposed in the invention, in which the removal of water from a oil is carried out using a vacuum pump, Fig. 7 is a diagram illustrating another variant of the implementation of the separation method shown in Fig. b, in in which a flow of gas is used to remove water from the oil, which washes away the water from the reverse side of the membrane, -I in Fig. 8 is a diagram illustrating another variant of the implementation of the separation method shown in Fig. b, in which to protect the membrane from contamination by the flow of the processed oil is used installed before
Ш- мембрани фільтр, ї5» на Фіг9 - вертикальна проекція запропонованого у винаході пристрою з порожнистою волоконною мембраною, у якому масло, що очищається від води, проходить усередині волокон, о на Фіг.10 - вертикальна проекція запропонованого у винаході пристрою з порожнистою волоконноюШ is a filter membrane, and 5" in Fig. 9 is a vertical projection of the device with a hollow fiber membrane proposed in the invention, in which the oil that is purified from water passes inside the fibers, and in Fig. 10 is a vertical projection of the device with a hollow fiber membrane proposed in the invention
Ф мембраною, у якому масло, що очищається від води, проходить зовні волокон, на Фіг.11 - вертикальна проекція запропонованого у винаході пристрою з порожнистою волоконною мембраною, у якому масло, що очищається від води, проходить зовні волокон, а вода рухається в протитечії з очищеним маслом, на Фіг.12 - вертикальна проекція запропонованого у винаході пристрою з порожнистою волоконною (Ф, мембраною, у якому для видалення з масла води застосовують газ, що змиває воду зі зворотного боку ка мембрани, на Фіг.13 - аксонометрична проекція ще одного варіанта виконання показаної на Фіг.1 мембрани, яка у цьому бо варіанті має нанесене на підкладку поверхневе покриття, що утворює шар матеріалу, який розділяє суміші на компоненти, на Фіг.14 - зображення у збільшеному масштабі ділянки торця мембрани, показаної на Фіг.13, на Фіг.15 - аксонометрична проекція іншого варіанта виконання показаної на Фіг.3 мембрани, яка у цьому варіанті має нанесене на підкладку поверхневе покриття, що утворює шар матеріалу, який розділяє суміші на 65 Компоненти, і на Фіг.16 - зображення у збільшеному масштабі ділянки торця мембрани, показаної на Фіг.15.Ф membrane, in which the oil that is purified from water passes outside the fibers, in Fig. 11 is a vertical projection of the device proposed in the invention with a hollow fiber membrane, in which the oil that is purified from water passes outside the fibers, and the water moves in countercurrent with purified oil, Fig. 12 is a vertical projection of the device proposed in the invention with a hollow fiber membrane (Ф, in which gas is used to remove water from the oil, which flushes water from the reverse side of the membrane, Fig. 13 is an axonometric projection one version of the membrane shown in Fig. 1, which in this version has a surface coating applied to the substrate, which forms a layer of material that separates the mixture into components, in Fig. 14 is an enlarged view of the end section of the membrane shown in Fig. 13, in Fig. 15 is an axonometric projection of another version of the membrane shown in Fig. 3, which in this version has a surface coating applied to the substrate, forming a matte layer rial, which separates the mixture into 65 components, and Fig. 16 is an enlarged image of the end section of the membrane shown in Fig. 15.
Необхідно відзначити, що розглянуті в описі і показані на кресленнях варіанти є тільки прикладами можливого здійснення винаходу, що ілюструють його основну ідею в тому вигляді, як вона викладена у формулі винаходу. Тому зазначені в цих прикладах конкретні розміри і фізичні параметри не повинні розглядатися як такі, що обмежують обсяг винаходу, якщо вони не зазначені у формулі винаходу.It should be noted that the variants considered in the description and shown in the drawings are only examples of possible implementation of the invention, illustrating its main idea as it is set forth in the claims. Therefore, the specific dimensions and physical parameters specified in these examples should not be considered as limiting the scope of the invention, unless they are specified in the claims.
Перш ніж перейти до детального розгляду кращих варіантів здійснення винаходу варто зазначити, що як посилання в нього включені |довідник Метбгапе Напароок, опублікований Мап Могзігапа Кеїппоїа, 1992, ст.3-15, і довідник Нападрбсок ої Іпдизігіа! Метрбгапез, 1-е вид., 1995, ст.56-611.Before moving on to a detailed consideration of the best options for implementing the invention, it should be noted that the reference book Metbgape Naparook, published by Map Mogzigapa Keippoia, 1992, articles 3-15, and the reference book Napadrbsok oi Ipdyzigia! Metrbgapez, 1st ed., 1995, articles 56-611.
Пропоновані у винаході пристрої і спосіб призначені для видалення води або інших розчинників, що мають 7/0 високу летючість (випаровуваність), з великого класу рідин, що мають низьку летючість (випаровуваність). Під рідиною, що має низьку летючість, мається на увазі рідина, у якої точка кипіння за нормальних умов перевищує точку кипіння води (1002). Тому вода відноситься до рідин, що мають високу летючість. Необхідно відзначити, що поведінка різних рідин, які у чистому вигляді мають низьку летючість, у суміші з іншими рідинами може відрізнятися від ідеальної. Виявлятися ця властивість може в більшій, у порівнянні з чистою рідиною, позірній 75 Швидкості випаровування відповідного компоненту суміші. У переважному варіанті даний винахід відноситься до розділення суміші, що містить воду і масло на воду і масло (або до видалення з масла води).The devices and method proposed in the invention are designed to remove water or other solvents that have 7/0 high volatility (evaporation) from a large class of liquids that have low volatility (evaporation). A low-volatility liquid is a liquid whose boiling point under normal conditions exceeds that of water (1002). Therefore, water is a highly volatile liquid. It should be noted that the behavior of various liquids, which in their pure form have low volatility, when mixed with other liquids may differ from the ideal. This property can manifest itself in a higher, compared to a pure liquid, apparent rate of evaporation of the corresponding component of the mixture. In a preferred embodiment, this invention relates to the separation of a mixture containing water and oil into water and oil (or to the removal of water from oil).
При зневоднюванні масла запропонованим у винаході способом, потоком рідини, у якій містяться щонайменше масло і вода, діють на один бік непористої напівпроникної мембрани, що не має дефектів, яка розділяє камеру сепарації на дві порожнини, в одну з яких подається рідка суміш масла і води, яка розділяється, а з іншої виводиться перміат, у даному випадку відділена від масла вода, по різні боки від мембрани підтримують парціальний перепад хімічного потенціалу води, під дією якого переважно вода проходить Через мембрану з першої порожнини камери сепарації в її другу порожнину, із другої порожнини видаляють воду, яка пройшла в неї через мембрану і з першої порожнини виводять зневоднене масло. Під "перепадом хімічного потенціалу" можна також розуміти "перепад активності" води або "перепад парціального с тиску" води. "Перепад парціального тиску" означає різницю між тиском пару води в першій порожнині і рівноважним тиском пару води, що відповідає концентрації води, яка міститься в маслі. оWhen dehydrating oil by the method proposed in the invention, a flow of liquid, which contains at least oil and water, acts on one side of a non-porous semi-permeable membrane that does not have defects, which divides the separation chamber into two cavities, into one of which a liquid mixture of oil and water is fed , which is separated, and permeate is removed from the other, in this case water separated from the oil, on different sides of the membrane support a partial difference in the chemical potential of water, under the influence of which mainly water passes through the membrane from the first cavity of the separation chamber into its second cavity, from the second cavities remove the water that has passed into it through the membrane, and the dehydrated oil is removed from the first cavity. "Difference in chemical potential" can also mean "difference in activity" of water or "difference in partial pressure" of water. "Partial pressure difference" means the difference between the water vapor pressure in the first cavity and the equilibrium water vapor pressure corresponding to the concentration of water contained in the oil. at
Запропонований у винаході пристрій для зневоднювання масла має корпус, у якому знаходиться щонайменше непориста напівпроникна мембрана, що не має дефектів, яка розділяє корпус щонайменше на дві порожнини, в одну з яких подається рідка суміш масла і води, яка розділяється, а з іншої виводиться відділена Ге) зо Від масла вода, щонайменше один вхідний патрубок, з'єднаний з першою порожниною, щонайменше один вихідний патрубок, з'єднаний з першою порожниною, і щонайменше один вихідний патрубок, з'єднаний з другою і, порожниною. При зневоднюванні масла за допомогою такого пристрою суміш масла і води через вхідний /-«ф патрубок подається усередину корпусу, суміш масла і води, що попадає в корпус діє на один бік напівпроникної мембрани, по різні боки від мембрани підтримується парціальний перепад хімічного потенціалу води, під дією -The device for dehydrating oil proposed in the invention has a housing in which there is at least a non-porous semipermeable membrane that does not have defects, which divides the housing into at least two cavities, into one of which a liquid mixture of oil and water is fed, which is separated, and from the other, the separated is discharged From oil to water, at least one inlet nozzle connected to the first cavity, at least one outlet nozzle connected to the first cavity, and at least one outlet nozzle connected to the second cavity. When dehydrating oil with the help of such a device, a mixture of oil and water is fed into the housing through the inlet pipe, the mixture of oil and water entering the housing acts on one side of the semipermeable membrane, a partial difference in the chemical potential of water is maintained on different sides of the membrane, under the influence of
Зз5 якого переважно вода проходить через мембрану з першої порожнини корпусу в його другу порожнину, із другої р порожнини корпусу через вихідний патрубок видаляється вода, що пройшла в неї Через мембрану і з першої порожнини корпусу через інший вихідний патрубок виводиться зневоднене масло.35 of which water mainly passes through the membrane from the first cavity of the housing into its second cavity, from the second p cavity of the housing through the outlet pipe, the water that has passed into it is removed. Through the membrane and from the first cavity of the housing through another outlet pipe, dehydrated oil is removed.
Мембрана може мати будь-які розміри і форму і будь-яку поверхню, що дозволяє розділяти суміш масла і води на масло і воду. Зазвичай мембрану виготовляють у вигляді самонесучої плівки, порожнистих волокон, «The membrane can have any size and shape and any surface, which allows you to separate the mixture of oil and water into oil and water. Usually, the membrane is made in the form of a self-supporting film, hollow fibers, "
Композитних листів або композитних порожнистих волокон. У мембранах, що складаються з залитих компаундом Пд с або будь-яким іншим способом зібраних одне з одним порожнистих волокон, номінально волокна розташовують й паралельно одне одному. У мембранах, що складаються з композитних порожнистих волокон або з простих "» порожнистих волокон, окремі волокна можна також намотати одне на інше. В іншому варіанті з окремих волокон можна сплести мат. Сплетені з окремих волокон плоскі мати або листи можна згорнути в рулон. Крім того, між окремими листами або матами можна розташувати різні роздільні елементи. -І Мембрана, яку використовують для зневоднювання масла складається щонайменше з тонкого щільного непористого шару (або "поверхневого покриття"), що не має дефектів, який розділяє суміш на окремі компоненти - і несучої основи або підкладки. В другому, але не обов'язковому для практичного здійснення винаходу, варіанті ї» можна використовувати і самонесучий шар, що розділяє суміш на компоненти. Для фахівців у даній області техніки очевидно, що щільні непористі шари, що розділяють суміші на компоненти, можуть мати певні дефекти. о При використанні такого шару для розділення суміші газів або рідин, Через наявні в шарі дефекти можеComposite sheets or composite hollow fibers. In membranes consisting of hollow fibers filled with Pd c compound or assembled with each other in any other way, the fibers are nominally arranged parallel to each other. In membranes consisting of composite hollow fibers or of simple "" hollow fibers, the individual fibers can also be wound on top of each other. Alternatively, the individual fibers can be woven into a mat. The flat mats or sheets woven from the individual fibers can be rolled into a roll. In addition in addition, various separation elements can be arranged between the individual sheets or mats.-I The membrane used to dewater the oil consists of at least a thin, dense non-porous layer (or "surface coating") free from defects that separates the mixture into its individual components - and supporting base or substrate. In the second, but not mandatory for the practical implementation of the invention, option "i" it is possible to use a self-supporting layer that separates the mixture into components. For specialists in this field of technology, it is obvious that dense non-porous layers that separate the mixture into components, may have certain defects. o When using such a layer to separate a mixture of gases or liquids, Due to the defects present in the layer, it may
Ф проходити не розділена на компоненти суміш газів або рідин. У тому випадку, коли такий шар, який розділяє суміш на компоненти, використовується для розділення на компоненти суміші газів, суміш газів може проходити через наявні в шарі дефекти в результаті "дифузії розчину" за законом Кнудсена. Детально це явище розглянуте |В дисертації Сіаизі М. "Роптайоп апа Спагасіегігайоп ої Авуттеїйіс Роїуїтіде Ноїом/ Рірег Метьгапез огФ pass a mixture of gases or liquids that is not separated into components. In the case when such a layer, which separates the mixture into components, is used to separate the mixture of gases into components, the gas mixture can pass through the defects present in the layer as a result of "solution diffusion" according to Knudsen's law. This phenomenon is considered in detail | In the dissertation of Siaisi M. "Roptayop apa Spagasiegigayop oi Avutteiiis Roiuitide Noiom/ Rireg Methapez og
Саз Зерагайоп", захищеній при Техаському університеті в м. Остин (1998)). При використанні такого шару, який іФ) має дефекти, для розділення суміші рідин рідина за законами гідравліки проходить через наявні в шарі дефекти. ко Нерозділена на компоненти рідина, що проходить через мембрану, яка має дефекти, попадає з однієї порожнини розділеного мембраною корпусу в його другу порожнину, розташовану з протилежного боку мембрани. У деяких бо випадках використання такої мембрани є припустимим, а в інших випадках - неприпустимим.Saz Zeragayop", protected at the University of Texas in Austin (1998)). When using such a layer, which iF) has defects, to separate a mixture of liquids, the liquid according to the laws of hydraulics passes through the defects in the layer. passes through the membrane, which has defects, enters from one cavity of the body separated by the membrane into its second cavity, located on the opposite side of the membrane. In some cases, the use of such a membrane is permissible, and in other cases - unacceptable.
Прикладом щільного, непористого шару, що не має дефектів, для розділення сумішей є щільна, відлита з розчину мембрана. Такі мембрани добре відомі фахівцям у даній області техніки. Щільний, непористий шар, що не має дефектів, для розділення сумішей з певною швидкістю, придатний для промислового застосування, можна виготовити у вигляді відлитої з розчину досить тонкої плівки, товщина якої відповідає необхідної 65 Швидкості зневоднювання. Для усунення дефектів на відповідну підкладку можна послідовно нанести декілька шарів відлитого з розчину полімерного покриття з проміжним утворенням поперечних зв'язків між молекулами полімеру кожного шару.An example of a dense, non-porous, defect-free layer for separating mixtures is a dense solution-cast membrane. Such membranes are well known to those skilled in the art. A dense, non-porous, defect-free layer for separation of mixtures at a certain rate, suitable for industrial applications, can be produced in the form of a sufficiently thin film cast from a solution, the thickness of which corresponds to the required 65 Dehydration rate. To eliminate defects, several layers of a solution-cast polymer coating can be successively applied to the corresponding substrate with the intermediate formation of crosslinks between the polymer molecules of each layer.
При зневоднюванні масла попадання масла, з причини гідравлічної проникності мембрани, в розташовану зі зворотного боку мембрани порожнину, розділеного мембраною корпусу водовіддільника, у якій повинна знаходитися тільки вода, призводить до втрат масла в системі змащення або в гідравлічній системі і по суті просто виключає можливість застосування такого водовіддільника і одночасно супроводжується "замаслюванням" зворотного боку мембрани. Якщо шар, який розділяє суміш масла і води на масло і воду, нанесений на підкладку своїм зворотним боком, то масло, яке проходить через нього за законами гідравліки, буде заповнювати і забивати пори підкладки, збільшуючи її гідравлічний опір, який повинна перебороти 7/0 видалена з масла вода. При випадковому або невипадковому випаровуванні масла масло, що випаровується зі швидкістю, меншою гідравлічної швидкості масла в дефектах мембрани, незворотно забиває мембрану і знижує швидкість його зневоднювання. Крім того, при наявності в мембрані дефектів газ, який використовується для вилучення зі зворотного боку мембрани відділеної від масла води, може через дефекти мембрани потрапити в "чисте" (зневоднене) масло. Попадання газу в масло може, що очевидно, призвести до небажаного спінення /5 масла.When dehydrating oil, due to the hydraulic permeability of the membrane, the ingress of oil into the cavity located on the reverse side of the membrane, separated by the membrane of the water separator body, in which only water should be, leads to oil losses in the lubrication system or in the hydraulic system and essentially simply excludes the possibility of use of such a water separator and is simultaneously accompanied by "oiling" of the reverse side of the membrane. If the layer that separates the mixture of oil and water into oil and water is applied to the substrate with its reverse side, then the oil that passes through it according to the laws of hydraulics will fill and clog the pores of the substrate, increasing its hydraulic resistance, which must overcome 7/0 water removed from the oil. In case of accidental or non-accidental evaporation of oil, the oil evaporating at a rate lower than the hydraulic velocity of the oil in the membrane defects irreversibly clogs the membrane and reduces the rate of its dehydration. In addition, if there are defects in the membrane, the gas used to remove the water separated from the oil from the reverse side of the membrane can enter the "clean" (dehydrated) oil through the membrane defects. Ingress of gas into the oil can, obviously, lead to undesirable foaming /5 of the oil.
В основі проникності такого щільного, непористого шару, що не має дефектів, для розділення сумішей лежить так звана "дифузія розчину". Відомо, що "дифузія розчину" полягає в розчиненні в розділялючому шарі одного з компонентів суміші, яку розділяють, його наступною дифузією Через розділлючий шар і десорбцією на зворотному боці шару. При вилученні з масла води рідка суміш води і масла змочує один з боків мембрани, а 2о вода, що проходить через мембрану у вигляді пари або в газоподібному вигляді, вилучається зі зворотного боку мембрани. При наявності в розділяючому шарі дефектів через них, за законами гідравліки, на зворотний бік шару проходить рідка суміш води і масла. У результаті цього, як уже було відзначено вище, відбувається замаслення мембрани і втрата певної кількості масла, що знаходиться в системі, Через що такий спосіб зневоднювання масла стає практично неприйнятним. сThe so-called "solution diffusion" is the basis of the permeability of such a dense, non-porous, defect-free layer for the separation of mixtures. It is known that "solution diffusion" consists in the dissolution in the separating layer of one of the components of the mixture being separated, its subsequent diffusion through the separating layer and desorption on the reverse side of the layer. When removing water from oil, a liquid mixture of water and oil wets one side of the membrane, and 2o water passing through the membrane in the form of steam or in gaseous form is removed from the reverse side of the membrane. If there are defects in the separating layer, a liquid mixture of water and oil passes through them, according to the laws of hydraulics, to the reverse side of the layer. As a result of this, as already noted above, the membrane is lubricated and a certain amount of oil in the system is lost, which makes this method of oil dehydration practically unacceptable. with
Дифузійне випаровування полягає в розділенні в щільному непористому розділяючому шарі суміші повністю перемішаних між собою рідин. При дифузійному випаровуванні, крім того, певні компоненти суміші проходять і) через розділлючий шар з обмеженою швидкістю і у вигляді пари видаляються зі зворотного боку шару. При зневоднюванні масла дифузійним випаровуванням і наявності в розділялючому шарі окремих дефектів проходження на зворотний бік шару неводної фази не є катастрофічним. Пов'язано це з тим, що неводна фаза Ге зо має високу пружність пари (тиск насиченої пари) і легко випаровується. Відбувається це и по відношенню до компонентів, що мають низьку легкість, таких як етиленгліколь, поведінка якого при його перемішуванні з водою і, різко відрізняється від поведінки чистого етиленгліколю. «гDiffusion evaporation consists in the separation in a dense non-porous separating layer of a mixture of completely mixed liquids. In diffusion evaporation, in addition, certain components of the mixture pass i) through the separating layer with a limited speed and are removed in the form of vapor from the reverse side of the layer. In the case of dehydration of oil by diffusion evaporation and the presence of individual defects in the separating layer, passage to the reverse side of the non-aqueous phase layer is not catastrophic. This is due to the fact that the non-aqueous phase of Hezo has high vapor elasticity (saturated vapor pressure) and evaporates easily. This also happens in relation to components that have low lightness, such as ethylene glycol, the behavior of which, when mixed with water, differs sharply from the behavior of pure ethylene glycol. "Mr
Пористі мембрани, які застосовуються при мікрофільтрації, ультрафільтрації і діалізі, непридатні для застосування при зневоднюванні рідин, що мають низьку легкість, які проникають у пори і забивають мембрану. -Porous membranes, which are used in microfiltration, ultrafiltration and dialysis, are unsuitable for use in dewatering liquids that have low lightness, which penetrate into the pores and clog the membrane. -
До мембран, які можна застосовувати для зневоднювання масла запропонованим у винаході способом, ча відносяться щільні непористі плівки або асиметричні мембрани з відносно щільними розділялючими суміш на компоненти шарами або поверхневими покриттями, нанесеними на один або обидва боки несучої підкладки.Membranes that can be used for dewatering oil by the method proposed in the invention include dense non-porous films or asymmetric membranes with relatively dense layers separating the mixture into components or surface coatings applied to one or both sides of the supporting substrate.
Щільні непористі мембрани виготовляють або "інверсією фази", або "литтям з розчину". При виготовленні мембран інверсією фази застосовують систему полімер-розчинник-осаджувач, де полімер, що міститься в ній « Випадає в осад при випаровуванні або екстракції розчинника або додаванні осаджувача. У результаті інверсії пт») с фази одержують негомогенну пористу симетричну або несиметричну полімерну матрицю, у якій можуть . міститися ділянки з щільним, непористим полімером. Щільний непористий розділлючий шар можна одержати и?» розділенням фаз при відповідному виборі системи розчинник-осаджувач і системи осадження. При виготовленні мембрани литтям з розчину використовують відповідну систему полімер-розчинник, що утворює гель, який потім висушують. Мембрани, виготовлені литтям з розчину полімеру, зазвичай являють собою непористі щільні плівки. -І В обох випадках щільну непористу плівку можна застосовувати як покриття для іншої несучої підкладки. Щільні непористі розділяючі суміші на компоненти шари, виготовлені і тим і іншим способами, можуть мати дефекти (05Dense non-porous membranes are made either by "phase inversion" or "solution casting". In the manufacture of membranes by phase inversion, a polymer-solvent-precipitator system is used, where the polymer contained in it “Precipitates during evaporation or extraction of the solvent or addition of a precipitant. As a result of the inversion of the pt») phase, an inhomogeneous porous symmetric or asymmetric polymer matrix is obtained, in which they can contain areas with a dense, non-porous polymer. A dense non-porous separating layer can be obtained and? phase separation with the appropriate selection of the solvent-precipitator system and the deposition system. When manufacturing a membrane by casting from a solution, a suitable polymer-solvent system is used, which forms a gel, which is then dried. Membranes made by casting from a polymer solution are usually non-porous dense films. -And In both cases, a dense non-porous film can be used as a coating for another supporting substrate. Dense non-porous separating mixtures into component layers, produced by both methods, may have defects (05
Ш- 4230463). Різні способи наступної обробки таких шарів, з метою зменшення кількості наявних у них дефектів, їх детально розглянуті |в роботі Непів і Тгіроді (Непіз У. і Тгіроді М., "Сотрозіе НоїІом/ Рірег Метбгапевз огSh- 4230463). Different methods of subsequent processing of such layers, with the aim of reducing the number of defects present in them, are discussed in detail in the work of Nepiv and Tgirodi (Nepiz U. and Tgirodi M., "Sotrozie NoiIom/ Rireg Metbgapevz og
Заз Зерагайоп: Те Кевізіапсе Моде! Арргоасі", у. Метрьг. зсі. 8, 1981, ст.233-245)). Для усунення дефектів у о мембрані, що їх має, на неї послідовно аж до повного усунення всіх дефектів наносять декілька шарів покриття.Zaz Zeragayop: Te Keviziapse Mode! Arrgoasi", u. Metryg. zsi. 8, 1981, p. 233-245)). To eliminate defects in the membrane that has them, several layers of coating are applied to it successively until all defects are completely eliminated.
Ф До складу цих шарів вторинного покриття може входити полімер, який входить до складу самого розділяючого суміш на компоненти шару, або який-небудь інший полімер. Щільний непористий розділлючий шар, що не має дефектів, можна виготовити литтям з розчину у вигляді досить товстої однорідної полімерної плівки. ГУ роботі дво Ріотт (Ріготт Р.Н., "баз ігапзрогі ргорегпієв апа адіпуо ої (піп апа (піск Яйтв таде їот атогрпоиз діаззу роїутегв", дисертація, захищена при Техаському університеті в м. Остин (1994))| говориться, що для розділенняФ The composition of these layers of the secondary coating can include a polymer, which is part of the composition of the one that separates the mixture into the components of the layer, or some other polymer. A dense, non-porous, defect-free separating layer can be produced by solution casting in the form of a fairly thick, uniform polymer film. GU work of two Riott (Rigott R.N., "baz igapzrogi rgoregpiev apa adipuo oi (pip apa (pisk Yatv tade iot atogrpoiz diazzu roiutegv", dissertation defended at the University of Texas in Austin (1994))| it is said that for separation
Ф) сумішей можна також використовувати і надтонкі щільні, непористі шари, що не мають дефектів. ка Проникність газів через щільну непористу однорідну плівку, що не має дефектів, визначається внутрішніми властивостями полімеру (Сіацйвзі, 1998). Внутрішня проникність полімеру, наприклад, не залежить від товщини бо розділяючого шару. При використанні такого шару для розділення на компоненти суміші газів і в тому випадку, коли цей шар являє собою вільно розташовану плівку, і в тому випадку, коли він створює поверхневе покриття підкладки, що має значно менший опір, ніж сам розділяючий шар, співвідношення показників проникності окремих компонентів конкретної суміші також залежить від внутрішніх властивостей полімеру, що лежить в основі розділлючого шару. Таке співвідношення зазвичай називають внутрішньою вибірковою здатністю 65 полімеру за окремими компонентами конкретного газу.F) mixtures can also be used in ultra-thin, dense, non-porous layers that do not have defects. ka The permeability of gases through a dense non-porous homogeneous film that does not have defects is determined by the internal properties of the polymer (Siatsyvzi, 1998). The internal permeability of the polymer, for example, does not depend on the thickness of the separating layer. When using such a layer to separate gas mixtures into components, and in the case when this layer is a free-standing film, and in the case when it creates a surface coating of the substrate, which has a much lower resistance than the separating layer itself, the ratio of permeability indicators of individual components of a specific mixture also depends on the internal properties of the polymer underlying the separating layer. This ratio is usually called the internal selectivity 65 of the polymer for individual components of a specific gas.
Відсутність у щільного непористого розділяючого шару "внутрішньої" вибіркової здатності по відношенню до конкретної комбінації газів швидше за все обумовлено наявністю в ньому дефектів. Дефекти утворюють у шарі канали для проходження через шар нерозділених компонентів суміші. Відомо, що якщо пориста підкладка мембрани має винятково низький гідравлічний опір, то це свідчить про наявність дефектів у шарах, що розділяють суміші на компоненти |Сіайзі, 1998; 05 4902422). Такий підхід можна використовувати для визначення наявності або відсутності дефектів незалежно від способу формування розділяючого шару.The absence of a dense non-porous separating layer of "internal" selective ability in relation to a specific combination of gases is most likely due to the presence of defects in it. Defects form channels in the layer for passage through the layer of unseparated components of the mixture. It is known that if the porous substrate of the membrane has an exceptionally low hydraulic resistance, then this indicates the presence of defects in the layers that separate the mixture into components | Siayzi, 1998; 05 4902422). This approach can be used to determine the presence or absence of defects regardless of the method of forming the separating layer.
Очевидно, що через шар, який не має дефектів, нерозділена на компоненти суміш газів або рідин проходити не буде, і зі зворотного боку мембрани будуть десорбуватися у вигляді пари тільки компоненти суміші, які проходять через шар. 70 Тонкий щільний непористий розділяючий суміш на компоненти шар можна виконати у вигляді окремого шару.It is obvious that a mixture of gases or liquids that is not separated into components will not pass through a layer that does not have defects, and only the components of the mixture that pass through the layer will be desorbed in the form of steam from the reverse side of the membrane. 70 A thin, dense, non-porous layer separating the mixture into components can be made as a separate layer.
Крім того, його можна виконати за одне ціле з несучою підкладкою. Такий шар можна виготовити з такого ж матеріалу, що і підкладку, або з іншого матеріалу в композитній формі. У композитній мембрані розділялючий шар міцно зв'язаний з підкладкою. При виготовленні композитних мембран щільний непористий розділлючий шар наносять на підкладку при виконанні окремої технологічної операції. Композитні плівки, волокна або листи /5 Можна виготовляти і пористими, і непористими. Для зневоднювання масла запропонованим у винаході способом переважно, але не обов'язково використовувати плоскі листові мембрани. Для відділення суміші масла і води, яку зневоднюють, від видаленої з неї води один або обидва боки таких волокон, плівок або листів можна герметизувати. Розділялючий шар мембрани можна виготовити з того ж матеріалу, що і підкладку, яку зазвичай виготовляють з пористого органічного або неорганічного полімеру, кераміки або скла, або з іншого матеріалу. У 2о переважному варіанті здійснення винаходу застосовують мембрану, що складається з підкладки у вигляді композитного листа або композитного порожнистого волокна, покритою з одного або з обох боків тонким щільним непористим розділлючим суміш на компоненти шаром полімеру. При використанні симетричних або несиметричних мембран рідина може змочувати мембрану з будь-якого боку, хоча в переважному варіанті використовується мембрана з розділлючим шаром, який розташований на боці мембрани, що змочується с бумішшю води і масла, яку розділяють на компоненти.In addition, it can be performed in one piece with a supporting substrate. Such a layer can be made from the same material as the substrate, or from another material in a composite form. In a composite membrane, the separating layer is firmly bonded to the substrate. In the manufacture of composite membranes, a dense non-porous separating layer is applied to the substrate during a separate technological operation. Composite films, fibers or sheets /5 Can be made both porous and non-porous. For oil dehydration by the method proposed in the invention, it is preferable, but not necessary, to use flat sheet membranes. To separate the mixture of oil and water, which is dehydrated, from the water removed from it, one or both sides of such fibers, films or sheets can be sealed. The separating layer of the membrane can be made from the same material as the substrate, which is usually made from a porous organic or inorganic polymer, ceramic or glass, or from another material. In the 2nd preferred embodiment of the invention, a membrane consisting of a substrate in the form of a composite sheet or composite hollow fiber is used, covered on one or both sides with a thin, dense, non-porous polymer layer that separates the mixture into components. When using symmetric or asymmetric membranes, the liquid can wet the membrane from either side, although the preferred option is to use a membrane with a separating layer, which is located on the side of the membrane that is wetted with a mass of water and oil, which is separated into components.
Щільний непористий шар або поверхневе покриття можна також виконати у вигляді невід'ємної частини і) мембрани щонайменше номінально під час виготовлення підкладки. Винахід, однак, не обмежений одночасним виготовленням щільного непористого поверхневого покриття і підкладки мембрани. У принципі щільний непористий шар можна виконати як окрему або складову частину композитної мембрани. Щільний непористий (о зо шар мембрани можна виготовляти не одночасно з виготовленням підкладки. Виготовлений окремо щільний непористий шар потім відповідним чином з'єднують з підкладкою. іA dense non-porous layer or surface coating can also be performed as an integral part of i) the membrane at least nominally during the manufacture of the substrate. The invention, however, is not limited to the simultaneous production of a dense non-porous surface coating and a membrane substrate. In principle, a dense non-porous layer can be made as a separate or integral part of a composite membrane. A dense non-porous membrane layer can be produced not simultaneously with the production of the substrate. The separately produced dense non-porous layer is then appropriately connected to the substrate. and
Підкладка мембрани може бути пористою або непористою. Щільне непористе поверхневе покриття «Е мембрани і її підкладка можуть мати полімерну основу. Щільне непористе поверхневе покриття мембрани і її підкладку можна виготовляти з неорганічних і органічних полімерів. До таких полімерів відносяться, зокрема, ї- лінійні полімери, розгалужені полімери, зшиті полімери, лінійні циклополімери, ступінчасті полімери, матричні ї- циклополімери, сополімери, потрійні сополімери, щеплені полімери або їх суміші.The lining of the membrane can be porous or non-porous. Dense non-porous surface coating "E membrane and its substrate can have a polymer base. The dense non-porous surface coating of the membrane and its substrate can be made of inorganic and organic polymers. Such polymers include, in particular, y-linear polymers, branched polymers, cross-linked polymers, linear cyclopolymers, step polymers, matrix y-cyclopolymers, copolymers, ternary copolymers, grafted polymers or mixtures thereof.
Рідина з низькою легкістю може змочувати пористу підкладку мембрани. В другому варіанті пористу підкладку мембрани можна обробити таким чином, щоб рідина з низькою легкістю не змочувала підкладку. Однак така обробка підкладки є не обов'язковою. Запропонований у винаході спосіб зневоднювання масла припускає « використання мембрани, пориста підкладка якої не змочується рідиною з низькою легкістю. Можливий також і з с інший варіант здійснення запропонованого у винаході способу з використанням мембрани з пористою підкладкою, що не змочується рідиною з низькою легкістю в результаті її відповідної обробки. Переважно, ;» однак, використовувати такі пористі підкладки, що за своєю природою не змочуються рідиною з низькою легкістю.Liquid can wet the porous membrane substrate with low ease. In the second option, the porous substrate of the membrane can be treated in such a way that the liquid does not wet the substrate with low ease. However, such treatment of the substrate is not mandatory. The method of oil dehydration proposed in the invention involves the use of a membrane, the porous substrate of which is not wetted by liquid with low ease. Another variant of implementation of the method proposed in the invention using a membrane with a porous substrate that does not get wet with a liquid with low ease as a result of its appropriate processing is also possible. Mostly, ;" however, to use such porous substrates that by their nature do not wet the liquid with low ease.
У мембранах із щільним непористим шаром або поверхневим покриттям, розташованим тільки з одного боку -І мембрани, наявність у цьому шарі дефектів робить мембрану маслопроникною, про що говорилося вище.In membranes with a dense non-porous layer or a surface coating located only on one side of the -I membrane, the presence of defects in this layer makes the membrane oil-permeable, which was discussed above.
Масло, що проходить через мембрану за законами гідравліки, випаровується зі зворотного боку мембрани зThe oil passing through the membrane according to the laws of hydraulics evaporates from the reverse side of the membrane
Ш- меншою, в порівнянні з водою, швидкістю або взагалі не випаровується і забиває мембрану і знижує швидкість ї5» зневоднювання. Тому в переважному варіанті застосовують мембрани з пористою підкладкою, покритою з одного або з обох боків щільним непористим шаром або поверхневим покриттям, що не має дефектів, який о розділяє суміш масла і води на компоненти. Мембрана з щільним непористим розділлючим шаром, що не маєIt evaporates at a lower rate than water or does not evaporate at all and clogs the membrane and reduces the rate of dehydration. Therefore, membranes with a porous substrate, covered on one or both sides with a dense non-porous layer or a surface coating that does not have defects, which separates the mixture of oil and water into components, are preferably used. A membrane with a dense non-porous separating layer that does not have
Ф дефектів, по суті непроникна для масла, яке у мембранах з розділлючим шаром, що має дефекти, проходить через ці дефекти за законами гідравліки. Наявність у мембрані двох щільних непористих шарів, що не мають дефектів, розділлючих суміш масла і води на компоненти, якими з двох боків покрита пориста підкладкаФ of defects is essentially impermeable to oil, which in membranes with a separating layer having defects passes through these defects according to the laws of hydraulics. The presence in the membrane of two dense non-porous layers that do not have defects, separating the mixture of oil and water into components that cover the porous substrate on both sides
Мембрани, ще більше знижує імовірність можливого проходу через мембрану масла за законами гідравліки.Membranes, further reduces the probability of possible passage of oil through the membrane according to the laws of hydraulics.
При використанні як мембрани порожнистих волокон суміш масла і води, яку розділяють на компоненти,When using hollow fiber membranes as a membrane, a mixture of oil and water, which is separated into components,
Ф) проходить через внутрішній отвір волокна або змочує волокно зовні. У переважному варіанті для зменшення ка втрат тиску використовують волоконні мембрани, що змочуються зовні сумішшю води і масла, яку розділяють.F) passes through the inner opening of the fiber or wets the fiber from the outside. In the preferred version, to reduce pressure losses, fiber membranes are used that are wetted from the outside with a mixture of water and oil, which is separated.
До складу розділяючого суміш на компоненти шару або поверхневого покриття можуть входити будь-які бо полімери, хімічно сумісні з сумішшю, яку розділяють на компоненти і придатні для виготовлення щільного непористого шару, через який масло не може проходити в помітних кількостях. Шар або поверхневе покриття, яке розділяє суміш на компоненти вважається хімічно сумісним з маслом у тому випадку, коли воно не вступає у взаємодію з маслом або не змінює при контакті з маслом своїх фізичних властивостей, таких як розміри, міцність, проникність і вибіркова здатність. До полімерів, що можуть входити до складу щільного непористого 65 шару, відносяться, зокрема, але не обмежуючись тільки ними, поліїміди, полісульфони, полікарбонати, складні поліефіри, поліаміди, полісечовини, поліефіраміди, аморфний тефлон, поліорганосилани, алкілцелюлоза і поліолефіни.The composition separating the mixture into components of the layer or surface coating can include any polymers that are chemically compatible with the mixture that is divided into components and suitable for the production of a dense non-porous layer through which oil cannot pass in significant quantities. A layer or surface coating that separates the mixture into components is considered to be chemically compatible with the oil if it does not interact with the oil or change its physical properties such as size, strength, permeability and selectivity when in contact with the oil. Polymers that can be part of the dense non-porous layer 65 include, but are not limited to, polyimides, polysulfones, polycarbonates, polyesters, polyamides, polyureas, polyetheramides, amorphous Teflon, polyorganosilanes, alkylcellulose, and polyolefins.
Запропоновану у винаході мембрану можна застосовувати в протитечійних і прямотечійних водовіддільниках і у водовіддільниках з поперечними або радіально-поперечними потоками оброблюваної в них рідини і виділеного з неї компоненту. Один або обидва потоки (що проходять через водовіддільник по різні боки від мембрани) можна ретельно перемішати або взагалі не перемішувати. При цьому оброблюваний у водовіддільнику потік масла і води, який розділяється мембраною на компоненти переважно повинен бути ретельно перемішаний.The membrane proposed in the invention can be used in counter-current and direct-flow water separators and in water separators with transverse or radial-transverse flows of the liquid processed in them and the component separated from it. One or both streams (passing through the water separator on different sides of the membrane) can be thoroughly mixed or not mixed at all. At the same time, the flow of oil and water processed in the water separator, which is separated by the membrane into components, should preferably be thoroughly mixed.
Потік рідини, що містить рідину з низькою легкістю (зокрема масло) і воду, можна обробляти в корпусі з 70 мембраною, щільний непористий шар, що не має дефектів, якої змочується рідиною, яку розділяють на воду і масло. Такий варіант обробки з прокачуванням масла, яке зневоднюють, через корпус з боку щільного непористого шару мембрани не обмежує винахід. При зневоднюванні масла запропонованим у винаході способом суміш масла і води можна також обробляти в корпусі з мембраною, у якої щільний непористий шар або поверхневе покриття розташоване зі зворотного боку.A fluid stream containing a low lightness fluid (particularly oil) and water can be handled in a casing with a 70 membrane, a dense, non-porous, defect-free layer that is wetted by the fluid that is separated into water and oil. This variant of processing with pumping oil, which is dehydrated, through the case from the side of the dense non-porous layer of the membrane does not limit the invention. When dehydrating oil by the method proposed in the invention, the mixture of oil and water can also be processed in a case with a membrane in which a dense non-porous layer or surface coating is located on the reverse side.
Парціальний тиск води зі зворотного боку мембрани можна зменшити шляхом створення вакууму або за допомогою змиваючого воду зі зворотної сторони мембрани газу з низьким парціальним тиском водяної пари, наприклад, діоксиду вуглецю, аргону, водню, гелію, азоту, метану або переважно повітря. Потік відділеної від масла води разом зі змиваючим її зі зворотного боку мембрани газом може проходити через водовіддільник паралельно потоку масла, що містить воду, назустріч йому або в поперечному або радіально-поперечному 2о напрямку. Тиск на зворотному боці мембрани (тиск видаленої з масла води) вибирається рівним або меншим тиску суміші масла і води, яку обробляють.The partial pressure of the water on the back side of the membrane can be reduced by creating a vacuum or by using a gas with a low partial pressure of water vapor, such as carbon dioxide, argon, hydrogen, helium, nitrogen, methane or preferably air, to wash the water from the back side of the membrane. The flow of water separated from the oil together with the gas washing it from the reverse side of the membrane can pass through the water separator parallel to the flow of oil containing water, towards it, or in a transverse or radial-transverse 2o direction. The pressure on the reverse side of the membrane (the pressure of the water removed from the oil) is chosen to be equal to or less than the pressure of the mixture of oil and water being treated.
Тиск на зворотному боці мембрани може бути і більшим тиску оброблюваної суміші масла і води. Тиск на зворотному боці мембрани більше тиску оброблюваної суміші масла і води, наприклад, при використанні газу, що змиває воду зі зворотного боку мембрани. Як газ, що змиває воду зі зворотного боку мембрани, можна с об Використовувати зневоднене стиснене повітря або азот, тиск якого більше тиску в тій частині корпусу водовіддільника, у яку подається суміш масла і води, яка обробляється в ньому. Зазвичай в таких випадках і) активність рідини з високою легкістю, що вилучається з рідкої суміші, яку обробляють, у тій частині корпусу, у яку подають оброблювану рідку суміш, більше в порівнянні з тією частиною корпусу, у якій збирається рідина з високою легкістю, що вилучається із суміші. Ге зо До зневоднювання масла за допомогою мембрани масло, що містить воду краще відфільтрувати. Під час фільтрування масло очищають від різних часток і основної маси води, що міститься в ньому. Фільтрування о масла, яке зневоднюють, можна виконувати будь-яким відомим способом фільтрування текучих середовищ. «ЕThe pressure on the reverse side of the membrane can be greater than the pressure of the processed mixture of oil and water. The pressure on the reverse side of the membrane is greater than the pressure of the processed mixture of oil and water, for example, when using a gas that flushes water from the reverse side of the membrane. Dehydrated compressed air or nitrogen whose pressure is greater than the pressure in the part of the water separator body that receives the oil-water mixture that is processed in it is supplied as a gas that washes away the water from the back side of the membrane. Usually in such cases i) the activity of the liquid with high ease, which is removed from the liquid mixture being processed, in that part of the casing, into which the liquid mixture to be processed is fed, is greater compared to that part of the casing, in which the liquid with high ease is collected, which removed from the mixture. Hezo Before dehydrating the oil with the help of a membrane, it is better to filter the oil containing water. During filtering, the oil is cleaned of various particles and the main mass of water contained in it. Filtering of oils that are dehydrated can be performed by any known method of filtering fluid media. "IS
Попереднє фільтрування масла, яке зневоднюють, захищає від ушкодження частками, які знаходяться в маслі, мембрану, що відокремлює від масла воду. -Pre-filtering the oil, which is dehydrated, protects the membrane that separates the water from the oil from being damaged by the particles that are in the oil. -
У переважному варіанті здійснення винаходу використовують мембрану у вигляді порожнистого волокна з ча пористою підкладкою, один або обидва боки якої покриті щільними непористим шаром, що не має дефектів, який відокремлює від масла воду. Мембрана, яку застосовують в цьому переважному варіанті дозволяє звести до мінімуму товщину примежового шару на боці мембрани, що змочується, сумішшю масла і води. Крім того, мембрана, яку застосовують в переважному варіанті дозволяє звести до мінімуму втрати тиску суміші масла і «In a preferred embodiment of the invention, a membrane in the form of a hollow fiber with a porous substrate is used, one or both sides of which are covered with a dense non-porous layer that does not have defects, which separates water from oil. The membrane used in this preferred option allows to minimize the thickness of the boundary layer on the side of the membrane that is wetted by a mixture of oil and water. In addition, the membrane, which is used in the preferred version, allows to minimize the pressure loss of the oil mixture and "
ВОДИ, ЯКУ обробляють у водовіддільнику. Для видалення відділеної від масла води зі зворотного боку мембрани з с можна застосовувати вакуум або газ, який змиває воду зі зворотного боку мембрани. Відділена від масла вода,WATER WHICH IS PROCESSED IN THE WATER SEPARATOR. To remove the water separated from the oil from the back side of the membrane with c, you can use a vacuum or gas that washes the water off the back side of the membrane. Water separated from oil,
Й яка пройшла через мембрану, знаходиться на зворотному боці мембрани в пароподібному або газоподібному а стані. Крім газу, що змиває зі зворотного боку мембрани видалену з масла воду, можна використовувати рідину.And which has passed through the membrane, is on the reverse side of the membrane in a vaporous or gaseous state. In addition to the gas that washes the water removed from the oil from the reverse side of the membrane, a liquid can be used.
Активність такого газу або рідини по відношенню до води повинна бути меншою, ніж у рідини, яка має низьку легкість. -І Запропонований у винаході пристрій для зневоднювання масла можна використовувати там, де в даний час застосовуються вакуумні очисники масла або інші звичайні водовіддільники. Запропоновані у винаході спосіб іThe activity of such a gas or liquid in relation to water should be less than that of a liquid that has low lightness. -I The device proposed in the invention for dewatering oil can be used where vacuum oil cleaners or other conventional water separators are currently used. The method and
Ш- пристрій можна застосовувати для обробки масла у системі, що нагадує "нирковий контур", у якій водовіддільник ї5» з'єднаний з резервуаром, що являє собою частину одного з елементів установки. Масло, що відбирається з такого резервуару, після обробки у водовіддільнику знову подається в резервуар. Водовіддільник для масла о може працювати в безперервному або періодичному режимі як під час роботи установки, так і під час її зупинки.The Ш device can be used for oil processing in a system resembling a "renal circuit", in which the water separator І5" is connected to the tank, which is a part of one of the elements of the installation. The oil taken from such a tank, after processing in the water separator, is fed back into the tank. The water separator for oil o can work in continuous or periodic mode, both during the operation of the installation and during its stop.
Ф Запропонований у винаході пристрій можна також застосовувати для паралельної обробки масла в окремому резервуарі, не зв'язаному з основною масляною магістраллю. Такими не з'єднаний з іншими елементами установки резервуар можна використовувати тільки для обробки масла і доведення його параметрів до необхідного рівня.Ф The device proposed in the invention can also be used for parallel processing of oil in a separate tank not connected to the main oil line. Such a tank, which is not connected to other elements of the installation, can be used only for processing oil and bringing its parameters to the required level.
Запропонований у винаході пристрій можна також використовувати як пристрій, вбудований в основнуThe device proposed in the invention can also be used as a device built into the main one
Ф) масляну магістраль. Наявність щільної непористої перегородки, що розділяє масло, яке обробляють, від ка вилученої з нього води, дозволяє працювати з різними тисками в масляній магістралі і у системі зливу води.F) oil line. The presence of a dense non-porous partition that separates the oil being processed from the water extracted from it allows working with different pressures in the oil line and in the water drain system.
Іншими словами, запропонований у винаході пристрій може працювати при подачі в нього масла з тиском, бо рівним робочому тиску в системі змащення або в гідравлічній системі. Такий варіант застосування запропонованого у винаході пристрою є найбільш переважним, оскільки дозволяє вмонтувати його в існуючу масляну магістраль. При цьому одночасно повністю або в значній мірі відпадає необхідність у створенні паралельної маслосистеми або створенні системи типу "ниркового контуру". Можливість використання запропонованого у винаході пристрою на існуючих магістралях при робочому тиску в системі дозволяє зменшити 65 його розміри і вагу і використовувати практично в будь-яких гідравлічних системах або системах змащення.In other words, the device proposed in the invention can work when oil is supplied to it with a pressure equal to the working pressure in the lubrication system or in the hydraulic system. This option of using the device proposed in the invention is the most preferable, as it allows you to install it in the existing oil line. At the same time, the need to create a parallel oil system or to create a system of the "renal circuit" type disappears completely or to a large extent. The possibility of using the device proposed in the invention on existing highways at working pressure in the system allows to reduce its size and weight and to use it in almost any hydraulic or lubrication systems.
Запропонований у винаході пристрій не вимагає додаткової витрати енергії, використання окремих насосів і елементів керування і тому може з успіхом застосовуватися не тільки в стаціонарних умовах, але і на мобільних установках.The device proposed in the invention does not require additional energy consumption, the use of separate pumps and control elements, and therefore can be successfully used not only in stationary conditions, but also on mobile installations.
На Фіг.1 прикладених до опису креслень, на яких одні і ті ж самі елементи позначені тими самими позиціями, показана запропонована у винаході плоска листова напівпроникна мембрана 18. Ця мембрана 18 складається з непористого, що не має дефектів, розділлючого суміші на компоненти шару або поверхневого покриття, 22 і підкладки 24. Розділлючий суміш на компоненти шар (поверхневе покриття) 22, може бути розташований з одного або з обох боків підкладки 24.Fig. 1 of the drawings attached to the description, in which the same elements are marked with the same positions, shows the flat sheet semipermeable membrane 18 proposed in the invention. This membrane 18 consists of a non-porous, defect-free, separating mixture into layer components or surface coating, 22 and substrate 24. The separating mixture into components layer (surface coating) 22 can be located on one or both sides of the substrate 24.
На Фіг.13-14 показаний інший різновид напівпроникної мембрани 18, у якій розділяючий суміш на компоненти /о шар, або поверхневе покриття, 22 виконаний як одне ціле з підкладкою 24, будь-яким з способів, який застосовують у даний час для виготовлення мембран. У цьому варіанті розділлючим шаром (поверхневим покриттям) 22 також може бути покритий будь-який з боків або обидва боки підкладки 24.Figures 13-14 show another type of semipermeable membrane 18, in which the layer separating the mixture into components /o layer, or surface coating, 22 is made as one unit with the substrate 24, by any of the methods currently used for the manufacture of membranes . In this embodiment, the separation layer (surface coating) 22 may also be coated on either side or both sides of the substrate 24.
На Фіг.2 показані дві плоскі листові напівпроникні мембрани 18, відділені одна від іншої множиною елементів 34, що утворюють канали для проходу суміші масла і води, яку обробляють. Роздільники 34 можна /5 Виготовити з різних добре відомих матеріалів, у тому числі і з заливальних компаундів. Кожна мембрана 18 має поверхневе покриття 22 і підкладку 24. Між мембраною 18 і роздільниками 34 розташований збираючий перміат (фільтрат) роздільник 25, який перешкоджає перемішуванню суміші масла і води, яку обробляють, з видаленою з масла водою. Мембрани 18 відділені одна від одної утворюючими канали для проходу суміші масла і води, яку обробляють, роздільниками 34.Figure 2 shows two flat sheet semipermeable membranes 18, separated from each other by a plurality of elements 34, which form channels for the passage of a mixture of oil and water, which is processed. Separators 34 can be made from various well-known materials, including pouring compounds. Each membrane 18 has a surface coating 22 and a substrate 24. Between the membrane 18 and the separators 34, there is a separator 25 collecting permeate (filtrate), which prevents mixing of the mixture of oil and water, which is processed, with the water removed from the oil. Membranes 18 are separated from each other by separators 34 forming channels for the passage of the oil and water mixture being processed.
На Фіг.3 показана запропонована у винаході напівпроникна мембрана 20, виконана у вигляді порожнистого волокна. Запропонована в цьому варіанті здійснення винаходу мембрана 20, виконана у вигляді порожнистого волокна, складається з розділяючого суміш на компоненти шару 22 і підкладки 24. Розділялючий шар може бути розташований тільки на одній внутрішній або зовнішній поверхні волокна або одночасно і на внутрішній, і на зовнішній поверхнях волокна. счFigure 3 shows the semipermeable membrane 20 proposed in the invention, made in the form of a hollow fiber. The membrane 20 proposed in this variant of the implementation of the invention, made in the form of a hollow fiber, consists of separating the mixture into the components of the layer 22 and the substrate 24. The separating layer can be located only on one inner or outer surface of the fiber or simultaneously on both the inner and outer surfaces fibers high school
На Фіг.15-16 показаний інший різновид виконаної у вигляді порожнистого волокна мембрани 20, у якій розділяючий шар, або поверхневе покриття, 22 виконаний як одне ціле з підкладкою 24 будь-яким з способів, (8) який застосовують у даний час для виготовлення мембран. У цьому варіанті розділлючим шаром також може бути покритий будь-який з боків або обидва боки підкладки 24.Figures 15-16 show another type of hollow fiber membrane 20, in which the separating layer, or surface coating, 22 is made integral with the substrate 24 by any of the methods (8) currently used for manufacturing membranes In this embodiment, either or both sides of the substrate 24 may also be coated with the separation layer.
На Фіг4АА показаний мат 30, сплетений з множини напівпроникних мембран 20, виконаних у вигляді Ге зо порожнистих волокон. Якщо скористатися термінологією, прийнятою в текстильній промисловості, то виконані у вигляді порожнистих волокон мембрани 20 утворюють утік тканого мату 30. При виготовленні з порожнистих о волокон або мембран 20 тканого мату використовуються відповідні наповнювачі 28. Такого роду наповнювачі 28 «г зазвичай використовуються при виготовленні тканих матів або полотна.Fig. 4AA shows a mat 30 woven from a set of semi-permeable membranes 20 made in the form of Hezo hollow fibers. If we use the terminology adopted in the textile industry, then the membranes 20 made in the form of hollow fibers form a woven mat 30. When making a woven mat from hollow fibers or membranes 20, appropriate fillers 28 are used. Such fillers 28 are usually used in the manufacture of woven mats. mats or canvases.
Поперечний переріз показаного на Фіг.4А мату площиною В-В показано на Фіг.4Б. На Фіг.4Б згадувані вище ї- з5 елементи позначені тими ж позиціями. Виготовити запропоновану у винаході мембрану у вигляді тканого мату, ча що складається з множини порожнистих напівпроникних волокон, можна будь-яким відомим у текстильній промисловості способом, що виключає ушкодження окремих волокон.The cross-section of the mat shown in Fig. 4A in the B-B plane is shown in Fig. 4B. In Fig. 4B, the above-mentioned elements iz-z5 are marked with the same positions. The membrane proposed in the invention in the form of a woven mat, consisting of a number of hollow semipermeable fibers, can be produced by any method known in the textile industry, which excludes damage to individual fibers.
На Фіг.48 показаний змотаний у рулон мат 30. На кінцях цього мату ЗО розташований утворюючий канал для проходу суміші масла і води, яку обробляють, роздільник 34, виготовлений заливанням компаунда 35, яким «Fig. 48 shows a mat 30 rolled into a roll. At the ends of this mat ZO there is a forming channel for the passage of a mixture of oil and water, which is processed, a separator 34, made by pouring compound 35, which "
Заповнені проміжки між порожнистими волокнами 20, про що більш детально сказано нижче. з с На Фіг.АГ показані дві виготовлені з порожнистих волокон напівпроникні мембрани 20, навиті одна на одну у вигляді тросу або канату 32. ;» На Фіг.5 показана згорнута звичайним шляхом у рулон листова напівпроникна мембрана 18, що утворює у спірально намотаному модулі порожнину, у яку подається суміш, яку обробляють, і порожнину, у якій збирається перміат. До намотування мембрани 18 у рулон до мембрани поверх розділяючого суміш на компоненти шару 22 -І кріпиться роздільник 34, що утворює канал для проходу через мембрану суміші, яку обробляють. Одночасно в рулон можна намотати декілька листових напівпроникних мембран 20. До намотування в рулон листовіThe gaps between the hollow fibers 20 are filled, as described in more detail below. z c. Fig. AG shows two semi-permeable membranes 20 made of hollow fibers, wound on top of each other in the form of a cable or rope 32. ;" Figure 5 shows a sheet semipermeable membrane 18 folded in the usual way into a roll, which forms a cavity in a spirally wound module into which the mixture to be treated is fed, and a cavity in which the permeate is collected. Before winding the membrane 18 in a roll to the membrane on top of the separating mixture into the components of the layer 22-I, a separator 34 is attached, which forms a channel for the passage through the membrane of the mixture being processed. Several sheet semipermeable membranes 20 can be wound into a roll at the same time. Before winding into a roll, sheet
Ш- напівпроникні мембрани 18 укладають одна на одну в горизонтальній площині. Між покладеними одна на одну їх мембранами 18 можна розташувати роздільники 34. Зібрані одна з іншою розташовані горизонтально листові мембрани 20 потім намотують по спіралі на осердя 60 (при його використанні). У намотаній в рулон о багатолистовій мембрані роздільник 34, що утворює канал для проходу через мембрану суміші, яку обробляють,Ш- semipermeable membranes 18 are stacked on top of each other in a horizontal plane. Separators 34 can be placed between their membranes 18 placed one on top of the other. The sheet membranes 20 assembled with each other and arranged horizontally are then wound in a spiral on the core 60 (when using it). In the multi-sheet membrane wound into a roll, the separator 34, which forms a channel for the passage through the membrane of the mixture being processed,
Ф стикається з роздільником, 25, що збирає перміат.F encounters a separator, 25, which collects the permeate.
На Фіг.б6 показаний запропонований у винаході водовіддільник для масла, у якому зі зворотного боку мембрани, на якій збирається вилучена з масла вода, створюється вакуум. Масло 40 разом з водою, що ов Міститься в ньому, подається у верхню порожнину мембранного корпусу 42 водовіддільника, у якій воно обробляється мембраною, 18, яка ефективно змочується ним. До обробки мембраною 20 масло, що містить водуFig.b6 shows the water separator for oil proposed in the invention, in which a vacuum is created from the reverse side of the membrane on which the water extracted from the oil is collected. Oil 40, together with the water contained in it, is fed into the upper cavity of the membrane housing 42 of the water separator, in which it is processed by the membrane 18, which is effectively wetted by it. Oil containing water before membrane 20 treatment
Ф) 40 можна підігріти. Зневоднена рідина 44, що має низьку легкість (випаровуваність), виводиться з верхньої ка порожнини корпусу 42 водовіддільника. Вилучена мембраною з масла вода 46 відкачується з водовіддільника вакуум-насосом 48. Масло, яке містить воду, 40, як і вилучена з масла вода 46, проходять через водовіддільник бо У певному напрямку паралельно або перпендикулярно мембрані 20. Для більш ефективного зневоднювання масла корпус 42 водовіддільника можна нагріти до відповідної температури.F) 40 can be heated. Dehydrated liquid 44, which has a low lightness (evaporability), is removed from the upper ka cavity of the body 42 of the water separator. The water 46 extracted from the oil by the membrane is pumped out of the water separator by a vacuum pump 48. The oil containing water 40, as well as the water 46 extracted from the oil, pass through the water separator because in a certain direction parallel or perpendicular to the membrane 20. For more effective dehydration of the oil, the housing 42 the water separator can be heated to the appropriate temperature.
Очевидно, що розміри корпусу 42 водовіддільника варто вибирати з урахуванням витрати масла 40, яке очищається від води, припустимих втрат тиску і кількості води, що вилучається з масла. У показаному на Фіг.б варіанті вилучена з масла вода 46 проходить через корпус водовіддільника перпендикулярно потоку 65 / протікаючого через нього масла 40, яке очищається від води, що, однак, не виключає можливості застосування і протитечійних, і прямотечійних водовіддільників, а також водовіддільників з радіально-поперечними потоками масла і видаленої з нього води.Obviously, the dimensions of the housing 42 of the water separator should be chosen taking into account the consumption of oil 40, which is cleaned of water, permissible pressure losses and the amount of water removed from the oil. In the variant shown in Fig. b, the water 46 removed from the oil passes through the body of the water separator perpendicular to the flow 65 / of the oil 40 flowing through it, which is cleaned of water, which, however, does not exclude the possibility of using both countercurrent and forward water separators, as well as water separators with radial-transverse flows of oil and water removed from it.
На Фіг.7 і 8 показані водовіддільники, у яких використовується газ 50, що змиває видалену з масла воду зі зворотного боку мембрани 20. На Фіг.8 показаний фільтр 52, призначений для механічного очищення суміші масла і води, яку обробляють у водовіддільнику.Figures 7 and 8 show water separators in which gas 50 is used, which washes the water removed from the oil from the reverse side of the membrane 20. Figure 8 shows a filter 52 designed for mechanical cleaning of the mixture of oil and water processed in the water separator.
На Фіг.9, 10, 11 їі 12 показані схеми водовіддільників, у яких рідина, що протікає через отвір порожнистого волокна 20, відокремлюється від рідини, що протікає уздовж зовнішньої поверхні волокна, заливальним компаундом 34. З водовіддільника, показаного на Фіг.11, очищене масло виводиться через перфороване осердя 60. Перфороване осердя 60 має звичайну конструкцію і складається з корпусу 62 з /о перфорованою ділянкою 64 і вихідним отвором 68. На перфорованій ділянці осердя розташована велика кількість отворів 66 для проходу очищеного від води масла. Вихідний отвір 68 осердя сполучений з внутрішньою порожниною корпусу 42 водовіддільника, з якої виходить очищене від води масло 44. Перфоровані отвори в осерді повинні мати відповідні розміри і форму. Рідина, що має низьку летючість, (масло) вільно проходить через корпус 62 і його перфоровану ділянку 64. Усередину корпусу 62 рідина, що має низьку летючість, попадає 7/5 через перфоровані отвори 66. Виходить з перфорованого осердя 60 рідина, що має низьку летючість, через його вихідний отвір 68.Figures 9, 10, 11 and 12 show diagrams of water separators in which the liquid flowing through the opening of the hollow fiber 20 is separated from the liquid flowing along the outer surface of the fiber by the filling compound 34. From the water separator shown in Figure 11, the purified oil is discharged through the perforated core 60. The perforated core 60 has a conventional design and consists of a body 62 with a perforated section 64 and an outlet 68. A large number of holes 66 are located on the perforated section of the core for the passage of oil purified from water. The outlet hole 68 of the core is connected to the internal cavity of the housing 42 of the water separator, from which the water-cleaned oil 44 comes out. The perforated holes in the core must have the appropriate size and shape. The low volatility liquid (oil) passes freely through the housing 62 and its perforated section 64. Inside the housing 62, the low volatility liquid enters 7/5 through the perforated holes 66. Out of the perforated core 60 is the low volatility liquid. volatility, through its outlet 68.
Запропонований у винаході пристрій можна використовувати не тільки для зневоднювання мастил, але і для зневоднювання інших рідин, наприклад рослинних або харчових олій, силіконів або інших рідин, що мають низьку летючість (випаровуваність).The device proposed in the invention can be used not only for dehydrating lubricants, but also for dehydrating other liquids, such as vegetable or food oils, silicones or other liquids with low volatility (evaporation).
Терміни і вирази, що зустрічаються в наведеному вище описі, не обмежують суть даного винаходу і тому їх можна замінити будь-якими еквівалентними за змістом термінами і виразами. Повною мірою суть і обсяг даного винаходу визначаються тільки формулою винаходу.The terms and expressions found in the above description do not limit the essence of this invention and therefore they can be replaced by any equivalent terms and expressions. The essence and scope of this invention are fully defined only by the claims.
Приклад виготовлення мембрани за винаходом.An example of manufacturing a membrane according to the invention.
Спосіб виготовлення мембрани полягає у реакції фторполімеру, поліметилтрифторпропілсилоксану, сч ов Модифікованого силанолом, з крос-лінкером (зшивальним агентом), полідіетоксисилоксаном, у присутності металевого каталізатора з метою формування зшитого фторполімерного щільного шару. і)The method of manufacturing the membrane consists in the reaction of a fluoropolymer, polymethyltrifluoropropylsiloxane, modified with silanol, with a cross-linker (cross-linking agent), polydiethoxysiloxane, in the presence of a metal catalyst in order to form a cross-linked fluoropolymer dense layer. and)
Для одержання мембрани вищезазначені компоненти розчиняють у розчиннику, наносять цей розчин на пористу підкладку. Потім, під дією тепла випарюють розчинник та піддають отвердінню полімерну систему.To obtain the membrane, the above-mentioned components are dissolved in a solvent, and this solution is applied to a porous substrate. Then, under the influence of heat, the solvent is evaporated and the polymer system is subjected to curing.
Даний процес повторюють, поки вся підкладка не виявиться покритою фторсиліконовим щільним шаром. «о соThis process is repeated until the entire substrate is covered with a dense layer of fluorosilicone. "oh co
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2001/026501 WO2003018719A1 (en) | 1999-05-27 | 2001-08-27 | Oil dehydrator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA77436C2 true UA77436C2 (en) | 2006-12-15 |
Family
ID=32467097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2004032222A UA77436C2 (en) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Method and apparatus for the dehydration of oil |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1442100A4 (en) |
| JP (1) | JP2005501168A (en) |
| KR (1) | KR100864674B1 (en) |
| CN (1) | CN1318545C (en) |
| AU (1) | AU2001286733B2 (en) |
| BR (1) | BR0117116A (en) |
| CA (1) | CA2458957A1 (en) |
| EA (1) | EA006273B1 (en) |
| HK (1) | HK1072068A1 (en) |
| MX (1) | MXPA04001895A (en) |
| NO (1) | NO20041278L (en) |
| UA (1) | UA77436C2 (en) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7429166B2 (en) * | 2005-12-20 | 2008-09-30 | General Electric Company | Methods and apparatus for gas turbine engines |
| US8318023B2 (en) | 2009-09-28 | 2012-11-27 | GM Global Technology Operations LLC | Heated air assisted membrane separation of water and fuel from engine oil in an internal combustion engine |
| CN101914399B (en) * | 2010-07-02 | 2013-08-07 | 江南大学 | Method for preparing emulsified fuel by utilizing high-molecular hollow fiber porous membrane |
| CN103409228B (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-07 | 吴东顺 | Making process of Gaoligong mountain ancient tea oil |
| CN103762005B (en) * | 2014-01-22 | 2016-05-11 | 清华大学 | A kind of distillation device for nuclear industry concentrate decrement |
| CN105688672A (en) * | 2014-11-26 | 2016-06-22 | 安徽智新生化有限公司 | Membrane dewatering device |
| CN104914233A (en) * | 2015-06-29 | 2015-09-16 | 成都迈斯拓新能源润滑材料有限公司 | Method for evaluating regeneration feasibility of conduction oil online |
| FR3060410B1 (en) * | 2016-12-21 | 2019-05-24 | Technologies Avancees Et Membranes Industrielles | TANGENTIAL FLOW SEPARATION ELEMENT INTEGRATING FLEXIBLE CHANNELS |
| CN108514758B (en) * | 2018-06-11 | 2024-03-01 | 广东德诚化学技术有限公司 | Super-gravity water reducer dehydration equipment and water reducer dehydration method |
| CN114618321B (en) * | 2020-12-11 | 2023-07-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | Hollow fiber membrane, preparation and application thereof in hydraulic oil degassing |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3610011A1 (en) * | 1986-03-25 | 1987-10-08 | Geesthacht Gkss Forschung | METHOD FOR SEPARATING THE COMPONENTS OF A LIQUID MIXTURE |
| US4857081A (en) * | 1987-10-15 | 1989-08-15 | Separation Dynamics, Inc. | Separation of water from hydrocarbons and halogenated hydrocarbons |
| US4944882A (en) * | 1989-04-21 | 1990-07-31 | Bend Research, Inc. | Hybrid membrane separation systems |
| KR920700748A (en) * | 1989-12-01 | 1992-08-10 | 원본미기재 | Membrane for Separation of Water by Dialysis Evaporation from Fluid Containing Organic Components |
| US5126503A (en) * | 1990-08-06 | 1992-06-30 | Texaco Inc. | Membrane process for dewatering lube oil dewaxing solvents |
| US5041227A (en) * | 1990-10-09 | 1991-08-20 | Bend Research, Inc. | Selective aqueous extraction of organics coupled with trapping by membrane separation |
| JPH0768134A (en) * | 1993-06-29 | 1995-03-14 | Ube Ind Ltd | Method for removing moisture in oil |
| US5464540A (en) * | 1993-12-09 | 1995-11-07 | Bend Research, Inc. | Pervaporation by countercurrent condensable sweep |
| AU5298400A (en) * | 1999-05-27 | 2000-12-18 | Porous Media Corporation | Oil dehydrator |
| EP1284810B1 (en) * | 2000-04-19 | 2008-08-13 | Porous Media Corporation | Process and device for the dehydration of oil |
-
2001
- 2001-08-27 CN CNB018237428A patent/CN1318545C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-08-27 EP EP01966200A patent/EP1442100A4/en not_active Withdrawn
- 2001-08-27 MX MXPA04001895A patent/MXPA04001895A/en active IP Right Grant
- 2001-08-27 CA CA002458957A patent/CA2458957A1/en not_active Abandoned
- 2001-08-27 UA UA2004032222A patent/UA77436C2/en unknown
- 2001-08-27 JP JP2003523570A patent/JP2005501168A/en active Pending
- 2001-08-27 BR BR0117116-0A patent/BR0117116A/en not_active Application Discontinuation
- 2001-08-27 KR KR1020047002974A patent/KR100864674B1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-08-27 EA EA200400347A patent/EA006273B1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-08-27 AU AU2001286733A patent/AU2001286733B2/en not_active Ceased
-
2004
- 2004-03-26 NO NO20041278A patent/NO20041278L/en not_active Application Discontinuation
-
2005
- 2005-06-13 HK HK05104928A patent/HK1072068A1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005501168A (en) | 2005-01-13 |
| MXPA04001895A (en) | 2004-06-15 |
| NO20041278L (en) | 2004-03-26 |
| HK1072068A1 (en) | 2005-08-12 |
| KR100864674B1 (en) | 2008-10-23 |
| EP1442100A4 (en) | 2005-07-27 |
| EA200400347A1 (en) | 2004-08-26 |
| BR0117116A (en) | 2004-09-28 |
| KR20040039312A (en) | 2004-05-10 |
| CN1558941A (en) | 2004-12-29 |
| CN1318545C (en) | 2007-05-30 |
| EA006273B1 (en) | 2005-10-27 |
| CA2458957A1 (en) | 2003-03-06 |
| EP1442100A1 (en) | 2004-08-04 |
| AU2001286733B2 (en) | 2008-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6517725B2 (en) | Oil dehydrator | |
| US4857081A (en) | Separation of water from hydrocarbons and halogenated hydrocarbons | |
| KR910000656B1 (en) | Gas dehydration membrane apparatus | |
| US9079138B2 (en) | Organic fluid permeation through fluoropolymer membranes | |
| US4759782A (en) | Coalescing filter for removal of liquid aerosols from gaseous streams | |
| Mohammadi et al. | Modeling of membrane fouling and flux decline in reverse osmosis during separation of oil in water emulsions | |
| Bakeri et al. | A novel surface modified polyetherimide hollow fiber membrane for gas–liquid contacting processes | |
| Jian et al. | Separation of dilute organic/water mixtures with asymmetric poly (vinylidene fluoride) membranes | |
| US5753009A (en) | Method and apparatus for selectively removing a component from a multicomponent gas/vapor mixture | |
| BR112016011961B1 (en) | GAS FILTER UNIT TO FILTER A COMPRESSED GAS, COMPRESSOR TO COMPRESS ONE OR MORE GASES, COALESCENCE FILTER AND COALESCENCE MEDIUM | |
| Naim et al. | Effect of fiber packing density on physical CO2 absorption performance in gas–liquid membrane contactor | |
| JP2002502308A (en) | Non-porous gas permeable membrane | |
| CA2908904A1 (en) | Membrane distillation module and wastewater treatment apparatus | |
| UA77436C2 (en) | Method and apparatus for the dehydration of oil | |
| CA2666282A1 (en) | Method of manufacturing ceramic filter | |
| US8383026B1 (en) | Fabrication of fiber supported ionic liquids and methods of use | |
| AU2001286733A1 (en) | Oil Dehydrator | |
| CA2406840C (en) | Oil dehydrator | |
| JPH0634900B2 (en) | Separation method of mixed solution | |
| WO2000072948A1 (en) | Oil dehydrator | |
| EP0230928A2 (en) | A method of regenerating a dynamic membrane in a separation means for a liquid medium and device for carrying out the method | |
| JP3151817B2 (en) | Composite porous membrane | |
| JPH0217922A (en) | Apparatus and method separating water from hydrocarbon | |
| ZA200402405B (en) | Oil dehydrator. | |
| JPH11216303A (en) | Ceramic composite member for degassing and degassing method |