[发明专利]改进的分离器和方法

说明书

本发明关于分离在压力容器或压力容器组件中有着不同比重的、至少部分互相不溶的两种不同介质的方法和装置。特别是，对该方法和装置的描述将按照使油和水从其混合物中分离出来的例子进行。这里的词“油”是指不溶于水的液体，它可以是硅油或有机液体例如碳氢化合物、润滑剂和蜡。

背景

随着更严格的环境标准的出现，需要高度有效的方法将例如海船舱底的油和水从两者的混合物中分离开来。国际上认可的标准要求混合物应被分离并使水中油的含量小于15％。现在很难达到这一标准，特别是油已在水中形成稳定的乳化物的海上，因为清洁剂或添加剂中存在表面活性剂以及船只的连续移动会对分离设备产生消极的影响。

已有多种分离设备在生产，它们依靠包括重力分离和采用各种过滤装置例如纸质过滤器或聚合材料滤芯过滤器来过滤的各种分离技术。尽管已经做了很多研究来改进过滤器的性能，商品级的过滤器在苛刻条件下长期使用时仍不能提供恒定的高性能。

在分离容器中有着油/空气界面的重力分离装置一直被使用着，然而我们通常会发现它们不能处理大流量。当分离高粘度油时这个缺点会更加严重。在运动中的平台上，当运动使得油空气界面出现飞溅时，重力分离装置会变得失效。

国际申请PCT/AU96/00307揭示了一种设备，它通过将油水混合物泵送通过一台过滤器而实现油水分离。在该设备实现油有效分离的同时，本发明的发明人已经发现当存在大量重油时其效率会减低。我们发现，重油会堵塞过滤器而使得分离效率降低。

因此，需要有一种分离装置及方法，它能处理大流量以及对一定工作范围内的各种油实现有效分离。

本发明提出了一种从混合物中分离至少部分互相不溶的液体的设备。该设备包括：

一台密闭的分离容器；

将一定压力下的混合物引入到容器中的进口端；

包括缓冲装置的分离装置，形成的流道使得容器中的混合物至少部分分离以供给第一物相和第二物相；

第一物相的收集空间，设有形成于容器内部的竖向端头的竖向第一端部，一般位于顶部；

几个出口，包括从收集空间出来的第一物相的出口和第二物相的出口；

控制第一物相出口排放的出口阀门；

探测第一物相和容器中其它成分之间所存在界面的界面探测装置，它位于容器内，离该容器第一竖向端有一段垂直距离处的某一个位置，它经选用来控制阀门，这样当第一物相收集空间中的第一物相在探测装置所在的位置处形成一个界面时，阀门被动作以从容器中排放掉至少一部分体积的第一物相中。

在本发明优选的实施例中，设备用于油/水分离，油为碳氢化合物。第一物相是在容器顶部附近的碳氢化合物的物相。

出口通常包括第二个出口，以提供第二物相通常为水相的出口。

从混合物进来开始，容器中的液体就具有一定的压力，结论是在界面探测器的控制下，比较粘稠的油很容易从第一个出口被排放出去。与已有的分离器使用开口的容器相比，它的优点是明显的。

由于空气和液体相混合的开口容器会产生乳化现象，特别是当移动过程中产生飞溅时。我们发现，通过几乎消除油水之间的界面和使液体维持在一定的压力下，在移动的平台上分离时遇到的困难可以被减少。

在分离容器的底部附近，第二个出口最好设置设置为水相的出口。通常，在设备运行期间至少一个这样的出口被打开。例如在一个实施例中，水相出口被打开使得水从第二个出口连续流出来，一直到油相的体积触发界面探测装置的动作。第一个出口(油出口)打开的同时，水相出口部分地或全部关闭，以提供足够的压力快速将油从收集空间中全部或部分移走。第一个出口上的阀门打开一段预先定好的时间，使被分离的第一物相中预先定量好的部分从该出口移走。

由于容器中的混合物从进来开始就维持在一定的压力下，被分离的相可以不需要附加的泵就能够将其从出口中排放掉。

我们相信，在泵出口和环境之间的压力降在分离容器之后的实际存在是有好处的。

缓冲装置形成了一个混合物流动的流道。缓冲件设置的流道将提供一个沉降时间，足够使至少一部分被分离成两相。缓冲装置通常设置有相互隔开的第一和第二表面使得油和水相分离。缓冲装置通常设置中心垂直通道。

缓冲件的设计可以是螺旋形的，或者包括几个同轴的经切割的圆锥。油组分粘连在缓冲件的表面上，通常为内表面。