Жидкостно-газовый сепаратор



Жидкостно-газовый сепаратор
Жидкостно-газовый сепаратор
Жидкостно-газовый сепаратор

 


Владельцы патента RU 2612741:

ПУБЛИЧНОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ТАТНЕФТЬ" ИМЕНИ В.Д. ШАШИНА (RU)

Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких сред, имеющих различный удельный вес, и для выделения накопившейся в жидкости газообразной среды. Жидкостно-газовый сепаратор содержит корпус, вертикальную разделительную перегородку, установленную в корпусе с разделением последнего на входную и выходную секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса, трубопровод ввода газожидкостной смеси, сообщенный с входной секцией, а также патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин, переливную перегородку, установленную в выходной секции, и сливной лоток, который расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ – сверху. Патрубок отвода более тяжелой фракции жидкой среды сообщен с нижней частью корпуса между вертикальной разделительной перегородкой и переливной перегородкой, а патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды снабжен регулируемой задвижкой и введен в корпус ниже уровня жидкой среды, который контролируется датчиком, управляющим регулируемой задвижкой. Трубопровод ввода газожидкостной смеси введен в вертикальный гидроциклон, герметично введенный в корпус и оснащенный концентрично установленной каплеотбойной камерой, внутреннее пространство которого выше уровня жидкости сообщено с патрубком вывода газообразной среды, который дополнительно сообщен трубкой с пространством под сливным лотком выше уровня жидкости, нижние кромки гидроциклона и каплеотбойной камеры расположены в непосредственной близости от нижней части корпуса. Во входной секции корпуса между гидроциклоном и каплеотбойной камерой концентрично установлены цилиндрические секторы, а в верхней и нижней частях цилиндрических секторов перпендикулярно выполнены входной и выходной коллекторы. При этом между гидроциклоном, цилиндрическими секторами и каплеотбойной камерой размещены ряды труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения газожидкостной смеси по всем рядам труб от входного коллектора к выходному коллектору, причем цилиндрические секторы между рядами труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности выполнены из металлической сетки и газоотводным каналом сообщены с патрубком вывода газообразной среды, причем каплеотбойная камера внутри оснащена инерционным каплеуловителем в виде наклоненных вниз усеченных конусов, уменьшающих проходное сечение каплеотбойной камеры сверху вниз, при этом на входе патрубка вывода газообразной среды выполнен экран, состоящий из взаимообращенных навстречу друг другу снизу сужающегося снизу вверх конуса, а сверху усеченного конуса, расширяющегося снизу вверх. Причем выше газоотводного канала патрубок вывода газообразной среды оснащен вертикальной металлической сеткой, при этом в выходной секции корпуса выполнена вторая вертикальная разделительная перегородка, а между поперечной перегородкой и второй вертикальной разделительной перегородкой установлен пакет фазоразделительных насадок. Причем под пакетом фазоразделительных насадок выше переливной перегородки концентрично корпусу установлена труба со сквозными отверстиями, при этом один конец трубы заглушен поперечной перегородкой, а с другого конца внутреннее пространство трубы сообщается с карманом, жестко закрепленным к второй разделительной перегородке. Верхняя кромка кармана расположена выше трубы, а в кармане на уровне его верхней кромки размещен поплавок, тонущий в более тяжелой фракции жидкой среды и всплывающий в более легкой фракции жидкой среды, соединенный с датчиком регулируемой задвижки. При этом карман за второй вертикальной разделительной перегородкой в выходной секции гидравлически сообщается с патрубком отвода более легкой фракции жидкой среды, при этом трубка, соединенная с патрубком вывода газообразной среды, внутри корпуса оснащена патрубком ввода газа из корпуса сепаратора. Техническим результатом является повышение эффективности выделения газа из газожидкостной смеси и очистка газа от примесей жидкости, а также повышение качества гравитационного разделения и исключение попадания тяжелой фракции жидкой среды в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды. 2 ил.

 

Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких сред, имеющих различный удельный вес, и для выделения накопившейся в жидкости газообразной среды.

Известен сепаратор (патент RU №2287357, МПК B01D 45/12, опубл. 20.11. 2006 г. в бюл. №32), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, установленный по ходу вращения газожидкостного потока, вертикальный сепарационный пакет, состоящий из плоских изогнутых сепарационных пластин, образующих щелевые каналы в зоне нахлестки и своими вертикальными изогнутыми концами направленных в разные стороны касательно относительно наружного и внутреннего диаметров сепарационного пакета, при этом вертикальная осевая линия сепарационного пакета смещена относительно осевой линии корпуса на величину и в сторону, обеспечивающие соответствие зазора между дефлектором и наружной поверхностью сепарационного пакета и зазора с противоположной стороны между наружной поверхностью сепарационного пакета и внутренней поверхностью корпуса для выравнивания скорости газожидкостного потока.

Недостатками конструкции данного сепаратора являются:

- во-первых, технологически сложная и трудоемкая в изготовлении конструкция сепарационного пакета;

- во-вторых, низкая интенсивность отделения газа от жидкой среды, так как основное отделение газа происходит только в сепарационном пакете, что снижает качество жидкой среды;

- в-третьих, отвод тяжелой фракции жидкой среды не регулируемый, в связи с чем возможен «захват» более легкой фракции вслед за более тяжелой фракцией жидкой среды при отводе в магистраль более тяжелой фракции жидкой среды.

Также известен жидкостно-газовый сепаратор (патент РФ №2153383, МПК 7 B01D 19/00, опубл. в бюл. №21 от 27.07.2000 г.), содержащий корпус, вертикальную разделительную перегородку, установленную в корпусе с разделением последнего на входную и выходную секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса, трубопровод ввода газожидкостной смеси, установленный во входной секции, патрубки вывода газообразной и жидкой сред, пакет фазоразделительных насадок в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин и переливную перегородку, установленную в выходной секции с формированием зоны отвода более жидкой фракции между вертикальной разделительной перегородкой и зоны отвода более тяжелой жидкой фракции, при этом сепаратор снабжен сливным лотком и жалюзийным пакетом, причем входное сечение трубопровода ввода газожидкостной смеси расположено ниже верхней кромки вертикальной разделительной перегородки, сливной лоток расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижнем краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, жалюзийный пакет установлен в выходной секции между вертикальной разделительной перегородкой, а зона отвода более тяжелой фракции расположена между переливной перегородкой и жалюзийным пакетом.

Недостатками конструкции данного сепаратора являются:

- во-первых, низкая интенсивность отделения газа от жидкой среды, так как основное отделение газа происходит при течении газожидкостной смеси по лотку, что снижает качество жидкой среды;

- во-вторых, отвод тяжелой фракции жидкой среды не регулируемый, в связи с чем возможен «захват» более легкой фракции вслед за более тяжелой фракцией жидкой среды при отводе в магистраль более тяжелой фракции жидкой среды;

- в-третьих, низкая эффективность очистки газа от примесей жидкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является жидкостно-газовый сепаратор (патент RU №2308313, МПК B01D 19/00, опубл. 20.10.2007 г. в бюл. №29), содержащий корпус, вертикальную разделительную перегородку, установленную в корпусе с разделением последнего на входную и выходную секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса, трубопровод ввода газожидкостной смеси, сообщенный с входной секцией, патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин, переливную перегородку, установленную в выходной секции, и сливной лоток, который расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, при этом корпус между пакетом фазоразделительных насадок и переливной перегородкой снабжен поперечной перегородкой, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху, причем патрубок отвода более тяжелой фракции жидкой среды сообщен с нижней частью корпуса между вертикальной разделительной перегородкой и переливной перегородкой, а патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды снабжен регулируемой задвижкой и введен в корпус между поперечной перегородкой и пакетом фазоразделительных насадок ниже уровня жидкой среды, который контролируется датчиком, управляющим регулируемой задвижкой, при этом трубопровод ввода газожидкостной смеси тангенциально введен в вертикальный гидроциклон, герметично введенный в корпус и оснащенный концентрично установленной каплеотбойной камерой, внутреннее пространство которого выше уровня жидкости сообщено с патрубком вывода газообразной среды, который дополнительно сообщен трубкой с пространством под сливным лотком выше уровня жидкости, причем нижние кромки гидроциклона и каплеотбойной камеры расположены в непосредственной близости от нижней части корпуса.

Недостатками конструкции данного сепаратора являются:

- во-первых, низкая эффективность выделения газа из газожидкостной смеси (ГЖС) на первой ступени, что связано с несовершенством конструкции гидроциклона, вследствие чего 50-60% газа остается в жидкостной смеси и через выходную секцию сепаратора попадает в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды;

- во-вторых, газ, выделенный из ГЖС в патрубок вывода газообразной среды, не очищен от примесей жидкости, что снижает качество газа транспортируемого в газовую магистраль;

- в-третьих, низкое качество гравитационного разделения, так как верхний конец патрубка отвода более легкой фракции жидкой среды расположен в корпусе на уровне переливной перегородки, поэтому при увеличения уровня более тяжелой фракции жидкой среды до срабатывания датчика регулируемой задвижки в патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды поступает более тяжелая фракция жидкой среды;

- в-четвертых, попадание тяжелой фракции жидкой среды в патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды означает наличие воды в нефти, что приводит к удорожанию транспорта в связи с возрастающими объемами транспортируемой жидкости и увеличением ее плотности.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности выделения газа из ГЖС в гидроциклоне и очистка газа от примесей жидкости, а также повышение качества разделения жидких сред на тяжелую и более легкую фракции и исключение попадание тяжелой фракции жидкой среды в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды.

Поставленная задача решается жидкостно-газовым сепаратором, содержащим корпус, вертикальную разделительную перегородку, установленную в корпусе с разделением последнего на входную и выходную секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса, трубопровод ввода газожидкостной смеси, сообщенный с входной секцией, а также патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин, переливную перегородку, установленную в выходной секции, и сливной лоток, который расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху, патрубок отвода более тяжелой фракции жидкой среды сообщен с нижней частью корпуса между вертикальной разделительной перегородкой и переливной перегородкой, а патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды снабжен регулируемой задвижкой и введен в корпус ниже уровня жидкой среды, который контролируется датчиком, управляющим регулируемой задвижкой, трубопровод ввода газожидкостной смеси введен в вертикальный гидроциклон, герметично введенный в корпус и оснащенный концентрично установленной каплеотбойной камерой, внутреннее пространство которого выше уровня жидкости сообщено с патрубком вывода газообразной среды, который дополнительно сообщен трубкой с пространством под сливным лотком выше уровня жидкости, нижние кромки гидроциклона и каплеотбойной камеры расположены в непосредственной близости от нижней части корпуса.

Новым является то, что во входной секции корпуса между гидроциклоном и каплеотбойной камерой концентрично установлены цилиндрические секторы, а в верхней и нижней частях цилиндрических секторов перпендикулярно выполнены входной и выходной коллекторы, при этом между гидроциклоном, цилиндрическими секторами и каплеотбойной камерой размещены ряды труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения газожидкостной смеси по всем рядам труб от входного коллектора к выходному коллектору, причем цилиндрические сектора между рядами труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности выполнены из металлической сетки и газоотводным каналом сообщены с патрубком вывода газообразной среды, причем каплеотбойная камера внутри оснащена инерционным каплеуловителем в виде наклоненных вниз усеченных конусов, уменьшающих проходное сечение каплеотбойной камеры сверху вниз, при этом на входе патрубка вывода газообразной среды выполнен экран, состоящий из взаимообращенных навстречу друг другу снизу сужающегося снизу вверх конуса, а сверху усеченного конуса, расширяющегося снизу вверх, причем выше газоотводного канала патрубок вывода газообразной среды оснащен вертикальной металлической сеткой, при этом в выходной секции корпуса выполнена вторая вертикальная разделительная перегородка, а между поперечной перегородкой и второй вертикальной разделительной перегородкой установлен пакет фазоразделительных насадок, причем под пакетом фазоразделительных насадок выше переливной перегородки концентрично корпусу установлена труба со сквозными отверстиями, при этом один конец трубы заглушен поперечной перегородкой, а с другого конца внутреннее пространство трубы сообщается с карманом, жестко закрепленным к второй разделительной перегородке, верхняя кромка кармана расположена выше трубы, а в кармане на уровне его верхней кромки размещен поплавок, тонущий в более тяжелой фракции жидкой среды и всплывающий в более легкой фракции жидкой среды, соединенный с датчиком регулируемой задвижки, при этом карман за второй вертикальной разделительной перегородкой в выходной секции гидравлически сообщается с патрубком отвода более легкой фракции жидкой среды, при этом трубка, соединенная с патрубком вывода газообразной среды внутри корпуса, оснащена патрубком ввода газа из корпуса сепаратора.

На фигуре 1 изображен предлагаемый жидкостно-газовый сепаратор.

На фигуре 2 изображено сечение А-А предлагаемого газожидкостного сепаратора.

Жидкостно-газовый сепаратор содержит корпус 1 (см. фиг. 1), вертикальную разделительную перегородку 2, установленную в корпусе 1 с разделением последнего на входную 3 и выходную 4 секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса 1.

Трубопровод ввода газожидкостной смеси (ГЖС) 5, сообщенный с входной секцией 3. Также жидкостно-газовый сепаратор содержит патрубки: вывода газообразной среды 6, более тяжелой 7 и более легкой 8 фракций жидкой среды.

В корпусе 1 размещены: пакет фазоразделительных насадок 9 в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин.

Переливная перегородка 10 установлена в выходной секции 4, также в выходной секции 4 установлен сливной лоток 11, который расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки 2, а своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок 9 со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке 12, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ - сверху.

Патрубок отвода более тяжелой фракции 7 жидкой среды сообщен с нижней частью корпуса 1 между вертикальной разделительной перегородкой 2 и переливной перегородкой 10.

Патрубок отвода более легкой фракции 8 жидкой среды снабжен регулируемой задвижкой 13 и введен в корпус 1 ниже уровня жидкой среды, который контролируется датчиком 14, управляющим регулируемой задвижкой 13.

Трубопровод ввода газожидкостной смеси 5 введен в вертикальный гидроциклон 15, герметично введенный в корпус 1 и оснащенный концентрично установленной каплеотбойной камерой 16, внутреннее пространство которого выше уровня жидкости сообщено с патрубком вывода газообразной среды 6.

Патрубок вывода газообразной среды 6 дополнительно сообщен с пространством 17 под сливным лотком 11 выше уровня жидкости трубкой 18. Нижние кромки гидроциклона 15 и каплеотбойной камеры 16 расположены в непосредственной близости от нижней части корпуса 1.

Во входной секции 3 корпуса 1 между гидроциклоном 15 и каплеотбойной камерой 16 концентрично установлены цилиндрические секторы, например в количестве трех штук: 17', 17'', 17''', а в верхней и нижней частях цилиндрических секторов перпендикулярно выполнены входной 18 и выходной 19 коллекторы, при этом между гидроциклоном, цилиндрическими секторами 17', 17'', 17''' (см. фиг. 1 и 2) и каплеотбойной камерой 16 размещены ряды 20', 20'', 20''', 20'''' труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения ГЖС по всем рядам 20', 20'', 20''', 20'''' труб от входного коллектора 18 к выходному коллектору 19.

Цилиндрические сектора 17', 17'', 17''' между рядами 20', 20'', 20''', труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности выполнены из металлической сетки 21, например, с размерами ячеек 0,5⋅0,5 мм и газоотводным каналом 22 (см. фиг. 1), сообщены с патрубком вывода газообразной среды 6.

Каплеотбойная камера 16 внутри оснащена инерционным каплеуловителем в виде наклоненных вниз усеченных конусов, например в количестве четырех усеченных конусов: 23', 23'', 23''', 23'''', уменьшающих соответствующие внутренние проходные кольцевые сечения, вследствие уменьшения радиусов r', r'', r''', r'''' каплеотбойной камеры 16 сверху вниз.

На входе патрубка вывода газообразной среды 6 выполнен экран, состоящий из взаимообращенных навстречу друг другу снизу сужающегося снизу вверх конуса 24, а сверху усеченного конуса 25, расширяющегося снизу вверх.

Выше газоотводного канала 22 патрубок вывода газообразной среды 6 оснащен вертикальной металлической сеткой 26, например, с размерами ячеек 0,3⋅0,3 мм.

В выходной секции 4 корпуса 1 выполнена вторая вертикальная разделительная перегородка 27.

Между поперечной перегородкой 12 и второй вертикальной разделительной перегородкой 27 установлен пакет фазоразделительных насадок 9, причем под пакетом фазоразделительных насадок 9 выше переливной перегородки 10 (h1) концентрично корпусу 1 установлена труба 28 (h2) со сквозными отверстиями 29, при этом один конец трубы 27 со стороны поперечной перегородки 12 заглушен, а с другого конца внутреннее пространство трубы 28 сообщается с карманом 30, жестко закрепленным к второй разделительной перегородке 28.

Верхняя кромка 31 (h3) кармана 30 расположена выше трубы 28. Таким образом, для эффективного разделения жидкости на более тяжелую (вода) и более легкую (нефть) фракции конструктивно необходимо соблюдать условие:

h1<h2<h3.

В кармане 30 на уровне его верхней кромки 31 размещен поплавок 32, тонущий в тяжелой фракции жидкой среды и всплывающий в более легкой фракции жидкой среды, соединенный с датчиком 14 регулируемой задвижки 13.

Карман 30 за второй вертикальной разделительной перегородкой 27 в выходной секции 4 гидравлически сообщается с патрубком отвода более легкой 8 фракции жидкой среды.

Трубка 18, соединенная с патрубком вывода газообразной среды 6 внутри корпуса 1, оснащена патрубком ввода 33 газа из корпуса 1 сепаратора.

Увеличивается эффективность выделения газа из газожидкостной смеси (ГЖС), что связано с размещением в гидроциклоне рядов 20', 20'', 20''', 20'''' труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения ГЖС по всем рядам 20', 20'', 20''', 20'''' труб от входного коллектора 18 к выходному коллектору 19. Это увеличивает время нахождения дегазируемой ГЖС в зоне дегазации за счет кратного увеличения расстояния, проходимого дегазируемой ГЖС в гидроциклоне 15.

Жидкостно-газовый сепаратор работает следующим образом.

Поток газожидкостной смеси (ГЖС) под необходимым давлением по трубопроводу ввода газожидкостной смеси 5 подается в вертикальный гидроциклон 15 корпуса 1, в котором поток ГЖС через входной коллектор 18 (см. фиг. 1 и 2) разбивается по трубам ряда 20' из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности и по ряду 20' перетекает сверху вниз в выходной коллектор 19, где поток ГЖС изменяет направление движения на противоположный и по трубам ряда 20'' снизу-вверх перетекает вновь во входной коллектор 18. В входном коллекторе 18 поток ГЖС вновь изменяет направление движения на противоположное и по трубам ряда 20''' сверху вниз перетекает в выходной коллектор 19. В выходном коллекторе 19 поток ГЖС вновь изменяет направление движения на противоположное и по трубам ряда 20'''' снизу-вверх перетекает во входной коллектор 18.

При движении потока ГЖС по рядам 20', 20'', 20''', 20'''' труб из пористого материала под действием давления газ, растворенный в жидкости, протекает сквозь поры труб и металлические сетки 21 и через газоотводный канал 22 (см. фиг. 1) до вертикальной металлической сетки 26 попадет в патрубок вывода газообразной среды 6.

При выделении газа через поры труб в рядах 20', 20'', 20''', 20'''' возможно также просачивание жидкости. С целью исключения просачивания сквозь поры труб жидкости в рядах 20', 20'', 20''', 20'''' на внутреннюю поверхность труб нанесено гидрофобное покрытие.

Поток ГЖС после выхода из рядов 20', 20'', 20''', 20'''' труб попадает внутрь каплеотбойной камеры 16, где ударяется об инерционные каплеуловители в виде наклоненных вниз усеченных конусов: 23', 23'', 23''', 23'''', уменьшающих соответствующие внутренние проходные кольцевые сечения, вследствие уменьшения радиусов r', r'', r''', r'''' каплеотбойной камеры 16 сверху вниз.

Вследствие удара из потока ГЖС интенсивно выделяется газ, а жидкость стекает по конусам последовательно сверху вниз 23', 23'', 23''', 23'''' вследствие увеличения сверху вниз диаметров усеченных конусов и попадает на дно корпуса 1.

Скорость потока ГЖС вследствие уменьшения внутренних проходных кольцевых сечений каплеотбойной камеры 16, т.е. уменьшения радиусов r', r'', r''', r'''' каплеотбойной камеры 16 сверху вниз, постепенно увеличивается при прохождении усеченных конусов: 23', 23'', 23''', 23'''', а за усеченными конусами: 23', 23'', 23''', 23'''' скорость потока ГЖС резко уменьшается. В результате происходит последовательное увеличение скорости потока ГЖС с чередующимся резким падением скорости потока ГЖС, что выражается более интенсивным выделением газа из ГЖС.

Повышается эффективность выделения газа из газожидкостной смеси (ГЖС) на первой ступени (из ГЖС выделяется 85-90% газа), что связанно:

- во-первых, с размещением в гидроциклоне рядов 20', 20'', 20''', 20'''' труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения ГЖС по всем рядам 20', 20'', 20''', 20'''' труб от входного коллектора 18 к выходному коллектору 19, а это увеличивает время нахождения дегазируемой ГЖС в зоне дегазации за счет кратного увеличения расстояния, проходимого дегазируемой ГЖС в гидроциклоне 15;

- во-вторых, с усовершенствованием конструкции гидроциклона с помощью сепарационных элементов и выполнения инерционных каплеуловителей в виде наклоненных вниз усеченных конусов: 23', 23'', 23''', 23'''', уменьшающих соответствующие внутренние проходные кольцевые сечения вследствие уменьшения радиусов r', r'', r''', r'''' каплеотбойной камеры 16 сверху вниз.

Газ поднимается вверх в патрубок вывода газообразной среды 6 и попадает на экран, состоящий из взаимообращенных навстречу друг другу снизу сужающегося снизу вверх конуса 24, а сверху усеченного конуса 25, расширяющегося снизу вверх.

При поступления брызг вместе с газом в патрубок вывода газообразной среды 6 они попадают снизу на внутреннюю поверхность конуса 24 и далее внутрь усеченного конуса 25, где, разбиваясь о его стенки, стекают сверху на конус 24, откуда переливают на дно корпуса 1.

Такая конструкция экрана, размещенного непосредственно внутри патрубка вывода газообразной среды 6, предотвращает брызгоунос капель в газовую магистраль и обеспечивает возврат брызг обратно в сепаратор, что позволяет повысить качество очистки газа, поступающего в трубопровод отвода газа.

Далее газ через вертикальную металлическую сетку 26 поступает в магистральный газопровод. Газ проходит через вертикальную металлическую сетку 26 и оставляет на ней самые мелкие частицы жидкости (туман). Оседающий туман из самых мелких частиц жидкости стекает по патрубку вывода газообразной среды 6 и трубке 18 на дно корпуса 1.

Такая многостадийная очистка газа с помощью экрана и вертикальной металлической сетки позволяет полностью очистить газ от примесей жидкости, что повышает качество газа, транспортируемого в газовую магистраль.

Уровень ГЖС, находящейся во входной секции 3 корпуса 1, поднимается вверх до тех пор, пока не достигнет верхней кромки вертикальной разделительной перегородки 2. После чего ГЖС стекает по лотку 11, который расположен с наклоном, например, 20° для обеспечения равномерного стекания потока с заданной толщиной слоя. Благодаря большой площади и малой толщине слоя на сливном лотке 11 происходит интенсивное разделение ГЖС (вторая ступень) на газ и жидкость.

На выходе из сливного лотка 11 для обеспечения окончательной сепарации ГЖС от газа и создания оптимальных условий для последующего разделения жидкости (жидкой среды) на более легкую и более тяжелую фракции, соответственно нефть и воду, установлен пакет фазоразделительных насадок 9.

Со сливного лотка 11 ГЖС поступает в пакет фазоразделительных насадок 9, выполненных в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин с различными диаметрами проходных отверстий, где завершается процесс выделения газа из жидкости.

Остатки газа (10-15%), выделившегося из жидкости в корпусе 1 из лотка 11 и пакета фазоразделительных насадок 9, через патрубок ввода 33 газа попадут в трубку 18, а затем в патрубок вывода газообразной среды 6 и отводятся в газовую магистраль.

Жидкая среда опускается ниже пакета фазоразделительных насадок 9, где происходит разделение жидкой среды на более легкую (нефть) и более тяжелую фракции (вода) за счет действия гравитационных сил с относительно большим временем пребывания. Более легкая фракция (нефть) «всплывает», а более тяжелая фракция (вода) оседает на дно корпуса 1.

Под пакетом фазоразделительных насадок 9 выше переливной перегородки 10 (h1) концентрично корпусу 1 непосредственно под более легкой фракцией жидкой среды, но выше более тяжелой фракции жидкой среды с соблюдением условия: h1<h2<h3, установлена труба 28 (h2) со сквозными отверстиями 29, поэтому более легкая фракция (нефть) жидкой среды попадает через сквозные отверстия 29 во внутреннее пространство трубы 28 и гидравлически перетекает в карман 30, жестко закрепленный к второй разделительной перегородке 27. Из кармана 30 более легкая фракция жидкой среды переливается через выходную секцию 4 в патрубок вывода более легкой фракции 8 жидкой среды.

В свою очередь более тяжелая фракция жидкой среды, находящаяся ниже трубы 28 и очищенная от нефти, перетекает между дном корпуса 1 и нижней кромкой поперечной перегородки 12 и далее через верхнюю кромку переливной перегородки 10 отводится из корпуса 1 в патрубок вывода 7 более тяжелой фракции жидкой среды.

Повышается качество гравитационного разделения жидких сред, так как сквозные отверстия 29 трубы 28 и проходное сечение самой трубы 28 обеспечивают постоянный отток более легкой фракции жидкой среды через выходную секцию 4 в патрубок вывода более легкой фракции 8 жидкой среды, кроме того верхний конец патрубка вывода более легкой фракции 8 жидкой среды расположен на дне корпуса и не имеет возможности захвата более тяжелой фракции жидкой среды, что исключает попадание более тяжелой фракции (воды) жидкой среды в более легкую фракцию (нефть) жидкой среды.

В случае подъема более тяжелой фракции жидкой среды до верхней кромки кармана 30 в нем на уровне верхней кромки 31 расположен поплавок, который тонет в воде и передает сигнал датчику 14, управляющему регулируемой задвижкой 13, которая закрывается и ограничивает отвод более легкой фракции жидкой среды (нефти) в патрубок отвода более легкой фракции 8 жидкой среды. Далее производят отбор более тяжелой фракции жидкой среды (воды) через патрубок вывода более тяжелой фракции 7 жидкой среды и уровень жидкости в кармане 30 сепаратора снижается. Наоборот, поплавок 32 всплывает в более легкой фракции жидкости (нефти) и передает сигнал датчику 14, управляющему регулируемой задвижкой 13, которая открывается и производит отбор более легкой фракции (нефти) из кармана 30 через выходную секцию 4 в патрубок вывода более легкой фракции 8 жидкой среды, при этом жидкостно-газовый сепаратор продолжает работать.

Таким образом, благодаря наличию поплавка, всплывающего в более легкой фракции жидкой среды (нефти) и тонущего в более тяжелой фракции жидкой среды (воде), исключается попадание более тяжелой фракции жидкой среды (воды) в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды (нефти), поэтому снижаются объемы транспортируемой жидкости и снижается ее плотность.

Предлагаемый жидкостно-газовый сепаратор позволяет:

- повысить эффективность выделения газа из газожидкостной смеси;

- очистить газообразную среду от примесей жидкости;

- повысить качество гравитационного разделения;

- исключить попадание тяжелой фракции жидкой среды в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды.

Жидкостно-газовый сепаратор, содержащий корпус, вертикальную разделительную перегородку, установленную в корпусе с разделением последнего на входную и выходную секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса, трубопровод ввода газожидкостной смеси, сообщенный с входной секцией, а также патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин, переливную перегородку, установленную в выходной секции, и сливной лоток, который расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ - сверху, патрубок отвода более тяжелой фракции жидкой среды сообщен с нижней частью корпуса между вертикальной разделительной перегородкой и переливной перегородкой, а патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды снабжен регулируемой задвижкой и введен в корпус ниже уровня жидкой среды, который контролируется датчиком, управляющим регулируемой задвижкой, трубопровод ввода газожидкостной смеси введен в вертикальный гидроциклон, герметично введенный в корпус и оснащенный концентрично установленной каплеотбойной камерой, внутреннее пространство которого выше уровня жидкости сообщено с патрубком вывода газообразной среды, который дополнительно сообщен трубкой с пространством под сливным лотком выше уровня жидкости, нижние кромки гидроциклона и каплеотбойной камеры расположены в непосредственной близости от нижней части корпуса, отличающийся тем, что во входной секции корпуса между гидроциклоном и каплеотбойной камерой концентрично установлены цилиндрические секторы, а в верхней и нижней частях цилиндрических секторов перпендикулярно выполнены входной и выходной коллекторы, при этом между гидроциклоном, цилиндрическими секторами и каплеотбойной камерой размещены ряды труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения газожидкостной смеси по всем рядам труб от входного коллектора к выходному коллектору, причем цилиндрические секторы между рядами труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности выполнены из металлической сетки и газоотводным каналом сообщены с патрубком вывода газообразной среды, причем каплеотбойная камера внутри оснащена инерционным каплеуловителем в виде наклоненных вниз усеченных конусов, уменьшающих проходное сечение каплеотбойной камеры сверху вниз, при этом на входе патрубка вывода газообразной среды выполнен экран, состоящий из взаимообращенных навстречу друг другу снизу сужающегося снизу вверх конуса, а сверху усеченного конуса, расширяющегося снизу вверх, причем выше газоотводного канала патрубок вывода газообразной среды оснащен вертикальной металлической сеткой, при этом в выходной секции корпуса выполнена вторая вертикальная разделительная перегородка, а между поперечной перегородкой и второй вертикальной разделительной перегородкой установлен пакет фазоразделительных насадок, причем под пакетом фазоразделительных насадок выше переливной перегородки концентрично корпусу установлена труба со сквозными отверстиями, при этом один конец трубы заглушен поперечной перегородкой, а с другого конца внутреннее пространство трубы сообщается с карманом, жестко закрепленным ко второй разделительной перегородке, верхняя кромка кармана расположена выше трубы, а в кармане на уровне его верхней кромки размещен поплавок, тонущий в более тяжелой фракции жидкой среды и всплывающий в более легкой фракции жидкой среды, соединенный с датчиком регулируемой задвижки, при этом карман за второй вертикальной разделительной перегородкой в выходной секции гидравлически сообщается с патрубком отвода более легкой фракции жидкой среды, при этом трубка, соединенная с патрубком вывода газообразной среды, внутри корпуса оснащена патрубком ввода газа из корпуса сепаратора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения нефти и газа при сборе продукции скважин. Газожидкостный сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси, отвода газа и жидкости, при этом корпус разделен конической перегородкой на входную и каплеотбойную камеры и снабжен газоуравнительным трубопроводом, соединяющим корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа.

Изобретение относится к оборудованию для разделения гетерогенных сред, а именно к области сепарации нефтегазовой смеси. Вертикальный сепаратор содержит цилиндрический корпус со следующими сверху вниз технологическими зоной скопления и отведения окончательно отсепарированного газа, закрытой кольцевой зоной предварительного разделения смеси, зоной окончательного разделения продуктов, полученных при предварительном разделении, на нефть и газ и зоной скопления и отведения отсепарированной нефти.

Изобретение относится к способу промывки газа из гидропереработанного выходящего потока из зоны гидропереработки. Согласно предлагаемому способу добавляют первую часть потока промывочной воды в гидропереработанный выходящий поток с образованием объединенного потока и конденсируют объединенный поток.

Изобретение относится к системе и способу деаэрации жидкого продукта питания. Способ и система деаэрации жидкости, включающая насос для увеличения давления жидкости на расположенном выше по потоку конце нуклеационного клапана, вакуумный насос для уменьшения давления на дальнем по ходу потока конце нуклеационного клапана и регулировочное устройство для регулирования насосов, при этом регулировочное устройство выполнено для регулирования температуры и давления на дальней по ходу потока стороне клапана таким образом, что статическое давление оказывается выше давления насыщения, в то время как минимальное давление при прохождении жидкости через клапан ниже давления насыщения, или равно ему.

Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких сред, имеющих различный удельный вес, и для выделения накопившейся в жидкости газообразной среды. Сепаратор содержит корпус, вертикальную разделительную перегородку, трубопровод ввода газожидкостной смеси, патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок, переливную перегородку и сливной лоток, который соединен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к подготовке товарной нефти. Установка подготовки продукции скважин включает подводящий трубопровод, устройство подогрева, узел разрушения бронирующих оболочек, соединенный с концевым делителем фаз, трехфазный сепаратор с линией отвода воды, нефтяную и водяную буферные емкости, линию выхода воды, соединенную посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек, при этом концевой делитель фаз снабжен двумя дозвуковыми соплами с возбудителями акустических колебаний в виде упругих пластин, закрепленных на соплах поперек потока воды, первый из которых с постоянной настройкой, а второй - с возможностью изменения длины активной части, при этом сопла соединены с кустовой насосной станцией патрубком.

Изобретение относится к газонефтяной промышленности, в частности к обработке углеводородного газа с использованием низкотемпературного процесса, и может быть использовано в процессах промысловой подготовки к транспорту продукции газоконденсатных месторождений.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения нефти и газа при сборе продукции скважин. Газожидкостный сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода газа и жидкости.

Изобретение относится к области термодинамики многофазных систем и может быть использовано для получения микродисперсных систем. Растворенные в воде газы в соответствии с законом Генри выделяются из нее при прохождении через отверстия в перегородке в виде пузырьков размером от 5 мкм и более.

Группа изобретений относится к сепарационному устройству и способу сепарирования потока текучей среды в сепарационном устройстве. Устройство для сепарирования потока текучей среды, состоящего по меньшей мере из двух текучих сред, различающихся по плотности, содержит первый трубчатый элемент, снабженный компонентом, создающим вращение в потоке текучей среды за входом в первый трубчатый элемент, и второй трубчатый элемент, по меньшей мере, частично расположенный внутри первого трубчатого элемента за компонентом, создающим вращение, и формирующий выход для текучих сред с меньшей плотностью.

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано для процессов централизованной деэтанизации (частичной стабилизации) поставляемого с промыслов газоконденсатных месторождений нестабильного парафинистого конденсата в ректификационных колоннах, работающих без использования верхнего конденсационного орошения. Способ деэтанизации нестабильного парафинистого конденсата, при котором нестабильный парафинистый конденсат нагревают для питания колонны деэтанизации и деэтанизируют с использованием для орошения колонны деэтанизации ненагретого нестабильного конденсата с низким содержанием парафинов, заключается в том, что колонну деэтанизации оснащают клапанными тарелками, обеспечивающими постоянную загрузку по массе сырья в диапазоне нагрузок по потокам паровой и жидкой фаз от 100 до 50% от максимальной и неизменное качество продуктов деэтанизации - остаточное содержание углеводородов C1-C2 в деэтанизированном конденсате не более 0,8 мас.%, остаточное содержание жидких углеводородов C5+ в газе деэтанизации не более 3 мас.%; при этом дополнительно производят регулируемую добавку в поток питания колонны деэтанизации части потока используемого для орошения колонны деэтанизации нестабильного конденсата с низким содержанием парафинов, обеспечивающую поддержание нагрузок по потокам паровой и жидкой фаз в рабочем диапазоне от 100 до 50% от максимальной при содержании парообразующих компонентов C1-C4 в нестабильном парафинистом конденсате менее 15 мас.%, и поддержание нормируемого содержания парафинов в деэтанизированном конденсате на уровне не выше 4 мас.%. Технический результат заключается в обеспечении производительности процесса деэтанизации нестабильного парафинистого конденсата в ректификационных колоннах без верхнего конденсационного орошения не менее 1,3 млн тонн/год, а также в обеспечении гибкости технологического процесса - сохранении перечисленных показателей на неизменном уровне при деэтанизации сырья различного состава - нестабильного парафинистого конденсата, нестабильного конденсата с низким содержанием парафинов и их смесей в различных соотношениях. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к реактору полимеризации для осуществления реакции полимеризации. Реактор полимеризации для выполнения реакции полимеризации включает корпус сосуда и рубашку, охватывающую наружную поверхность корпуса сосуда и образующую канал для прохождения охлаждающей/нагревающей среды между этой рубашкой и внешней поверхностью корпуса сосуда, реактор включает устройство для подачи инертного газа в канал, при этом корпус сосуда изготовлен из плакированной металлической пластины, включающей слой металла основы, который имеет внутреннюю поверхность на внутренней стороне корпуса сосуда и наружную поверхность на внешней стороне корпуса сосуда, и внутренний поверхностный слой коррозионно-стойкого металла, связанный с внутренней поверхностью слоя металла основы, который имеет меньшую толщину, чем толщина слоя металла основы. Заявлен также способ получения водопоглощающей смолы. Технический результат – сокращение времени теплопередачи и времени полимеризации, возможно достижение повышения производительности получения смолы. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения нефти и газа при сборе продукции скважин. Газожидкостный сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси, отвода газа и жидкости, при этом корпус сепаратора разделен конической перегородкой на входную и каплеотбойную камеры и снабжен газоуравнительным трубопроводом, соединяющим корпус с трубопроводом отвода газа. Каплеотбойная камера расположена концентрично во входной камере и имеет завихритель в виде винтовой полки, зафиксированной на внутренней стенке камеры. Входная камера имеет конусный экран, установленный ниже трубопровода отвода газа, и сетчатый стакан. Сливные трубы входной и каплеотбойной камер установлены в гидрозатворный стакан в нижней части корпуса, при этом нижние концы труб каплеотбойной камеры расположены ниже концов труб входной камеры. Сепаратор также имеет сепарирующий шнек, установленный на наружной поверхности каплеотбойной камеры с радиальным зазором по отношению к сетчатому стакану, выполненному коническим сужающимся сверху вниз. Площадь проточной части шнека уменьшается в осевом направлении от входа к выходу, а угол наклона лопастей шнека на выходе меньше девяноста градусов. Внутри сетчатого стакана ниже шнека к сетчатому стакану закреплен кольцевой диск с площадью проточной части, меньшей площади проточной части на выходе шнека. Выше трубопровода подвода газожидкостной смеси установлен лабиринтный сепарационный элемент, выполненный в виде трех размещенных параллельно кольцевых сетчатых перегородок с уменьшающимися снизу-вверх размерами ячеек сетки, причем две кольцевые сетчатые перегородки закреплены снаружи к каплеотбойной камере, а между двумя кольцевыми сетчатыми перегородками к вертикальному цилиндрическому корпусу закреплена одна кольцевая сетчатая перегородка, при этом в кольцевых сетчатых перегородках перпендикулярно им и концентрично вертикальному цилиндрическому корпусу закреплены взаимообращенные друг к другу чередующиеся короткие и длинные кольцевые пластины. В трубопроводе отвода газа за газоуровнительным трубопроводом установлен брызгоунос, выполненный в виде наклонных кольцевых лопаток со скошенным снизу сегментом. Изобретение обеспечивает эффективное разделение газожидкостной смеси, повышение качества отсепарированного газа, а также надежную работу устройства. 1 ил.

Изобретение относится к массообменным процессам и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей, химической и других смежных отраслях промышленности при проведении процессов ректификации, отпарки, абсорбции и десорбции. Способ разделения смесей с высоким содержанием жидкофазного продукта с использованием тарельчатой колонны с горизонтально установленными полотнами и вертикально расположенными сливными устройствами тарелок включает ввод в колонну сырья одним или двумя потоками, формирование в колонне ниже уровня ввода сырья двух потоков жидкости, образование в низу колонны восходящего потока пара (газа) путем ввода отпаривающего агента и (или) нагрева и испарения части потоков жидкости, попеременное контактирование потоков жидкости с восходящим потоком пара (газа) колонны на полотнах только своей группы тарелок, транспортирование потоков жидкости до низа колонны путем обхода группы тарелок другого потока жидкости, вывод из колонны продуктов разделения в жидкой и паровой (газовой) фазах, при этом попеременное контактирование потоков жидкости с восходящим потоком пара (газа) осуществляют на полотнах смежных тарелок колонны с образованием паро(газо)жидкостной системы с высокой степенью монодисперсности и высокоразвитой поверхностью контакта фаз с использованием полотен с однонаправленными мелкопросечными элементами, транспортирование потоков жидкости до низа колонны осуществляют только по сливным устройствам тарелок. Технический результат - повышение пропускной способности по жидкости и разделительной способности колонны ниже уровня ввода сырья. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано при промысловой подготовке продукции газоконденсатных залежей. Способ промысловой подготовки продукции газоконденсатных залежей включает сепарацию пластовой смеси с получением сырого газа и нестабильного газового конденсата, адсорбционную осушку сырого газа и деэтанизацию нестабильного газового конденсата, глубокое охлаждение осушенного газа с получением товарного природного газа и широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ) и низкотемпературную деэтанизацию ШФЛУ. Установка содержит по меньшей мере один пробкоуловитель, выход которого для газа соединен через аппарат охлаждения с установкой адсорбционной осушки, а выход для конденсата соединен с емкостью-разделителем, выход которой для газа через первый газоперекачивающий агрегат также соединен с установкой адсорбционной осушки, выход которой соединен через охлаждающий канал первого и второго рекуперативных теплообменников и промежуточный сепаратор с дросселирующим устройством турбодетандерного агрегата, выход которого соединен с низкотемпературным сепаратором. Выходы промежуточного и низкотемпературного сепараторов для конденсата соединены через рекуперативный теплообменник с колонной низкотемпературной деэтанизации, с выходом которой по газу последовательно соединены дефлегматор, третий рекуперативный теплообменник, второй газоперекачивающий агрегат и линия отвода товарного осушенного газа. Выход для газа низкотемпературного сепаратора последовательно соединен с трубным пространством дефлегматора и с линией отвода товарного осушенного газа. Технический результат - снижение точки росы товарного газа и минимизация уноса углеводородов С3+ газами деэтанизации. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх