Фильтрация через различные стратифицированные материалы

Фильтрация через различные стратифицированные материалы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ЦИТИРОВАНИЕ, ПЕРЕКРЕСТНОЕ С РОДСТВЕННЫМИ ЗАЯВКАМИ

Данной заявкой устанавливается приоритет согласно коду 35 U.S.C. 119(е) перед параллельно рассматриваемой патентной заявкой с номером U.S. Provisional Patent Application No. 61/930,495, озаглавленной «MULTI MEDIA STRATIFIED FILTRATION», поданной от 23 января 2014 года, которая содержится в настоящем описании в качестве ссылки во всей ее полноте.

Область технологии, к которой относится изобретение

Аспекты настоящего изобретения в общем случае относятся к обработке жидкостей, и более конкретно, к способам удаления углеводородов и взвешенных твердых частиц из жидкостей на водной основе.

Сущность изобретения

В соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения, приводится описание системы для обработки сырьевого потока, содержащего углеводороды, а также жидкость на водной основе. Система содержит сосуд, содержащий впуск сырьевого потока, соединенный по текучей среде с сырьевым потоком, и выпуск обработанного потока, связанного с обработанным потоком, при этом первый фильтрационный слой расположена внутри сосуда, второй фильтрационный слой расположен внутри сосуда, отводящая труба расположена внутри сосуда и расположена внутри первого фильтрационного слоя и второго фильтрационного слоя, впуск для газа соединен с отводящей трубой, источник газа соединен со впуском для газа, впуск жидкости для промывки обратным протоком соединен по текучей среде с источником жидкости для промывки обратным протоком и, по меньшей мере, одним из первого фильтрационного слоя и второго фильтрационного слоя, а также с выпуском загрязняющего агента.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, первый фильтрационный слой и второй фильтрационный слой располагаются внутри сосуда между впуском сырьевого потока и выпуском обработанного потока. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, второй фильтрационный слой расположен ниже первого фильтрационного слоя. В соответствии с, по меньшей мере, одним из вариантов осуществления настоящего изобретения первый фильтрационный слой имеет величину относительной плотности, меньше, чем величина относительной плотности второго фильтрационного слоя.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, впуск жидкости для промывки обратным протоком расположен ниже второго фильтрационного слоя. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, выпуск загрязняющих агентов расположен ниже впуска.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, первый фильтрационный слой содержит множество частиц композиционного материала, при этом каждая частица выполнена из композиционного материала, содержащего смесь из материала на основе целлюлозы и полимера. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, каждая частица из композиционного материала размер в интервале приблизительно 5 - приблизительно 30 меш.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, первый фильтрационный слой и второй фильтрационный слой содержат частицы из композиционного материала.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, второй фильтрационный слой содержит скорлупу грецкого ореха. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, скорлупу грецкого ореха имеют размер в интервале приблизительно 12 - приблизительно 16 меш.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, объем первого фильтрационного слоя составляет, по меньшей мере, приблизительно в два раза больший объем, чем объем второго фильтрационного слоя.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, впуск для газа расположена внутри отводящей трубы.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, обработанный поток имеет концентрацию углеводородов меньше, чем приблизительно 5 мг/л.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения, приводится описание способа обработки сырьевого потока, содержащего углеводороды и жидкость на водной основе. Способ содержит этапы, на которых вводят сырьевой поток в сосуд, содержащий первый фильтрационный слой и второй фильтрационный слой, по меньшей мере, один из первого фильтрационного слоя и второго фильтрационного слоя содержит множество частиц из композиционного материала, при этом каждая частица из композиционного материала содержит смесь из материала на основе целлюлозы и полимера; а также приводят в контакт сырьевой поток с первым фильтрационным слоем и вторым фильтрационным слоем с получением обработанного потока, имеющий концентрацию углеводородов, которая меньше, чем концентрация углеводородов в сырьевом потоке.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, приводят в контакт сырьевого потока с первым фильтрационным слоем и со вторым фильтрационным слоем производит обработанный поток, имеющий концентрацию углеводородов меньше, чем приблизительно 5 мг/л.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, сырьевой поток дополнительно содержит взвешенные твердые частицы. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, приведение в контакт сырьевого потока с первым фильтрационным слоем и вторым фильтрационным слоем производит обработанный поток, имеющий концентрацию взвешенных твердых частиц, которая меньше, чем концентрация взвешенных твердых частиц в составе сырьевого потока. В соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения, способ дополнительно содержит этапы, на которых пропускают газ через отводящую трубу в направлении, противоположном протоку сырьевого потока, причем отводящую трубу располагают внутри сосуда и располагают внутри первого фильтрационного слоя и второго фильтрационного слоя и формируют периферийную зону, расположенную между боковой стенкой отводящей трубы и боковой стенкой сосуда; пропускают жидкость для промывки обратным протоком через первый и второй фильтрационные слои и периферийную зону в направлении, противоположном протоку сырьевого потока; а также удаляют, по меньшей мере, часть углеводородов и взвешенных твердых частиц из сосуда. В соответствии с, по меньшей мере, одним вариантом осуществления настоящего изобретения, способ дополнительно содержит этапы, на которых измеряют, по меньшей мере, одно свойство сосуда в целях достижения измеряемого свойства; а также пропускают, по меньшей мере, одно из газа и жидкости для промывки обратным протоком на основании измеряемого свойства.

По меньшей мере, в одном варианте осуществления настоящего изобретения, первый фильтрационный слой содержит множество частиц композиционного материала, и второй фильтрационный слой состоит из скорлупы грецкого ореха.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, первый и второй фильтрационные слои содержат множество частиц композиционного материала.

В соответствии с, по меньшей мере, одним вариантом осуществления настоящего изобретения, приведение в контакт сырьевого потока с первым фильтрационным слоем и вторым фильтрационным слоем включает коалесценцию и фильтрацию сырьевого потока. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, приведение в контакт сырьевого потока с первым фильтрационным слоем включает коалесценцию сырьевого потока. В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, приведение в контакт сырьевого потока со вторым фильтрационным слоем включает фильтрацию сырьевого потока.

Другие аспекты, варианты осуществления и преимущества этих примерных аспектов и вариантов осуществления настоящего изобретения детально обсуждаются ниже. Более того, следует понимать, что как предшествующая информация, так и последующее подробное описание являются всего лишь иллюстративными примерами различных аспектов и вариантов осуществления настоящего изобретения, и предназначаются для обеспечения обзора или рамок для лучшего понимания природы и характера заявляемых аспектов и вариантов осуществления настоящего изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения, могут быть объединены с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, а также ссылками на «варианты осуществления настоящего изобретения», «пример настоящего изобретения», «некоторые варианты осуществления настоящего изобретения», «некоторые примеры настоящего изобретения», «альтернативные варианты настоящего изобретения», «различные варианты осуществления настоящего изобретения», «один из вариантов осуществления настоящего изобретения», «по меньшей мере, один из вариантов осуществления настоящего изобретения», «данный и другие варианты осуществления настоящего изобретения» или тому подобными, не обязательно являющимися взаимоисключающими и предназначаемыми для указания того, что конкретный описываемый признак, структура или характеристика могут быть включены, по меньшей мере, в один из вариантов осуществления настоящего изобретения. Появление таких терминов в контексте настоящего изобретения, не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Различные аспекты настоящего изобретения в рамках, по меньшей мере, одного из вариантов осуществления настоящего изобретения, обсуждаются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые не предназначаются для воспроизведения в оригинальном масштабе. Цифры содержатся в целях иллюстрирования и способствования дальнейшему пониманию различных аспектов и вариантов осуществления настоящего изобретения и содержатся в качестве части данного описания, но не предназначаются для определения пределов любого конкретного варианта осуществления настоящего изобретения. Чертежи в сочетании с дальнейшей частью описания служат для объяснения принципов и операций, описание которых приводится, и заявляемых аспектов и вариантов осуществления настоящего изобретения. На чертежах каждый идентичный или почти идентичный компонент, который приводится на различных фигурах, представлен в виде цифры. Для большей ясности, не каждый компонент может отмечаться на каждой фигуре. На чертежах:

ФИГ. 1 представляет собой вид сбоку устройства для сепарации углеводородов и воды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего описания;

ФИГ. 2 представляет собой вид сбоку другого устройства для сепарации углеводорода и воды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего описания;

ФИГ. 3A и 3B представляют собой виды сбоку устройств для сепарации нефти и воды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего описания;

ФИГ. 4 представляет собой вид сбоку другого устройства для сепарации нефти и воды в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего описания;

ФИГ. 5 представляет собой процессуальную блок-схему, иллюстрирующую способ в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего описания.

ФИГ. 6 представляет собой график, иллюстрирующий результаты испытаний различных фильтрационных материалов в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего описания; а также

ФИГ. 7 представляет собой график, иллюстрирующий результаты испытания различных фильтрационных материалов в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего описания; а также

ФИГ. 8A и 8B представляют собой графики, иллюстрирующие результаты испытания различных фильтрационных материалов в соответствии с одним или несколькими аспектами настоящего описания.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аспекты настоящего изобретения относятся к системам очистки сточных вод с использованием стратифицированного, состоящего из различных фильтрационных материалов, фильтрующего слоя. «Сточные воды» в контексте настоящего изобретения определяют любые подлежащие очистке сточные воды, такие как поверхностные воды, грунтовые воды и потоки сточных вод из коммунальных и промышленных источников, содержащие загрязняющие вещества, такие как нефть и/или взвешенные твердые частицы. Процессы, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения, по очистке сточных вод содержит приемы коалесценции, сепарации и фильтрации. Например, водные жидкости могут содержать взвешенные твердые частицы или жидкости, которые могут быть обработаны с помощью одного или нескольких процессов фильтрации, коалесценции и сепарации. Один или несколько из данных процессов могут включать приводят в контакт жидкости с фильтрующим материалом. В некоторых случаях, приводят в контакт жидкости с фильтрационным материалом может производиться путем пропускания жидкости через стратифицированный, состоящий из различных фильтрационных материалов, фильтрационный слой, заполненный одним или несколькими типами фильтрационного материала. Стратифицированный, состоящий из различных фильтрационных материалов, фильтрационный слой может обеспечивать высокую пропускную способность по отношению к нефти и улучшать качество сточных вод. Более того, фильтрующий материал может предусматривать возможность его промывки обратным протоком без необходимости удаления фильтрационного материала из сосуда.

В соответствии с, по меньшей мере, одним вариантом осуществления настоящего изобретения, приводится описание устройства с фильтрующим материалом, конструкция которого содержит сосуд, содержащий стратифицированный, состоящий из различных фильтрационных материалов, фильтрационный слой, содержащий первый фильтрационный слой и второй фильтрационный слой, располагающиеся внутри сосуда. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, второй фильтрационный слой может расположен ниже первого фильтрационного слоя. В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, первый фильтрационный слой может содержать композиционный материал, в соответствии с описанием далее ниже и второй фильтрационный слой может содержать скорлупу грецкого ореха, что также рассматривается ниже. Композиционный материал может содержать частицы или частицы, способные абсорбировать в интервале приблизительно в 3 - приблизительно в 5 раз большее количество нефти, чем отдельно скорлупа грецкого ореха, но по причине размера частицы или частицы способны также к проскоку некоторых взвешенных твердых частиц, таких как небольшие взвешенные твердые частицы. Скорлупа грецкого ореха могут быть использованы в качестве фильтрационного материала в целях абсорбции нефти и фильтрации взвешенных твердых частиц. Таким образом, скорлупа грецкого ореха, могут быть использованы в комбинации с композиционным материалом для фильтрации, по меньшей мере, части взвешенных твердых частиц, не захватываемых композиционным материалом. Более того, многослойный состоящий из различных фильтрационных материалов, фильтрационный слой может являться более эффективным при удалении углеводородов и взвешенных твердых частиц из сырьевого потока, чем фильтрационные слои, которые содержат только один тип фильтрационного материала.

Аспекты, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения в соответствии с настоящим изобретением, не ограничиваются в своем применении деталями конструкции и взаимным расположением компонентов, излагаемыми в последующем описании или иллюстрируемыми прилагаемыми чертежами. Данные аспекты настоящего изобретения могут допускать прочие варианты осуществления настоящего изобретения и могут практиковаться или осуществляться различными способами. Примеры конкретных практических применений приводятся в контексте настоящего изобретения только в качестве иллюстрации и не предназначаются для ограничения. В частности, действия, компоненты, элементы и ключевые особенности, описание которых приводится в сочетании с любым одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения, не предназначаются для исключения из аналогичной роли В рамках других вариантов осуществления настоящего изобретения.

В то же время, фразеология и терминология, используемые в контексте настоящего изобретения, предназначаются для целей описания и не должны рассматриваться как ограничивающие настоящее изобретение. Любые ссылки на примеры, варианты осуществления настоящего изобретения, компоненты, элементы или действия систем и способов в контексте настоящего изобретения, которые упоминаются в единственном числе, могут также охватывать варианты осуществления настоящего изобретения, включая множественное число, и любые множественные ссылки на любой вариант осуществления настоящего изобретения, компонент, элемент или действии в контексте настоящего изобретения могут также охватывать варианты настоящего изобретения, в том числе, только единичные. Список ссылок в единственном или множественном числе не предназначается для ограничения приводимого настоящего описания систем или способов, их компонентов, действий или элементов. Применение в контексте настоящего изобретения «в том числе», «содержащий», «имеющий», «содержащий в своем составе», «с участием» и их вариации предназначаются для охвата перечисляемых далее элементов, а также их эквивалентов, а также дополнительных элементов. Ссылки на слово «или» могут быть истолкованы как включение, таким образом, любые описываемые с использованием «или» термины могут указывать на что-либо одно, более одного, а также всех из описываемых терминов. В дополнение к этому, в случае несовместимых заимствований терминов между этим документом и документами, включаемыми в настоящее описание в качестве ссылки, использование термина во включаемой ссылке является дополнением к таковому в данном документе; для непримиримых несоответствий, использование термина в контексте настоящего изобретения подлежит корректировке. Более того, заглавия или подписи могут быть использованы в описании для удобства читателя, которые не влияют существенным образом на объем настоящего изобретения.

Фильтрующий материал, также упоминаемый как просто «материал», может быть использован в различных приемах обработки и практических приложениях, включая фильтрацию, коалесценцию, сепарацию, увеличение времени пребывания жидкости внутри сосуда, включающего фильтрующий материал, и может функционировать в качестве адсорбента или абсорбента. Например, фильтрационные материалы могут быть использованы для сепарации жидкостей и газов, жидкостей и других жидкостей и сепарации взвешенных твердых частиц, коллоидных и твердых частиц и потока текучей среды. В дополнение к этому, фильтрационные материалы могут быть использованы для коалесценции более мелких капель одного или более компонентов в жидкости в более крупные капли. Например, фильтры на основе фильтрационных материалов могут быть использованы для удаления взвешенных твердых частиц и свободного нефти из одного или более растворов.

Фильтры на основе фильтрационных материалов могут быть использованы на нефтеперерабатывающих заводах и нефтяных скважинах, нефтехимических заводах, химических заводах, предприятиях по переработке природного газа, в установках и других промышленных процессах для целей сепарации нефти и воды. Способы сепарации, задействуемые в данных промышленных процессах, могут быть подразделены на первичные, вторичные и третичные стадии. Первичные приемы сепарации могут приводить к снижению концентрации нефти до значений в интервале приблизительно 500 - приблизительно 200 частей на миллион. Вторичные способы сепарации могут приводить к снижению концентрации нефти до значений в интервале приблизительно 100 - приблизительно 20 частей на миллион. С использованием третичных способов сепарации существует возможность снижать содержание свободной нефти от начальных уровней, составляющих в интервале приблизительно 20 частей на миллион - приблизительно 100 частей на миллион, до уровней, составляющих ниже приблизительно 10 частей на миллион. Не ограничивающие примеры способов сепарации содержит сепараторы по стандарту API и гравитационные осветлители, коалесцирующие и флотационные устройства, флотационные устройства по стандарту API, устройства флотации растворенным воздухом (DAF), устройства флотации растворенным газом (ФСР), компактные флотационные устройства, гидроциклоны и фильтры с фильтрационным слоем. На текущий момент существует потребность в фильтрах на основе фильтрационных материалов для использования на нефтяных платформах (также упоминаемые как «шельфовые») в целях соблюдения нормативных требований на сброс сточных вод. Размеры и вес оборудования являются решающими факторами при определении того, какое оборудование подлежит использованию на шельфовых нефтяных платформах. Следовательно, фильтрационный слой, который является более эффективным при удалении нефти из воды, чем тот, который в настоящее время является доступным, может позволить значительное уменьшение размеров и веса оборудования. В некоторых случаях, фильтрационный слой может расположен ниже по потоку от первичных и/или вторичных установок по обработке. В соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, приводится описание стратифицированного, состоящего из различных фильтрационных материалов, фильтрующего слоя, который способен принимать воду на стадии первичной сепарации, такой как гидроциклон или флотационное устройство по стандарту API и обрабатывать ее для удовлетворения третичных потребностей водопотребления. Например, системы и способы, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения, могут снижать концентрацию углеводородов в сточных водах до уровней меньше, чем 10 частей на миллион, а в рамках некоторых случаев до уровней меньше, чем 5 частей на миллион, что устраняет одну или несколько вторичных и/или третичных обработок. Эта способность снижает капитальные затраты и уменьшает площадь, занимаемую оборудованием для проведения операции обработки.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления настоящего изобретения, системы и способы, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения, относятся к системе и способу обработки сырьевого потока. В соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения, сырьевой поток может содержать один или несколько компонентов. В рамках некоторых случаев поток может содержать один или более компонентов, которые распределяются в той же фазе, например, одну или несколько жидкостей. В других случаях сырьевой поток может содержать один или более компонентов, которые распределяются в различных фазах, например, одно или более сочетаний газа и жидкостей, а также одно или более сочетаний твердых веществ и жидкостей. В рамках некоторых случаев практического применения, сырьевой поток может содержать один или более видов взвешенных твердых частиц, коллоидов и твердых примесей. В соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, сырьевой поток может содержать жидкость на водной основе. В рамках некоторых аспектов настоящего изобретения сырьевой поток может содержать углеводородную жидкость (жидкости), которые также упоминаются в контексте настоящего изобретения как углеводороды, и жидкость на водной основе. Сырьевой поток может дополнительно включать взвешенные твердые частицы. В рамках некоторых аспектов настоящего изобретения, система может принимать один или более сырьевых потоков из промышленных источников. Например, источниками сырьевого потока могут являться нефтеперерабатывающие заводы, нефтяные скважины, нефтехимические заводы, химические заводы, заводы по переработке природного газа и другие промышленные процессы.

В рамках некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, система может принимать один или более сырьевых потоков, включающих углеводороды и жидкость на водной основе. В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения сырьевой поток может также включать взвешенные твердые частицы. Используемый в контексте настоящего изобретения термин «углеводород» относится к органическому материалу, молекулярная структура которого содержит углерод, связанный с водородом. Углеводороды могут также включать другие элементы, такие как, но не ограничиваясь, по меньшей мере, один из галогенов, элементов металлов, азота, кислорода и серы. Используемый в контексте настоящего изобретения термин «жидкий углеводород» или просто «углеводороды» относится к жидкофазной углеводородной текучей среде или к смеси жидкофазных углеводородных текучих сред. Углеводородная жидкость может содержать дополнительные вещества, например, твердые частицы. Не ограничивающие примеры жидких углеводородов могут включать в себя, например, сырую нефть, природный газ, сланцевую нефть, пиролизную нефть и любые их комбинации. Используемые в контексте настоящего изобретения термины «жидкость на водной основе» и «водный поток» относится к жидкостям, содержащим воду. Жидкость может содержать дополнительные вещества, которые могут являться твердыми веществами, в том числе взвешенными твердыми частицами, жидкостями, газами или любой их комбинацией. Способы и системы, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения, могут относиться к сырьевому потоку, включающему углеводороды, взвешенные твердые частицы, а также жидкости на водной основе, но не должны ограничиваться таковыми. Например, может представляться возможной обработка одного или более других типов жидкостей в соответствии с методами и системами, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения.

В рамках некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения сырьевой поток может быть введен в сосуд. Например, сырьевой поток может быть введен через входной патрубок сосуда, также называемый в контексте настоящего изобретения входным патрубком сырьевого потока, который может расположен в верхней части сосуда, может расположен в нижней части сосуда, или может расположен в любой точке между ними, что удовлетворяет требованиям для реализации способов и систем, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения. Используемый в контексте настоящего изобретения термин «сосуд» в широком смысле обозначает любую структуру, удовлетворяющую требованиям для удерживания одного или нескольких компонентов процесса, в том числе газа, жидких и твердых компонентов, а также их смесей. Сосуд может являться открытым для окружающей среды или может являться закрытым для целей работы под давлением. В некоторых случаях, сосуд может быть сконструирован в целях обеспечения анаэробной или аэробной среды для компонентов. Сосуд может характеризоваться размерами и формами, соответствующими требуемым практическим приложениям и объему сырья, подлежащего обработке, в целях обеспечения, по меньшей мере, одного из требуемой пропускной способности и требуемой продолжительности периода работы перед инициированием запуска промывки обратным протоком. Конструкция сосуда может также включать выпуск фильтрата, через который сточные воды, в ином случае упоминаемые в контексте настоящего изобретения как обработанный поток, могут выходить из сосуда.

Внутри сосуда может иметься слой для размещения одного или нескольких типов фильтрационных материалов на требуемой глубине на основании требуемого объема сырья, подлежащего обработке, а также типа фильтрационного материала, выбираемого для конкретного варианта практического применения. Соответственно, сосуд может характеризоваться любой глубиной фильтрационного слоя, которая удовлетворяет требованиям целей способов и систем, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения. Сосуд может быть изготовлен из любого материала, удовлетворяющего требованиям для целей способов и систем, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения. Не ограничивающие примеры удовлетворяющих требованиям материалов содержит сталь, нержавеющую сталь, стеклопластик и поливинилхлорид (ПВХ). Один или более вариантов осуществления настоящего изобретения могут включать сосуд, имеющий одну или более боковые стенки, в зависимости от желаемой формы сосуда. Например, цилиндрический сосуд может иметь одну боковую стенку, в то время как квадратный или прямоугольный сосуд может иметь четыре боковые стенки. В рамках некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, сосуд может иметь цилиндрическую форму, имеющую одну непрерывную боковую стенку, расположенную между первой и второй стенками. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения сосуд может быть закрытым, причем одна или более боковые стенки проходят между первой стенкой и второй стенкой.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, конструкция сосуда может содержать один или несколько типов фильтрационных материалов. В рамках некоторых вариантов осуществления фильтрующий материал может содержать множество частиц или частиц, которые могут увеличивать обработку сырьевого потока, по сравнению со способом, причем сырьевой поток не подвергается обработке с использованием фильтрационного материала. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, конструкция сосуда может содержать несколько фильтрационных слоев. Например, конструкция сосуда может содержать первый фильтрационный слой и второй фильтрационный слой. В рамках некоторых вариантов осуществления второй фильтрационный слой расположен ниже первого фильтрационного слоя. Примеры удовлетворяющих требованиям материалов для систем и способов, описание которых приводится в рамках настоящего изобретения, обсуждаются ниже. По меньшей мере, в рамках одного из вариантов осуществления настоящего изобретения, первый фильтрационный слой характеризуется величинам относительной плотности, которое меньше, чем величина относительной плотности второго фильтрационного слоя. Материал может состоять из частиц любого размера и формы, в том числе может состоять из частиц неправильной формы. Любые фильтрационные материалы могут быть использованы при условии, что они удовлетворяют требованиям, по меньшей мере, одного из (1) коалесценции, по меньшей мере, одной углеводородной жидкости, и (2) фильтрования, по меньшей мере, одного из потоков, содержащих углеводородную жидкость, взвешенные твердые частицы и жидкость на водной основе. Два примера фильтрационных материалов, удовлетворяющих требованиям для способов и систем, описание которых приводится в контексте настоящего изобретения, могут представлять собой композиционный материал и скорлупу грецкого ореха. В соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения, материал может быть промыт обратным протоком. В рамках некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения материал может быть подвергнут псевдоожижению. В соответствии с различными аспектами настоящего изобретения, фильтрационные материалы проявляют, по меньшей мере, одно из свойств адсорбции и абсорбции по отношению к, по меньшей мере, одному из углеводородов, взвешенных твердых частиц, а также жидкостей на водной основе.

Фильтрационные слои могут быть расположены внутри сосуда на предварительно выбираемых глубинах и могут заполнять весь объем сосуда или могут содержаться в определенной части емкости. Например, в рамках некоторых случаев настоящего изобретения, часть объема сосуда рядом с одной или более стенками может быть свободной от фильтрационных материалов. Фильтрующий материал может удерживаться внутри сосуда при помощи одного или более разделителей, таких как экраны или перфорированные пластин, которые способны удерживать фильтрующий материал в требуемой точке внутри сосуда, делая возможным протекание одной или более жидкостей через фильтрационные материалы внутри сосуда.

Композиционный материал

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, конструкция сосуда может содержать, по меньшей мере, один фильтрационный слой, например, фильтрующий материал, который представляет собой композиционный материал. Используемый в контексте настоящего изобретения термины «композиционный фильтрующий материал» и «композиционный материал» используются взаимозаменяемо и относятся к комбинации из двух или более различных материалов. Описание примеров удовлетворяющих требованиям композиционных фильтрационных материалов в составе каждой из частиц или частиц в большом количестве частиц или частиц приводятся в патентных заявках с номерами U.S. Application No. 13/410,420 и U.S. Application No. 14/305,724, каждая из которых содержатся в объем настоящего описания в качестве ссылки. По меньшей мере, в рамках одного из вариантов осуществления настоящего изобретения, композиционный материал содержит множество частиц или частиц, при этом каждая частица или частица содержит смесь из материала на основе целлюлозы и полимера. Например, композиционный материал может содержать гетерогенную смесь материала на основе целлюлозы и полимера. Гетерогенная смесь может содержать такие ингредиенты или компоненты, что компоненты распределяются неравномерно по всему объему смеси. Используемый в контексте настоящего изобретения термин «гетерогенная смесь» относится к композиции двух или более различных ингредиентов или компонентов. В соответствии с одним примером настоящего изобретения, композиционный материал может содержать однородную смесь материала на основе целлюлозы и полимера. В рамках одного из вариантов осуществления настоящего изобретения композиционный материал может содержать материал на основе целлюлозы и такого полимера, что оба материала характеризуются когезией друг к другу, но не смешиваются друг с другом. Используемый в контексте настоящего изобретения термин «гомогенная смесь» относится к композиционному материалу, который представляет собой однофазный композиционный материал из двух или более соединений, которые распределяются в едином соотношении или по существу, в равномерном соотношении по всему объему смеси таким образом, что любая часть композиционного материала характеризуется аналогичным соотношением двух или более соединений.

Частицы композиционного материала могут характеризоваться слегка неравномерным или крапчатым внешним видом в виду сочетания (гетерогенного или гомогенного) двух или более компонентов. В соответствии с некоторыми примерами настоящего изобретения, два или более различных материала в составе композиционного материала образуют в сочетании друг с другом матрицу таким образом, что два или более материалов перемежаются друг с другом. Например, частицы композиционного материала могут быть пористыми. Поры образуются в процессе изготовления композиционного материала и могут присутствовать между элементами одного и того же компонента и смесей элементов двух или более различных материалов. В соответствии с, по меньшей мере, одним из вариантов осуществления, частицы композиционного материала могут являться пористыми. Используемый в контексте настоящего изобретения термин «пористость» относится к процентному содержанию пустого пространства или воздушного пространства в составе частицы и представляет собой отношение площади пустот к общей площади поверхности.

В соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения, частицы композиционного материала изготовляют путем объединения и смешивания двух компонентов, например, материала на основе целлюлозы и полимера в заданном соотношении, и затем путем экструдирования материала через экструдер. Смешанный материал затем разрезают на отдельные частицы, форма и размер которых обсуждается ниже. Напри