[發(fā)明專利]基于界面力學效應(yīng)的油類物質(zhì)中乳化態(tài)微量水去除方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111065298.0
• 申請日: 2021-09-12
• 公開（公告）號: CN113750574A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王寶;賈文娟;王彩華
• 申請（專利權(quán)）人: 東北石油大學
• 主分類號: B01D17/04
• 分類號: B01D17/04
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 曹愛華

本發(fā)明涉及的是基于界面力學效應(yīng)的油類物質(zhì)中乳化態(tài)微量水去除方法，它通過采用水溶性鹽顆粒過濾床，利用可溶性鹽顆粒對微小水滴的強吸附界面力學性能，對油類物質(zhì)中微小的乳化油滴進行有效的吸附，實現(xiàn)乳化狀態(tài)油水混合物中微量水的去除；具體為：設(shè)計水溶性鹽顆粒過濾床，過濾床中設(shè)置水溶性鹽顆粒過濾層，單層有效過濾層厚度為5㎜至20㎜，水溶性鹽顆粒的粒徑介于0.5μm至200μm之間；利用水溶性鹽顆粒過濾床對乳化狀態(tài)油水混合物進行油水分離，水溶性鹽顆粒過濾層對微小水滴有效吸附，油類物質(zhì)通過水溶性鹽顆粒過濾層；過濾床壓降增加時，烘烤脫水，實現(xiàn)重復使用。本發(fā)明簡單高效地實現(xiàn)油類介質(zhì)中微量水的去除，實現(xiàn)高效油水分離。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及的是油水分離技術(shù)，具體涉及的是基于界面力學效應(yīng)的油類物質(zhì)中乳化態(tài)微量水去除方法。

背景技術(shù)：

油水分離問題涉及石油開采提煉、機械加工、紡織工業(yè)、食品餐飲、交通運輸?shù)雀餍懈鳂I(yè)已成為一個世界性的問題。因此，從優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)過程、環(huán)境保護以及油品回收利用等方面考慮，油水分離處理非常必要。油水混合物體系按污染物的物理形態(tài)可分為：游離狀態(tài)（粒徑在100μm 以上）、分散狀態(tài)（粒徑在10～100μm 之間）、乳化狀態(tài)（粒徑在0.1～10μm之間）和溶解狀態(tài)（粒徑小于0.1μm，包括微分散狀態(tài)和分子狀態(tài)）。不同類型的混合物狀態(tài)處理方式不同，其中乳化態(tài)體系處理難度最大，常用處理方法主要有重力法、離心法、氣浮法、吸附法、化學法、生物法及膜分離法，其中膜分離具有能耗低、單級分離效率高、過程靈活簡單、環(huán)境污染低、通用性強等優(yōu)點，因此受到廣泛關(guān)注。

傳統(tǒng)分離膜主要分為反滲透膜、超濾膜、微濾膜、納濾膜等，這些傳統(tǒng)膜過濾方法因為濾孔尺寸小而造成實際應(yīng)用的效率低下。近年來隨著對表面潤濕性研究的深入，通過對過濾以及吸附材料進行表面改性，獲得實現(xiàn)油類物質(zhì)選擇性通過或汲取的油水分離材料。空氣中的一些超疏水過濾材料，對油水混合物中水相具有疏水的同時，油類物質(zhì)能夠迅速浸潤并通過過濾材料，利用這種疏水親油特性可實現(xiàn)只過油不過水或只吸油不吸水的油水分離技術(shù)。空氣中的一些超親水過濾材料，在水下只有油水兩相流體存在時，對水中的油相具有超疏油特性，利用這種水下親水疏油特性可實現(xiàn)只過水不過油的油水分離。相對傳統(tǒng)濾膜技術(shù)，利用過濾材料親疏油等潤濕特性實現(xiàn)油水分離的技術(shù)，由于濾孔尺寸一般在幾十到幾百微米，雖然能夠極大提高膜的過濾效率，但該技術(shù)只局限于對游離狀態(tài)或分散狀態(tài)的油水混合物進行處理。而對于實際中常見但難以處理的乳化狀態(tài)油水混合物來說，無法通過對濾孔尺寸大于乳化油滴的過濾材料的潤濕性控制來實現(xiàn)油水分離。對于乳化液的油水分離，目前都是基于孔隙小于乳化液滴而實現(xiàn)的物理式分離，如各種滲透膜。而用于乳化液分離的特殊潤濕性的過濾膜，表面特殊潤濕性可加快乳化液中相關(guān)相的通過，但為實現(xiàn)對乳化狀態(tài)油水混合物的有效分離，其孔隙也需小于待處理的乳化液滴直徑，因此實際使用中處理效率也極低，且微孔材料制備復雜、成本高、不易維護。

由膜法油水分離技術(shù)現(xiàn)狀可知，對難處理的乳化液，通過濾膜潤濕性控制直接實現(xiàn)油水分離，為保證分離的有效性，其濾孔尺寸仍需與傳統(tǒng)濾膜濾孔尺寸相似，因此無法克服效率低的缺點，但通過潤濕性控制實現(xiàn)油水分離的膜過濾技術(shù)對游離或分散狀態(tài)的油水混合物具有效率高、便捷等優(yōu)點。

經(jīng)改性處理后具有特殊潤濕性的過濾材料雖然對乳化態(tài)油水混合物中雜質(zhì)相具有一定力學效應(yīng)，但考慮到改性涂層材料的穩(wěn)定性以及使用壽命等原因，故此難以在吸附力等方面實現(xiàn)較大的提高。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供基于界面力學效應(yīng)的油類物質(zhì)中乳化態(tài)微量水去除方法，這種基于界面力學效應(yīng)的油類物質(zhì)中乳化態(tài)微量水去除方法用于解決目前油水分離技術(shù)效率不高，難以承受過高壓差的實際使用問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：這種基于界面力學效應(yīng)的油類物質(zhì)中乳化態(tài)微量水去除方法通過采用水溶性鹽顆粒過濾床，利用可溶性鹽顆粒對微小水滴的強吸附界面力學性能，對油類物質(zhì)中微小的乳化油滴進行有效的吸附，實現(xiàn)乳化狀態(tài)油水混合物中微量水的去除，具體如下 ：