Композитная среда для процессов обработки воды и способы ее использования

Композитная среда для процессов обработки воды и способы ее использования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственную заявку

В соответствии с параграфом 119(e) раздела 35 Свода законов США, настоящая заявка испрашивает приоритет в отношении предварительной патентной заявки США № 61/448,821, озаглавленной «Использование объемной композитной среды, состоящей из древесины и пластмассы, для отделения нефти от воды» и поданной 03 марта 2011 г., все описание которой во всей своей полноте включается в данный документ посредством настоящей ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Аспекты настоящего изобретения относятся, в общем, к обработке жидкостей и, более конкретно, к способам коалесцирования углеводородных жидкостей и отделения углеводородных жидкостей от жидкостей на водной основе.

Сущность изобретения

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложен способ обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. Данный способ включает введение исходного потока во впуск резервуара, содержащего композитную среду, причем композитная среда включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера, и контакт исходного потока с композитной средой для получения обработанного потока, обработанный поток содержит заданную целевую концентрацию углеводородной жидкости. В других аспектах способ дополнительно включает измерение, по меньшей мере, одного свойства обработанного потока. По меньшей мере, в одном аспекте измеренное свойство представляет собой, по меньшей мере, одно свойство из концентрации углеводородной жидкости в обработанном потоке и скорости потока обработанного потока. По меньшей мере, в одном аспекте способ дополнительно включает обратное промывание композитной среды на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства обработанного потока для получения выходящей углеводородной жидкости. В еще одном аспекте способ дополнительно включает возвращение выходящей углеводородной жидкости в исходный поток.

В одном или нескольких вариантах осуществления контакт исходного потока с композитной средой включает фильтрование исходного потока, причем заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке составляет менее чем концентрация углеводородной жидкости в исходном потоке. В еще одном варианте осуществления заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке составляет менее чем приблизительно 30 частей на миллион. В определенных аспектах контакт исходного потока с композитной средой включает коалесцирование исходного потока, причем заданная целевая концентрация углеводородной жидкости в обработанном потоке представляет собой уменьшенную концентрацию эмульгированной углеводородной жидкости по сравнению с исходным потоком. В еще одном варианте осуществления концентрация эмульгированной углеводородной жидкости в обработанном потоке уменьшается по сравнению с исходным потоком на более чем приблизительно 50%. В определенных аспектах обработанный поток включает капли углеводородной жидкости, у которых диаметр составляет, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложен способ обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающий пропускание исходного потока при первой скорости потока через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду, причем композитная среда включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера для получения коалесцированного потока, и пропускание коалесцированного потока при второй скорости потока через фильтровальное устройство, находящееся в соединении с коалесцирующим устройством и содержащее композитную среду для получения выходящего потока. В определенных вариантах осуществления первый скорость потока находится в интервале от приблизительно 100 до приблизительно 200 галлонов в минуту на квадратный фут (от 6,79 до 13,58 м/с). По меньшей мере, в одном варианте осуществления вторая скорость потока составляет менее чем приблизительно 40 галлонов в минуту на квадратный фут (2,72 м/с). В еще одном варианте осуществления способ дополнительно включает сохранение концентрации углеводородной жидкости в выходящем потоке на уровне заданного целевого процентного сокращения. По меньшей мере, в одном аспекте способ дополнительно включает обратное промывание, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства. В определенных вариантах осуществления способ дополнительно включает обратное промывание, по меньшей мере, одного устройства из коалесцирующего устройства и фильтровального устройства на основании заданного временного интервала.

В одном или нескольких вариантах осуществления способ дополнительно включает измерение, по меньшей мере, одного свойства коалесцированного потока. Еще один вариант осуществления включает обратное промывание коалесцирующего устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства коалесцированного потока для получения выходящей углеводородной жидкости. В определенных аспектах способ, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой скорость потока коалесцированного потока.

В определенных аспектах способ включает измерение, по меньшей мере, одного свойства выходящего потока. По меньшей мере, в одном аспекте способ дополнительно включает обратное промывание фильтровального устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства выходящего потока для получения выходящей углеводородной жидкости. В еще одном аспекте, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой, по меньшей мере, одно свойство из скорости потока выходящего потока и концентрации углеводородной жидкости в выходящем потоке.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложен способ обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающий пропускание исходного потока через коалесцирующее устройство, содержащее композитную среду, включающую смесь материала на основе целлюлозы и полимера для получения коалесцированного потока, причем коалесцированный поток включает уменьшенную концентрацию эмульгированной углеводородной жидкости по сравнению с исходным потоком, и разделение коалесцированного потока путем пропускания коалесцированного потока через разделительное устройство для получения, по меньшей мере, одного потока из углеводородного жидкого потока и водного потока. В одном аспекте коалесцированный поток включает капли углеводородной жидкости, у которых диаметр составляет, по меньшей мере, приблизительно 20 мкм. В следующем аспекте разделительное устройство представляет собой, по меньшей мере, одно из следующих устройств: гидроциклон, гравитационное осадительное устройство, фильтровальное устройство и флотационное устройство.

В определенных аспектах способ дополнительно включает измерение, по меньшей мере, одного свойства коалесцированного потока. По меньшей мере, в одном аспекте способ дополнительно включает обратное промывание коалесцирующего устройства на основании, по меньшей мере, одного измеренного свойства коалесцированного потока для получения выходящей углеводородной жидкости. В еще одном варианте осуществления, по меньшей мере, одно измеренное свойство представляет собой скорость потока коалесцированного потока.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложена система для обработки исходного потока, включающего углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, включающая, по меньшей мере, одно коалесцирующее устройство в соединении с исходным потоком и содержащий композитную среду, включающую смесь материала на основе целлюлозы и полимера, и, по меньшей мере, один разделительное устройство в соединении с коалесцирующим устройством. По меньшей мере, в одном варианте осуществления разделительное устройство представляет собой, по меньшей мере, одно из следующих устройств: фильтровальное устройство, гравитационное осадительное устройство, гидроциклон, и флотационное устройство. В определенных вариантах осуществления разделительное устройство представляет собой фильтровальное устройство, содержащее композитную среду. В одном или нескольких вариантах осуществления композитная среда включает материал на основе целлюлозы в концентрации, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 50 масс.%. В одном варианте осуществления материал на основе целлюлозы включает кленовую древесину. В определенных аспектах полимер включает полиэтилен высокой плотности. В других аспектах композитная среда включает множество частиц однородной формы.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, предложен способ, позволяющий обрабатывающей системе разделять исходный поток на углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, причем обрабатывающая система включает, по меньшей мере, один резервуар в соединении с исходным потоком, и способ включает изготовление композитной среды, включающей смесь материала на основе целлюлозы и полимера и помещенной в резервуар, предназначенный для контакта с исходным потоком.

Краткое описание чертежей

Сопровождающие чертежи не предназначены для соблюдения действительного масштаба. На данных чертежах каждый идентичный или почти идентичный компонент, который проиллюстрирован на разнообразных изображениях, представлен аналогичным условным номером. Для целей ясности, не каждый компонент может быть маркирован на каждом изображении. В числе данных чертежей:

фиг. 1 представляет схематическое изображение последовательности технологических операций в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 2 представляет схематическое изображение последовательности технологических операций в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 3 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 4 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 5 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 6 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 7 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 8 представляет схематическое изображение последовательности технологических операций в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 9 представляет схематическое изображение последовательности технологических операций в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 10 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 11 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 12 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 13 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения;

фиг. 14 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения; и

фиг. 15 представляет график, иллюстрирующий результаты исследования среды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего изобретения.

Подробное описание

Определение «приблизительно» при использовании в связи с количеством включает определенное значение и имеет смысл, продиктованный контекстом (например, оно включает, по меньшей мере, степень ошибки, связанной с измерением определенной величины). При использовании в контексте интервала определение «приблизительно» следует также рассматривать как описание интервала, определенного абсолютными значениями двух конечных точек. Например, интервал «от приблизительно 2 до приблизительно 4» также описывает интервал «от 2 до 4».

В определенных приложениях индивидуальные компоненты жидкостей можно физически обрабатывать перед их использованием в последующих процессах. Физические технологии обработки основаны, главным образом, на физических свойствах индивидуальных компонентов жидкости и могут включать, по меньшей мере, один из следующих процессов: коалесцирование, разделение и фильтрование технологии. Например, водные жидкости могут включать суспендированные твердые вещества или жидкости, которые можно обрабатывать, используя один или несколько процессов, включая фильтрование, коалесцирование и разделение. Один или несколько из этих процессов могут включать контакт жидкости со средой. В определенных случаях контакт жидкости со средой можно осуществлять путем пропускания жидкость через слой, наполненный средой.

Среда может оказаться полезной для разнообразных технологий переработки и применений, включающих фильтрование, коалесцирование, разделение, увеличение продолжительности пребывания жидкости в резервуаре, содержащем среду, и функционирование в качестве адсорбента или абсорбент. Например, среду можно использовать для отделения жидкостей от газов, жидкостей от других жидкостей, а также для отделения суспендированных твердых веществ, коллоидных и тонкодисперсных материалов от движущегося потока. Кроме того, среду можно использовать, чтобы коалесцировать мелкие капли одного или нескольких компонентов жидкости в более крупные капли. Например, содержащие среду фильтры можно использовать для удаления суспендированных твердых веществ и свободной нефти из одного или нескольких растворов. Например, содержащие среду фильтры могут использовать нефтеперерабатывающие заводы и нефтяные скважины, нефтехимические заводы, химические заводы, заводы по переработке природного газа и другие промышленные процессы для целей разделения нефти и воды. Разделительные технологии в данных промышленных процессах можно разделить на категории первичной, вторичной и третичной стадий. Первичные разделительные технологии могут использовать, например, сепараторы для сбора нефти из открытых стоков по стандарту Американского нефтяного института (API) и гравитационные отстойники для отделения больших количеств нефти и суспендированных твердых веществ от стоков отработавшей воды. В определенных примерах первичные разделительные технологии способны снижать концентрации нефти до уровней, составляющих от приблизительно 500 до приблизительно 200 частей на миллион. Вторичные разделительные технологии могут использовать, например, коалесцирующие и флотационные устройства для отделения дополнительных количеств нефти от отработавшей воды. В определенных примерах вторичные разделительные технологии способны снижать концентрации нефти до уровней, составляющих от приблизительно 100 до приблизительно 20 частей на миллион. Третичные разделительные технологии могут использовать, например, содержащие слой среды фильтры и способны снижать концентрации нефти до уровней ограничения на сброс. Например, технологии третичной обработки могут быть способными удаление свободной нефти при исходных уровнях, составляющих от приблизительно 20 частей на миллион до приблизительно 100 частей на миллион, до уровней, которые составляют менее чем приблизительно 10 частей на миллион. Неограничительные примеры третичных разделительных технологий включают флотационные устройства по стандарту API, устройства для флотации растворенным воздухом (DAF), устройства для флотации растворенным газом (DGF), компактные флотационные устройства, гидроциклоны, и содержащие слой среды фильтры, в том числе содержащие слой скорлупы грецких орехов фильтры. В настоящее время существует спрос на третичный содержащие среду фильтры, которые используют нефтяные платформы (также называются «морские»), в целях соблюдения установленных требований по сбросу отработавшей воды. Воздействие на окружающую среду и масса оборудования представляют собой решающие факторы при определении возможности использования оборудования на морских нефтяных платформах. Следовательно, среда, которая является более эффективной в отделении нефти от воды, чем среда, которая является доступной в настоящее время, может обеспечивать значительное снижение размера и массы оборудования. Содержащий среду фильтр может быть расположен ниже по потоку относительно первичной и вторичной обработки. В настоящее время известно, что среда на основе скорлупы черных грецких орехов обладает одновременным сродством к нефти и воде, и ее можно использовать в качестве среды для процессов третичного разделения. Например, на нефтеперерабатывающих заводов содержащие скорлупу грецких орехов фильтры используют ниже по потоку относительно первичных разделительных устройств и вторичных разделительных устройств, чтобы снижать оставшийся уровень свободной нефти, составляющий от приблизительно 20 до приблизительно 100 частей на миллион, до уровней, составляющих менее чем приблизительно 10 частей на миллион.

В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения может оказаться желательным изготовление экономичной и требующей незначительного обслуживания объемной среды, которая может быть пригодной для обратного промывания. Обратное промывание может восстанавливать среду и ее пригодность для повторного использования. В некоторых вариантах осуществления может оказаться желательным изготовление пригодной для обратного промывания среды, которая может обладать способностью увеличения скорости потока и более эффективного отделения нефти по сравнению со средой, содержащей скорлупу черных грецких орехов, относящихся, например, к виду восточного черного грецкого ореха (Juglans nigra). Содержащие среду из скорлупы грецких орехов фильтры могут иметь ограниченную скорость потока, что может ограничивать размер их конструкции и, следовательно, ограничивать их пригодность для использования на морских платформах. Кроме того, источники содержащей скорлупу черных грецких орехов среды подвержены неустойчивости, поскольку их доступность непосредственно зависит от изменения урожайности от одного сезона к другому. В некоторых вариантах осуществления может оказаться желательным уменьшать частоту обратного промывания для повышения производительности одной или нескольких обрабатывающих систем. Это уменьшение может также уменьшать объем производимой воды, используемой для обратного промывания, что может придавать системе дополнительное преимущество.

В определенных приложениях может оказаться затруднительным физического отделения суспендированных в жидкости индивидуальных компонентов вследствие их количества. Например, в операциях по бурению нефтяных скважин обычно получают воду, содержащую сырую нефть. Установленные законом требования или технологические условия могут определять, что вода должна содержат нефть в концентрации ниже определенного порогового значения, чтобы ее можно было выпускать в окружающую среду или повторно использовать для других целей. Сложность разделения смеси нефти и воды может зависеть от физической формы нефти. В течение операций по переработке и транспортировке давление падает, и при движении могут образовываться нефтяные капли, которые являются достаточно мелкими, настолько, что их нелегко отделять от воды. Например, нефть может дипспергироваться в объеме воды в форме мелких капель, диаметры которых могут составлять менее чем 20 мкм. Для сортов нефти, у которых плотность близка к плотности воды, может оказаться затруднительным даже отделение капель, диаметры которых составляют более чем 20 мкм, с использованием традиционных процессов гравитационного разделения. В смесях каждого их этих типов нефть считают эмульгированной в воде. В определенных аспектах эмульгированная нефть может представлять собой нефть, которая не отделяется от воды после осуществления гравитационного разделения в течение приблизительно 30 минут в условиях равновесия. Обработка воды, которая содержит эмульгированную нефть, может представлять собой определенные затруднения при использовании технологий физического разделения. Такие устройства, как гидроциклоны, сепараторы по стандарту API, флотационные устройства, гравитационные осадительные устройства и содержащие скорлупу грецких орехов фильтры, могут оказаться неэффективными для отделения механически эмульгированной нефти от воды. Напротив, эти технологии можно использовать, чтобы отделять «свободную» нефть, которая представляет собой неэмульгированную нефть.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления, системы и способы, описанные в настоящем документе, относятся к способу обработки исходного потока. Исходный поток может включать один или несколько компонентов. Исходный поток может включать один или несколько компонентов, которые находятся в одной фазе, например, одну или несколько жидкостей. Исходный поток может включать один или несколько компонентов, которые находятся в различных фазах, например, одно или несколько сочетаний газов и жидкостей и одно или несколько сочетаний твердых веществ и жидкостей. В определенных приложениях исходный поток может включать одно или несколько суспендированных твердых веществ, коллоидов и тонкодисперсных твердых материалов. Исходный поток может включать жидкость на водной основе. В определенных аспектах исходный поток может включать углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. В определенных аспектах система может принимать один или несколько исходных потоков из промышленных источников. Например, исходный поток могут производить нефтеперерабатывающие заводы, нефтяные скважины, нефтехимические заводы, химические заводы, заводы по переработке природного газа и другие промышленные объекты. В определенных вариантах осуществления система может принимать один или несколько исходных потоков, включающий углеводородную жидкость и жидкость на водной основе. При использовании в настоящем документе термин «углеводород» означает органический материал с молекулярной структурой, содержащей углерод, связанный с водородом. Углеводороды могут также включать и другие элементы, в том числе, но не ограничиваясь этим, по меньшей мере, один из следующих элементов: галогены, металлы, азот, кислород и сера. При использовании в настоящем документе термин «углеводородная жидкость» означает жидкофазную углеводородную текучую среду или смесь жидкофазных углеводородных текучих сред. Углеводородная жидкость может включать дополнительные вещества, например, твердые частицы. Неограничительные примеры углеводородных жидкостей могут включать, например, сырую нефть, природный газ, сланцевую нефть, пиролитическую нефть и любое их сочетание. При использовании в настоящем документе термины «жидкость на водной основе» и «водный поток» означают жидкости, включающие воду. Жидкость может включать дополнительные вещества, которые могут представлять собой твердые вещества, в том числе суспендированные твердые вещества, жидкости, газы или любое их сочетание. Способы и системы, описанные в настоящем документе, могут относиться к исходному потоку, включающему углеводородную жидкость и жидкость на водной основе, но они не должны ограничиваться ими. Например, может оказаться возможной обработка жидкостей одного или нескольких других типов с использованием способов и систем, описанных в настоящем документе.

В определенных вариантах осуществления исходный поток можно вводить во впуск резервуара. Впуск может быть расположен в верхней части резервуара, в нижней части резервуара или в любом другом промежуточном месте, которое является подходящим для использования способов и систем, описанных в настоящем документе. При использовании в настоящем документе термин «резервуар» в широком смысле означает любую конструкцию, подходящую для содержания одного или нескольких технологических компонентов, включая газообразные, жидкие и твердые компоненты, а также и их смеси. Резервуар может быть открыт для окружающей среды, или его можно закрывать для работы под давлением. В определенных приложениях резервуар можно сконструировать, чтобы создавать анаэробные или аэробные условия для компонентов. Резервуар может иметь размеры и формы согласно желательному применению и объему исходного материала, подлежащего обработке, чтобы обеспечивать, по меньшей мере, одно из условий желательной пропускной способности и желательной продолжительности работы перед началом обратного промывания. Резервуар может содержать контейнер для помещения слоя среды желательной глубины в зависимости от желательного объема исходного материала, подлежащего обработке, и среды, выбранной для конкретного применения. Соответственно, резервуар может содержать слой среды любой глубины, который является подходящим для целей способов и систем, описанных в настоящем документе. Резервуар можно сооружать, используя любой материал, подходящий для целей способов и систем, описанных в настоящем документе. Неограничительные примеры подходящих материалов включают сталь, нержавеющую сталь, армированную стекловолокном пластмассу и поливинилхлорид (PVC). Один или несколько вариантов осуществления могут включать резервуар, имеющий один или несколько боковых стенок в зависимости от желательной формы резервуара. Например, цилиндрический резервуар может иметь одну боковую стенку, в то время как квадратный или прямоугольный резервуар может иметь четыре боковых стенки. В определенных вариантах осуществления резервуар может иметь цилиндрическую форму, имеющую одну непрерывную боковую стенку, расположенную между первой и второй стенками. В других определенных вариантах осуществления резервуар может быть закрытым, причем одна или несколько боковых стенок проходят между первой стенкой и второй стенкой. В определенных аспектах резервуар может содержать среда. Можно использовать любую среду, подходящую для способов и систем, описанных в настоящем документе. Среда может быть расположена в резервуаре на заданной глубине и может заполнять весь объем резервуара или содержаться в конкретной части резервуара. Например, часть объема резервуара, прилегающая к одной или нескольким стенкам, может не содержать среды. Среда может удерживаться внутри резервуара одной или несколькими разделителями, такие как перегородки или перфорированные плиты, которые могут удерживать среду в желательном положении внутри резервуара, обеспечивая в то же время протекание одной или нескольких жидкостей через среду в резервуаре.

В определенных вариантах осуществления резервуар может содержать композитную среду. При использовании в настоящем документе термин «композитная среда» означает сочетание двух или более различных материалов. По меньшей мере, в одном варианте осуществления композитная среда включает смесь материала на основе целлюлозы и полимера. Композитная среда может включать гетерогенную смесь материала на основе целлюлозы и полимера. Гетерогенная смесь может включать такие ингредиенты или составляющие, что компоненты не являются равномерно распределенными в объеме смеси. При использовании в настоящем документе термин «гетерогенная смесь» означает композит из двух или более несходных ингредиентов или составляющих. Композитная среда может включать гомогенную смесь материала на основе целлюлозы и полимера. В одном варианте осуществления композитная среда может включать материал на основе целлюлозы и полимер таким образом, что эти два материала связаны друг с другом, но не смешаны друг с другом. При использовании в настоящем документе термин «гомогенная смесь» означает композит, который представляет собой однофазный композит, состоящий из двух или более соединений, которые распределены в однородном соотношении или в практически однородном соотношении в объеме смеси, таким образом, что любая часть композита представляет собой одинаковое соотношение двух или более соединений. При использовании в настоящем документе термин «материал на основе целлюлозы» означает любой материал, продукт или состав, который содержит целлюлозу. Неограничительные примеры могут включать древесину сбрасывающих листву и вечнозеленых деревьев, включая древесную муку, древесную массу, древесные частицы, древесные волокна, опилки, древесные стружки, древесные щепки, а также любой другой древесный продукт или продукт на основе целлюлозы, подходящий для способов и систем, описанных в настоящем документе, такой как кокосовый орех, багасса, торф, отходы целлюлозных заводов, кукурузные стебли и любое их сочетание. Среда может включать любой древесный материал, подходящий для целей способов и систем, описанных в настоящем документе. В определенных вариантах осуществления материал на основе целлюлозы может представлять собой сосновую древесину. В определенных вариантах осуществления материал на основе целлюлозы может представлять собой кленовую древесину. Неограничительные примеры полимеров, подходящих для способов и систем, описанных в настоящем документе, могут включать полиолефины, в том числе полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен (PE), полипропилен (PP), PVC, сополимеры этилена и пропилена, фторполимеры, включая тефлон (Teflon®) и любое их сочетание. По меньшей мере, в одном варианте осуществления полимер может представлять собой HDPE. В еще одном варианте осуществления полимер может представлять собой полипропилен.

В одном или нескольких вариантах осуществления композитная среда может включать материал на основе целлюлозы в концентрации, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 50%. В других вариантах осуществления композитная среда может включать материал на основе целлюлозы в концентрации, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 60%. В определенных вариантах осуществления композитная среда может включать материал на основе целлюлозы в концентрации, составляющей, по меньшей мере, приблизительно 70%. По меньшей мере, в одном варианте осуществления композитная среда может включать кленовая древесина в концентрации, составляющей приблизительно 50 масс.%. В еще одном варианте осуществления композитная среда может включать сосновую древесину в концентрации, составляющей приблизительно 70 масс.%. Концентрация материала на основе целлюлозы может представлять собой любой процентное соотношение, составляющее от приблизительно 0% до приблизительно 100%, или любой интервал процентных соотношений между данными процентными соотношениями. По меньшей мере, в одном аспекте композитная среда включает множество частиц однородной формы. При использовании в настоящем документе термин «частицы однородной формы» означает имеющие точно одинаковые формы и размеры частицы и имеющие практически одинаковые формы и размеры частицы, в то время допускается некоторая степень различия формы, что связано, например, с неточностью изготовления. Подходящие формы для композитной среды могут включать сферы и цилиндры. Например, композитная среда может включать множество имеющих однородную форму цилиндрических или подобных цилиндрам частиц. Композитная среда может представлять собой любую форму, которая способна обеспечивать промежутки в пространствах пор между частицами. В определенных вариантах осуществления композитная среда может включать множество имеющих неправильную форму частица

Композитная среда может включать дополнительный компоненты, включающий химические компоненты. Неограничительные примеры компонентов, которые могут оказаться подходящими для включения в композитную среду, включают коагулянты и флокулянты. Композитная среда может включать любой дополнительный компонент, который может оказаться подходящими для целей способов и систем, описанных в настоящем документе.

В соответствии с определенными вариантами осуществления, предложена среда. Можно использовать любую среду при том условии, что она может оказаться подходящей, по меньшей мере, для одного из следующих процессов: (1) коалесцирование, по меньшей мере, одной углеводородной жидкости и (2) фильтрование, по меньшей мере, одного потока, включающего углеводородную жидкость и водную жидкость. Один пример среды, подходящей для способов и систем, описанных в настоящем документе, может представлять собой композитная среда. При использовании в настоящем документе термины «композитная среда» и «среда композита» используют взаимозаменяемым образом. Композитная среда может включать смесь материала на основе целлюлозы и полимера. Среда может включать, по меньшей мере, одну из гомогенной и гетерогенной смеси материала на основе целлюлозы и полимера. Материал на основе целлюлозы и полимер можно описывать и внедрять, как обсуждается выше. По меньшей мере, в одном варианте осуществления среда может быть пригодной для осуществления обратного промывания. В определенных вариантах осуществления среда может быть пригодной для осуществления ожижения. В некоторых вариантах осуществления, среда может проявлять, по меньшей мере, одно из свойств адсорбции и абсорбции по отношению, по меньшей мере, к одной жидкости из углеводородной жидкости и водной жидкости.

В определенных вариантах осуществления масса нефти, которую можно загружать в композитную среду, прежде чем произойдет прорыв, может представлять собой четырехкратную массу, которую можно загружать в материалы среды других типов. Материалы среды других типов могут включать, например, древесину, полимер (например, HDPE и полипропилен) и скорлупу черных грецких орехов. По меньшей мере, в одном варианте осуществления древесный и полимерный компоненты композитной среды могут не проявлять способность поглощения нефти на уровне или вблизи уровня способность поглощения нефти композитной среды. Без ограничения теорией, одно возможное объяснение полезных эффектов сочетания древесины и полимера может заключаться в том, что каждый из этих двух компонентов придает различные адсорбционные или абсорбционные свойства, и что может возникать синергия в результате сочетания двух материалов. Второе возможное объяснение заключаться в том, что форма композитных частиц способствует разделительному процессу.

В определенных вариантах осуществления резервуар может также включать впуск исходного материала, расположенный выше среды и выпуска фильтрата, расположенного ниже среды. Резервуар может также включать первый впуск, который сооружен и предназначен, чтобы направлять первую текучую среду к первому концу отводящей трубы и обеспечивать в течение обратного промывания движение среды внутри отводящей трубы от первого конца отводящей трубы до второго конца отводящей трубы при одновременном обеспечении движения фильтровальной среды вдоль внешней боковой стенки отводящей трубы от второго конца отводящей трубы до первого конца отводящей трубы. Далее отводящие трубы обсуждаются более подробно.

В определенных вариантах осуществления композитная среда вступает в контакт с исходным потоком для получения обработанного потока. По меньшей мере, в одном варианте осуществления контакт исходного потока с композитной средой включает фильтрование исходного потока. При использовании в настоящем документе термины «фильтрование» и «разделение» в широком смысле означают любой процесс, используемый для отделения составляющего ингредиента вещества от других составляющих ингредиентов вещества. Например, фильтрование может означать процесс отделения одной и