本发明属于液体分离技术领域，涉及一种油水分离装置及其分离方法，尤其涉及一种基于聚结原理的高效油水分离装置及其分离方法。
背景技术：
石油化工领域存在大量的油水分离过程，随着石油的深度开采、化工企业的大型化发展和对环境保护的严格要求，油水分离技术日益受到重视。目前油水分离的物理技术主要有重力沉降、旋流分离、聚结分离、膜分离、气浮等方法。
传统油水分离工艺采用两相分离器、大罐沉降及电脱设备相结合的方式，但气油水分离效率较低，其常压开式流程易造成气体损耗罐内析出的气体携带着油滴从量油孔中喷出，污染罐区环境；沉降处理所需的时间长。而卧式三相分离器的应用使得气油水分离效率达到较高水平，其密闭式流程可以有效降低气体的泄露量，而且处理时间短。但传统的卧式三相分离器仅依靠重力实现三相分离，当原油粘度较大时就需要较大的停留时间，因而只能依靠增加分离器长度来实现，增大了占地面积。
波纹板聚结油水分离技术是重力分离和聚结分离结合于一体的一项新型油水分离技术。目前，国内基于聚结技术的油水分离装置方案较多。
CN 203724817U公开了一种适用于陆上油田气油水分离的三相分离器，其技术方案是：筒体的左右两端分别设有左封头和右封头，左侧设有预旋流气液分离器，预旋流气液分离器的出气端通过输气管线连接除雾装置，出液端连接到筒体内腔的十字型入口布液构件，所述的筒体内腔由左到右依次设有入口区挡板、平行板式整流构件、斜板平行板式聚结构件和溢流挡板，溢流挡板将水室与油室分隔开，除雾装置设置在水室的上方；筒体的底部设有排砂口、出水口和出油口。
CN 101972559B公开了一种油水分离装置及油水分离方法，所述装置包括一个U形旋流器和一个卧式聚结油水分离器，卧式聚结油水分离器内部含不锈钢板波纹填料聚结区和聚丙烯丝网波纹填料聚结区，并设有气体发生器。
然而上述油水分离装置均结构复杂，并需额外设置其部件，如设U形旋流器及气体发生器等；其填料聚结区的材料单一，不具有表面自由能的高低区别，因而油水分离效果并不理想。
技术实现要素：
针对现有油水分离装置中存在的结构复杂，需额外设置其部件，填料聚结区的材料单一，不具有表面自由能的高低区别等问题，本发明提供了一种油水分离装置及其分离方法。本发明通过对丝网聚结器的改进，提高了油水液滴在被捕获过程中的聚结速率，进而提高油水分离效率；同时，本发明所述装置结构简单，占地面积小，运行成本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种油水分离装置，所述装置为卧式结构，包括筒体和接口，筒体顶部一侧设有原料液入口，筒体顶部与原料液入口相对的另一侧设有油相出口；筒体内由原料液入口一侧依次设波纹板聚结器和丝网聚结器；筒体底部于波纹板聚结器和丝网聚结器之间设有一级排污口，筒体底部与原料液入口相对一侧设有水相出口，筒体底部于丝网聚结器和水相出口之间设有二级排污口；
其中，所述丝网聚结器由表面自由能不同的至少两种材料编制而成。
本发明所述装置为多级分离装置，一级分离采用波纹板聚结器，可有效沉降油水混合物中的固体颗粒，并对油水进行初步分离；二级分离采用丝网聚结器，所述丝网聚结器所用材料的表面自由能不同，具有表面自由能的高低区别，因而可以使分散相得到有效的分离。同时，在液滴在丝网聚结器中被捕获的过程中，聚结效率在表面自由能不同的材料交汇处大幅提高，进而提高了油水分离效率。
本发明所述油水分离装置不包括U形旋流器以及气体发生器等装置，结构简单，但具有较高的油水分离效率。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述丝网聚结器由表面自由能不同的两种材料编制而成。
优选地，所述表面自由能不同的两种材料为塑料纤维、金属丝、玻璃纤维或碳纤维中任意两种的组合。其中，塑料纤维还可为改性塑料纤维。
优选地，所述表面自由能不同的两种材料为金属丝和塑料纤维。
本发明所述丝网聚结器的编制材料并不仅限于金属丝和塑料纤维，其他表面自由不同的材料同样适用。所述材料以表面自由能相差越大分离效果越好。
作为本发明优选的技术方案，所述波纹板聚结器和丝网聚结器之间的距离为筒体长度的1/20～1/4，例如1/20、1/18、1/16、1/14、1/12、1/10、1/8、1/6或1/4等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1/10～1/5。
作为本发明优选的技术方案，所述波纹聚结器的板数至少为1个，例如1个、2个、3个、4个或5个等以及更多，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为3～8个。
作为本发明优选的技术方案，所述丝网聚结器的个数至少为1个，例如1个、2个、3个、4个或5个等以及更多，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1～2个。
作为本发明优选的技术方案，筒体内原料液入口和波纹板聚结器之间设布水装置。
优选地，所述布水装置为多孔布水器。
其中，所述“多孔”表示至少有2个开孔，此处所述多孔布水器为本领域常用设备，故不再赘述。
优选地，所述布水装置与原料液入口相连。
作为本发明优选的技术方案，所述筒体内原料液入口和波纹板聚结器之间设冲洗装置，筒体顶部设有冲洗入口，与冲洗装置相连接。
优选地，所述冲洗装置包括冲洗管和喷嘴。
其中，所述冲洗管上至少有5个喷嘴，此处所述喷嘴为本领域常用设备，故不再赘述。
第二方面，本发明提供了上述油水分离装置的分离方法，所述方法为：原料液由原料液入口进入装置经波纹板聚结器进行一级分离，分离出的固体颗粒由一级排污口排出，液体进入丝网聚结器中进行二级分离，分离出的固体颗粒由二级排污口排出，分离出的水相由水相出口排出，分离出的油相由油相出口排出；
当分离装置压降超过设定值时，停止进料，打开冲洗入口进行冲洗，直至压降降低至给定范围内，停止冲洗，恢复进料。
作为本发明优选的技术方案，所述原料液由原料液入口进入装置经布水装置分布均匀后进入波纹板聚结器进行一级分离。
第三方面，本发明提供了上述油水分离装置的用途，所述油水分离装置用于石油化工领域；
优选地，所述油水分离装置用于分馏塔、罐区、电脱盐、污水汽提等含油污水的油水分离。但并不仅限于所述含油污水，其他含油污水、含水污油、胺液、碱液等的油水分离同样适用于本发明所述装置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述装置采用多级分离，结合采用表面自由能不同的材料编制的丝网聚结器，可有效改进油水分离效率，并且分散相的改变不会影响分离效率，使经分离后的油内含水(游离态)≤0.2％，水内含油(游离态)≤300mg/L；
(2)本发明所述油水分离装置结构简单，不包括U形旋流器以及气体发生器等辅助装置，大大缩小了容器的占地面积，安装实施方便。
附图说明
图1是本发明实施例1所述油水分离装置的结构示意图；
其中，1-原料液入口，2-布水装置，3-冲洗入口，4-冲洗装置，5-波纹板聚结器，6-一级排污口，7-丝网聚结器，8-二级排污口，9-水相出口，10-油相出口，11-筒体。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施例部分提供了一种油水分离装置，所述装置为卧式结构，包括筒体11和接口，筒体11顶部一侧设有原料液入口1，筒体11顶部与原料液入口1相对的另一侧设有油相出口10；筒体11内由原料液入口1一侧依次设波纹板聚结器5和丝网聚结器7；筒体11底部于波纹板聚结器5和丝网聚结器7之间设有一级排污口6，筒体11底部与原料液入口1相对一侧设有水相出口9，筒体11底部于丝网聚结器7和水相出口9之间设有二级排污口8；
其中，所述丝网聚结器7由表面自由能不同的至少两种材料编制而成。
本发明具体实施例部分还提供了上述油水分离装置的分离方法，所述方法为：原料液由原料液入口1进入装置经波纹板聚结器5进行一级分离，分离出的固体颗粒由一级排污口6排出，液体进入丝网聚结器7中进行二级分离，分离出的固体颗粒由二级排污口8排出，分离出的水相由水相出口9排出，分离出的油相由油相出口10排出。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种油水分离装置，如图1所示，所述装置为卧式结构，包括筒体11和接口，筒体11顶部一侧设有原料液入口1，筒体11顶部与原料液入口1相对的另一侧设有油相出口10；筒体11内由原料液入口1一侧依次设布水装置2、波纹板聚结器5和丝网聚结器7；布水装置2与原料液入口1相连，筒体11底部于波纹板聚结器5和丝网聚结器7之间设有一级排污口6，筒体11底部与原料液入口1相对一侧设有水相出口9，筒体11底部于丝网聚结器7和水相出口9之间设有二级排污口8；所述筒体11内原料液入口1和波纹板聚结器7之间设冲洗装置4，筒体11顶部设有冲洗入口3，与冲洗装置4相连接；
其中，所述丝网聚结器7由金属丝和塑料丝编制而成，所述波纹板聚结器5和丝网聚结器7之间的距离为970mm，波纹板聚结器5的板数为6，丝网聚结器7的个数为2。
所述油水分离装置的处理方法为：原料液由原料液入口1经布水装置2分布均匀后进入波纹板聚结器5进行一级分离，分离出的固体颗粒由一级排污口6排出，液体进入丝网聚结器7中进行二级分离，分离出的固体颗粒由二级排污口8排出，分离出的水相由水相出口9排出，分离出的油相由油相出口10排出；
当分离装置压降超过设定值时，停止进料，打开冲洗入口3进行冲洗，直至压降降低至预定范围内，停止冲洗，恢复进料。
本实施例所用油水分离装置用于分馏塔顶切水含油污水的油水分离，经分离后的油内含水(游离态)≤0.1％，水内含油(游离态)≤200mg/L。
实施例2：
本实施例提供了一种油水分离装置，所述装置为卧式结构，包括筒体和接口11，筒体11顶部一侧设有原料液入口1，筒体11顶部与原料液入口1相对的另一侧设有油相出口10；筒体11内由原料液入口1一侧依次设波纹板聚结器5和丝网聚结器7；筒体11底部于波纹板聚结器5和丝网聚结器7之间设有一级排污口6，筒体11底部与原料液入口1相对一侧设有水相出口9，筒体11底部于丝网聚结器7和水相出口9之间设有二级排污口8；
其中，所述丝网聚结器7由金属丝和塑料丝编制而成，所述波纹板聚结器5和丝网聚结器7之间的距离为500mm，波纹板聚结器5的板数为4，丝网聚结器7的个数为2。
所述油水分离装置的处理方法为：原料液由原料液入口1进入波纹板聚结器5进行一级分离，分离出的固体颗粒由一级排污口6排出，液体进入丝网聚结器7中进行二级分离，分离出的固体颗粒由二级排污口8排出，分离出的水相由水相出口9排出，分离出的油相由油相出口10排出。
本实施例所用油水分离装置用于罐区含油污水的油水分离，经分离后的油内含水(游离态)≤0.2％，水内含油(游离态)≤300mg/L。
对比例1：
本对比例提供了一种油水分离装置，所述装置除了丝网聚结器7采用单一材料(如聚丙烯丝)编制而成外，其他结构均与实施例1中相同。
所述油水分离装置的处理方法与实施例1中相同。
本对比例所用油水分离装置用于分馏塔顶切水原料液的油水分离，经分离后的油内含水(游离态)约为0.3％，水内含油(游离态)约为650mg/L。
综合实施例1-2和对比例1的结果可以看出，本发明所述装置采用多级分离，结合采用表面自由能不同的材料编制的丝网聚结器，可有效改进油水分离效率，并且分散相的改变不会影响分离效率，使经分离后的油内含水(游离态)≤0.2％，水内含油(游离态)≤300mg/L。
同时，本发明所述油水分离装置结构简单，不包括U形旋流器以及气体发生器等辅助装置，大大缩小了容器的占地面积，安装实施方便。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。