两种互不相溶且密度不同液体的分离装置及其应用

摘要

本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置，包括外罩、挡圈和重质液体排管；外罩为顶部封闭、底部开口的容器，其底部至少均布有三个高度为h1的支座I，支座I之间的空间形成液体进入外罩的通道；挡圈为筒体，其底部至少均布有三个高度为h2的支座II，支座II之间的空间形成液体进入挡圈的通道；挡圈安装在外罩内，通过筋板与外罩连接，其支座II的底部与外罩支座I的底部位于同一平面；重质液体排管的一端插入外罩并与外罩固连，其插入外罩端的端部位于挡圈内。将本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置安装在储油仓底部或储油仓底部设置的下沉槽中，使重质液体排管穿过储油仓壁伸出，即可用于石油与水的分离。

说明书

技术领域

本发明涉及两种互不相溶且密度不同液体的分离装置及所述装置在石油开采中石油与水分离的应用。

背景技术

在化工领域，常常需要将两种互不相溶且密度不同液体的混合物进行分离。例如，石油开采时，首先获得的是石油与水的混合物，因此需要将石油从石油与水的混合物中分离出来。关于石油与水的分离，通常是在储油仓中插入排水管将储油仓底部的水抽出，实现石油与水的分离。由于储油仓的体积大，因此，当储油仓下部还存在相当多的水时，排水管排出的水中石油含量就会超标(此时应终止排水并停止向储油仓中注入石油与水的混合物)，势必减少储油仓的石油储存量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种两种互不相溶且密度不同液体的分离装置，此种装置安装在储油仓中，可增加储油仓的石油储存量。

本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置，包括外罩、挡圈和重质液体排管；外罩为顶部封闭、底部完全敞开的的容器，其底部至少均布有三个高度为h1的支座I，支座I之间的空间形成液体进入外罩的通道，其顶部设置有排空阀4；挡圈为筒体，其底部至少均布有三个高度为h2的支座II，支座II之间的空间形成液体进入挡圈的通道；挡圈安装在外罩内，通过筋板与外罩连接，其支座II的底部与外罩支座I的底部位于同一平面；重质液体排管的一端插入外罩并与外罩固连，其插入外罩端的端部位于挡圈内。

上述分离装置中，外罩支座I的高度h1、挡圈支座II的高度h2的优选方案是：h1＜h2。

上述分离装置中，外罩的外形为半球形或球冠与圆柱的组合形体或圆柱形，挡圈为圆筒体或棱柱形筒体。

将本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置安装在储油仓底部或储油仓底部设置的下沉槽中，使重质液体排管穿过储油仓壁伸出，即可用于石油与水的分离。当石油与水的分界面高于外罩支座I的高度h1时，只有水(重质液体)流入外罩并进入挡圈，当石油与水的分界面低于外罩支座I的高度h1时，才有两种液体的混合物流入外罩，这时挡圈起分隔作用，让石油(轻质液体)储存到外罩的上部，而水则通过挡圈支座II之间的空间进入挡圈内腔，由重质液体排管排出储油仓。当重质液体排管排出的水含油量超标时，停止向储油仓灌注油水混合液体。在将储油仓中的石油抽到运输船中时，排空阀开启放出外罩中的余油。

组成本发明所述分离装置的构件——外罩、挡圈和重质液体排管的尺寸根据储油仓或类似于储油仓的容器确定。

本发明具有以下有益效果：

1、在储油仓底部安装本发明所述分离装置后，可增大储油仓的石油储存量，尤其是将本发明所述分离装置安装在储油仓底部设置的下沉槽中，可使储油仓的内腔完全储存的是石油。

2、本发明所述分离装置结构简单，易于加工制作，使用本发明所述的分离装置，完全可利用现有结构的储油仓，或只需在现有结构的储油仓底部增加下沉槽，因此成本低，便于推广。

3、本发明所述分离装置可广泛用于类似于石油与水形成的两种互不相溶且密度不同的混合液体的分离。

附图说明

图1是本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置的第一种形状、结构简图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置的第二种形状、结构简图，其A-A剖视图与图2相同。

图4是本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置的第三种形状、结构简图，其A-A剖视图与图2相同。

图5是本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置在单一式储油仓中的一种安装示意图；

图6是本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置在单一式储油仓中的又一种安装示意图；

图7是本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置在组合式储油仓中安装示意图；

图8是下沉槽的一种结构示意图。

图中，1-外罩、2-挡圈、3-重质液体排管、4-排空阀、5-支座I、6-支座II、7-储油仓、8-进液/排液口、9-引管、10-隔板、11-下沉槽、h1-支座I的高度、h2-支座II的高度、h3-挡圈的高度、h4-重质液体排管插入外罩端的端部与支座II的底部之间的间距、h5-外罩内腔的高度、d1-重质液体排管的内径、d2-挡圈的内径、d3-外罩内腔的球径或直径。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明所述两种互不相溶且密度不同液体的分离装置及其在石油开采中石油与水分离的应用作进一步说明。

实施例1

本实施例中，两种互不相溶且密度不同液体的分离装置的形状和构造如图1、图2所示，包括外罩1、挡圈2和重质液体排管3。外罩1为顶部封闭、底部完全敞开的半球形容器，其内腔的球径d3＝5.0m，其内腔高度h5为球径的二分之一，其底部的环形面上均布有九个高度h1＝0.13m的支座I 5，支座I之间的空间形成液体进入外罩的通道，外罩顶部设置有排空阀4，所述排空阀为塞子或挡板式结构，与外罩铰链；挡圈2为圆筒体，圆筒体的内径d2＝3.8m、高度h3＝1.8m，其底部的环形面上均布有七个高度h2＝0.14m的支座II 6，支座II之间的空间形成液体进入挡圈的通道；重质液体排管3的内径d1＝0.635m。外罩1、挡圈2和重质液体排管3的组装方式：挡圈2位于外罩1内且与外罩同轴线安装，通过筋板与外罩连接，其支座II的底部与外罩支座I的底部位于同一平面；重质液体排管3的一端插入外罩并与外罩通过焊接固连，其插入外罩端的端部位于挡圈2内，该端部与挡圈支座II的底部之间的间距h4＝0.15m。

本实施例中，外罩1、挡圈2和重质液体排管3用低碳钢或塑料制作。

实施例2

本实施例中，两种互不相溶且密度不同液体的分离装置的形状和构造如图3、图2所示，包括外罩1、挡圈2和重质液体排管3。与实施例1不同之处是：1、外罩1由圆筒和球冠形顶盖组合而成，形成外形为球冠与圆柱的组合形体。2、外罩1内腔的高度h5＝1.14m。

实施例3

本实施例中，两种互不相溶且密度不同液体的分离装置的形状和构造如图4、图2所示，包括外罩1、挡圈2和重质液体排管3。与实施例1不同之处是：1、外罩1由圆筒和平顶盖组合而成，形成外形为圆柱形的容器。2、外罩1内腔的高度h5＝1.0m。

实施例4

本实施例中，储油仓为单一式储油仓，只有一个仓室，储油仓的顶壁设置有进液/排液口8(石油与水的混合物从该口进入，石油从该口排出)，储油仓底部中心位置设置有形状和结构如图8所示的下沉槽，下沉槽中安装了实施例1所述分离装置，分离装置中的重质液体排管3从储油仓顶壁伸出，如图5所示。本实施例中，储油仓的容积为4500m³，实施例1所述分离装置的体积为19m³。

石油与水的混合物从储油仓顶壁的进液口8进入储油仓，其中所含的水流入分离装置外罩中的挡圈2，经重质液体排管3排出储油仓。

实施例5

本实施例中，储油仓为单一式储油仓，只有一个仓室，储油仓的顶壁设置有进液/排液口8，实施例1所述分离装置安装在储油仓底部中心位置，分离装置中的重质液体排管3从储油仓侧壁伸出，如图6所示。

本实施例中，储油仓的容积为4500m³，实施例1所述分离装置的体积为19m³。

实施例6

本实施例中，储油仓为组合式储油仓，由隔板10分成了三个仓室，三个仓室均设置有下沉槽11，两隔板10下部开有引管过孔，第三个仓室顶壁设置有进液/排液口8(石油与水的混合物从该口进入，石油从该口排出)，如图7所示。实施例1所述分离装置安装在第一仓室底部中心位置设置的下沉槽中，分离装置中的重质液体排管3从第一仓室顶壁伸出，两引管9的一端分别位于第二仓室、第三仓室的下沉槽中，另一端分别穿过两隔板上的过孔伸入第一仓室、第二仓室中。两引管9分别与两隔板通过焊接固连。

石油与水的混合物从从第三仓室顶壁的进液口8进入第三仓室，再经引管流入第二仓室、第一仓室，其中所含的水流入分离装置外罩中的挡圈2，经重质液体排管3排出储油仓。