Газожидкостный сепаратор

 

Изобретение предназначено для разделения газожидкостных смесей и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической отраслях промышленности. Газожидкостный сепаратор содержит корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, размещенный в корпусе коагулятор и установленный перед патрубком выхода газа каплеотбойник и дренажные трубки. Между основанием коагулятора и стенкой корпуса установлен распределительный короб Г-образного профиля, горизонтальный элемент которого соединен со стенкой корпуса, а вертикальный элемент соединен с основанием коагулятора таким образом, что полость, образованная стенкой корпуса и распределительным коробом, соединена с полостью патрубка входа газожидкостной смеси. При этом распределительный короб выполнен многосекционным. Кроме того, между распределительным коробом и стенкой корпуса установлена вертикальная перегородка. Распределительный короб выполнен в виде кольца диаметром 0,8-0,9 диаметра корпуса и высотой 1,5-4 диаметра патрубка входа газожидкостной смеси. На основаниях коагулятора и каплеотбойника установлены центробежные элементы. Верхний торец центробежных элементов коагулятора расположен на уровне горизонтального элемента распределительного короба, основание каплеотбойника расположено на расстоянии 0,5-1,5 диаметра корпуса от основания. В устройстве обеспечивается высокая эффективность разделения. 6 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для разделения газожидкостных смесей и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической отраслях промышленности.

Известен газожидкостный сепаратор, содержащий корпус, патрубки входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, сетчатый коалесцирующий элемент, установленный на диафрагме соосно с центральным отверстием, и расположенный над ним сетчатый каплеотбойник (см. Газосепараторы сетчатые. ОСТ 26-02-2058-79, М., 1979 г.).

Общими признаками известного и предлагаемого газожидкостных сепараторов являются: - корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, - коалесцирующий элемент, установленный в корпусе; - каплеотбойник, установленный над коалесцирующим элементом.

Недостатком известного сепаратора является низкая эффективность разделения газа и жидкости за счет пенообразования и вторичного уноса жидкости с газом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является газожидкостный сепаратор, содержащий корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, сетчатый коалесцирующий элемент, на верхнем торце которого установлена заглушка с центральным отверстием и отбортовкой по периметру и конический каплеотбойник. Перед патрубком выхода газа расположен сетчатый каплеотбойник. Заглушка снабжена дренажными трубками (см. авт. свид. СССР N 1068142, кл. В 01 D 19/00, 1984 г., БИ N 3).

Общими признаками известного и предлагаемого газожидкостных сепараторов являются: - корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости; - коалесцирующий элемент, установленный в корпусе; - каплеотбойник, расположенный перед патрубком выхода газа; - дренажные трубки.

Недостатками известного сепаратора являются недостаточно высокая эффективность разделения газожидкостных смесей, обусловленная генерацией пены и вторичным уносом капельной жидкости вместе с газом, а также высокое гидравлическое сопротивление.

Техническая задача заключается в повышении эффективности разделения газожидкостных смесей за счет пеногашения и снижения вторичного уноса жидкости с газом.

Поставленная задача достигается тем, что в газожидкостном сепараторе, содержащем корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, размещенный в корпусе коагулятор и установленный перед патрубком выхода газа каплеотбойник, и дренажные трубки, новым является то, что между основанием коагулятора и стенкой корпуса установлен распределительный короб Г-образного профиля, горизонтальный элемент которого соединен со стенкой корпуса, а вертикальный элемент соединен с основанием коагулятора таким образом, что полость, образованная стенкой корпуса и распределительным коробом, соединена с полостью патрубка входа газожидкостной смеси.

При этом распределительный короб выполнен многосекционным.

Кроме того, между распределительным коробом и стенкой корпуса установлена вертикальная перегородка.

Кроме того, распределительный короб выполнен в виде кольца диаметром 0,8-0,9 диаметра корпуса и высотой 1,5-4 диаметра патрубка входа газожидкостной смеси.

Кроме этого, на основаниях коагулятора и каплеотбойника установлены центробежные элементы.

Кроме того, верхний торец центробежных элементов коагулятора расположен на уровне горизонтального элемента распределительного короба. Кроме того, основание каплеотбойника расположено на расстоянии 0,5-1,5 диаметра корпуса от основания.

Размещение внутри корпуса сепаратора Г-образного распределительного короба, внутренняя полость которого соединена с полостью патрубка входа газожидкостной смеси, обеспечивает гашение колебаний входных потоков, поступающих на разделение, что устраняет вихреобразование и вторичный унос жидкости с газом.

Выполнение распределительного короба в виде нескольких секций упрощает сборку короба и его монтаж внутри сепаратора.

Размещение между распределительным коробом и стенкой корпуса вертикальной перегородки также способствует гашению кинетической энергии потока, что устраняет вихреобразование и вторичный унос.

Выполнение распределительного короба в виде кольца диаметром 0,8-0,9 диаметра корпуса и высотой 1,5-4,0 диаметра патрубка входа газожидкостной смеси обеспечивает беспрепятственный проход газожидкостной смеси, разделенной на два потока, в зазор между корпусом и распределительным коробом до вертикальной перегородки, при этом снижается до минимума проскок потока в зону входа в центробежные элементы коагулятора.

Размещение на основаниях коагулятора и каплеотбойника центробежных элементов позволяет за счет центробежных сил и сил инерции достичь пеногашения и осуществить грубое фазовое разделение потока в коагуляторе и тонкое фазовое разделение в каплеотбойнике.

Расположение верхнего торца центробежных элементов коагулятора на уровне горизонтального элемента распределительного короба обеспечивает исключение попадания отдельных капель жидкости на короб, а также снижает вторичный унос жидкости с газом. Кроме того, данное конструктивное выполнение обеспечивает удобство обслуживания сепаратора и сохранение его габаритных размеров.

Размещение основания каплеотбойника на расстоянии 0,5-1,5 диаметра корпуса от основания коагулятора обеспечивает стабилизацию потока в этом пространстве.

Газожидкостный сепаратор представлен на чертеже, где на фиг. 1 показан общий вид сепаратора, на фиг.2 - вид по А-А.

Газожидкостный сепаратор содержит корпус 1 с патрубком входа газожидкостной смеси 2, патрубком выхода газа 3 и патрубком выхода жидкости 4. Внутри корпуса 1 размещены коагулятор 5, установленный перед патрубком входа газожидкостной смеси 2, и каплеотбойник 6, установленный перед патрубком выхода газа 3. Основание каплеотбойника 6 расположено на расстоянии 0,5-1,5 диаметра корпуса 1 от основания коагулятора 5. На основаниях коагулятора 5 и каплеотбойника 6 установлены центробежные элементы 7. В коагуляторе 5 количество центробежных элементов 7 в 1,1-1,5 раза меньше, чем в каплеотбойнике 6. Между основанием коагулятора 5 и стенкой корпуса 1 установлен распределительный короб 8, имеющий Г- образный профиль, горизонтальный элемент которого соединен со стенкой корпуса 1, а вертикальный элемент присоединен к основанию коагулятора 5. Образованная между распределительным коробом 8 и стенкой корпуса 1 полость 9 соединена с полостью патрубка входа газожидкостной смеси 2. Верхний торец центробежных элементов 7 коагулятора 5 расположен на одном уровне с горизонтальным элементом распределительного короба 8. Распределительный короб 8 может быть выполнен в виде секций, одна из которых вплотную приближена к стенке корпуса 1. Распределительный короб 8 может быть выполнен в виде кольца диаметром 0,8-0,9 диаметра корпуса и высотой 1,5-4 диаметра патрубка входа газожидкостной смеси 2, соединенного со стенкой корпуса при помощи вертикальной перегородки 10. Коагулятор 5 и каплеотбойник 6 снабжены дренажными трубками 11.

Газожидкостный сепаратор работает следующим образом. Газожидкостную смесь подают через патрубок входа 2. Попадая в полость 9, смесь ударяется об распределительный короб 8 и разделяется на два потока, огибающих короб до вертикальной перегородки 10, служащей для гашения колебаний входных потоков. Газожидкостная смесь, проходя путь от патрубка входа 2 до вертикальной перегородки 10 под действием центробежных сил и сил инерции поддается грубому фазовому разделению, где жидкая фаза по внутренней стенке корпуса 1 стекает вниз, а газовая с неотделенной жидкостью поступает в коагулятор 5. В коагуляторе 5 в каждом центробежном элементе 7 под действием центробежных сил потока происходит процесс пеногашения и фазового разделения, после которого отделенная жидкость стекает по дренажной трубке 11 с полотна коагулятора 5, а газ поступает в каплеотбойник 6, состоящий из пакета таких же центробежных элементов 7, на тонкую доочистку. После чего газ отводится через патрубок выхода 3, а жидкость стекает по дренажной трубке 11 с полотна каплеотбойника 6 в нижнюю часть сепаратора, откуда по мере заполнения отводится через патрубок выхода 4.

Формула изобретения

1. Газожидкостный сепаратор, содержащий корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, размещенный в корпусе коагулятор и установленный перед патрубком выхода газа каплеотбойник, и дренажные трубки, отличающийся тем, что между основанием коагулятора и стенкой корпуса установлен распределительный короб Г-образного профиля, горизонтальный элемент которого соединен со стенкой корпуса, а вертикальный элемент соединен с основанием коагулятора таким образом, что внутренняя полость, образованная корпусом и распределительным коробом, сообщена с полостью патрубка входа газожидкостной смеси.

2. Газожидкостный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что распределительный короб выполнен многосекционным.

3. Газожидкостный сепаратор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что между распределительным коробом и стенкой корпуса установлена вертикальная перегородка.

4. Газожидкостный сепаратор по пп.1 - 3, отличающийся тем, что распределительный короб выполнен в виде кольца диаметром 0,8 - 0,9 диаметра корпуса и высотой 1,5 - 4 диаметра патрубка входа газожидкостной смеси.

5. Газожидкостный сепаратор по пп.1 - 4, отличающийся тем, что на основаниях каплеотбойника и коагулятора установлены центробежные элементы.

6. Газожидкостный сепаратор по пп.1 - 5, отличающийся тем, что верхний торец центробежных элементов коагулятора расположен на уровне горизонтального элемента распределительного короба.

7. Газожидкостный сепаратор по пп.1 - 6, отличающийся тем, что основание каплеотбойника расположено на расстояние 0,5 - 1,5 диаметра корпуса от основания коагулятора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2