从石油土中提取石油的方法及设备 |
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| 申请号 | CN202211298873.6 | 申请日 | 2022-10-24 | 公开(公告)号 | CN115368931A | 公开(公告)日 | 2022-11-22 |
| 申请人 | 胜利油田胜鑫防腐有限责任公司; | 发明人 | 郑文娟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于石油提取技术领域，具体的说是从石油土中提取石油的方法及设备。所述方法包括S1：将石油 土壤 和 水 倒入提取设备的 沉淀池 内部，通过搅拌组件将石油土壤搅碎，并使得石油土壤与水充分混合均匀；S2：静置一段时间之后启动水 泵 ，通过输入管和输出管将沉淀池内部的上层液体抽入 蒸发 腔内部，并通过加热器二将冷凝腔内部的水加热至110‑150℃；S3：通过加热器一将蒸发腔内部的液体加热至500℃以上，使得液体蒸发形成混合 蒸汽 ，进而混合蒸汽上升并进入冷凝管内部；S4：冷凝腔内部的水对冷凝管内部的混合蒸汽降温，使得混合蒸汽中的石油气体冷凝后顺着收集管回流至收集腔内部，水蒸汽通 过冷 凝管向外导出，实现石油与水的分离。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种从石油土中提取石油的方法，其特征在于：包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 从石油土中提取石油的方法及设备技术领域[0001] 本发明属于石油提取技术领域，具体的说是从石油土中提取石油的方法及设备。 背景技术[0002] 石油在试采和开采过程中，会有大量的石油外溢到土壤中，从而形成石油土壤。石油土壤对环境的污染程度极大，故需要对其进行处理，一方面可以降低污染程度，另一方面可以将石油土壤中的石油进行回收利用。 [0003] 公开号为CN214142202U的一项中国专利公开了一种用于土壤石油的提取装置，包括沉淀池，所述沉淀池的下表面固定连接有支撑腿，所述沉淀池的表面固定连接有升降箱，所述升降箱内壁固定连接有液压杆，所述沉淀池的表面滑动连接有排污门，所述排污门的表面固定连接有升降板，所述沉淀池的内壁开设有插槽，所述沉淀池的上表面固定连接有电动机，所述电动机的输出端固定连接有搅拌杆。该实用新型，通过电动机通过搅拌杆和刀叶打碎大块的土壤并将土壤和水搅匀，将含有石油的土壤和水搅匀，水泵将上层液体抽到加热室中，电热丝通过导热板对液体进行加热，抽气泵将蒸汽抽入冷凝器中，出料管将提纯物排出，进行石油回收和土壤净化。 [0004] 现有技术中抽取沉淀池中的上层液体并加热形成蒸汽，随后将蒸汽冷凝得到石油，但是在抽吸过程中，随着沉淀池中的液位不断下降，必定会在石油与水的分解处抽取到少量水，故而蒸发冷凝后得到的石油中会含有少量水分，导致石油的回收纯度降低。 发明内容[0005] 为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。 [0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种从石油土中提取石油的方法及设备。 [0007] 本发明所述的从石油土中提取石油的方法，包括以下步骤：S1：将石油土壤和水倒入提取设备的沉淀池内部，通过搅拌组件将石油土壤搅碎， 并使得石油土壤与水充分混合均匀； S2：静置一段时间之后启动水泵，通过输入管和输出管将沉淀池内部的上层液体 抽入蒸发腔内部，并通过加热器二将冷凝腔内部的水加热至110‑150℃； S3：通过加热器一将蒸发腔内部的液体加热至500℃以上，使得液体蒸发形成混合 蒸汽，进而混合蒸汽上升并进入冷凝管内部； S4：冷凝腔内部的水对冷凝管内部的混合蒸汽降温，使得混合蒸汽中的石油气体 冷凝后顺着收集管回流至收集腔内部，水蒸汽通过冷凝管向外导出，实现石油与水的分离； 现有技术中抽取沉淀池中的上层液体并加热形成蒸汽，随后将蒸汽冷凝得到石 油，但是在抽吸过程中，随着沉淀池中的液位不断下降，必定会在石油与水的分解处抽取到少量水，故而蒸发冷凝后得到的石油中会含有少量水分，导致石油的回收纯度降低；此时本发明利用石油沸点大于水的特点，使得混合蒸汽中的石油气体冷凝后顺着收集管回流至收集腔内部，而不冷凝的水蒸汽则通过冷凝管向外导出，实现石油与水的分离，从而提高石油的回收纯度，降低石油中水的含量。 [0008] 例如，一种从石油土中提取石油的设备，应用于如上所述的从石油土中提取石油的方法，其中所述提取设备包括：沉淀池，所述沉淀池内部设置有搅拌组件；所述搅拌组件用于搅拌石油土壤和水 的混合物； 成品箱，所述成品箱设置于沉淀池一侧；所述成品箱内部从上至下依次设置有冷 凝腔、收集腔和蒸发腔；所述蒸发腔内部固定连接有加热器一；所述冷凝腔内部固定连接有加热器二，且冷凝腔内部填充有水； 冷凝管，所述冷凝管固定连接于冷凝腔内部；所述冷凝管呈波浪状分布，且冷凝管 设置有一组竖直段和一组水平段；所述冷凝管一端延伸至蒸发腔内部，另一端延伸至成品箱外部； 收集管，所述收集管设置有一组，且收集管的数量与冷凝管底部水平段的数量相 同并一一对应；所述收集管顶端与冷凝管底部水平段连通，收集管底端延伸至收集腔内部； 水泵，所述水泵固定连接于成品箱上侧；所述水泵的输入端连通有输入管，且输入 管延伸至沉淀池内部；所述水泵的输出端连通有输出管，且输出管延伸至蒸发腔内部； 将石油土壤和水倒入沉淀池内部，通过搅拌组件将石油土壤搅碎，并使得石油土 壤与水充分混合均匀，静置一段时间之后启动水泵，通过输入管和输出管将沉淀池内部的上层液体抽入蒸发腔内部，进而通过加热器二将冷凝腔内部的水加热至110‑150℃，之后通过加热器一将蒸发腔内部的液体加热至500℃以上，使得液体蒸发形成混合蒸汽，进而混合蒸汽上升并进入冷凝管内部，冷凝腔内部的水对冷凝管内部的混合蒸汽降温，利用石油沸点大于水的特点，使得混合蒸汽中的石油气体冷凝后顺着收集管回流至收集腔内部，而不冷凝的水蒸汽则通过冷凝管向外导出，实现石油与水的分离，从而提高石油的回收纯度，降低石油中水的含量。 [0009] 优选的，所述输入管延伸至沉淀池内部的一端连通有弹性波纹管；所述弹性波纹管下端连通有抽吸头；所述抽吸头内部固定连接有滤网；所述抽吸头顶部外侧固定连接有浮块；通过设置弹性波纹管、抽吸头和浮块，利用浮块在液体中的浮力，即便抽吸过程中液位发生变化，浮块也能够带动抽吸头始终漂浮在液面上，从而使得抽吸头抽取到的液体始终为上层的石油，下层的水则难以被抽到，降低抽取到的混合液体中水的含量，进一步提高石油的回收纯度。 [0010] 优选的，所述冷凝管的竖直段内侧壁表面均布有一组换热片；通过设置多个换热片，冷凝腔内部的水通过冷凝管的管壁对换热片进行加热，使得换热片的温度与冷凝管管壁的温度保持一致，进而混合蒸汽通过冷凝管内部时能够与换热片充分接触，提高石油气体的冷凝效率。 [0011] 优选的，所述冷凝管的水平段下侧固定连接有气管；所述气管内部滑动密封连接有活塞；所述活塞下侧与气管底部之间固定连接有弹性件；所述活塞上侧固定连接有拉绳；所述拉绳延伸至冷凝管竖直段内部并与一组换热片固定连接，且拉绳与气管顶部滑动密封连接；所述成品箱内部设置有充气组件，且充气组件能够向气管的顶部腔体供气；通过充气组件向气管的顶部腔体输送空气时，空气推动活塞向下运动，并通过拉绳拉动多个换热片向下摆动，通过充气组件间歇式供气，即可使得换热片不断上下抖动，进而将换热片表面冷凝的石油液体快速抖落，并通过收集管流入收集腔内部，从而进一步提高石油的收集效率。 [0012] 优选的，所述充气组件包括转轴；所述冷凝管延伸至蒸发腔内部的一端直径扩大，且转轴转动连接在冷凝管直径扩大的一端内部；所述转轴下端固定连接有叶轮；所述转轴中部固定连接有凸轮；所述冷凝管内侧壁靠近凸轮的位置固定连接有弹性块；所述弹性块设置为空心结构，且弹性块内部填充有空气；所述气管的顶部腔体通过管路与弹性块内部连通；当蒸发腔内部的混合蒸汽进入冷凝管内部时，蒸汽会推动叶轮转动，进而叶轮通过转轴带动凸轮转动，使得凸轮间歇式的挤压弹性块，并将弹性块内部的空气通过管路挤入气管内部，使得活塞能够上下往复运动，实现换热片的不断抖动，故能够将蒸汽动力进行有效利用，无需额外安装气泵等供气组件，提高了本设备的能源利用率。 [0013] 优选的，所述收集管顶端内部固定连接有封堵环；所述封堵环内侧固定连接有海绵块，且海绵块顶部延伸至冷凝管的水平段内部；冷凝后的石油液体流至冷凝管底部水平段后，海绵块能够将石油液体吸收，进而石油液体顺着海绵块底部滴落至收集腔内部，并且通过封堵环和浸满石油的海绵块即可对收集管进行封堵，避免大量水蒸汽通过收集管进入收集腔内部的问题。 [0014] 优选的，所述封堵环底部内侧开设有安装槽；所述安装槽侧壁与海绵块之间固定连接有弹性环；所述弹性环设置为空心结构，且气管的底部腔体通过导管与弹性环内部连通；当空气推动活塞向下运动时，活塞将气管底部腔体内的空气通过导管挤入弹性环内部，并促使弹性环膨胀，进而弹性环内径缩小，通过该操作即可使弹性环间歇式的挤压海绵块，从而将海绵块内部的石油挤出，加快石油通过海绵块底部滴落的速度，进一步提高石油的收集效率。 [0015] 本发明的有益效果如下：1.本发明所述的从石油土中提取石油的方法，利用石油沸点大于水的特点，使得 混合蒸汽中的石油气体冷凝后顺着收集管回流至收集腔内部，而不冷凝的水蒸汽则通过冷凝管向外导出，实现石油与水的分离，从而提高石油的回收纯度，降低石油中水的含量。 [0016] 2.本发明所述的从石油土中提取石油的方法，通过设置弹性波纹管、抽吸头和浮块，利用浮块在液体中的浮力，即便抽吸过程中液位发生变化，浮块也能够带动抽吸头始终漂浮在液面上，从而使得抽吸头抽取到的液体始终为上层的石油，下层的水则难以被抽到，降低抽取到的混合液体中水的含量，进一步提高石油的回收纯度。附图说明 [0017] 下面结合附图对本发明作进一步说明。 [0018] 图1是本发明的方法流程示意图；图2是本发明中提取设备的立体图； 图3是图2中A处局部放大图； 图4是本发明中提取设备的内部结构示意图； 图5是图4中B处局部放大图； 图6是本发明中提取设备的剖视图； 图7是本发明中冷凝管和收集管的剖视图； 图8是图6中C处局部放大图； 图9是本发明中收集管的剖视图。 [0019] 图中：沉淀池1、搅拌组件2、成品箱3、冷凝腔4、收集腔5、蒸发腔6、加热器一7、加热器二8、冷凝管9、收集管10、水泵11、输入管12、输出管13、弹性波纹管14、抽吸头15、浮块16、换热片17、气管18、活塞19、弹性件20、拉绳21、转轴22、叶轮23、凸轮24、弹性块25、封堵环26、海绵块27、安装槽28、弹性环29、导管30。 具体实施方式[0020] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。 [0021] 如图1所示，从石油土中提取石油的方法，包括以下步骤：S1：将石油土壤和水倒入提取设备的沉淀池1内部，通过搅拌组件2将石油土壤搅 碎，并使得石油土壤与水充分混合均匀； S2：静置一段时间之后启动水泵11，通过输入管12和输出管13将沉淀池1内部的上 层液体抽入蒸发腔6内部，并通过加热器二8将冷凝腔4内部的水加热至110‑150℃； S3：通过加热器一7将蒸发腔6内部的液体加热至500℃以上，使得液体蒸发形成混 合蒸汽，进而混合蒸汽上升并进入冷凝管9内部； S4：冷凝腔4内部的水对冷凝管9内部的混合蒸汽降温，使得混合蒸汽中的石油气 体冷凝后顺着收集管10回流至收集腔5内部，水蒸汽通过冷凝管9向外导出，实现石油与水的分离； 现有技术中抽取沉淀池1中的上层液体并加热形成蒸汽，随后将蒸汽冷凝得到石 油，但是在抽吸过程中，随着沉淀池1中的液位不断下降，必定会在石油与水的分解处抽取到少量水，故而蒸发冷凝后得到的石油中会含有少量水分，导致石油的回收纯度降低；此时本发明利用石油沸点大于水的特点，使得混合蒸汽中的石油气体冷凝后顺着收集管10回流至收集腔5内部，而不冷凝的水蒸汽则通过冷凝管9向外导出，实现石油与水的分离，从而提高石油的回收纯度，降低石油中水的含量。 [0022] 实施例一如图2至图8所示，本发明实施例提供一种从石油土中提取石油的设备，应用于如 上所述的从石油土中提取石油的方法，所述的提取设备包括： 沉淀池1，所述沉淀池1内部设置有搅拌组件2；所述搅拌组件2用于搅拌石油土壤 和水的混合物； 成品箱3，所述成品箱3设置于沉淀池1一侧；所述成品箱3内部从上至下依次设置 有冷凝腔4、收集腔5和蒸发腔6；所述蒸发腔6内部固定连接有加热器一7；所述冷凝腔4内部固定连接有加热器二8，且冷凝腔4内部填充有水； 冷凝管9，所述冷凝管9固定连接于冷凝腔4内部；所述冷凝管9呈波浪状分布，且冷 凝管9设置有一组竖直段和一组水平段；所述冷凝管9一端延伸至蒸发腔6内部，另一端延伸至成品箱3外部； 收集管10，所述收集管10设置有一组，且收集管10的数量与冷凝管9底部水平段的 数量相同并一一对应；所述收集管10顶端与冷凝管9底部水平段连通，收集管10底端延伸至收集腔5内部； 水泵11，所述水泵11固定连接于成品箱3上侧；所述水泵11的输入端连通有输入管 12，且输入管12延伸至沉淀池1内部；所述水泵11的输出端连通有输出管13，且输出管13延伸至蒸发腔6内部； 将石油土壤和水倒入沉淀池1内部，通过搅拌组件2将石油土壤搅碎，并使得石油 土壤与水充分混合均匀，静置一段时间之后启动水泵11，通过输入管12和输出管13将沉淀池1内部的上层液体抽入蒸发腔6内部，进而通过加热器二8将冷凝腔4内部的水加热至110‑ 150℃，之后通过加热器一7将蒸发腔6内部的液体加热至500℃以上，使得液体蒸发形成混合蒸汽，进而混合蒸汽上升并进入冷凝管9内部，冷凝腔4内部的水对冷凝管9内部的混合蒸汽降温，利用石油沸点大于水的特点，使得混合蒸汽中的石油气体冷凝后顺着收集管10回流至收集腔5内部，而不冷凝的水蒸汽则通过冷凝管9向外导出，实现石油与水的分离，从而提高石油的回收纯度，降低石油中水的含量。 [0023] 所述输入管12延伸至沉淀池1内部的一端连通有弹性波纹管14；所述弹性波纹管14下端连通有抽吸头15；所述抽吸头15内部固定连接有滤网；所述抽吸头15顶部外侧固定连接有浮块16；通过设置弹性波纹管14、抽吸头15和浮块16，利用浮块16在液体中的浮力，即便抽吸过程中液位发生变化，浮块16也能够带动抽吸头15始终漂浮在液面上，从而使得抽吸头15抽取到的液体始终为上层的石油，下层的水则难以被抽到，降低抽取到的混合液体中水的含量，进一步提高石油的回收纯度。 [0024] 所述冷凝管9的竖直段内侧壁表面均布有一组换热片17；通过设置多个换热片17，冷凝腔4内部的水通过冷凝管9的管壁对换热片17进行加热，使得换热片17的温度与冷凝管9管壁的温度保持一致，进而混合蒸汽通过冷凝管9内部时能够与换热片17充分接触，提高石油气体的冷凝效率。 [0025] 所述冷凝管9的水平段下侧固定连接有气管18；所述气管18内部滑动密封连接有活塞19；所述活塞19下侧与气管18底部之间固定连接有弹性件20；所述活塞19上侧固定连接有拉绳21；所述拉绳21延伸至冷凝管9竖直段内部并与一组换热片17固定连接，且拉绳21与气管18顶部滑动密封连接；所述成品箱3内部设置有充气组件，且充气组件能够向气管18的顶部腔体供气；通过充气组件向气管18的顶部腔体输送空气时，空气推动活塞19向下运动，并通过拉绳21拉动多个换热片17向下摆动，通过充气组件间歇式供气，即可使得换热片 17不断上下抖动，进而将换热片17表面冷凝的石油液体快速抖落，并通过收集管10流入收集腔5内部，从而进一步提高石油的收集效率。 [0026] 所述充气组件包括转轴22；所述冷凝管9延伸至蒸发腔6内部的一端直径扩大，且转轴22转动连接在冷凝管9直径扩大的一端内部；所述转轴22下端固定连接有叶轮23；所述转轴22中部固定连接有凸轮24；所述冷凝管9内侧壁靠近凸轮24的位置固定连接有弹性块25；所述弹性块25设置为空心结构，且弹性块25内部填充有空气；所述气管18的顶部腔体通过管路与弹性块25内部连通；当蒸发腔6内部的混合蒸汽进入冷凝管9内部时，蒸汽会推动叶轮23转动，进而叶轮23通过转轴22带动凸轮24转动，使得凸轮24间歇式的挤压弹性块25，并将弹性块25内部的空气通过管路挤入气管18内部，使得活塞19能够上下往复运动，实现换热片17的不断抖动，故能够将蒸汽动力进行有效利用，无需额外安装气泵等供气组件，提高了本设备的能源利用率。 [0027] 实施例二如图9所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述收集管10顶端 内部固定连接有封堵环26；所述封堵环26内侧固定连接有海绵块27，且海绵块27顶部延伸至冷凝管9的水平段内部；冷凝后的石油液体流至冷凝管9底部水平段后，海绵块27能够将石油液体吸收，进而石油液体顺着海绵块27底部滴落至收集腔5内部，并且通过封堵环26和浸满石油的海绵块27即可对收集管10进行封堵，避免大量水蒸汽通过收集管10进入收集腔 5内部的问题。 [0028] 所述封堵环26底部内侧开设有安装槽28；所述安装槽28侧壁与海绵块27之间固定连接有弹性环29；所述弹性环29设置为空心结构，且气管18的底部腔体通过导管30与弹性环29内部连通；当空气推动活塞19向下运动时，活塞19将气管18底部腔体内的空气通过导管30挤入弹性环29内部，并促使弹性环29膨胀，进而弹性环29内径缩小，通过该操作即可使弹性环29间歇式的挤压海绵块27，从而将海绵块27内部的石油挤出，加快石油通过海绵块27底部滴落的速度，进一步提高石油的收集效率。 [0029] 工作原理：将石油土壤和水倒入沉淀池1内部，通过搅拌组件2将石油土壤搅碎，并使得石油土壤与水充分混合均匀，静置一段时间之后启动水泵11，通过输入管12和输出管13将沉淀池1内部的上层液体抽入蒸发腔6内部，进而通过加热器二8将冷凝腔4内部的水加热至110‑150℃，之后通过加热器一7将蒸发腔6内部的液体加热至500℃以上，使得液体蒸发形成混合蒸汽，进而混合蒸汽上升并进入冷凝管9内部，冷凝腔4内部的水对冷凝管9内部的混合蒸汽降温，利用石油沸点大于水的特点，使得混合蒸汽中的石油气体冷凝后顺着收集管10回流至收集腔5内部，而不冷凝的水蒸汽则通过冷凝管9向外导出，实现石油与水的分离，从而提高石油的回收纯度，降低石油中水的含量；通过设置弹性波纹管14、抽吸头15和浮块16，利用浮块16在液体中的浮力，即便抽吸过程中液位发生变化，浮块16也能够带动抽吸头15始终漂浮在液面上，从而使得抽吸头15抽取到的液体始终为上层的石油，下层的水则难以被抽到，降低抽取到的混合液体中水的含量，进一步提高石油的回收纯度；通过设置多个换热片17，冷凝腔4内部的水通过冷凝管9的管壁对换热片17进行加热，使得换热片 17的温度与冷凝管9管壁的温度保持一致，进而混合蒸汽通过冷凝管9内部时能够与换热片 17充分接触，提高石油气体的冷凝效率；通过充气组件向气管18的顶部腔体输送空气时，空气推动活塞19向下运动，并通过拉绳21拉动多个换热片17向下摆动，通过充气组件间歇式供气，即可使得换热片17不断上下抖动，进而将换热片17表面冷凝的石油液体快速抖落，并通过收集管10流入收集腔5内部，从而进一步提高石油的收集效率；当蒸发腔6内部的混合蒸汽进入冷凝管9内部时，蒸汽会推动叶轮23转动，进而叶轮23通过转轴22带动凸轮24转动，使得凸轮24间歇式的挤压弹性块25，并将弹性块25内部的空气通过管路挤入气管18内部，使得活塞19能够上下往复运动，实现换热片17的不断抖动，故能够将蒸汽动力进行有效利用，无需额外安装气泵等供气组件，提高了本设备的能源利用率；冷凝后的石油液体流至冷凝管9底部水平段后，海绵块27能够将石油液体吸收，进而石油液体顺着海绵块27底部滴落至收集腔5内部，并且通过封堵环26和浸满石油的海绵块27即可对收集管10进行封堵，避免大量水蒸汽通过收集管10进入收集腔5内部的问题；当空气推动活塞19向下运动时，活塞 19将气管18底部腔体内的空气通过导管30挤入弹性环29内部，并促使弹性环29膨胀，进而弹性环29内径缩小，通过该操作即可使弹性环29间歇式的挤压海绵块27，从而将海绵块27内部的石油挤出，加快石油通过海绵块27底部滴落的速度，进一步提高石油的收集效率。 [0031] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。 [0032] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 |
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