Масло-водоотделитель API - API oil–water separator

Типичный гравиметрический сепаратор API

API - сепаратор нефть-вода представляет собой устройство , предназначенное для отделения грубых количеств нефти и взвешенных твердых частиц из промышленных сточных вод , производимого на нефтеперерабатывающих заводах , нефтехимических заводов , химических заводов , заводов по переработке природного газа и других промышленных масляных источников воды. Название происходит от того факта, что такие сепараторы разработаны в соответствии со стандартами, опубликованными Американским институтом нефти (API).

Описание устройства и работы

Сепаратор API - это устройство гравитационного разделения, разработанное с использованием принципов закона Стокса, которые определяют скорость подъема капель нефти на основе их плотности , размера и свойств воды. Конструкция сепаратора основана на разнице удельного веса масла и сточной воды, поскольку эта разница намного меньше разницы удельного веса взвешенных твердых частиц и воды. Исходя из этого критерия проектирования, большая часть взвешенных твердых частиц оседает на дно сепаратора в виде слоя осадка, масло поднимается до верхней части сепаратора, а сточные воды будут средним слоем между маслом наверху и твердыми частицами. на дне. При правильном применении Стандарты проектирования API вносят коррективы в геометрию, конструкцию и размер разделителя, выходящие за рамки простых принципов закона Стокса. Это включает поправки на потери турбулентности на входе и выходе потока воды, а также другие факторы. Спецификация 421 API требует минимального отношения длины к ширине 5: 1 и минимального отношения глубины к ширине 0,3: 0,5.

Обычно при работе сепараторов API масляный слой, который может содержать увлеченную воду и прикрепленные взвешенные твердые частицы, постоянно удаляется. Этот удаленный масляный слой можно повторно обработать для извлечения ценных продуктов или утилизировать. Более тяжелый слой донных отложений удаляется цепным скребком (или аналогичным устройством) и шламовым насосом.

Ограничения дизайна

Сепараторы конструкции API и аналогичные гравитационные резервуары не должны быть эффективными, когда к условиям подачи применяется любое из следующих условий:

  • Средний размер капель масла в сырье менее 150 микрон.
  • Плотность нефти более 925 кг / м3
  • Взвешенные твердые частицы прилипают к маслу, что означает, что «эффективная» плотность масла превышает 925 кг / м3.
  • Температура воды менее 5 ° C
  • Высокий уровень растворенных углеводородов

Согласно закону Стокса, более тяжелые масла требуют большего времени удерживания. Во многих случаях, когда нефтеперерабатывающие заводы переходили на более тяжелые сланцы, эффективность сепаратора API снижалась.

Дальнейшая очистка сточных вод API

Из-за ограничений производительности вода, сбрасываемая из сепараторов типа API, обычно требует нескольких дополнительных стадий обработки, прежде чем очищенная вода может быть сброшена или повторно использована. Дальнейшая очистка воды предназначена для удаления капель масла размером менее 150 микрон, растворенных материалов и углеводородов, более тяжелых масел или других загрязняющих веществ, не удаляемых API. Технологии вторичной очистки включают флотацию растворенным воздухом (DAF) , анаэробную и аэробную биологическую очистку, параллельные пластинчатые сепараторы, гидроциклоны , фильтры из скорлупы грецкого ореха и фильтры среды.

Альтернативные технологии

Пластинчатые сепараторы или коалесцирующие пластинчатые сепараторы похожи на сепараторы API, поскольку они основаны на принципах закона Стокса, но включают узлы наклонных пластин (также известные как параллельные блоки). Нижняя сторона каждой параллельной пластины обеспечивает большую поверхность для слияния взвешенных капель масла в более крупные глобулы. Коалесцирующие пластинчатые сепараторы могут оказаться неэффективными в ситуации, когда химические вещества в воде или взвешенные твердые частицы ограничивают или предотвращают слияние капель масла. В процессе эксплуатации предполагается, что осадок будет стекать вниз по верхней стороне каждой параллельной пластины, однако во многих практических ситуациях осадок может приставать к пластинам, требуя периодического удаления и очистки. Такие сепараторы по-прежнему зависят от удельного веса взвешенного масла и воды. Однако параллельные пластины могут повысить степень разделения масла и воды для капель масла размером более 50 микрон. В качестве альтернативы в конструкцию сепараторов API добавляются параллельные пластинчатые сепараторы, которые требуют меньше места, чем традиционный сепаратор API, для достижения аналогичной степени разделения.

Типичный сепаратор с параллельными пластинами

История

Сепаратор API был разработан API и компанией Rex Chain Belt (ныне Evoqua ). Первый сепаратор API был установлен в 1933 году на нефтеперерабатывающем заводе Atlantic Refining Company (ARCO) в Филадельфии. С того времени практически все нефтеперерабатывающие заводы по всему миру установили сепараторы API в качестве первой основной ступени своих очистных сооружений нефтесодержащих сточных вод . На большинстве этих нефтеперерабатывающих заводов сепараторы API были установлены по оригинальной конструкции, основанной на разнице удельного веса нефти и воды. Однако многие нефтеперерабатывающие заводы в настоящее время используют пластиковую насадку с параллельными пластинами для улучшения гравитационного разделения. Сегодня нормативы часто требуют сепараторов API с фиксированными или плавающими крышками для контроля летучих органических соединений (ЛОС). Кроме того, большинство сепараторов API должны находиться над землей для обнаружения разливов.

Другие приложения для разделения масла и воды

Есть и другие применения, требующие разделения масла и воды. Например:

  • Сепараторы нефтесодержащих вод (OWS) для отделения нефти от льяльных вод, накопленных на судах, в соответствии с требованиями международной конвенции MARPOL .
  • Масло- и водоотделители обычно используются на электрических подстанциях . В трансформаторах подстанций используется большое количество масла для охлаждения. Вокруг незакрытых подстанций сооружаются рвы для сбора любой протекшей нефти, но они также будут собирать дождевую воду. Таким образом, масло- и водоотделители обеспечивают более быструю и легкую очистку утечки масла.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки