ES2312371T3 - Procedimiento y dispositivo para la deshidratacion de aceite. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para la deshidratación de aceite que comprende las siguientes etapas: poner en contacto un lado de una membrana (18, 20) no porosa, semipermeable, densa y sin defectos con una corriente (40) líquida que contiene al menos agua y aceite; en el que la membrana (18, 20) divide una cámara (42) de separación en un lado de alimentación, en el que se introduce la corriente líquida, y un lado de filtración, del que se retira el agua; mantenimiento de un diferencial de presión parcial del agua, de manera tal que el agua penetre a través de la membrana (18, 20) desde el lado de alimentación al lado de filtración; el aceite retira el agua que se ha filtrado desde el lado de filtración; y extracción del aceite deshidratado del lado de alimentación de la membrana (18, 20), caracterizado porque la membrana (18, 20) no tiene defectos que permitirían la filtración de agua desde el lado de alimentación al lado de filtración por un mecanismo distinto al de difusión de solución en forma de vapor, en el que la membrana (18, 20) experimenta un tratamiento posterior que implica el recubrimiento repetidamente de una membrana defectuosa hasta que todos los defectos son eliminados y el aceite no puede filtrar hidráulicamente al lado de filtración.
Description
Procedimiento y dispositivo para la
deshidratación de aceite.
La presente invención se refiere generalmente a
la industria de la lubricación y de la hidráulica y, concretamente,
a un aparato y a un procedimiento utilizados para la eliminación de
agua emulsionada o disuelta libre del aceite.
El aceite se utiliza en la lubricación y en
sistemas hidráulicos. Se admite generalmente se admite que, en
dichos sistemas, la presencia de agua tiene efectos perjudiciales
sobre el aceite, sobre los componentes de los sistemas y en la
operación de los sistemas. Es bien sabido que, cuando entra
contaminación por agua en un sistema de lubricación o hidráulico,
se pueden producir corrosión, oxidación del aceite, desgaste y
rotura químicos, vida reducida por la fatiga soportada y pérdida de
de lubricidad. Estos efectos perjudiciales pueden atribuirse
directamente al agua libre presente en forma emulsionada o
disuelta.
Consecuentemente, se han realizado esfuerzos
significativos para eliminar el agua del aceite de los sistemas de
lubricación e hidráulico con el fin de lograr un rendimiento óptimo
de dichos sistemas. Los dispositivos y sistemas utilizados para
eliminar la contaminación por agua incluyen tanques o depósitos de
asentamiento, centrífugadoras, filtros absorbentes de agua y
purificadores de aceite mediante deshidratación en vacío. Sin
embargo, como se expondrá más adelante, estos dispositivos y
sistemas han tenido limitaciones significativas bien en cuanto a
las capacidades de eliminación de agua, o en cuanto a la facilidad
de operación, costes de capital o costes de operación.
Los tanques de asentamiento eliminan grandes
cantidades de agua "libre" del aceite sobre la base de las
diferencia de sus densidades y asentamiento gravitatorio. Los
tanques de asentamiento para que sean eficaces en eliminación de
agua "libre" requieren tiempos de residencia prolongados y una
cantidad significativa de de espacio de suelo. Sin embargo, son
ineficaces en la separación de emulsiones de agua/aceite y no son
capaces de eliminar agua disuelta.
Las centrifugadoras aceleran el asentamiento
gravitatorio del agua del aceite aplicando una fuerza centrífuga al
fluido que, en efecto, eleva la fuerza gravitatoria. Las
centrifugadoras son efectivas en la eliminación de agua libre del
aceite. Sin embargo, estas centrifugadoras son generalmente costosas
y tienen una capacidad limitada de separación en emulsiones de
aceite-agua. No pueden eliminar el agua disuelta en
el aceite.
Los filtros absorbentes de agua utilizan medios
de filtro especiales que absorben el agua del aceite. A medida que
el agua es absorbida, el medio se hincha, el flujo se reduce y
aumenta la caída de presión a través del filtro. Cuando la caída de
presión alcanza un nivel predeterminado, el filtro absorbente de
agua se retira, se elimina y se instala un nuevo filtro. Estos
filtros absorbentes de agua son efectivos en la eliminación de agua
libre, pero tienen un efecto marginal en la eliminación del agua
emulsionada o disuelta en el aceite. Además, los filtros
absorbentes de agua tienen una capacidad de agua limitada. Por
consiguiente, tienen que ser sustituidos una vez saturados de agua.
Consecuentemente, se utilizan típicamente en aplicaciones en las
que solamente están presentes microcantidades de agua. En
aplicaciones en las que las concentraciones de agua son mayores, el
coste de la sustitución continua de filtros absorbentes de agua
llega a ser muy elevado.
En la deshidratación de aceite se han utilizado
varios tipos de purificadores de aceite por deshidratación en
vacío. Estos purificadores operan generalmente bajo el principio de
destilación en vacío, transferencia de masa de humedad del aceite
al aire seco, o una combinación de ambas.
En la destilación en vacío se aplica vacío para
reducir el punto de ebullición del agua. Por ejemplo, aunque el
punto de ebullición del agua a una presión barométrica de 1013 mm de
H_{2}O (29,92 pulgadas de Hg) (presión atmosférica normal) es
100ºC (212ºF), su punto de ebullición a una presión de 100 mm de
H_{2}O (vacío de aproximadamente 26 pulgadas de Hg) es solamente
50ºC (122ºF). Aplicando un vacío suficiente respecto de la
temperatura del aceite, el agua del aceite se evaporará del mismo a
una presión menor del aire (vacío), lo que deshidrata el aceite.
Esto se logra, típicamente, haciendo fluir el
aceite hacia dentro de un vaso de contacto al que se ha aplicado un
vacío por medio de una bomba de vacío. Con el fin de maximizar la
velocidad de vaporización del agua en un vaso dado, son preferentes
grandes relaciones de área superficial a volumen. Esto se puede
lograr haciendo fluir el aceite a través de placas corrugadas,
anillos Raschig, descarga en cascada sobre placas, discos
giratorios, u otros procedimientos bien conocidos en los campos de
la destilación en vacío y de contacto. Normalmente, el aceite entra
por la parte superior del vaso de contacto y fluye gravitatoriamente
hacia abajo sobre las superficies de contacto, derramándose en
películas relativamente finas. El aceite se recoge en la parte
inferior de las superficies de contacto desde donde se bombea hacia
fuera por medio de una bomba de aceite. Ejemplos de estos
procedimientos se revelan en la patente de EE. UU. nº. 4.604.109 de
Koslow y en la patente de EE. UU. nº. 5.133.880 de Lundquist, y
otros. Se puede añadir calor al aceite para reducir la cantidad de
vacío necesario.
El vacío se aplica para reducir el punto de
ebullición del agua y para incrementar la velocidad de eliminación
del agua. También se puede aplicar calor para incrementar la
velocidad de eliminación del agua. Sin embargo, se debe tener un
gran cuidado de no aplicar demasiado calor y/o vacío porque al
reducirse demasiado el peso molecular de los hidrocarburos del
aceite también estos se vaporizan cuando se incrementa la
temperatura y/o el vacío hasta niveles por debajo de sus puntos de
ebullición. Se debe entender que también se eliminará todo líquido
con un punto de ebullición inferior al del agua. Esto puede ser
deseable o no dependiendo de de la aplicación.
Los sistemas basados en la transferencia de masa
utilizan vasos de contacto similares. Sin embargo, en vez de
basarse en la destilación para la eliminación del agua, se hace
pasar continuamente aire o gas seco contracorriente hacia arriba a
través del aceite que fluye hacia abajo. Las moléculas de agua
presentes en el aceite se desplazarán a través de un gradiente de
concentración hacia el interior del aire relativamente más seco. El
aire ahora húmedo es extraído del vaso de contacto por una bomba de
vacío o soplante y expelido a la atmósfera. No es necesario
calentar el aceite por encima del punto de ebullición del agua para
no vaporizar el agua. Por consiguiente, con un sistema basado en la
transferencia de masa se puede utilizar menos calor y/o vacío que en
los sistemas de destilación en vacío.
Aunque los sistemas de destilación en vacío y de
transferencia de masa eliminan el agua emulsionada o disuelta,
presentan varios inconvenientes que han prevenido su utilización
generalizada.
En ambos sistemas, se utilizan controles del
nivel del líquido dentro del vaso para asegurar que el nivel del
líquido no llegue a ser tan bajo que la bomba de aceite funcione en
seco. Los controles del nivel del líquido funcionan también para
asegurar que el nivel del aceite no llegue a ser tan alto que el
vaso de vacío se llene de aceite. Esto reduciría o eliminaría la
eficacia de la eliminación del agua del vaso e, incluso, conduciría
al llenado totalmente con aceite del vaso y a la inundación de la
bomba de vacío.
Los purificadores de vacío también se ven
sometidos a la formación de espuma dentro de los vasos a medida que
el agua se vaporiza dentro del aceite. Esta espuma tiene un peso
específico inferior al del aceite y puede dar lugar al
malfuncionamiento de los controles de los niveles de líquido y a la
pérdida de rendimiento del purificador.
Debido a la naturaleza intrínseca del uso de
calentadores, controles, bombas, etc., los purificadores son piezas
de equipo relativamente complejas. Además, el tipo de superficie de
contacto utilizado, la viscosidad del aceite y el caudal del aire,
limitan el caudal a través de los vasos de contacto. Normalmente,
esto da lugar al uso de vasos relativamente grandes en comparación
con la cantidad de flujo. El sistema, con sus superficies de
contacto y todas las bombas de aceite, bombas de vacío,
calentadores, controles, paneles y conexiones eléctricos, llega a
ser considerablemente grande y costoso. Debido al número de
componentes y a la complejidad de estos sistemas, los costes de
mantenimiento y operación también son normalmente considerablemente
altos.
Gracias a la capacidad para eliminar agua libre
emulsionada o disuelta del aceite, los purificadores de aceite por
deshidratación en vacío han llegado a ser el procedimiento deseado
para eliminar agua del aceite.
Sin embargo, los inconvenientes asociados con
los purificadores de aceite en vacío han impedido que estos
purificadores se utilicen ampliamente y/o que no sean prácticos en
comparación con la mayoría de los sistemas de lubricación o
hidráulicos. Debido a su tamaño y costes relativamente grandes, se
limitan a aplicaciones fijas no móviles, y no son prácticos para su
uso sobre equipos móviles.
Debido a su alto coste de capital, típicamente
no se instalan permanentemente en sistemas salvo que sean sistemas
de lubricación o hidráulicos costosos relativamente grandes. En vez
de eso, son compartidos normalmente por varios sistemas usando uno
para purificar el aceite de una máquina o depósito durante un
periodo de tiempo y, seguidamente, pasarlo a otra máquina, etc. Sin
embargo, cuando el purificador se utiliza de esta manera, el aceite
de las máquinas no conectadas al purificador puede llegar a
contaminarse con agua. Este aceite permanecerá contaminado hasta
que el purificador pueda ser reconectado a las mismas y el aceite
deshidratado de nuevo.
Se han utilizado sistemas basados en membrana
para eliminar agua de sistemas orgánicos. Sin embargo, se debe
admitir que la presencia bien de poros o de otros defectos en una
membrana utilizada para este fin puede dar lugar a la filtración
hidráulica del aceite hasta el lado de filtración. Esta situación
dará lugar a la pérdida de aceite. También permitirá que el aceite
no volátil recubra el lado de filtración de la membrana, lo que
contamina la membrana y reduce su efectividad en la filtración de
agua.
La patente de EE. UU. Nº. 4.857.081 de Taylor
revela un procedimiento de deshidratación de hidrocarburos o
hidrocarburos halogenados gases o líquidos. Este procedimiento se
basa en una membrana de celulosa cuproamónica regenerada. Los
expertos en la técnica saben que las membranas de celulosa
cuproamónica regenerada tienen una estructura de pasadizos o poros
conectados entre sí (Patente de EE. UU. nº. 3.888.771 de Isuge y
otros). Se dice que estas membranas tienen también una distribución
de poros del orden de 10-90 \ring{A}, con una
media de 30 \ring{A} (Patente de EE. UU. nº. 3.888.771 de Isuge y
otros, Patente de EE. UU. nº. 5.192.440 de Sengbusch). El mecanismo
para la separación del agua de la fase de líquido orgánico a través
de esta celulosa cuproamónica regenerada es el de diálisis. Las
especies penetrantes penetran en la membrana como un líquido. Dado
que la membrana tiene poros, permite la filtración hidráulica a su
través. Las especies solubles en agua pueden filtrar a su través
también. Esto excluye su utilidad en la deshidratación de aceite, ya
que el aceite tendrá siempre una solubilidad en agua finita.
Además, la estructura molecular de las membranas de celulosa
regenerada se mantiene por la presencia de humedad. Si se utiliza
dicha membrana para deshidratar un sistema cerrado, la humedad de
la membrana se eliminará con el tiempo dando lugar a defectos
mayores que dan lugar al transporte hidráulico del aceite a través
de la membrana.
La patente de EE. UU. nº. 5.182.022 de Pasternak
y otros revela un procedimiento de pervaporización para la
deshidratación de glicol de etileno. El glicol de etileno es
totalmente miscible con agua, y es característico de aplicaciones
de pervaporización en las que las mezclas a separar son totalmente
miscibles. La membrana de resina de polietileno sulfonatado
utilizada permite filtrar cantidades sustanciales de glicol de
etileno. Para los expertos en la técnica será evidente que la
filtración de dichas cantidades de glicol de etileno se debe a la
presencia de defectos en la capa de discriminación. La invención no
requiere una capa de discriminación sin defectos porque la pérdida
de la fase no acuosa es tolerable. No es este el caso de la
deshidratación de aceite en un sistema de lubricación e
hidráulico.
La patente de EE. UU. nº. 5.552.023 transferida
a Zhou revela una técnica de destilación con membrana para la
deshidratación de glicol etileno. En este procedimiento se emplea
una membrana porosa. Esta carece de atractivo para la
deshidratación de aceites debido a la probabilidad de que el soporte
poroso se humedezca y a la filtración hidráulicamente de los
fluidos.
En la patente de EE. UU. nº. 6.001.257 de
Bratton y otros se revela una membrana de zeolita que carece
sustancialmente de defectos para la deshidratación de varios
líquidos. Dicha membrana no se puede usar para la deshidratación de
aceites por la presencia de defectos que pueden dar lugar a la
filtración hidráulica del aceite hacia el lado de filtración.
En la patente de EE. UU. nº. 5.464.540 de
Friesen se revela un procedimiento para la eliminación de un
componente de una mezcla de alimentación líquida por medio del
procedimiento de pervaporización. La corriente de barrido de la
patente de Friesen y otros se compone de un componente de la
corriente de alimentación que no se va a eliminar y se introduce en
el módulo como un vapor. En la columna 5, líneas 8 a 13, Friesen y
otros postulan que el procedimiento se puede utilizar para
deshidratar aceites tales como el aceite de sésamo y el aceite de
maiz. Sin embargo, en los ejemplos presentados en la patente,
Friesen y otros solamente presentan datos de la realización de
deshidrataciones de compuestos orgánicos de alta volatilidad, mucho
más que de aceite de sésamo y aceite de maiz. Concretamente,
Friesen presenta ejemplos de la deshidratación de acetona, tolueno
y etanol. Consecuentemente, es evidente que Friesen no admite ni
enseña la necesidad de una membrana no porosa sin defectos (como se
describe en la presente más adelante) para la deshidratación de
estos tipos de aceites. Los expertos en la técnica también
cuestionan la posibilidad de proveer una corriente de barrido de
vapor de aceite de sésamo o de aceite de maiz.
La patente de EE. UU. nº. 5.049.259 describe un
procedimiento de pervaporización para la eliminación de agua de
carbonos utilizando una membrana que comprende una capa de
discriminación sustancialmente homogénea y continua. Además, la
capa de discriminación no debe ser tan fina como para contener
defectos sustanciales que interrumpan la continuidad de la capa de
discriminación de manera que no se pueda lograr la separación entre
componentes. Los ejemplos 1, 2 y 3 ponen de manifiesto el uso de la
membrana para eliminar agua de una corriente de hexano húmeda. Se
debe advertir que el hexano tiene una presión de vapor alta y es
totalmente volátil. Los resultados dados en las Tablas 1 y 2 dan
cuantitativamente la concentración de agua en el hexano en la
entrada y en la salida. En el Ejemplo 4, donde el medio de
deshidratación era un líquido, glicol de etileno, se informa que el
glicol de etileno ha aparecido en el producto de hexano. Esto fue
atribuido a la filtración a través de la membrana o fuga a través
del tubo ligero de lámina (columna 7, líneas
9-10).
La presente invención se refiere a un sistema
basado en membrana que elimina del aceite agua libre emulsionada o
disuelta. La presente invención posibilita además una capa, o
membrana, de discriminación sin defectos que no permite la
filtración hidráulica de aceite a su través, restringiendo la
filtración al transporte a través de la capa de discriminación. La
invención posibilita además la eliminación de vapores que penetran a
través de la capa de discriminación. De esta manera, la presente
invención provee un aparato y un procedimiento para separar más
eficientemente agua libre emulsionada o disuelta del aceite.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención está definida por un procedimiento
que comprende las características de la reivindicación 1 y por un
dispositivo que comprende las características de la reivindicación
57, respectivamente. Las realizaciones preferentes de este
procedimiento y de este dispositivo se presentan en las respectivas
reivindicaciones dependientes.
La presente invención provee un procedimiento
para la eliminación de agua libre emulsionada o disuelta de
aceites. Este procedimiento es tal que se puede usar sobre un equipo
móvil mientras que está en operación y en movimiento, así como
sobre equipos y procedimientos estáticos. La operación de este
procedimiento es simple, mientras que el equipo en cuestión es
pequeño y compacto que lo hacen práctico y económico en sistemas de
todos los tamaños.
Concretamente, la invención se refiere al
procedimiento de uso de una membrana para eliminar agua
selectivamente de aceites. Más concretamente, el procedimiento
consta de la eliminación de agua de la corriente de aceite en
consideración contactando el aceite con un lado ("lado de
alimentación") de una membrana semipermeable. La membrana divide
una cámara de separación en un lado de alimentación en el que se
introduce el aceita, y un lado de filtración del que se elimina el
agua. El lado de filtración se mantiene con agua a una presión
parcial mediante la presencia de vacío o mediante el uso de un gas
de barrido. El agua del aceite puede estar bien en forma disuelta
o, como fase separada, bien emulsionada, dispersa o "libre". El
material de la membrana es de compatibilidad química adecuada con
el aceite, mientras que permite selectivamente el transporte de agua
a su través.
Por lo tanto, uno de los objetivos de la
presente invención es superar los inconvenientes de las técnicas de
deshidratación de aceite convencionales, y proveer un aparato y un
procedimiento nuevos para la deshidratación de aceita que supere
estas limitaciones.
Otro objetivo de esta invención es proveer un
deshidratador de aceite que elimina el agua libre emulsionada o
disuelta de aceitas.
Otro objetivo más de la presente invención es
proveer un deshidratador de aceite que de operación sencilla.
Otro objetivo de la presente invención es
proveer un deshidratador de aceite que es relativamente pequeño y
compacto.
Otro objetivo más de la presente invención es
proveer un deshidratador de aceite que sea económico.
Otro objetivo de la presente invención es
proveer un deshidratador de aceite que sea de uso práctico en
sistemas pequeños y grandes.
Otro objetivo más de la presente invención es
proveer un deshidratador de aceite que se pueda usar sobre un
equipo móvil mientras que está en operación y en movimiento.
Otros objetivos y ventajas de la presente
invención se harán evidentes tras la siguiente descripción y
reivindicaciones adjuntas, haciéndose referencia a los dibujos que
se acompañan que forman parte de la especificación, en los que los
numerales de referencia similares designan partes que se
corresponden en las diferentes vistas.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
construcción de membrana utilizada en esta invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de una
modificación de una membrana útil para la presente invención.
La figura 3 es una vista en perspectiva de otra
modificación de una membrana útil para la presente invención.
La figura 4A es una vista en planta de una
pluralidad de membranas de fibra hueca, como las mostradas en la
figura 3, tejidas en una estera.
La figura 4B es una vista en sección
transversal, tomada en la dirección de las flechas, a lo largo de la
línea B-B de sección de la figura 4A.
La figura 4C es un diagrama esquemático de la
estera mostrada en la figura 4B después de ser enrollada
espiralmente.
La figura 4D es una vista en perspectiva de dos
construcciones de membrana semipermeable de fibra hueca, tales como
las ilustradas en la figura 3, después de ser enrolladas
helicoidalmente.
La figura 5 es una vista esquemática de la
construcción mostrada en la figura 1 después de ser enrollada
espiralmente.
La figura 6 es una vista esquemática de un
procedimiento de separación de membrana ejemplar que realiza la
presente invención, en el que el agua es eliminada por medio de una
bomba de vacío.
La figura 7 es una vista esquemática de una
modificación del procedimiento de separación mostrado en la figura
6, en el que el agua es eliminada por medio de una corriente de gas
de barrido.
La figura 8 es una vista esquemática de otra
modificación del procedimiento de separación mostrado en la figura
6, en el que la membrana está protegida de los contaminantes de la
corriente de alimentación por medio de un filtro situado corriente
arriba.
La figura 9 es una vista en alzado de un
dispositivo de membrana de fibras huecas que realiza la construcción
de la presente invención, en el que la alimentación fluye por el
interior de las fibras.
La figura 10 es una vista en alzado de un
dispositivo de membrana de fibras huecas que realiza la construcción
de la presente invención, en el que la alimentación fluye por el
lado exterior de las fibras.
La figura 11 es una vista en alzado de un
dispositivo de membrana de fibras huecas que realiza la construcción
de la presente invención, en el que la alimentación fluye por el
lado exterior de las fibras y el agua es eliminada contracorriente
del aceite que sale. El aceite es extraído por medio de un núcleo
perforado.
La figura 12 es una vista en alzado de un
dispositivo de membrana de fibras huecas que realiza la presente
invención, en el que el agua es eliminada por medio de un gas de
barrido.
\vskip1.000000\baselineskip
Se debe entender que los dispositivos y
procedimientos concretos ilustrados en los dibujos adjuntos y
descritos en la siguiente descripción, son realizaciones ejemplares
de los conceptos de la invención definidos en las reivindicaciones
adjuntas. Por lo tanto, las dimensiones citadas y otras
características físicas relativas a las realizaciones reveladas en
la presente no se deben considerar como limitativas, salvo lo
manifestado expresamente en otro sentido en las
reivindicaciones.
Antes de describir la realización preferente de
la invención, se incorporan a la presente como si estuvieran
escritas totalmente las páginas 3-15 del Manual de
Membranas, publicado por Van Nostrand Reinhold, 1992 y las páginas
56-61 del Manual de Membranas Industriales, Primera
Edición, 1995.
De acuerdo con la presente invención, existe un
aparato y un procedimiento útiles en la eliminación por
discriminación de agua del aceite.
Más concretamente, el procedimiento de
deshidratación de aceite consta de las siguientes etapas: contacto
de un lado de una membrana semipermeable con una corriente líquida
que contiene al menos aceite y agua, en el que la membrana divide
una cámara de separación en un lado de alimentación, en el que se
introduce la mezcla líquida de alimentación, y un lado de
filtración, del que se retira el agua; mantenimiento de un gradiente
potencial químico parcial del agua de manera tal que el agua
penetra preferentemente a través de la membrana desde el lado de
alimentación al lado de filtración, eliminación del agua que ha
penetrado; y extracción del lado de alimentación de la membrana del
aceite que está deshidratado. El término "gradiente potencial
químico" se puede denominar también "gradiente de actividad"
o "gradiente potencial parcial". El término "gradiente de
presión parcial" implica la diferencia entre la presión del vapor
de agua sobre el lado de filtración y la presión del vapor de agua
de equilibrio correspondiente a la concentración del agua en el
aceite.
El dispositivo de deshidratación de aceite
consta de un vaso que contiene al menos una membrana semipermeable
no porosa interpuesta en dicho vaso de manera tal que divide el
interior del vaso en al menos un espacio del lado de alimentación,
y un espacio de filtración; al menos una abertura de entrada al
espacio de alimentación; al menos una abertura de salida del
espacio de alimentación; y al menos una abertura de salida del
espacio de filtración. Dicho aparato permitiría fluir la mezcla de
aceite-agua a través de la abertura de entrada, y
contacto con al menos un lado de la membrana semipermeable;
mantenimiento de un gradiente de potencial químico del agua de
manera tal que el agua preferentemente penetre a través de la
membrana desde el lado de alimentación al lado de filtración;
eliminación, del lado de filtración, del agua que ha penetrado a
través de la abertura de salida; y extracción del lado de
alimentación de la membrana del aceite que está deshidratado, a
través de la abertura de salida.
La membrana puede tener cualquier forma o
configuración en tanto que presente una superficie de separación
adecuada. Los ejemplos normales de esto incluyen películas aisladas,
fibras huecas, láminas compuestas y fibras huecas compuestas. Las
membranas de fibras huecas pueden estar puestas o de otro modo
dispuestas de manera que las fibras sean nominalmente paralelas
entre sí. Las fibras de la membrana de fibras huecas compuestas
pueden estar enrolladas helicoidalmente o retorcidas.
Alternativamente, las fibras pueden estar también tejidas en una
estera. En el caso de una membrana compuesta de láminas o esteras
lisas de fibras, las láminas o esteras pueden estar enrolladas
espiralmente. Además, las lámina so esteras pueden estar separadas
por espaciadores.
La membrana utilizada está hecha, al menos en
parte, de una capa fina de discriminación, no porosa, densa, sin
defectos (el término "capa de discriminación" también se puede
denominar "capa exterior") y una estructura de soporte. En una
realización alternativa la capa puede ser autónoma; sin embargo,
esto no es necesario en la práctica de la invención. Para los
expertos en la técnica, es evidente que las capas de discriminación
no porosas densas pueden tener defectos en la capa de
discriminación. Cuando se usa dicha capa de discriminación para
separar una mezcla de gases, o de líquidos, puede producirse el
transporte no discriminatorio a través de dichos defectos. En el
caso de dicha capa de discriminación utilizada para separar una
mezcla de gases, el transporte a través de la capa de
discriminación se produce por "difusión de solución", mientras
que el transporte a través de los defectos se produce por difusión
de Knudsen. Esto ha sido documentado por Clausi (1998). Cuando
dicha capa de discriminación se utiliza para separar una mezcla de
líquidos, a través de dichos defectos se producirá transporte
hidráulico no discriminatorio. La filtración hidráulica a través de
estos defectos dará lugar a una filtración de líquido al lado de
filtración de la membrana.
En el ejemplo concreto de la deshidratación de
aceite, la filtración hidráulica de aceite al lado de filtración
dará lugar a la pérdida de aceite del sistema, quedando el
deshidratador no viable comercialmente y dará lugar a la
contaminación del lado de filtración de la membrana. Si la capa de
discriminación está apoyada sobre el lado de filtración, el aceite
que penetró hidráulicamente llenará el soporte poroso y contaminará
la membrana que presentará resistencia al transporte de agua.
Además, dado que el aceite no es probable que se evapore, ni que se
evapore más rápidamente que la velocidad de filtración hidráulica a
través de los defectos, la presencia de defectos contaminará
irreversiblemente la membrana y reducirá la velocidad de
deshidratación. Además, si la membrana no está totalmente libre de
defectos, el barrido que se puede utilizar sobre el lado de
filtración para eliminar la humedad puede quedar ocluido en el
aceite. Esto puede crear espuma en el aceite y, por ello, es
indeseable.
El mecanismo de transporte a través de dicha
capa de discriminación no porosa, densa y sin defectos es por medio
de "difusión de solución". Para los expertos en la técnica, el
término "difusión de solución" implica la disolución de
especies penetrantes en la capa de discriminación, seguida por la
difusión a través de la capa de discriminación, seguida por la
desorción sobre la cara de filtración de la capa de discriminación.
El aceite y el agua salen en la fase líquida sobre el lado de
alimentación de la membrana, las especies que han penetrado se
eliminan de la cara de filtración de la capa de discriminación en la
fase de vapor o de gas. Si la capa de discriminación contiene
cualquier defecto, la filtración hidráulica se producirá a través de
la capa de discriminación resultante del transporte de líquidos al
lado de filtración. Como se describió anteriormente, esta situación
contaminará la membrana y dará lugar a la pérdida de aceite del
sistema, conduciendo ambos a un producto no viable
comercialmente.
La pervaporización implica, para los expertos en
la técnica, la separación de una mezcla de líquidos que son
totalmente miscibles a través de una capa de discriminación no
porosa y densa. Además, la pervaporización implica que los
componentes penetran a través de la capa de discriminación a una
velocidad finita y son eliminados sobre el lado de filtración en
forma de vapor. Además, en el caso de la deshidratación por
pervaporización, si la capa de discriminación tiene defectos, el
transporte hidráulico de la de la fase no acuosa al lado de
filtración no es catastrófico. Esto se debe a que la fase no acuosa
tiene una presión de vapor alta y se evapora fácilmente. Este es el
caso incluso de los componentes de baja volatilidad tales como el
glicol de etileno que, cuando se mezclas con agua, presentan un
comportamiento significativamente no ideal comparado con el
componente puro.
Las membranas porosas, como las utilizadas en
microfiltración, ultrafiltración y diálisis, no son adecuadas, ya
que el fluido de baja volatilidad filtraría en los poros y
contaminaría la membrana.
Las películas poliméricas no porosas o las
membranas asimétricas con capas de discriminación, o capas
exteriores, relativamente densas sobre una o ambas superficies de
la estructura de soporte están incluidas entre las membranas
adecuadas. Las membranas no porosas densas están hechas bien por
"inversión de fase", o por "moldeo de solución". En el
caso de la inversión de fase, se fuerza un sistema de polímero
solvente no solvente para que precipite por evaporación del
solvente, extracción del solvente, o introducción de no solvente en
el sistema. La inversión de fase da lugar a una matriz polimérica
porosa no homogénea que puede ser o no ser simétrica, y que puede
tener o no tener una región de polímero no poroso denso. Un capa de
discriminación no porosa densa puede estar formada por separación
de fases eligiendo adecuadamente los sistemas de solvente no
solvente y los sistemas de de precipitación. En el caso de moldeo
de solución, se permite un sistema de polímero solvente adecuado
para la gelificación y, seguidamente, el secado. Los polímeros para
el moldeo de solución típicamente no son porosos y son películas
homogéneas. En ambos casos, la película densa no porosa puede estar
formada sobre otra estructura de soporte. La capa de discriminación
densa no porosa formada por ambos procedimientos es probable que
tengan defectos (Patente de EE. UU. nº. 4.230.463). Los
procedimientos de tratamiento posterior de estas capas de
discriminación para reducir sustancialmente los defectos también han
sido objeto de informe (Hernis, J. y Tripodi, M. Composite Hollow
Fibre Membranes for Gas Separation: The Resistance Model Approach'',
J. Mem. Sci (8) 233-245 (1981)). De acuerdo con la
invención, el procedimiento para reducir estos defectos implica el
recubrimiento repetidamente de la membrana defectuosa hasta la
eliminación de todos los defectos. El recubrimiento secundario
puede estar basado en el mismo polímero que la capa original, o
estar basado en un polímero diferente.
Una capa de discriminación no porosa, densa y
sin defectos se puede formar por moldeo en solución de una película
polimérica homogénea suficientemente gruesa. Se ha demostrado
también se pueden formar capas de discriminación ultrafinas no
porosas densas y sin defectos (Pfromm, P.H. "Gas Transport
Properties and Aging of Thin and Thick Films Made from Amorphous
Glassy polymers" Tesis, Universidad of Texas (1994)).
Las características del transporte de gases
permanentes a través de una película polimérica homogénea, no
porosa, densa y sin defectos son consideradas por los expertos en la
técnica propiedades intrínsecas del polímero (Clausi, 1998
US-A-4 902 422). La permeabilidad
intrínseca, por ejemplo, del polímero es independiente del espesor
de la capa de discriminación. Si dicha capa de discriminación se
utiliza para separar una mezcla de gases, y la capa es una película
en estado libre, o un compuesto sobre un soporte con resistencia al
transporte inapreciable en comparación con la capa de
discriminación, la relación de las permeabilidades de la mezcla
concreta es también una propiedad intrínseca del polímero en las
condiciones especificadas. Esta relación se denomina selectividad
intrínseca del polímero para los componentes gaseosos
especificados.
Si la capa de discriminación no porosa densa no
presente la selectividad "intrínseca" para una determinada
combinación de gases, es probable que esta capa de discriminación
contenga defectos. Esto se debe a que los defectos permiten el
transporte no discriminatorio de los componentes a separar. Esta
técnica la utilizan normalmente los expertos en la técnica para
determinar la presencia de defectos en las capas de discriminación,
cuando el soporte poroso presenta una resistencia al flujo
inapreciable (Clausi, 1998; Patente de EE. UU. nº. 4.902.422). Esta
técnica se puede utilizar para determinar la presencia o ausencia de
defectos independientemente del mecanismo de formación de la capa
de discriminación. Si se verifica que la capa de discriminación
carece de defectos, no se permitirá el transporte no
discriminatorio de gases ni líquidos, y en el caso de filtración de
líquido, las especies impregnantes serán desorbidas de la membrana
en forma de vapor.
La membrana compuesta tiene una capa densa que
está unida a la estructura de soporte. Estas películas, fibras o
láminas compuestas pueden ser porosas o no porosas. Preferiblemente,
las láminas son lisas, aunque esto no se requiere para la práctica
de la invención. Estas fibras, películas o láminas pueden estar
puestas sobre uno o más lados para separar la alimentación del
espacio de filtración. La capa de discriminación de dicha membrana
puede ser idéntica a o diferente de la estructura de soporte que
puede estar compuesta de polímero poroso orgánico o inorgánico,
cerámica o vidrio. La realización preferente sería una lámina
compuesta o fibra hueca compuesta con una capa de discriminación
fina no porosa, densa de polímero sobre una o ambas caras del
soporte. En el caso de una membrana simétrica o asimétrica, el
líquido puede contactar con la membrana en cualquier lado, aunque
la realización preferente sería la que minimice la capa límite en el
lado de alimentación. La invención se puede practicar también
formando la capa no porosa densa como un componente (parte compuesta
de a.k.a.) de la membrana. La capa no porosa densa puede estar
formada en un momento diferente que la estructura de soporte. En
este caso, la capa no porosa densa se une seguidamente a la
estructura de soporte.
La estructura de soporte puede ser porosa o no
porosa. La capa exterior no porosa densa, o la estructura de
soporte, puede ser de naturaleza polimérica. La capa exterior no
porosa densa, o la estructura de soporte, puede ser polimérica
inorgánica u orgánica. El polímero puede ser un polímero lineal, un
polímero ramificado, un polímero degradado, un polímero
ciclolineal, un polímero escalonado, un polímero ciclomatricial, un
copolímero, un terpolímero, un polímero injertado, o una mezcla de
los mismos.
El aceite puede empapar la estructura de soporte
porosa. Alternativamente, la estructura de soporte porosa puede ser
tratada para que el aceite empape la estructura. Sin embargo, esto
no es necesario para practicar la invención. La invención se puede
practicar aún cuando la estructura de soporte porosa no se empape
con el aceite. Además, la invención se puede practicar aún cuando
la estructura de soporte porosa esté tratada para que la estructura
no se empape con el aceite. Preferiblemente, la estructura de
soporte porosa es de una naturaleza tal que el aceite no empapa la
estructura.
En la situación en el que la membrana consta de
una capa no porosa densa, o capa exterior, sobre un solo lado, la
presencia de defectos en la capa no porosa densa puede dar lugar al
paso de aceite. Si el aceite penetra a través de la membrana se
puede evaporar a una velocidad menor que el agua, o no evaporarse en
absoluto, contaminando de esta manera la membrana y reduciendo las
velocidades de deshidratación. Consecuentemente, la realización
preferente sería la que tenga una capa de discriminación, o capa
exterior, no porosa, densa y sin defectos, sobre uno o ambos lados
de la estructura de soporte porosa. Un aventaja de la capa de
discriminación no porosa, densa y sin defectos es que el aceite no
puede filtrar hidráulicamente a través de los defectos de la capa
de discriminación. Una ventaja de una capa de discriminación no
porosa, densa y sin defectos sobre ambos lados de la estructura
porosa es que el potencial del transporte hidráulico del aceite se
reduce más.
En el caso de las fibras huecas, la alimentación
puede contactar con la membrana en el interior de las fibras, o en
el exterior de las fibras. La realización preferente sería aquella
en el que el líquido se introduzca sobre el exterior para permitir
una menor caída de la presión de operación.
La capa de discriminación, o capa exterior,
puede estar compuesta de cualquier familia de polímeros que sea
compatible químicamente con la alimentación siempre y cuando la capa
densa no porosa no permita el transporte de aceite en cantidades
sustanciales. La capa densa no porosa puede estar compuesta de
polímeros que incluyan, pero no limitados a, polímeros tales como
polimidas, polisulfones, policarbonatos, poliésteres, poliamidas,
poliureas, poli(eter-amidas), Teflón amorfo,
poliorganosilanos, celulosas con alkil y poliolefinas.
La membrana puede contactar con el líquido en
una configuración de contracorriente, corrientes paralelas, flujo
transversal, o flujo transversal radial. El flujo puede ser tal que
cualquiera, ninguna o ambas corrientes (es decir, alimentación y
filtración) se mezclan bien o no se mezclan. Preferiblemente, la
corriente de alimentación se mezcla bien.
La corriente líquida que contiene el aceite y el
agua se puede introducir en el vaso para contactar con la capa no
porosa, densa y sin defectos de la membrana. Sin embargo, la
operación de la invención no se limita a introducir el líquido en
el vaso para contactar con la capa no porosa densa. La invención se
puede practicar también introduciendo el líquido en el vaso para
contactar con la membrana en el lado sin capa, o capa exterior, no
porosa densa.
La presión parcial del agua sobre el lado de
filtración se puede reducir aplicando vacío, o utilizando un gas de
barrido con vapor de agua a baja presión parcial, tal como dióxido
de carbono, argón, hidrógeno, helio, nitrógeno, metano o,
preferiblemente, aire. El flujo de filtración, incluso el barrido,
es preferiblemente en el modo de contracorriente, flujo transversal
o flujo transversal radial. La presión de la filtración puede ser
igual o menor que la presión de la alimentación.
Alternativamente, la presión de la filtración
puede ser mayor que la presión de la alimentación. Un ejemplo de
cuando la presión de la filtración es mayor que la presión de la
alimentación sería cuando la filtración es sustituida por un gas de
barrido. El gas de barrido puede estar compuesto de aire o nitrógeno
comprimido deshidratado de manera tal que la presión sobre el lado
de filtración sea mayor que la presión sobre el lado de
alimentación del vaso. Típicamente, en este escenario, la actividad
del agua que se está eliminando de la alimentación es mayor
localmente sobre el lado de alimentación que sobre el lado de
filtración.
En cuanto a la invención de deshidratación de
aceite basada en la membrana; es preferible filtrar el fluido
entrante. El filtrado se puede utilizar para eliminar materia en
partículas o agua en masa contenidas en la corriente. Para filtrar
un fluido es adecuada cualquier tipo de técnica conocida. Esta puede
prevenir la destrucción de la capa de discriminación por la materia
en partículas contenida en esta corriente.
En la realización preferente, la membrana consta
de fibras huecas con una capa de discriminación densa no porosa y
sin defectos sobre uno o ambos lados de la estructura de soporte
porosa. En la realización preferente, la capa límite del lado de
alimentación se minimiza. Además, en la realización preferente, la
caída de presión a través del lado de alimentación se minimiza. El
agua que ha penetrado se puede retirar del lado de filtración por
medio de vacío o barrido. Esta agua estará en la fase de vapor o
gas. El barrido puede ser en forma de gas o líquido. Además, el
barrido puede tener una actividad meno en el caso del agua que en el
del aceite.
Este dispositivo se puede aplicar en situaciones
en las que se utilizan purificadores de vacío y otros
deshidratadores convencionales. Este procedimiento o dispositivo se
puede utilizar para tratar el aceite en un sistema de "bucle de
riñón", en el que el deshidratador de aceite se conecta a un
depósito que es parte del equipo. El aceite se retira del depósito
de tratamiento, tratado a través del deshidratador y, seguidamente,
se devuelve al depósito. El deshidratador de aceite se puede operar
continuamente o intermitentemente mientras que el sistema principal
esté en operación. Este dispositivo se puede utilizar también
"fuera de línea" para tratar el fluido de un depósito. Este
depósito no se conecta a pieza alguna del equipo de operación y
sirve de contenedor de acondicionamiento del fluido.
Además de las aplicaciones convencionales, este
dispositivo se puede utilizar "en línea". Dado que los espacios
de alimentación y de filtración están separados por una barrera no
porosa y densa, es posible operar el dispositivo de manera tal que
la alimentación y la filtración estén a presiones diferentes.
Consecuentemente, el dispositivo se puede operar de manera tal que
el aceite esté a la presión del sistema en el que se utiliza.
Consecuentemente, esto abre la posibilidad de utilizar "en
línea" dicho dispositivo y el tratamiento, que es la realización
preferente de esta invención. La necesidad de sistemas "fuera de
línea" o de "bucle de riñón" convencionales se reduce y se
puede eliminar. Si se es capaz de utilizar la presente invención
"en línea" y a la presión del sistema, la invención se puede
compactar y aligerar y ser útil virtualmente en todos los equipos
hidráulicos o de lubricación. También se puede utilizar en equipos
fijos o móviles ya que no son necesarios alimentación eléctrica
adicional, bombas ni controles.
Con referencia ahora a los dibujos, en los que
numerales similares se refieren a los mismos elementos, la figura 1
es una realización en lámina lisa de una membrana 18 semipermeable.
La membrana 18 incluye la capa 22 de discriminación o capa exterior
y la estructura 24 de soporte. La capa 22 de discriminación o capa
exterior puede estar presente sobre uno cualquiera o sobre ambos
lados de la estructura 24 de soporte.
En la figura 2, dos membranas 18 semipermeables
de lámina lisa están separadas por una pluralidad de espaciadores
34 del canal de alimentación. Los espaciadores 34 pueden estar
hechos o formados de una variedad de materiales bien conocidos en
la técnica, que incluyen compuestos de relleno. Cada membrana 18
tiene una capa 22 exterior y una estructura 24 de soporte. El
espaciador 25 de recogida, que está construido para prevenir la
mezcla de las corrientes de alimentación y de filtración, está
interpuesto entre la membrana 18 y los espaciadores 34. Las
membranas 18 están separadas por los espaciadores 34 del canal de
alimentación.
En la figura 3 está representada una realización
de fibra hueca de la membrana 20 semipermeable. En esta realización,
la membrana 20 de fibras huecas incluye la capa 22 de
discriminación y la estructura 24 de soporte. La capa de
discriminación puede estar en el interior o en el exterior de la
fibra, o en ambos lados de la misma.
En la figura 4A se muestra una pluralidad de
membranas 20 semipermeables de fibras huecas tejidas en una estera
30. En cuanto a la tecnología del tejido, las membranas 20 de fibra
hueca constituirían típicamente la trama de la estera 30. Se
utiliza un a pluralidad de llenadores 28 para tejer las membranas 20
de fibra hueca a una estera. Los llenadores 28 se utilizan en el
sentido tradicional del tejido de esteras o tejidos.
En la figura 4B se muestra una vista en sección
transversal a lo largo de la línea de sección B-B de
la figura Fig. 4A. Los numerales de referencia utilizados en la
figura 4B indican los mismos elementos que los identificados
anteriormente. Se puede utilizar cualquier tipo de procedimiento de
tejido para crear esteras de fibra hueca, siempre que no dañen las
fibras.
En la figura 4C se muestra la estera 30
enrollada espiralmente. Típicamente, se habrá aplicado un espaciador
34 de canal de alimentación, tal como un compuesto 35 de relleno,
cerca de los extremos de la estera, y se habrán llenado los
espacios entre las fibras 20 huecas, como se expondrá más
adelante
En la figura 4D, dos membranas 20 semipermeables
de fibra hueca están enrolladas helicoidalmente para formar una
"cuerda" 32.
\newpage
En la figura 5, una membrana 18 semipermeable de
lámina lisa está enrollada espiralmente usando configuraciones de
enrollado en espiral y técnicas conocidas que permiten un espacio de
alimentación y un espacio de filtración en el módulo enrollado en
espiral. Antes de enrollar espiralmente la membrana 18, se dispuso
un espaciador 34 de canal de alimentación sobre la capa 22 de
discriminación. Se puede enrollar espiralmente al mismo tiempo más
de una membrana 20 semipermeable de lámina lisa. Típicamente, una
pluralidad de membranas 18 semipermeables de lámina lisa se
dispondrán horizontalmente conjuntamente. Las membranas 18 pueden o
no pueden separarse mediante espaciadores 34. Seguidamente, el
conjunto de la pluralidad de membranas 20 de lámina lisa dispuesto
horizontalmente se enrolla espiralmente alrededor del núcleo 60 (si
se utiliza). Típicamente, el enrollamiento en espiral se enrollaría
más apretado, y el espaciador 34 del canal de alimentación
contactaría con el espaciador 25 de recogida de filtración.
En la figura 6 se representa la invención con un
modo filtración en vacío. Una alimentación 40 que contiene agua se
introduce en el lado de alimentación de un vaso 42 con separador de
membrana de manera que el aceite contacta eficientemente con la
membrana 18. Opcionalmente, la alimentación 40 se puede calentar
antes de ponerse en contacto con la membrana 20. El aceite
deshidratado se retira del vaso 42 en un flujo saliente 44. La
filtración 46 se retira por medio de una bomba 48 de vacío.
Opcionalmente, la alimentación 40 puede fluir paralela o
perpendicular a la membrana 20 y la filtración 46 puede fluir
también paralela o perpendicular a la membrana 20 o cualquier
combinación de las mismas. Opcionalmente, se puede calentar el vaso
42.
Evidentemente, el vaso 42 debe estar
dimensionado adecuadamente para el caudal deseado de la alimentación
40, para la caída de presión de operación deseada, y para la
cantidad de agua a eliminar. La filtración 46 está ilustrada en la
configuración de flujo transversal, pero la alimentación 40 y la
filtración 46 también pueden fluir en relación entre sí de flujo en
contracorriente, flujos paralelos, o flujo transversal radial.
El modo de barrido por gas está ilustrado en las
figuras 7 y 8 en las que se muestra una entrada en el lado de
filtración de la membrana 20 para un fluido 50 de barrido. La
corriente de alimentación se puede filtrar como se muestra en la
figura 8 por medio de un filtro 52.
En las figuras 9, 10, 11 y 12 el fluido del lado
del perforado de la fibra 20 hueca está separado del fluido del
lado de la cubierta por medio de un compuesto 34 de relleno. En la
figura 11, el aceite sale por medio de un núcleo 60 perforado. El
núcleo 60 perforado es un núcleo perforado convencional con un
alojamiento 62 que tiene una sección 64 y una salida 68
perforadas.
La sección perforada incluye una pluralidad de
perforaciones 66. La salida 68 está en comunicación con el flujo
saliente 44 del vaso 42. Las perforaciones pueden ser de cualquier
tamaño o configuración adecuada. El aceite fluye sobre el
alojamiento 62 y la sección 64 perforada. El aceite entra en el
alojamiento a través de las perforaciones 66. El aceite sale del
núcleo 60 perforado a través de la salida 68.
Los términos y expresiones utilizados en la
memoria anterior se utilizan como términos de descripción y no de
limitación, y no existe intención alguna en el uso de dichos
términos y expresiones de excluir los equivalentes de las
características mostradas y descritas o partes de las mismas. Se
reconoce que el ámbito de la invención está definido y limitado por
las reivindicaciones que siguen.
Claims (58)
1. Un procedimiento para la deshidratación de
aceite que comprende las siguientes etapas:
- poner en contacto un lado de una membrana (18, 20) no porosa, semipermeable, densa y sin defectos con una corriente (40) líquida que contiene al menos agua y aceite;
- en el que la membrana (18, 20) divide una cámara (42) de separación en un lado de alimentación, en el que se introduce la corriente líquida, y un lado de filtración, del que se retira el agua;
- mantenimiento de un diferencial de presión parcial del agua, de manera tal que el agua penetre a través de la membrana (18, 20) desde el lado de alimentación al lado de filtración; el aceite retira el agua que se ha filtrado desde el lado de filtración; y
- extracción del aceite deshidratado del lado de alimentación de la membrana (18, 20),
- caracterizado porque
- la membrana (18, 20) no tiene defectos que permitirían la filtración de agua desde el lado de alimentación al lado de filtración por un mecanismo distinto al de difusión de solución en forma de vapor, en el que la membrana (18, 20) experimenta un tratamiento posterior que implica el recubrimiento repetidamente de una membrana defectuosa hasta que todos los defectos son eliminados y el aceite no puede filtrar hidráulicamente al lado de filtración.
2. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (20) es una parte compuesta
de una fibra hueca en el que una capa de discriminación no porosa,
densa y sin defectos se apoya sobre un soporte poroso;
- la capa de discriminación y el soporte poroso son de naturaleza polimérica; y
- el vapor de agua que ha penetrado desde el lado de filtración es eliminado con una corriente de gas de barrido o con vacío.
3. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que hay agua presente en el aceite en forma
disuelta, dispersa o emulsionada, o como una fase separada.
4. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) consta de una capa
densa no porosa y autónoma.
5. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) consta de una o más
capas densas no porosas sobre una fibra hueca porosa o no
porosa.
6. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) consta de una o más
capas densas no porosas sobre una lámina lisa porosa o no
porosa.
7. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) incluye una capa no
porosa densa como parte integral de una fibra hueca, formándose la
capa no porosa densa al mismo tiempo que una estructura de soporte
en la fibra hueca.
8. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) incluye una capa densa
no porosa como una parte compuesta de una capa densa no porosa de
una fibra hueca, formándose la capa densa no porosa en un momento
diferente que una estructura de soporte en la fibra hueca.
9. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) incluye una capa densa
no porosa como una parte compuesta de una lámina lisa, formándose
la capa densa no porosa en un momento diferente que una estructura
de soporte en la lámina lisa.
10. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) incluye una estructura
de soporte en una fibra hueca, teniendo la fibra hueca una capa
densa no porosa en una de las caras de taladro o exterior.
11. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) incluye una estructura
de soporte en una lámina lisa, teniendo la lámina lisa una capa
densa no porosa sobre uno de sus lados.
12. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) incluye una estructura
de soporte en una fibra hueca, teniendo la fibra hueca una capa
densa no porosa en ambas de sus caras de taladro y exterior.
13. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) incluye una estructura
de soporte en una lámina lisa que tiene una capa densa no porosa
sobre ambos de sus lados.
14. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) consta de una capa
densa no porosa sobre una fibra hueca porosa o no porosa, y el
aceite se introduce en el lado con la capa densa no porosa.
15. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) consta de una capa
densa no porosa sobre una lámina lisa no porosa, y el aceite se
introduce en el lado sin capa densa no porosa.
16. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) consta de una o más
capas densas no porosas sobre una fibra hueca porosa o no porosa,
en el que el aceite se introduce sobre el exterior de las
fibras.
17. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) consta de una o más
capas densas no porosas sobre una fibra hueca porosa o no porosa,
en el que el aceite se introduce sobre el interior de las
fibras.
18. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) consta de una o más
capas densas no porosas sobre una fibra hueca porosa o no porosa,
en el que las fibras están enrolladas helicoidalmente.
19. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) consta de una o más
capas densas no porosas sobre una lámina lisa porosa o no porosa,
en el que las láminas están enrolladas espiralmente.
20. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) consta de una o más
capas densas no porosas sobre una lámina lisa porosa o no porosa,
en el que las láminas lisas están separados por espaciadores.
21. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la corriente líquida está bien
mezclada.
22. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la corriente líquida no está bien
mezclada.
23. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que el procedimiento está en línea en otro
sistema en el que al menos parte de la totalidad del flujo del
aceite es alimentada continuamente a través de dicho
procedimiento.
24. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la corriente líquida es alimentada desde
un dispositivo de almacenamiento.
25. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la alimentación fluye paralela a la
superficie de la membrana (18, 20).
26. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la alimentación fluye perpendicular a la
superficie de la membrana (18, 20).
27. El procedimiento definido en la
reivindicación 25 o 26, en el que el flujo sobre el lado de
filtración es paralelo a la superficie de la membrana (18, 20).
28. El procedimiento definido en la
reivindicación 25 o 26, en el que el flujo sobre el lado de
filtración es perpendicular a la superficie de la membrana.
29. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana consta de una o más capas
densas no porosas sobre una fibra hueca porosa o no porosa, y la
alimentación fluye paralela a la fibra hueca.
30. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) consta de al menos una
capa densa no porosa sobre una fibra hueca porosa o no porosa, y el
flujo sobre el lado de filtración es paralelo a la fibra hueca.
31. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) consta de al menos una
capa densa no porosa sobre una fibra hueca porosa o no porosa, y el
flujo sobre el lado de filtración es perpendicular a la fibra
hueca.
32. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) consta de al menos una
capa densa no porosa sobre una fibra hueca porosa o no porosa, y la
alimentación fluye perpendicular a la fibra hueca.
33. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) consta de al menos una
capa densa no porosa sobre una lámina lisa porosa o no porosa, y la
alimentación fluye paralela a la lámina lisa.
34. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana consta de al menos una capa
densa no porosa sobre una lámina lisa porosa o no porosa y el flujo
sobre el lado de filtración es paralelo a la lámina lisa.
35. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) consta de al menos una
capa densa no porosa sobre una lámina lisa porosa o no porosa, y el
flujo sobre el lado de filtración es perpendicular a la lámina
lisa.
\newpage
36. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18) consta de al menos una
capa densa no porosa sobre una lámina lisa porosa o no porosa y la
alimentación fluye perpendicular a la lámina lisa.
37. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que los flujos sobre el lado de alimentación
y sobre el lado de filtración están a contracorriente.
38. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que los flujos sobre el lado de alimentación
y sobre el lado de filtración son corrientes paralelas.
39. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que los flujos sobre el lado de alimentación
y sobre le lado de filtración se mueven en direcciones no paralelas
entre sí.
40. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que los flujos sobre el lado de alimentación
y sobre el lado de filtración se mueve en direcciones radiales no
paralelas entre sí.
41. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18, 20) incluye una
estructura de soporte porosa, y la estructura de soporte porosa se
empapa con aceite.
42. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18, 20) incluye una
estructura de soporte porosa, y la estructura de soporte porosa es
tratada para que sea empapada por el aceite.
43. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18, 20) incluye una
estructura de soporte porosa, y la estructura de soporte porosa no
es empapada por el aceite.
44. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18, 20) incluye una
estructura de soporte porosa, y la estructura de soporte porosa es
tratada para que no sea empapada por el aceite.
45. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que el lado de filtración está a una presión
mayor que la del lado de alimentación.
46. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que el lado de filtración está a la misma
presión o inferior que el lado de alimentación.
47. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que hay un barrido de gas o líquido a través
del lado de filtración.
48. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que hay un barrido de gas a través del lado
de filtración, y dicho gas de barrido se selecciona del grupo que
consta de argon, metano, nitrógeno, aire, dióxido de carbono, helio
o hidrógeno o cualquier mezcla de los mismos.
49. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18, 20) incluye una capa
densa no porosa, y dicha capa no porosa es de naturaleza
polimérica.
50. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18, 20) incluye un soporte
denso poroso, y el soporte denso poroso es de naturaleza
polimérica.
51. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18, 20) incluye un soporte
poroso, y el soporte poroso es cerámico.
52. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18, 20) incluye un soporte
poroso, y el soporte poroso es de vidrio.
53. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la membrana (18, 20) incluye un soporte
poroso, y el soporte poroso es de un polímero inorgánico.
54. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que el aceite se filtra antes de que
contacte con la membrana (18, 20).
55. El procedimiento definido en la
reivindicación 2, en el que la membrana (20) consta de una
pluralidad de fibras huecas y las fibras huecas está, tejidas en
una estera.
56. El procedimiento definido en la
reivindicación 1, en el que la corriente líquida se calienta antes
de contactar con la membrana (18, 20).
57. Un dispositivo para la deshidratación de
aceites que comprende:
- un vaso (42) que contiene fluido;
- una membrana (18, 20) semipermeable, no porosa y sin defectos interpuesta en dicho vaso (42) dividiendo el interior de dicho vaso en al menos un espacio del lado de alimentación y un espacio de filtración;
- al menos una abertura de entrada al espacio del lado de alimentación;
- al menos una abertura de salida al espacio del lado de alimentación; y al menos una abertura de salida al espacio de filtración,
- caracterizado porque
- la membrana (18, 20) no tiene defectos que permitirían la filtración de agua desde el lado de alimentación al lado de filtración por mecanismos distintos del mecanismo de difusión en forma de vapor, en el que la membrana (18, 20) experimenta un tratamiento posterior que implica el recubrimiento repetidamente de una membrana defectuosa hasta la eliminación de todos los defectos.
58. El procedimiento definido en la
reivindicación 57, que comprende un medio para el calentamiento del
vaso (42).
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