Способ центробежной сепарации газожидкостной смеси,например, углеводородов и устройство для его осуществления

 

1. Способ центробежной сепарации газожидкостной смеси, например, уг- . леврдородов, включаниций разделение сепарируемого потока на два, имеющих различную температуру, предварительную сепарацию под действием центробежных сил жидкой фазы из потока, имеющего более высокую температуру, и хэкончательную сепарацию под действием центробежных и инерхшонных сил жидкой фазы из всего потока при осуществлении теплообмена между двумя .. I 13 з rf XJj r Cf;A« w МБлиашд потоками с различной температурой, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сепарации, перед окончательной сепарацией всего сепарируемого потока, поток с более низкой температурой вводят в диспер- . гированном состоянии в поток, имеющий более высокую температуру, в количестве 10-30% от расхода газа, при этом разность температур потоков составляет 3-23°С. 2, Устройство для центробежной сепарации газожидкостной смеси, например , углеводородов, содержащее корпус, расположенные в нем вертикально ка- . меру сбора жидкого сепарата, первую центробежную сепарационную камеру с (Л входным патрубком, соединенный с трубопроводом разделяемой смеси, вторую центробежную сепарационную камеру, сообщающуюся с первой, и патрубок для отвода газа, расположенный в верхней части корпуса, отличао ющееся тем, что, с целью повы00 шения качества сепарации, оно снабже о но выносным холодильником и размещенным между первой и второй сепарацион4 ными камерами распылителем, соединенным через холодильник с трубопроводом для разделяемой смеси.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

° . Ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3391217/23-26 (22) 01.02.82 (46) 07.04.84. Бюл. В 13 (72) В.Н.Косенков и Б.Р.Серебряков (53) 66;074. 1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 413961, кл. В 04 С 5/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 248642, кл. В 01 D 45/12, 1967 (прототип).

3. Авторское свидетельство СССР

Р 516409, кл. В 01 D 45/06, 1 974.

4. Патент Франции Ф 2368303, кл. В 04 С 5/24, 1978 (прототип). (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИ

ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ, НАПРИИЕР, УГЛЕВОДОРОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ.ЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ центробежной сепарации газожидкостной смеси, например, углеводородов, включающий разделение сепарируемого потока на два, имеющих различную температуру, предварительную сепарацию под действием центро- . бежных сил жидкой фазы из потока, имеющего более высокую температуру, и окончательную сепарацию под дейст-вием центробежных и инерционных сил жидкой фазы из всего потока при осуществлении теплообмена между двумя ". Я0... 1084047 А потоками с различной температурой, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сепарации, перед окончательной сепарацией всего сепарируемого потока, поток с более низкой температурой вводят в диспергированном состоянии в поток, имеющий более высокую температуру, в количестве 10-30Х от общего расхода газа, при этом разность температур потоков составляет 3-23 С.

2. Устройство для центробежной сепарации газожидкостной смеси, например, углеводородов, содержащее корпус, расположенные в нем вертикально ка- . меру сбора жидкого сепарата, первую I центробежную сепарационную камеру с входным патрубком, соединенньм с трубопроводом разделяемой смеси, вторую С центробежную сепарационную камеру, сообщающуюся с первой, и патрубок для отвода газа, расположенный в верхней части корпуса, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повы- 4, ) шения качества сепарации, оно снабже- Я© но выносным холодильником и размещен- »ф» ным между первой и второй сепарацион-. ными камерами распылителем, соединен- ф, ным через холодильник с трубопроводом для разделяемой смеси.

4047 1

Однако в известном устройстве не-, возможно осуществить конденсацию содержащихся в газе углеводородов и обеспечить высокое качество сепарации.

Цель изобретения — повышение качества сепарации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему .разделение сепарируемого потока на два, имеющих различную температуру,, предварительную сепарацию под действием центробежных сил жидкой фазы из потока, имеющиго более высокую температуру, и окончательную сепарацию под действием центробежных и инерционных сил жидкой фазы из всего потока при осуществлении теплообмена между двумя потоками с различной

1 температурой, перед окончательной сепарацией всего сепарируемого потока поток с более низкой температурой вводят в диспергированном состоянии в поток, имеющий более высокую температуру в количестве 10-ЗОЕ от общего расхода газа, при этом разность температур потоков составляет 3-23 С.

Предложенное устройство, содержащее корпус, расположенные в нем вертикально камеру сбора жидкого сепарата, первую центробежную сепарационную камеру с входным патрубком, соединенным с трубопроводом разделяемой сме,си, вторую центробежную сепарационную камеру, сообщающуюся с первой, и патрубок для отвода газа, расположенный в верхней части корпуса, снабжено выносным холодильником и размещенным между первой и второй сепарационными камерами распылителем, соединенным через холодильник с трубопроводом для разделяемой смеси.

На чертеже изображено устройство для осуществления предложенного способа.

Устройство содержит корпус 1, первую центробежную сепарационную камеру 2 с входным патрубком 3, соединенным с трубопроводом 4 для подвода разделяемой смеси, вторую центробежную сепарационную камеру 5 с закручивающим устройством 6, камеру 7 сбора жидкого сепарата, выносной холодильник 8, распыпитель 9 и патрубок 10 для отвода очищенного газа.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Исходный газожидкостный поток предварительно разделяется на два пото- I

1 108

Изобретение относится к разделению гетерогенных систем и может быть применено в химической, нефтехимической и газовой промышленности.

Известен способ центробет..ного разделения, согласно кбторому внутрь

5 вихревого потока подают два концен. трических вихревых- потока, из которыз наружный представляет собой грубый аэрозоль, а внутренний чистый газ (11.

Недостатком известного способа является сравнительно низкая эффективность разделения тазожидкостного потока вследствие того, что процесс

15 фазового разделения происходит при одной и той же температуре подачи вихревых потоков.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ

20 центробежной сепарации газожидкостной смеси природного газа, включаю, щий разделение сепарируемого потока на два, имеющих различную температуру, предварительную сепарацию под

25 действием центробежных сил жидкой фазы из потока, имеющего более высокую температуру, и окончательную сепарацию под действием центробежных и инерционных сил жидкой фазы из него потока при осуществлении теплообмена между двумя потоками с различной температурой (2).

Однако эффективность разделения недостаточна ввиду неполной конденсации углеводородов. 35

Известен- аппарат для центробежной сепарации газожидкостного потока (природного газа), содержащий корпус, прямоточные сепарационные элементы, усновленные двумя группами последа- 40 вательно, устройство для дросселирования, внутренний теплообменник, установленные между двумя группами сепарационных элементов ГЗ 3.

Наиболее близким к предлагаемому 45 по конструктивному выполнению является устройство для центробежной сепарации газожидкостной смеси, например, углеводородов, содержащее корpус, расположенные в нем вертикально 5 камеру сбора жидкого сепарата, первую центробежную сепарационную камеру с входным патрубком, соединенным с тру: бопроводом разделяемой смеси, вторую центробежную сапарационную камеру,. 55 сообщающуюся с первой, патрубок для отвода газа, расположенный в верхней части корпуса (43.

3 108404,7 4 ка — основной и дополнительный. Qc- леводородных газожидкостных смесей новной поток поступает в первую се- 98-99Х достигается, если количество парационную камеру 2 через патрубок газа в дополнительном потоке состав3, а дополнительный — в холодильник ляет 10-30% от общего расхода газа, 8 и далее на распылитель 9. При э ром а разность температур основного и доэкспериментальные исследования пока- полнительного потока 3-23 С. Экспе« зывают, что эффективная сепарация .уг- риментальные данные приведены в таблице

Примеры

Показатели :3

Общий расход газожидкостного потока, мас.Ж (т/ч) 100 (34,0) 100 (34,0) 100 (34,0) 100 (34,0) 100 (25) Содержание жидкости

15 (5,1) 15 (5,1) 15 {5,1) 15 (5,1) 10(2,5) Расход основного потока, мас.Е

91 (30,94) 91 (30,94) 69 (23,46) 69 (23,46) 70(17) (т/ч) Расход дополнительного потока, мас.7

30 (3,06) 31 (10,54) 31 (10,54) (7,5) (т/ч) (3,06) 9:

Температура основного потока, 0С

18

18

Температура дополнительного потока, С

Разность температур основного и дополнительного потоков, С 2

24

98,9

94,2 (4,8) 95 4 (4,86) 95,3 (4,86) 95,6 (4,87) (2,47) в основной ступени в дополнительной

Эффективность разделения, 7. 94,2

95,3

95,6

95,4

98,9

Общее количество отсепарированной жидкости, мас.Ж (т/ч) 90 (4,59) 90 (4,59) 90 (4,59) 90 .

4 2 (О 21) 5 4 . (О 27) 5 3 (О 27) 5 6

90 (4,59) (2 25) ! 8,9 (0,28) (0,22) 1084047

Продолжение таблицы

Примеры

Показатели

Общий расход газожидкостно го потока, 100(25) мас.7 (т/ч) Содержа- 10(2,5) ние жидкости

Расход основного потока, 95(23,75) 75(18,75) 93(23,25) 72(18,0) 70(17,5) мас.7. (т/ч) 75(33) 5(1,25) 25(6,25) 7(1,75) 28(7,0) 30(7,5) 25(11) Температура основного

15

15 потока, ос

Температура дополнительного 11 потока, С

Разность температур основного и дополнитель16

20

18 ного

%0T0KOBj

Расход дЬполнительного потока, мас.Ж (т/ч) 100 (25) 100 (25) 100 (25) 100 (25) 100 (44) I

10(2 -5) 10(2 э 5) 10(2ü5) 10(2 э 5) 20(8э 8) 1084047 Продолжение таблицы

Показатели

Примеры

Общее количестно отсепарированной жидкости мас. 7.

99,0 (2,45) 95,2 (2,38) (т/ч) в основ

90(2,25) 90(2,25) 90(2,25) 90(2,25) 9Q(2 25) 9Q(7 92) пени

5,2(0,13) 9,0(0,22) 4,8(0,12) 6,6(0,16) 9 7(0 24) 5 ° 3(0 ° 47) в дополнительной

Эффективность

99,0

97,3 разделения, 7.

94,8

96,6

99,7

95,2

Продолжение таблицы

Показатели

Примеры

15

Содержание жидкости

Общий расход гаэожидкостного потока, мас.З (т/ч) Расход основного потока, мас.й (т/ч) 94,8 96,6(2,41) 99,7(2,49) 95,3 (2, 37) (8, 39) 100 (44) 100(44) 100 (44) 100 (44) 100 (44) 20(8,8) 20(8,8) 20(8,8) 20(8,8) 20(8,8) 70 (30,8) 78 (34, 32) 76 (33,4) 88 (38, 72) 91 (40) 10

Продолжение табли

1084047

Рас«од

ДО«ОП««телв«ОГО потопа, иасей (т/ч) теэаература Ос»

«ОВНОГО отока, С

15

Температура доПОЛНИтелв«ОГо пото«я e

-10

t7

99,5 . 9,91 ..98,4 (8,76) (8,65) (8,65) 95,3(8,38) 95,8(8,43) 99,5 99, 1"

98,4

95,3 95,8

" В данных примерах полученное значение эффективности может быть достигнуто при условии исключения гидратообразования.

Раэ«оств тааератур Ос

«ОВ«ОГо

« допол««телв«ОГО ртоков, С

Общее

«Ойи чество отсепарированиой ««дкости нас Л (т/ч) В ОСНОВ»

«о1 сту«е««

В Да«ОПнителв"

"- «oN

Эффект«В«оств разделениян, 30(13,5) 22(9э68) 24(10,6) 12(5,28) 9(4,0) 90(7,92) 90(7,2) 90(7 э 92) 90(7,92) 90(7,92) 9,5(0,84) 9,1(0,8), 8,4(0,73) 5,3(0,46) 5,8(0,51) 11 1084047 12

После холодильника 8 с помощью потока с дополнительным, имеющим зжектора в распылитель 9 может пода- более низкую температуру, вызывает ваться абсорбент. Смесь охлажденно- интенсивную конденсацию содержащихся го потока и абсорбента через распы- в газе жидких углеводородов, которые литель 9 направляется навстречу вос- 5 отделяются из потока во второй сепаходящему потоку газа из первой сепа-. рационной камере 5, откуда очищенные рационной камеры 2. Контакт основного газы выводятся через патрубок 10. .. Составитель Н.Кекишева

Редактор Т.Колб Техред .С.ßèðóíîâà Корректор A.Èëüèí

Заказ 1855/6 Тираж 682:. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

° Ю ЮМ

Филиал ППП "Патент", q.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4