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

(19) 5 601 М 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛ Ь СТВ АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ КАНАЛИЗУ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ,СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВОДЕ(57) Изобретение может быть использованов химической и нефтеперерабатывающей Изобретение может быть использованов химической, нефтеперерабатывающей идругой промышленности.Известен Концентратомер нефти судовой КНСБ (1 Е 2,840.781 ПС), содержащий смеситель, имеющий корпус свходными и выходнь ми патрубками, внутрикоторого размещена турбинная мешалка,через постоянный магнит связанная с электрическим приводом,Основной недостаток смесителя заключается в том, что,кроме смешивания в потоке двух жидкостей - воды, содержащейнефть, и растворителя, он не может производить другие операции, например диспергирование водонефтяной смеси,Наиболее близким по конструкции кизобретению является Роторный диспергатор, содержащий конический статор и концентрично ему расположенный ротор с промышленности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, Устройство содержит конический корпус с входным и выходным патрубками, концентрично ему расположенный ротор, соединенный с приводом, Ротор выполнен с размещенными на его боковой поверхности в несколько рядов прерывистыми выступами, а корпус - с соответствующими впадинами. Выступы установлены во впадинах с зазором, верхняя часть корпуса соединена с нижней при помощи трубопровода, ротор выполнен со сквозным осевым отверстием, а корпус снабжен фильтрующим элементом, установленным в его нижней части, 1 з,п. ф-лы, 2 ил,канавками, выполненными с шагом, увеличивающимся в сторону увеличения диаметра ротора, Проба, подлежащая диспергированию, подается через входной патрубок во входную камеру, откуда часть суспензии попадает в, зазор, далее через отверстие статора поступает в выходную камеру и вытекает через выходной патрубок. Первоначально проба подвергается минимальному сдвиговому напряжению, которое возрастает до максимума по мере перемещения потока к выходной камере. При вращении ротора местные гидравлические сопротивления на канавках, расположенных по винтовой линии с переменным шагом, увеличивающимся в сторону увеличения диаметра ротора, создают дополнительное давление для перемещения отрабатываемой среды по зазору, что увеличивает скорость потока.50 55 Основной недостаток диспергатора заключается в том, что в нем невозможно проводить экстракцию водонефтяных смесей при концентрации менее 1 млн .Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для подготовки к анализу нефти и нефтепродуктов, содержащихся в воде, ротор выполнен с размещенными на его боковой поверхности в несколько рядов прерывистыми выступами, а корпус - с соответствующими впадинами, при этом выступы размещены во впадинах корпуса с зазором, верхняя внутренняя часть корпуса гидравлически соединена с нижней трубопроводом, размещенным с наружной стороны корпуса, ротор выполнен со сквозным осевым отверстием, сообщенным с входным патрубком, а корпус снабжен фильтрующим элементом, установленным в его нижней части, причем фильтрующий элемент выполнен из пористого политетрафторэтилена (ПТФЭ).Выполнение нескольких рядов прерывистых выступов, расположенных с зазорами в соответствующих впадинах, создает мощные турбулентные потоки со срывами струй, обеспечивая кавитационные зоны, контактные касательные напряжения, которые при скорости вращения 3000 об/мин срезают потоки в зазорах, обеспечивая дробление.Наличие трубопровода, соединяющего верхнюю и нижнюю части корпуса, обеспечивает переток жидкости при многократной ее обработки без сброса, что особенно необходимо при экстракции, когда раствори- тель нужно удерживать в корпусе, Центробежные силы удерживают раствори- тель, который в 1,5 раза тяжелее воды, у стенок, он в первую очередь заполняет эти трубки и, продолжая циркулировать, обеспечивает экстракцию.Трубка, расположенная по оси ротора, обеспечивает подачу обрабатываемой жидкости в основание корпуса,Наличие фильтрующего элемента из пористого ПТФЗ обеспечивает слив отработанного растворителя (растворитель обладает свойством смачивать ПТФЭ и просачиваться, а вода - задерживаться).На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.Устройство имеет корпус, состоящий из двух камер 1 и 2, закрепленных на основании 3. 5 10 15 20 25 30 35 Внутри корпуса расположен ротор 4 со сквозным осевым отверстием, В отверстие помещена трубка 5, Ротор связан с приводом (не показан). В верхней части корпуса имеются два симметрично расположенных сливных патрубка б с запорными клапанами 7. Основание 3 гидравлически связано трубопроводом 8 с камерами 1 и 2. В основании 3, в месте соединения с корпусом, установлен фильтрующий элемент 9, а на выходе имеется сбросовый патрубок 10, над которым установлен клапан 11.На наружной поверхности ротора 4 выполнены выступы 12, а на внутренней рабочей поверхности корпуса (камер 1 и 2) - впадины 13, при этом выступы и впадины прерывисты, Камеры 1 и 2 соединены друг с другом стяжными болтами 14.Устройство работает следующим образом.Клапаны 7 и 11 закрыты. Вначале через трубку 5 в корпус заливается растворитель заданного объема, затем включается привод ротора 4 и начинается. подача водонефтяной смеси через трубку 5, Интенсивное пермешивание вызывает экстракцию, при этом нефть, содержащаяся в воде, переходит в растворитель. Растворитель в 1,5 раза тяжелее воды, поэтому он практически занимает нижнее положение, а вода "всплывает". Поскольку перемешивание вызывает дробление как воды, так и растворителя, полученная механическая смесь вода-растворитель с меньшим содержанием взвеси растворителя поднимается по мере подачи воды и расслаивается на воду и растворитель. Большая часть растворителя находится в основании корпуса постоянно. Этому способствует и то, что в верхней части камер 1 и 2 в зоне трубопровода 8 линейная скорость мала, нет элементов перемешивания и касательные напряжения минимальны. Выступы 12 на роторе 4 создают подъемнуюсилу, и жидкость поднимается, при этом происходит циркуляции по трубопроводу 8,Жидкость в верхней части (в основном взвесь растворителя) за счет центробежных сил перетекает вниз по трубопроводу 8, а вода, свбоодная от нефти, по сливным патрубкам б через клапаны 7 сбрасывается. После пропускания заданного количества водонефтяной смеси останавливается ротор 4, через 1-2 мин (этого времени достаточно для гравитационного отстоя вды от растворителя) открывается клапан 11 и растворитель с поглощенной нефтью (нефтепродуктом) сливается на анализ черезпатрубок 10.Особенность предлагаемого устройства состоит в том, что можно с его помощью1728712 1-2 41013000 50 55 повышать и снижать концентрацию нефти в растворителе, а также диспергировать водонефтян ые смеси.Повышение концентрации нефти в растворителе. Через одну фиксированную порцию растворителя (например, 200 см равномерно пропускают 400, 1000,2000 см и более водонефтяной смеси. При этом концентрация в растворителе будет в 2; 5 и 10 раз больше. Данная операция необходима в том случае, когда концентрация нефти в воде менее 10 млн 1,Все известные отечественные приборы типа КНС. КНП, а также зарубежные типа "ХОРИБАи могут измерять концент 1 оа-. цию более 20 млн с точностью - 5 млнДиспергирование водонефтяных смесей. При подготовке водонефтяных смесей для приборов, в основу которых положен нефелометрический или турбидиметрический способ определения содержания нефти, необходимо, цтобы продукты нефти в воде были распределены равномерно с диаметром частиц 2-10 мкм. При этом устройство работает как диспергатор. В этом случае можно готовить пробы непрерывно в потоке либо заливать порцию, диспергировать определенное время и затем сливать их на анализ. Диспергирование при этом осуществляется при снятом фильтрующем элементе 9,Уменьшение концентрации нефти в растворителе. При превышении концентрации (более 1000 млн 1) заливается 1000 см растворителя и водонефтяной смеси (например, 500, 100, 50 смз). После экстракции получают концентрацию нефти в растворителе соответственно в 2, 10, 20 раз меньше.Затем можно производить измерение на существующих приборах,Пример выполнения устройства 1 Максимальный диаметрротора,мм 120 Минимальный диаметрротора, мм 40 Высота ротора, мм 120 Зазор между выступами ротора и впадинами корпуса, ммКоличество рядов с прерывистыми выступами на роторе 4Количество выступов в ряде 85 Количество впадин в корпусе 8Высота выступов (глубинавпадин ), ммУгол наклона выступов, град,Мощность двигателя, кВт10 Число оборотов, об/минПористая пленка из ПТФЭ:коэффициент йор, о 40диаметр пор, мкм 40-80Изобретение расширяет возможность15 использования устройства для подготовкинефти, содержащейся в воде, к анализу всуществующих приборах,Данное устройство повышает точность работы приборов дляопределения концентрации нефти в сбросо 20 вых водах. В результате улучшается качество питьевой и технической воды,сохраняется флора и фауна морей, рек иокеанов,Формула изобретения25 1, Устройство для подготовки к анализунефти и нефтепродуктов, содержащихся вводе, имеющее конический корпус с вход, ным и выходным патрубками и концентрично ему расположенный ротор, соединенный30 с приводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что,с целью расширения функциональных возможностей, ротор выполнен с размещенными на его боковой поверхности в несколькорядов прерывистыми выступами. а корпус -35 с соответствующими впадинами, при этомвыступы размещены во впадинах корпуса сзазором, верхняя внутренняя часть корпусагидравлически соединена с нижней трубопроводом, размещеннымс наружной сторо 40 ны корпуса, ротор выполнен со сквознымосевым отверстием, сообщенным с входнымпатрубком, а корпус снабжен фильтрующимэлементом, установленным в его нижней части,45 2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фильтрующий элемент выполнен из пористого политетрафторэтилена, 17287121728712 А-А Составитель К. ЛяпинТехред М.Моргентал ирн дактор Г, Бельск оррек ГКНТ СССР зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 аказ 1401 Тираж ВНИИПИ Государственного ко 113035, МоПодписноеитета по изобретениям и открытиямва, Ж, Раушская наб., 4/5