1.本实用新型属于油水分离设备技术领域，具体涉及一种基于膜分离的油水分离装置。
背景技术：
2.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。
3.原油脱水工艺中，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。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。同时随采出原油含水率升高，分离过程的破乳剂和加热能量消耗显著增大，因此，需要开发新型油水分离工艺，实现降本增效。
4.膜分离法是利用膜的选择透过性将离子、分子和某些微粒从水中分离出来的过程。膜分离技术具有占地少、易操作、分离程度高等特点，应用前景十分广泛，是21世纪环保工程领域中最具有市场应用价值的高新技术之一。但目前膜材料具有抗原油污染性能差、投资成本高等问题，仅适用于含油污水深度处理。
5.目前，现有技术中的膜分离材料及膜分离装置在原油脱水方面有一定进展，但难以满足油田复杂采出液物性和工况下连续运行膜分离需求，仍需在控温、调压等方面进行自动化改造和完善，以便于提高装置适用性。
技术实现要素：
6.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于膜分离的油水分离装置，以亲水疏油膜材料为核心，通过浸润性和渗透性对油进行截留，并非现有技术中通过尺寸大小截留，因此使得油水分离装置的膜水通量大于常规膜材料，工艺流程简化，处理费用降低，并有效避免了分离膜孔道易堵塞、膜使用寿命短、污水处理量小和含有浓度高的污水及密度与水接近的重油和渣油难于分离的问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
8.一种基于膜分离的油水分离装置，包括分离器主体和处理单元。其中，分离器主体的底部分别设有与联合站处理系统旁路连接的油水进口和水出口。分离器主体内设有板框结构，板框结构的上下两面均装填亲水疏油网膜，板框结构的侧部设有过水孔，并且板框结构上设有过流通道，油水进口位于靠近板框结构的位置且不与板框连接，水出口通过下水管与过流通道连接。分离器主体侧部高于板框结构顶部的位置设有溢油口。分离器主体内建立预设水位，预设水位能够确保从油水进口进入的油水界面高于板框结构顶部并低于溢油口的位置。分离器主体内设有液位测量装置，处理单元与液位测量装置电性连接。
9.根据本实用新型的油水分离装置，由于在分离器中建立预设水位，采出液从联合站处理系统旁路经分离器底部的油水进口进入后迅速上浮，从溢油口离开分离器，水穿过分离器中的亲水疏油网膜后从分离器底部的水出口离开，能有有效避免进入分离器中的油直接接触亲水疏油网膜片，能够有效防止膜片污染和膜孔道堵塞，从而有效延长了膜的使用寿命，并保证分离器具有较高的水通量。通过处理器配合液位测量装置和控制水出口的流量，能够有效确保分离器内一直保持油水分离所需的预设液位。综上所述，本实用新型涉及的油水分离装置，解决了常规油水分离装置结构复杂、常规膜分离设备膜孔道易堵塞、膜使用寿命短、污水处理量小、含有浓度高的污水及密度与水接近的重油和渣油难以分离的问题。所用的亲水疏油膜材料主要是通过浸润性和渗透性对油进行截留，因此使得本技术中膜的水通量大于常规膜材料，工艺流程简化，处理费用降低。
10.对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步地改进。
11.根据本实用新型的基于膜分离的油水分离装置，在一个优选的实施方式中，板框结构包括沿竖直方向均匀间隔布置的至少两层隔板，亲水疏油网膜填充在隔板的上下两面，隔板侧部设有过水孔，隔板上设有过流通道。
12.分离器内部采用层叠式过滤器方式，内部交替填装多层隔板和分离膜片，油水混合物从底部入口进入分离器之后，油层上浮，通过溢油口离开分离器，水从隔板侧面的过水孔流至膜片表面并透过膜片，从隔板中的空隙汇入下水管，从水出口离开分离器，能够极大程度上提高油水分离的效率，降低原有含水率。
13.具体地，在一个优选的实施方式中，板框结构的顶部设有支撑板，支撑板上设有均匀间隔布置的流通孔和过流通道。
14.通过在板框结构顶部设置支撑板，能够有效保证整个板框结构的结构稳定性，并且通过在支撑板上设置均匀间隔布置的流通孔和过流通道，能够有效提高水通量。
15.具体地，在一个优选的实施方式中，油水进口与联合站处理系统旁路之间设有减压阀和电加热器。其中，采出液从联合站处理系统旁路流出，经减压阀减压至预设压力后，进入电加热器加热至预设温度后经油水进口进入分离器主体中。
16.采出液经过减压后，能够更稳定地流入分离器主体中，有利于提高系统的安全性和油水分离效果。通过电热器，能够是吸纳根据悠扬粘度调节加热稳定，降低流动阻力，确保油水混合物更顺畅地进入分离器中进行分离。
17.进一步地，在一个优选的实施方式中，减压阀的出口处设有与处理单元电性连接的流量测量装置。
18.通过此处的流量测量装置，能够进一步确保处理器能够根据分离器内的液位测量装置的测量结果，调节油水混合物的流量，确保整个分离装置的工作工程稳定可靠。
19.进一步地，在一个优选的实施方式中，分离器主体的顶部设有冲洗水罐，冲洗水罐通过连接管道与设置在分离器主体顶部的注水口连接。水出口经连接管道与冲洗水罐的入口连接。
20.通过设置冲洗水罐，能够便于在整个分离装置运行前向分离其中注水，使亲水疏油网膜浸润，避免直接和油接触，运行结束后，能够极其方便地对分离器再次注水用于冲洗，避免残余油水混合物对下次分离产生影响，并且能够将分离出来的水进行处理后循环利用进行注水和冲洗，有效节省水资源。
21.进一步地，在一个优选的实施方式中，溢油口通过连接管道与沉降罐连接，沉降罐上分别设有排水口和油出口。其中，排水口和水出口经连接管道汇合。油出口通过连接管道将油注入回油系统。
22.通过将分离器分离后的脱水原油经沉降罐进一步沉降分离再脱水后泵送至回油系统，能够进一步提高原油的游离水脱除效率。
23.进一步地，在一个优选的实施方式中，水出口和溢油口均设有与处理单元电性连接的流量测量装置和控制阀门。
24.在各出口设置流量测量装置，通过处理单元监控溢油口和水出口的流量，根据总出口流量调节实时进液流量和计算累积流量，并根据流量自动调节入口处控制阀门的开度，从而能够极其精确地确保分离器主体中的液位一直保持在合理位置，从而全方位提高分离装置的分离效率。
25.进一步地，在一个优选的实施方式中，在分离器主体内设有与处理单元电性连接的温度测量装置。
26.为了保证原油流动性且兼顾能耗最低的原则，需要通过实时检测分离器内的液体温度，根据分离器内液体的实时温度控制加热器的预热能耗。
27.进一步地，在一个优选的实施方式中，油水进口处设有放空阀，用于工作时取进口油水样化验和拆卸前排液，分离器主体的顶部设有放空口，用于排出含气液体中的气体。
28.进一步地，在一个优选的实施方式中，油水分离装置至少包括两个分离器主体，分离器主体能够通过控制阀门实现串联、并联和单台使用。
29.通过控制阀门的开闭可实现分离器主体的串联、并联合和单台运行模式切换，从而能够有效提高整个油水分离装置的适用性。
30.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：解决了常规装置结构复杂、常规膜分离设备膜孔道易堵塞、膜使用寿命短、污水处理量小、含油浓度高的污水及密度与水接近的重油和渣油仍难于分离等问题。所用的亲水疏油膜材料原理主要是通过浸润性和渗透性对油进行截留，因此该膜水通量大于常规膜材料，工艺流程简化，处理费用降低。
附图说明
31.在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
32.图1示意性显示了本实用新型实施例的分离器主体的整体结构；
33.图2示意性显示了本实用新型实施例的板框结构的半剖面结构；
34.图3示意性显示了本实用新型实施例的隔板的俯视结构；
35.图4示意性显示了本实用新型实施例的隔板的剖面结构；
36.图5示意性显示了本实用新型实施例的隔板的主视结构；
37.图6示意性显示了本实用新型实施例的支撑板的俯视结构；
38.图7示意性显示了本实用新型实施例的支撑板的剖面结构；
39.图8示意性显示了本实用新型实施例的支撑板的主视结构；
40.图9示意性显示了本实用新型实施例的油水分离装置的框架原理。
41.在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
42.下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
43.图1示意性显示了本实用新型实施例的分离器主体1的整体结构。图2示意性显示了本实用新型实施例的板框结构13的半剖面结构。图3示意性显示了本实用新型实施例的隔板的俯视结构。图4示意性显示了本实用新型实施例的隔板的剖面结构。图5示意性显示了本实用新型实施例的隔板的主视结构。图6示意性显示了本实用新型实施例的支撑板的俯视结构。图7示意性显示了本实用新型实施例的支撑板的剖面结构。图8示意性显示了本实用新型实施例的支撑板的主视结构。图9示意性显示了本实用新型实施例的油水分离装置的框架原理。
44.如图1和图9所示，本实用新型实施例的基于膜分离的油水分离装置10，包括分离器主体1和处理单元。其中，分离器主体1的底部分别设有与联合站处理系统旁路连接的油水进口11和水出口12。分离器主体1内设有板框结构13，板框结构13的上下两面均装填亲水疏油网膜14，板框结构13的侧部设有过水孔131，并且板框结构13中心设有过流通道132，油水进口11位于靠近板框结构13的位置且不与板框结构13连接，水出口12通过下水管与过流通道132连接。分离器主体1侧部高于板框结构13顶部的位置设有溢油口15。分离器主体1内建立预设水位，预设水位能够确保从油水进口11进入的油水界面高于板框结构13的顶部并低于溢油口15的位置。分离器主体1内设有液位计16，处理单元与液位计16电性连接。
45.根据本实用新型实施例的油水分离装置，由于在分离器中建立预设水位，采出液从联合站处理系统旁路经分离器底部的油水进口进入后迅速上浮，从溢油口离开分离器，水穿过分离器中的亲水疏油网膜后从分离器底部的水出口离开，能有有效避免进入分离器中的油直接接触亲水疏油网膜片，能够有效防止膜片污染和膜孔道堵塞，从而有效延长了膜的使用寿命，并保证分离器具有较高的水通量。通过处理器配合液位测量装置和控制水出口的流量，能够有效确保分离器内一直保持油水分离所需的预设液位。综上所述，本实用新型涉及的油水分离装置，解决了常规油水分离装置结构复杂、常规膜分离设备膜孔道易堵塞、膜使用寿命短、污水处理量小、含有浓度高的污水及密度与水接近的重油和渣油难以分离的问题。所用的亲水疏油膜材料主要是通过浸润性和渗透性对油进行截留，因此使得本技术中膜的水通量大于常规膜材料，工艺流程简化，处理费用降低。
46.进一步地，在本实施例中，分离器主体1的底座和外筒以快拆方式连接，并且底座与外筒之间采用垫圈密封，由于采出液中可能含有天然气，通过上述密封结构，能够确保分离器主体的密闭性和安全性。优选地，溢油口15采用溢流堰的结构，能够使得油均匀溢出。
47.如图1至图5所示，优选地，在本实施例中，板框结构13包括沿竖直方向均匀间隔布置的至少两层隔板133，亲水疏油网膜14填充在隔板133的上下两面，隔板133侧部设有过水孔131，隔板中心设有过流通道132。分离器内部采用层叠式过滤器方式，内部交替填装多层隔板和分离膜片，油水混合物从底部入口进入分离器之后，油层上浮，通过溢油口离开分离器，水从隔板侧面的过水孔流至膜片表面并透过膜片，从隔板中的空隙汇入下水管，从水出口离开分离器，能够极大程度上提高油水分离的效率，降低原有含水率。在室内试验中，在接近常压下操作，水通量可达2500l/(m2·
h)。采出液综合含水率50％
‑
90％，游离水含水率30％
‑
70％。优选地，每个分离器主体内装7～9个隔板133，对应配置14～18片亲水疏油网膜
14，尤其优选为8个隔板，对应配置16片亲水疏油网膜14，使得最大通水量能够大于1m3/h，压力接近常压。为方便拆卸和更换膜材料，过流通道132采用耐压软管进行连接。
48.如图1和图6至图8所示，具体地，在本实施例中，板框结构13的顶部设有支撑板17，支撑板17沿圆周方向设有均匀间隔布置的流通孔171，支撑板17的中心设有过流通道132。通过在板框顶部设置支撑板，能够有效保证整个板框结构的结构稳定性，并且通过在支撑板上设置均匀间隔布置的流通孔和过流通道，能够有效提高水通量。
49.具体地，如图9所示，在一个本实施例中，油水进口11与联合站处理系统旁路之间设有减压阀和电加热器2。其中，采出液从联合站处理系统旁路流出，经减压阀减压至预设压力后，进入电加热器3加热至预设温度后经油水进口11进入分离器主体1中。采出液经过减压后，能够更稳定地流入分离器主体中，有利于提高系统的安全性和油水分离效果。通过电热器，能够是吸纳根据悠扬粘度调节加热稳定，降低流动阻力，确保油水混合物更顺畅地进入分离器中进行分离。优选地，减压阀可将采出液的压力从0.6mpa减至0.1mpa，采出液进入电加热器2中的恒温罐中保持恒温15min后由隔膜泵5输送至分离器主体1中。进一步地，在本实施例中，减压阀的出口处设有与处理单元电性连接的流量计。通过此处的流量计，能够进一步确保处理器能够根据分离器内的液位计的测量结果，调节油水混合物的流量，确保整个分离装置的工作过程稳定可靠。
50.如图9所示，进一步地，在本实施例中，分离器主体1的顶部设有冲洗水罐3，冲洗水罐3通过连接管道与设置在分离器主体1顶部的注水口连接。水出口12经连接管道与冲洗水罐3的入口连接，并且由加压泵6注入水处理系统。通过设置冲洗水罐，能够便于在整个分离装置运行前向分离器中注水建立水位，使亲水疏油网膜浸润，避免直接和油接触，运行结束后，能够极其方便地对分离器再次注水用于冲洗，避免残余油水混合物对下次分离产生影响，并且能够将分离出来的水进行处理后循环利用进行注水和冲洗，有效节省水资源。优选地，在本实施例中，冲洗水罐3的容积优选为不小于1m3，内装供液软水或生活用水。具体地，油水进口11处设有放空阀19，用于工作时取进口油水样化验和拆卸前排液，分离器主体1的顶部设有放空口18，用于排出含气液体中的气体。
51.进一步地，如图9所示，在本实施例中，溢油口通过连接管道与沉降罐4连接，沉降罐4上分别设有排水口和油出口。其中，排水口和水出口经连接管道汇合。油出口通过连接管道将油通过加压泵6注入回油系统。通过将分离器分离后的脱水原油经沉降罐进一步沉降分离再脱水后泵送至回油系统，能够进一步提高原油的游离水脱除效率。
52.进一步地，在本实施例中，水出口12和溢油口15均设有与处理单元电性连接的流量计和控制阀门。在各出口设置流量计，通过处理单元监控溢油口和水出口的流量，根据总出口流量调节实时进液流量和计算累积流量，并根据流量自动调节入口处控制阀门的开度，从而能够极其精确地确保分离器主体中的液位一直保持在合理位置，从而全方位提高分离装置的分离效率。进一步地，在本实施例中，在分离器主体1内设有与处理单元电性连接的温度传感器。为了保证原油流动性且兼顾能耗最低的原则，需要通过实时检测分离器内的液体温度，根据分离器内液体的实时温度控制加热器的预热能耗。
53.如图9所示，进一步地，在本实施例中，油水分离装置至少包括两个分离器主体1，分离器主体1能够通过控制阀门实现串联、并联和单台使用。通过控制阀门的开闭可实现分离器主体的串联、并联合和单台运行模式切换，从而能够有效提高整个油水分离装置的适
用性。
54.具体地，本实用新型实施例的油水分离装置能够实现以下操作：
55.1)分离器主体的水出口流量可根据分离器主体中的预设水位高度自动调节，以保证油水界面高于板框结构顶部，低于溢油口；
56.2)根据电加热器出口设定温度自动调节加热功率，采出液液温约20～30℃，经过预热器后的温度在40～42℃；
57.3)设备开车：在设备启动时先关闭分离器主体的水出口，从冲洗水罐向分离器主体中注水，至水位超过板框结构顶部预设高度，停止注水，开始进采出液；
58.4)设备停车：停止进采出液，关闭分离器主体的水出口阀门，用冲洗水罐向分离器主体中注水，至液位高过溢油口，10min后停止注水，打开水出口阀门将水放空。
59.5)可自动切换分离器串、并联和单台使用。
60.6)分离器主体的出水口管路设置旁路，通过软管连接至冲洗水罐，将分离水泵送入冲洗水罐，用于设备冲洗；
61.7)考虑到冬天最低温度可达到
‑
20℃，因此在分离器主体上设有保温层，以保证分离器主体中温度不低于20℃，保温层采用包裹式布置在分离器的主体上，从而能够便于分离器外壳的拆卸以及膜片的拆卸和更换。
62.具体操作过程如下：
63.1.装置启动前，分离器主体1的水出口12处控制阀关闭，油水进口11处放空阀开启。开启冲洗水罐3出口处的控制阀，向分离器主体1中注水至水位达到板框结构13顶部；
64.2.装置启动时，关闭冲洗水罐3出口处的控制阀，开启减压阀、启动电加热器、隔膜泵，向分离器主体中注入油水混合物，同时开启溢油口15和水出口12处的控制阀；
65.3.分离器主体1底部的水出口12处的控制阀和分离器主体1上的液位计16设置联动，通过调节出口阀门开度控制油水界面高度，使油水界面高于板框顶部。油层溢过溢油口15汇入沉降罐4，经沉降脱水后泵入油系统，游离水从水出口进入出水管，和沉降罐4底部游离水混合后通过加压泵注回水处理系统；
66.4.装置停止时，关闭减压阀，待隔膜泵5把管道中的油水混合物全部泵入分离器主体1后，关闭水出口12处的控制阀，打开冲洗水罐3出口处的控制阀，向分离器主体1中注水至油水界面接近或略高于溢油口15的高度，将油全部冲出分离器主体1。关闭冲洗水罐3出口处的控制阀，打开分离器主体1的水出口12处的控制阀，打开沉降罐4底部的水出口处的控制阀，将水注入水处理系统，将油注回油系统；
67.5.沉降罐4底部的水出口管道设观察窗，手动调节控制阀门放水。
68.根据上述实施例，可见，本实用新型涉及的油水分离装置，解决了常规装置结构复杂、常规膜分离设备膜孔道易堵塞、膜使用寿命短、污水处理量小、含油浓度高的污水及密度与水接近的重油和渣油仍难于分离等问题。所用的亲水疏油膜材料原理主要是通过浸润性和渗透性对油进行截留，因此该膜水通量大于常规膜材料，工艺流程简化，处理费用降低。
69.虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并
不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求范围内的所有技术方案。