本发明专利技术涉及用于通过施加至少一个时间依赖性或时间可变电场来在仅在一个设备(模块)中在少于5分钟内以至少大于9％的去乳化率破碎至少一种乳液并分离轻相和重相的方法，其中所述至少一个电场是电场强度为2,000至100,000V/m且频率(HF)为12,000Hz至200,000Hz的高频率(HF)单一交流(AC)场。本发明专利技术还涉及用于通过施加至少一个直流(DC)场和至少一个高频率交流HF/AC场来处理至少一种乳液的方法，其中向待处理乳液串联施加所述至少一个DC场(特别是脉冲DC场)以及所述至少一个HF/AC场。本发明专利技术还涉及用于实施所述方法的装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过施加电场分离至少一种乳液的方法和实施所述方法的装置本专利技术涉及根据权利要求1和权利要求4的前序部分的用于处理至少一种乳液的方法以及根据权利要求15的用于实施所述方法的装置。描述液体/液体分散体(尤其是乳液)是2种或更多种通常不混溶的液体(例如油和水)的混合物。液体之一(内相)以细小液滴的形式分散在另一种液体(外相或连续相)中。因此，乳液表现出最小尺寸的分布液滴。通常，乳液也是热力学上不稳定的，因此，由于自由焓(ΔG等于负)，小液滴聚并成较大的液滴。由于重力，两相最终分离。然而，乳液暂时是热力学稳定的，因此液滴的破碎、聚并(coalescence)和沉降需要适当的时间。因此，周知的分离设备庞大且笨重。在许多化学方法中，从连续油相中高效除去分散的水相是非常期望的。专业文献中描述了几种商业上可获得的方法(EOW,J.S.；GHADIRI,M.:Electrostaticenhancementofcoalescenceofwaterdropletsinoil:areviewofthetechnology；Chem.Eng.Journal,第357-368页,第85期,2002)。商业上可获得的方法可以粗略地分类为：·物理方法(例如吸附、微波、超声波、浮选)；·机械方法(例如过滤、重力、离心、膜分离)；·热方法(例如加热、蒸发、焚烧、冷冻干燥)；·化学方法(例如酸或碱调节(pH调节)、盐析、沉淀、絮凝、添加聚电解质或破乳剂)，以及·电方法(电聚并、电凝聚等)。这些方法应用的物理/化学工作原理不同，例如影响：·水相与油相之间的界面张力(例如脱盐、去乳化、pH调节)，·降低黏度(例如原油乳液的热处理)，和/或·在液滴上产生更高的分离力(例如离心、电聚并)。前四种分类方法加上电凝聚中的每一种都有其自身的优点和缺点，例如，化学破乳剂可有利地改变水/油界面性质，从而使水滴更容易聚并成更大的液滴。然而，在从所分离的水相和/或油相中除去试剂时遇到另外的问题。pH调节有时有效(当分离水包油(O/W)乳液时)，但主要在油包水(W/O)乳液的情况下失效。后一种乳液类型(W/O乳液)是本专利技术的主要目的。离心与高操作成本(机械加速、材料和设备强度、维护)有关。热处理可以降低油的黏度，从而允许任何水滴更快地下降通过油相，并且进一步有利地有助于分离例如所获得原油中的任何夹带气体。然而，热、物理、机械和化学处理相当昂贵，并且加热还具有导致高燃料消耗的趋势。因此，目前，本专利技术的目的是克服当前应用的方法的缺点，特别是提供一种以能量和成本有效的方式分离乳液，在短的停留时间内提供高度分离的方法。其中电极用作化学反应物的电凝聚不是本专利技术的一部分。根据本专利技术，该目的通过包括权利要求1的特征的方法和包括权利要求4的特征的方法以及根据权利要求15的用于执行所述方法的装置得以解决。根据本专利技术，向待处理或破碎的乳液施加至少一个时变(timevarying)或时间可变(temporalchangeable)的电场。在上下文中，时变场是交流(AC)场或脉冲直流(DC)场。本专利技术涉及(W/O)型液/液(L/L)乳液的高效破碎以及在同一分离模块(装置)中在少于5[分钟]内所形成的重相和轻相的几乎完全分离(>95％)。施加时变电场具有多个优点。这些是较小机械强度设备/机器的设计，完全消除了诸如去乳化剂和/或絮凝剂和助剂的化学品。因此，电乳液分离是最有效的并且极其成本效益。所描述的本专利技术方法允许在在短时间或停留时间内以至少95％、优选大于97％、特别优选大于99％的去乳化率将所述乳液分离在轻相和重相中。还应理解，经处理的乳液是极性液相(通常为重相)在非极性液相(通常为轻相)中的分散体——L/L乳液，例如油包水。去乳化率如下定义：η分离去乳化率[％]C原始乳液或处理后第二分离相y中组分x的浓度表示的含量[wt.％]X,Y相X分散在相Y中，例如水(X)在油(Y)中C*平衡浓度[wt.％]电场强度E如下定义：根据本专利技术的第一变体，提供了用于通过施加至少一个时变或时间可变电场来分离至少一种乳液的方法，其中所述至少一个电场是电场强度E为2,000至100,000V/m且高频率(HF)为>10,000Hz至200,000Hz的单一高频率(HF)交流(AC)场。在本专利技术的含义内，表达高频率(HF)表示大于1,000[Hz]的频率，表达低频率(LF)表示低于1,000[Hz]的频率，尤其是欧洲/USA中50/60Hz的电网频率。在本专利技术方法的一个实施方案中，以2,000至100,000V/m的电场强度，以12,000至150,000Hz，优选15,000至100,000Hz，特别优选20,000至70,000Hz，最优选25,000至50,000Hz的高频率施加至少一个HF/AC场。仅高电场强度(E)和高频率(HF)的电参数的组合才允许在仅一个设备中少于5分钟内完全破碎乳液并且完全分离轻相和重相。在最优选的实施方案中，以4,000至70,000V/m，优选30,000V/m至50,000V/m的场强度，以12,000至150,000Hz，优选15,000Hz至100,000Hz，特别是20,000Hz至70,000Hz，最优选25,000至50,000Hz的频率施加HF/AC场。例如，在一个变体中，HF/AC场具有30,000至50,000V/m电场强度和16,000至40,000Hz的高频率。根据本专利技术的第二变体，提供了用于通过施加至少一个直流(DC)场和至少一个交流(AC场)来分离至少一种乳液的方法，其中向待处理的乳液串联施加所述至少DC场和所述至少一个AC场。在该第二变体中，以2,000至100,000V/m的电场强度，以1,000Hz至200,000Hz的频率(HF)施加所述至少一个交流(AC)场。因此，在这种情况下，描述了用于分离乳液如油包水(W/O)乳液的方法，该方法应用电场的组合，因此乳化相在其单一相中在几分钟内完全分离。该方法与已知的乳液分离方法的区别在于使用串联布置的电场和/或串联施加不同场，尤其是施加HF/AC场与DC场的组合。所描述的本专利技术方法允许在在短时间或停留时间内以至少95％、优选大于97％、特别优选大于99％的去乳化率分离所述溶液为轻相和重相。停留时间可少于5分钟，优选少于3分钟，特别优选少于2分钟。仅特别是上游取向的DC场与下游取向的HF/AC场的串联组合才是特别有利的并且允许在仅一个设备(模块)中在少于3分钟内完全破碎(η分离>99％)乳液并分离轻相和重相。在上游DC场的情况下，如下面进一步详细描述的那样影响极性水分子和/或乳液的极性组分的预取向和移动/接近。在组合场的一个实施方案中，以交替方式向乳液串联施加多至10个DC和HF/AC场。在另一个实施方案中，以DC场接着HF/AC场的串联顺序向乳液施加至少一个DC场和至少一个HF/AC场。因此DC和HF/AC场的不同组合是可能的。因此，在一个实施方案中，提供至少一个非脉冲或稳定直流(DC)场和至少一个高频率(HF)交流(AC)场，其中向待处理乳液串联施加至少一个DC场和至少一个HF/AC场。在另一个实施方案中，向待处理乳液串联施加至少一个脉冲本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于通过施加至少一个时间依赖性电场来分离至少一种乳液的方法，其特征在于：所述至少一个电场是电场强度为2,000至100,000V/m且频率(HF)为>10,000Hz至200,000Hz的单一交流(AC)场。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.29 EP 16153408.61.用于通过施加至少一个时间依赖性电场来分离至少一种乳液的方法，其特征在于：所述至少一个电场是电场强度为2,000至100,000V/m且频率(HF)为>10,000Hz至200,000Hz的单一交流(AC)场。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以4,000至70,000V/m，优选30,000至50,000V/m的电场强度施加所述至少一个HF/AC场。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于以12,000至150,000Hz，优选15,000至100,000Hz，特别优选20,000至70,000Hz，最优选25,000至50,000Hz的频率施加所述至少一个HF/AC场。4.用于向待处理的乳液串联施加至少一个直流(DC)场和至少一个交流(AC)场来分离至少一种乳液的方法，其特征在于：以2,000至100,000V/m的电场强度和1,000Hz至200,000Hz的高频率(HF)施加所述至少一个交流(AC)场。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述至少一个DC场是稳定DC场或脉冲DC场，其中以500至20,000V/m，优选1,000至10,000V/m的电场强度施加所述至少一个直流(DC)场。6.根据权利要求4至5之一所述的方法，其特征在于以DC场在HF/AC场上游的串联顺序向所述乳液施加所述至少一个DC场和所述至少一个HF/AC场。7.根据权利要求4至5之一所述的方法，其特征在于以HF/AC场在DC场上游的串联顺序向所述乳液施加所述至少一个DC场和所述至少一个HF/AC场。8.根据权利要求4至7之一所述的方法，其特征在于以至少一个第一HF/AC场在所述DC场上游且至少一个第二HF/AC场在所述DC场下游的串联顺序向所述乳液施加至少一个DC场和至少两个AC场。9.根据权利要求4至8之一所述的方法，其特征在于向所述乳...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·莱特纳，迈克尔·沙登博克，乌多·穆斯特尔，
申请(专利权)人：博里利斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT
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