专利名称：用于在连续液相中产生离散液相的装置的制作方法
用于在连续液相中产生离散液相的装置
本发明涉及根据权利要求1的前序部分用于在连续液相中产生离 散液相的装置、具有这样的装置的设备及该设备的使用。
用于原油的净化(Reinigen)的方法和相应的设施可从WO 2005/100512 (PCT/EP2005/004654)了解到。在该净化方法中，在第一 阶段得到脱气的乳状液，该乳状液在第二阶段中被分离成水和油。第 二阶段在净化装置的容器中进行，该净化装置包含用于洗涤水 (Waschwasser)的分配系统。使水和油之间的相界面与洗涤7jc接触，以 便进行净化处理。基于该两相的聚结，其可被彼此分离。如果将乳状 液以呈微滴形状的方式引入由洗涤水组成的连续相中，则该方法可以 得到改进。这是第一净化阶段。以这种方式被洗涤过的油在聚结之后 形成第二连续相，新鲜的洗涤水可附加地以呈微滴形状或带有升高的 动量的方式而被引入该第二连续相中，用以促进该相界的净化。在该 两个连续相之间形成过渡区，在该过渡区中发生(油的和水的)聚结。 向净化装置内的乳状液和洗涤水供给设定成，使得过渡区在预定的位 置处占据比该两个连续相小得多的容积。对于该两个离散相而言，分 别存在针对洗涤效果而言的最佳的微滴尺寸以及针对相分离而言的 最佳的M相的剪切，这可根据经验来确定。最佳的净化过程的前提 是，实现以下要求，即，形成微滴(Troepfchen)或液滴(Tropfen)的最佳 的尺寸，并使离散相分別地在连续相中均匀地分布。为此目的，需要 适当地设计的装置。
本发明的任务在于，提供用于在连续液相中产生离散液相的装 置，其中，对该离散相施加分离过程所必需的剪切，并且，可实现离 散相的预定液滴尺寸的形成以及其在该连续相中的均匀的分布。该任 务可通过在权利要求1所限定的装置而得以解决。该装置用于利用第 一或第二液体在连续液相中产生离散液相。两 种液体作为分离的相而共存，具有不同的密度，且允许所希望的物质 交换。作如下设置，即，装置布置在容器中，该容器包含形成该连续 相的第二液体。该装置在水平纵向伸展中包括尤其为圆筒形管的分配
机构(Verteilorgan),以及用于第一液体的收集通道。该收集通道具有 出口侧、收集侧以及连4妻出口侧与收集侧的至少一个侧壁。该侧壁在 该出口侧与水平的滴液边缘(Abtropfkante)之间形成连接面。侧壁具有 这样的倾角或形状，该倾角或形状使得液体膜的形成成为可能，为此， 侧壁在出口侧和/或收集侧上具有用于产生呈液滴形式的离散相的器 件(Mittel)。
为了提高液体膜的稳定性，侧壁可具有针对该第一液体的良好的 可润湿性。该滴液边缘或该侧壁优选地具有造型(Profilierung),尤其 是齿状物(Zahnung),以产生呈液滴形式的离散相，该液滴优选地由于 均匀的齿状物而为相似大小的。
从属权利要求2至11涉及根据本发明的装置的有利的实施例。 权利要求12至14的主题是这样的设备，在该设备中该装置被应用。 权利要求15和16的主题是设备的应用范围。
该器件包括多个穿透部(Durchbruechen),该穿透部使得第一液体 可沿着侧壁的收集侧和/或出口侧从该内部区域均匀地流出 (Abfliessen)。穿透部(61)呈孔形、锯齿形、凹口形(einschnittartig)或设 计为齿状物。它们优选地具有循环地重复的造型，以使得液体被稳定 地引导至侧壁的收集侧和/或出口侧。
侧壁可具有滴液边缘，尽可能一致大小的液滴沿该滴液边缘而脱
落，并#:吸收到形成该连续相的液体中。侧壁或者定向成至少部分地
垂直，或者具有相对于水平线(Horizontalen)的倾角，该倾角为10°和 85°之间，优选地为20。和60°之间，尤其优选地为30。至40° 。 此外，侧壁可具有至少一个弯折(Knick)。才艮据另一实施例，侧壁在其 侧向边缘中的至少一个上具有导向元件(Fuehrungselement)，以使得该液体被引导成从该出口侧出发在朝该收集侧的方向上经过该侧壁或 穿透部。收集侧可附加地设置有用于第一液体的孔，以及将这些孔遮 蔽且带有滴液边缘的壁。
收集通道附加地包括至少一个偏转障碍物，尤其是偏转元件，该
偏转元件布置在分配机构的排出口 (Austrittsoeffnungen)前，并且，经 由该偏转元件可将第一液体偏转入收集通道的内部区域中而朝向收 集侧，其中，分配机构的排出口尤其地布置在线状带(linearenStreifen) 上，并且，偏转元件与该线状带相对而置且并形成相关联的 (zusammenhaengende)、平的isl IHJ开j的 <扁寿争面。
该设备包括容器，以及布置在该容器中的多个如上叙述的装置， 而该容器包括底部和侧壁。这样的装置一一在以下称作下部装置一一 布置成邻近于底部，且其出口侧向下敞开，并且/或者，这样的或另外 的装置一一在以下称作上部装置一一布置在容器的上部区域中，且其 出口侧向上敞开，其中，在下部装置的情况下，该底部可为用于从该 分配机构中离开的液体的偏转障碍物。容器的水平横截面尤其地被装 置均匀地覆盖，其中，装置优选定向成平行的。不仅设置有下部装置 而且设置有上部装置，以使得下部装置设置成用于将轻液体供应到容 器中而上部装置设置成用于将重液体供应到容器中，另外，在底部还 布置有用于重液体的排液管，或者，为了轻液体也在上部装置之上布 置有至少一个排液机构，该排液机构尤其包括排液管和/或溢流堰 (Ueberlaufwehr)。这样的设备尤其用于原油的净化，其中，重液体为 水而轻液体为待净化的原油，并且，在容器的上部区域，水作为离散 相而从原油(即，连续相)中吸收杂质，而在容器的下部区域，水作为 第二连续相而从上升的油滴中吸收杂质，其中，在该两个连续相之间
存在这样的区域，在该区域中，离散相通过聚结而融合成相应的连续 相。该设备尤其可在可浮动的平台上或运输工具、尤其是船中被应用。
以下将参照附图对本发明进行描述。其中
图1-3分别显示了根据本发明的装置的第一实施例以及第二和第
三实施例；而
图4显示了带有根据本发明的布置在容器中的装置的设备。 图5显示了根据本发明的装置的另一个实施例，其带有用于壁边 缘和滴液边缘的其它的结构可能性。
图6显示了根据本发明的装置的另一个实施例，其带有弯曲的侧壁。
部分地显示在图1中的根据本发明的装置1的第一实施例允许利 用第一液体而在由第二液体组成的连续相中产生离散相。该两种液体 形成共存相，该共存相允许所希望的物质交换。它们具有不同的密度。 设置成，根据本发明的装置1布置在容器中(参见图4:容器9)，该 容器包含形成连续相的第二液体。装置1在水平纵向伸展中包括分配 机构2(尤其为圆筒形管)以及用于第一液体的收集通道3，其中，该收 集通道3具有出口侧4、收集侧5以及连接出口侧4和收集侧5的至 少一个侧壁6。该两个相在出口侧4处相接触且允许物质交换和动量 交换。在所显示的实例中，第一液体比第二液体轻。因此，出口侧4 向下敞开。根据本发明，收集通道3附加地包括偏转元件8(或偏转障 碍物)，其布置在分配机构2的排出口 20的前方。还可设置有多个分 配机构2和相应的偏转元件8。
分配管2的排出口 20布置在线状带上，且偏转元件8优选地在 该带的对面处形成相联的凹形偏转面。根据本发明的装置1也可直接 布置在容器底部的上方。在这种情况下，可省去单独的偏转元件8; 容器的底部承担了偏转元件8的功能。在出口侧4的区域中延伸的底 部是偏转障碍物，该偏转障碍物也可^L为收集通道3的一部分。
排出口 20还可布置成侧面地位于分配管2处且指向上方。在这 种情况下，同样不需要单独的偏转元件8;侧壁6起着偏转障碍物的 作用。第一液体以呈射束状的形式从分配机构2向下排出(austreten),冲 击到偏转障碍物或偏转元件8上，并由该偏转障碍物或偏转元件8偏 转成向上朝向收集侧进入收集通道3的内部区域30。该流通过碰撞而 变平静。在装置1的非常大的纵向伸展(例如超过30m)和圆筒形的分 配机构2的情况下，在分配机构2中同轴地设置第一分配管用于液体 分配的第一阶段，可能是有利的。
第一液体(即较轻的液体)经由多个穿透部61被引导至侧壁6的外 侧，穿透部61在出口侧4上布置在侧壁6中，并且，其4吏得出自内 部区域30的均匀的流出成为可能。穿透部61设计为凹口形且朝向壁 边缘62敞开；然而，它们还可以为孔形的。侧壁6在出口侧4与水 平的滴液边缘7之间形成连接面6,侧壁6具有这样的倾角或形状， 该倾角或形状使得离散液相的液体膜的形成成为可能。倾斜的侧壁6 提供了液体膜形成所需要的面。借助于造形(Formgebung)，例如通过 侧壁6的下端部处的液体排出的区域的倒棱，可通过使液相之间的相 对速度变小而促进侧壁6上的膜形成。为提高该膜的稳定性，侧壁6 还可具有对于第一液体的良好的可润湿性。良好的可润湿性可例如在 开始运转之前通过表面60的准备来实现，在该准备过程中，用该第 一液体涂覆该表面60。另外，粗糙的表面60也可改善可润湿性。
滴液边缘7具有齿状物70,借助于该齿状物70使得呈液滴形式 的离散相的产生成为可能。齿状物70优选地设计为均匀的，使得可 产生全都为相同大小或尽可能相同大小的液滴。
根据图5中显示的另一的实施例，侧面的下壁边缘62本身具有 造型。该造型由大致上循环地布置的峰和谷所形成，或者尤其地构造 成齿状物或波浪形轮廓。可以穿透部61来补充该造型，作为对此的 代替或补充，还可具有空腔(Hohlraeume)。
在图1中侧壁6的外侧与滴液边缘7—起位于这样的平面中，该 平面定向成垂直的或定向成相对于垂直方向成一定角度。(用垂直布置 的截切平面所得到的)该平面的截切线与水平平面之间的倾角为10°和85°之间，优选在20°和60°之间，尤其优选地为30°至40° 。 图1中显示了成镜面对称布置的两个侧壁6。该两个侧壁中的至少一 个可具有以上所提到的倾角。装置1也可以只具有一个侧壁6，就如 图2的第二实施例所示的那样。偏转元件8只允许第一液体在一侧流 出。另外，在该实例中，侧壁6是倾斜的。在这样的倾斜位置中，有 利的是，滴液边缘7的齿状物70位于这样的平面中，该平面倾斜成 背离垂直平面且背离分配才几构2。该侧壁6的下部部分也可具有不同 于由齿状物70所张成的平面的倾角。
图3显示了第三实施例，在该实施例中，收集侧5附加地包含有 用于第一液体的孔50。设置有遮蔽这些孔50的壁6'，该壁6，具有带 带齿状物70，的滴液边缘7'。在孔50与滴液边缘7'之间延伸有另一连 接面(在壁6'的不可见的面上)，其具有与滴液边缘6相同的特性。
在图5中显示了带有侧壁6的装置1的另一实施例，该侧壁6包 括实施成造型的壁边缘62。在此，倾斜的侧壁的壁边缘62设有齿状 物，而显示为垂直侧壁6的后侧壁设有肋状物(Rillierung)。造型的形 状和深度依赖于流动液体的性质和量。为了在即便并非完全的水平的 指向的情况下同样能确保出自侧壁62的均匀的出流，则足够长的肋 状物尤其有利。滴液边缘7也具有造型。在该实例中显示了波浪形的 造型，然而，任何其它的造型的组合也是可行的。附加地，可在侧壁 中设置有孔和/或与穿透部61的组合，这并没有显示在图中。
图6显示了另一实施例，在该实施例中，侧壁6具有在朝收集通 道3的方向上的弯曲。在液体排出的区域中，该流可由此得到优化， 从而促进在侧壁上的膜形成及膜稳定性。显然，壁边缘62和/或滴液 边缘7可具有之前所述的造型和形状中的每一种。为了简便起见，仅 在图6中显示装置的一部分，装置设计成或者为对称的(如图1中所 示)，或者允许单侧的液体排出(如图2中所示)。
未显示在图中的是这样的装置，该装置带有侧壁，该侧壁具有至 少一个弯折。此外，侧壁6可在其侧向边缘中的至少一个处具有导向元件。该导向元件可设计为鱼尾板(Lasche)。该导向元件将经过出口 侧4沿着穿透部61以及侧壁6而在朝滴液边缘7的方向上流动的液 体引导成沿着该所述路径而流动。尤其地，通过导向元件避免了液体 经侧壁6的侧向边缘而流动。
根据本发明的装置1设置用于这样的设备，在该设备中，装置1 作为相同构造的多个装置l中的一个装置而布置。分配机构2通常以 并行联接的方式连到公共的供给管路(未示出)处。在示意性地显示在 图4中的带有根据本发明的装置的设备10中，上部装置l，和下部装 置l"有所不同。这些装置l，， l"布置在容器9中。下部装置l"临近 于底部90而布置，且其出口侧3"向下敞开。上部装置l，布置在容器 9的上部区域中；其出口侧3，向上敞开。容器9的水平横截面由装置 l，，l"分别均勾地占用;在此，装置l，， l"优选地对准成并行的。
在设备io中，上部装置r设置成用于重的或较重的液体ii,而
下部装置l"设置成用于轻的或较轻的液体12。在底部90处，用于重
液体ii的排液管ir连于容器9处。对于轻液体12，在上部装置r
上方有至少一个排液机构，该排液机构尤其包括排液管12，和/或溢流
堰(未示出)。
设备10的优选的应用为利用洗涤水对油/水乳状液进行处理。在
这种情况下，重液体是水，而轻液体是待净化的、已经脱气的原油。
在容器9的上部区域中，水作为离散相从形成连续相120的油中吸收 杂质。在容器9的下部区域中，水作为第二连续相IIO从上升的油滴 中吸收杂质。在该两个连续相IIO和120之间存在有区域130,在该 区域130中离散相通过聚结而融合成相应的连续相。在区域130的上 层121中，油滴很大程度上联合成连续相120。从上方落下的水滴吸 收仍然留在层121中的水。对于水占主导地位的下层112,同样的原 理反过来也适用。
显然，还可以设想根据本发明的装置1的其它应用，其中，仅将 重液体或轻液体以液滴形式引入轻液体或重液体中。上面所叙述的设备还可以在船上使用，在船上，由于经常性发生 的晃动，水平的指向只可在时间平均的意义上实现。因此，分配管或 收集通道3的水平纵向伸展与在静止的、浮动的船或在可浮动的平台 上出现的平均位置有关。
权利要求
1.一种用于在第二液体的连续液相中产生第一液体的离散液相的装置(1)，其中，可作为分离的相而共存且允许所希望的物质交换的所述两种液体具有不同的密度，并且，作如下设置，即，所述装置布置在容器(9)中，该容器(9)包含形成连续相的所述第二液体，其中，所述装置包括尤其为圆筒形管的分配机构(2)以及用于所述第一液体的收集通道(3)，并且，所述收集通道(3)具有出口侧(4)、收集侧(5)以及连接所述出口侧与所述收集侧的至少一个侧壁(6)，其特征在于，所述侧壁(6)在所述出口侧(4)和/或所述收集侧(5)上具有用于产生呈液滴形式的离散相的器件。
2. 根据权利要求1所述的装置(l)，其特征在于，所述器件包括 多个穿透部(61)，该穿透部(61)使得所述第一液体可沿着所述侧壁(6) 的收集侧(5)和/或出口侧(4)而从内部区域(30)中均匀地流出。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述穿透部(61) 为孔形的、锯齿形的、凹口形的或设计为齿状物。
4. 根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其特征在于， 所述侧壁(6)具有滴液边缘(7)。
5. 根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所 述侧壁(6)定向成至少部分地垂直。
6. 根据前述权利要求中的任一项所述的装置(l)，其特征在于， 所述侧壁(6)具有相对于水平线的倾角，该倾角在10。和85。之间，优选 地在20。和60。之间，尤其优选地为30。至40。。
7. 根据前述权利要求中的任一项所述的装置(l),其特征在于， 所述侧壁(6)具有至少一个弯折。
8. 根据前述权利要求中的任一项所述的装置(l),其特征在于， 所述侧壁(6)在其侧向边缘中的至少一个处具有导向元件。
9. 根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，在所述收集侧(5)中附加地设置有用于所述第一液体的孔(50)以及带有滴 液边缘(7，)的遮蔽这些孔的壁(6')。
10. 根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所 述侧壁(6)具有关于所述第一液体的良好的可润湿性。
11. 根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所 述收集通道(3)附加地包括至少一个偏转障碍物，尤其是偏转元件(8)， 其布置在所述分配机构(2)的所述排出口(20)前且通过其可将所述第一 液体偏转成朝向收集侧(4)而进入所述收集通道(3)的内部区域(30),其 中尤其地，所述分配机构(2)的所述排出口(20)布置在线状带上，而所 述偏转元件(8)与该线状带相对而置且形成相关联的、平的或凹形的偏 转面。
12. —种带有容器(9)且带有布置在所述容器中的多个根据前述权 利要求中任一项所述装置(l; 1，， I")的设备(IO),所述容器(9)包括底部 (90)和侧壁，其特征在于，这样的装置——在以下称作下部装置 (l")——邻近于所述底部而布置，并且，其出口侧(3")向下敞开；并 且/或者，这样的或另外的装置一一在以下称作上部装置(l，)一一布置 在所述容器的上部区域中，并且，其出口侧(3，)向上敞开，其中，在 所述下部装置的情况下，所述底部可为用于从所述分配机构(2)中排出 的液体的偏转障碍物。
13. 根据权利要求12中所述的设备(IO),其特征在于，所述容器 (9)的水平的横截面被所述装置(1; l，， l")均匀地占用，其中，所述装 置优选地对准成平行的。
14. 根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，不仅设置有下部装置而且设置有上部装置(r， r，)，以使得下部装置(r，)设置成 用于轻液体(i2)而上部装置(r)设置成用于重液体(ii)以便供应至所述容器(9)中，此外，为所述重液体而在底部(90)布置有排液管(11')，或者，为所述轻液体而在所述上部装置之上布置有至少一个排液机构，该排液^/L构尤其包括排液管(12，)和/或溢流堰。
15. —种根据权利要求12至14中的任一项所述的设备的应用， 其特征在于，所述重液体(l l)是水而所述轻液体(12)是待净化的原油， 并且，在所述容器(9)的上部区域中，水作为离散相而从原油一一即， 所述连续相(120)—一中吸收杂质，并且，在所述容器的下部区域中， 水作为第二连续相(110)而从上升的油滴中吸收杂质，其中，在所述两 个连续相之间存在区域(130)，在该区域(130)中所述离散相通过聚结而 融合成相应的连续相。
16. 根据权利要求15所述的设备的应用，其特征在于，在可浮 动的平台上或在运输工具上，尤其是在船上应用所述设备。
全文摘要
装置(1)用于利用第一或第二液体在连续液相中产生离散液相。两种液体作为分离的相而共存，具有不同的密度，且允许所希望的物质交换。装置设置成布置在容器(9)中，该容器(9)包含形成连续相的第二液体。装置在水平纵向伸展中包括分配机构(2)，尤其为圆筒形管，以及用于第一液体的收集通道(3)。收集通道(3)具有出口侧(4)、收集侧(5)以及连接出口侧与收集侧的至少一个侧壁(6)。侧壁(6)在出口侧与水平的滴液边缘(7)之间形成连接。该侧壁具有使离散液相的液体膜能够形成的倾角或形状。为了提高该膜的稳定性，侧壁(6)具有针对第一液体的良好的可润湿性。滴液边缘或侧壁优选地具有造型，尤其是齿状物(70)，以便产生呈液滴形式的离散相，该液滴优选地由于均匀的齿状物而为相似大小的。
文档编号C10G33/00GK101516462SQ200780034571
公开日2009年8月26日 申请日期2007年9月14日 优先权日2006年9月18日
发明者A·加布勒, C·G·巴赫曼 申请人:苏舍化学技术有限公司