[发明专利]一种高温高压下油水快速分离的方法及装置

说明书

本发明公开了一种高温高压下油水快速分离的方法及装置。本发明装置包括上壳体和下壳体两部分；上壳体内设置水力旋流器，用于一级分离；下壳体设置聚结器，用于二级分离；上壳体上设置溢流液出口和底流液出口可分别通过管道与下壳体顶部上设有溢流液回流口和底流液回流口相连接。本发明根据分离介质组成变化，通过改变上壳体和下壳体的外部接口的连接位置，能提高水力旋流器耐高温耐高压性能，实现在一个设备内完成油水的快速分离，且能提高分离效率。

技术领域

本发明涉及一种高温高压下油水快速分离的方法及装置，属于物料分离技术领域。

背景技术

能源是国家工业、经济和社会运行的动力源泉，也是现代人类生存和社会发展的基础。煤间接液化是以煤炭为原料，经气化、水煤气变换、净化等工艺将煤转化为合成气，再经费托合成工艺将合成气转化为洁净的中间油品，通过对中间油品的精细加工，形成清洁费托蜡、柴油、汽油、LPG、LNG等产品及高附加值化学品。

在费托合成中间油品处理工艺中，油水分离是该工艺的重要处理过程。例如反应后的高温油气经逐级换热分离后得到费托蜡、重质油、轻质油和水。目前油水分离的主要方式为重力分离、聚结分离、旋流分离。重力分离成本较低，但分离效率不佳，设备尺寸大，停留时间长；聚结分离利用油水对聚结材料亲和力的不同进行分离，分离效率较高，但成本也高，同时聚结材料易堵塞，不适用于含固的介质；旋流分离通过旋流产生离心力，可使油水极短时间内实现分离，但因在高温高压下，旋流分离器结构应力问题，导致旋流分离在高温高压下的应用较少。

费托油/蜡中含有微量固体颗粒污染物，需要添加水相流体将亲水固体从油中洗出，再通过油水分离将油蜡产品分离出来。这些过程都涉及到油水分离；油水分离设备及分离性能决定油水混合物的分离效果，对油水分离过程非常重要，而简单有效快速地分离油水混合物是降低产品生产成本的重要因素之一。

专利CN1829787B公开一种费托烃物流酸处理方法中，用含酸水溶液将固体污染物从油中洗出；由于费托重质产物分子量分布较宽，同一条件下，不同产品存在相态不同，常温条件下，可能出现液液和/或固液等不同混合状态，因此萃取温度可为93-316℃，为了使水在此温度下不沸腾，需要足够高的操作压力，这也导致下游分离设备需满足高温高压要求。

水力旋流器是井下油水分离系统的核心部件，专利CN101793138A中描述的是水力旋流器和螺杆泵配合井下油水分离的方法，通过螺杆泵和水力旋流器协作实现，油水混合物通过旋流器分离后，再将采出水回注注入层，高含水采出液可在井下得到较好的油水分离，实现高含水井的经济有效的采出。专利CN204041049U中描述的是一种带旋转浆液的水力旋流器，其技术特征是将油水直接在井下分离后，将水重新注入井下，节约水量，提高经济效益，并可降低分离水暴氧杂菌感染风险。专利CN103104240A提供一种多级并联水力旋流器井下油水分离装置，适用于海上或陆地具备大套管尺寸、高产液量的油井井下油水分离。

专利CN204474430U提供一种旋液波纹板聚合油水分离罐，用于污水处理，包括水力旋流器、波纹板聚结器，用于分离含油污水，提高油水分离效果，但对油水分离效率不能明显改善，未解决旋流器高温应力问题，无法在高温高压下使用。

专利CN105505447A针对费托合成过程中的油水分离，公开了一种快速分离费托合成油水的方法，但该方法分离后的费托合成水中存在大量表面活性剂，造成二次污染，对后续废水处理造成巨大压力，且该方法靠自然沉降进行油水产物分离，分离效果不佳，耗时较长。专利CN108499159A公开一种利用高压电场聚集的方式来分离费托合成产物中的油和水，但该方法施加电场造成能源消耗，增加投资及运行成本。专利CN202823105U公开一种分离设备，对水洗塔底腔增加隔板，使油水混合物静置分层进行油水分离，分离所需时间长。专利CN104673367A公开了一种耦合油气洗涤的混合油水分步分离方法，费托合成油水混合物在一个初步分离器中进行油初步脱水与水初步脱油后，分别进入深度脱水器和深度除油器三个容器耦合分离的方法虽然有助于提高分离效率，但是却增加了设备投资费用。