ФАЗНЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ Советский патент 1994 года по МПК B01D17/02 

Изобретение относится к устройствам для разделения несмешивающихся жидкостей с разным удельным весом и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и нефтехимической промышленности для разделения смесей: жидкие углеводороды - вода, жидкие углеводороды - гликоли.

Известен фазный разделитель гравитационного типа, включающий наклонно установленный корпус, в котором размещены продольные пластины, наклоненные в поперечном сечении. Применение продольных пластин и наклон корпуса позволяют сократить высоту отстойных зон и сократить время отстоя, а следовательно, и габариты аппарата.

Недостатком известного фазного разделителя является наличие повторного перемешивания разделяемых фаз в низу аппарата, между пластинами и на выходе с них, так как существуют встречные потоки разделяемых жидкостей (тяжелой и легкой).

Кроме этого, недостатком является необходимость в наклонной установке аппарата, а также возможность запирания входов и выходов между пластинами тяжелой и легкой жидкими фазами при накоплении тяжелой или легкой фазы до уровня входов или выходов между пластинами.

Наличие пластин в аппарате требует также размещения под ними специальных опорных конструкций.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является трехфазный разделитель, включающий горизонтальный корпус, патрубки входа и выхода, горизонтальные трубы, закрепленные в глухой поперечной перегородке, делящей аппарат на зоны отстоя и сбора разделенных фаз.

Однако недостатком этого технического решения является неэффективное использование межтрубного пространства из-за большого уровня смеси в этом пространстве, а следовательно, и времени осаждения тяжелых частиц. Кроме того, несмотря на исключение перемешивания разделенных смесей на выходе из труб в межтрубном пространстве происходит это перемешивание, так как тяжелые частицы жидкости осаждаются на поверхности труб и стекают с них в межтрубное пространство навстречу поднимающимся легким частицам. Это перемешивание усиливается из-за значительных скоростей движения разделенных фаз, обусловленных малыми сечениями площадей между трубами, так как трубы желательно размещать в аппарате в максимальном количестве.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения за счет предотвращения смешивания фаз в межтрубном пространстве и на входе в горизонтальные трубы путем организованного отвода предварительно разделенных фаз.

Цель достигается тем, что в трехфазном разделителе, включающем корпус, трубы и перегородку, трубы установлены с образованием наклонных рядов, разделитель снабжен наклонными пластинами, со срезанной верхней частью, установленными между рядами труб, при этом нижние края пластин расположены с зазором к перегородке и опираются на нижележещий ряд труб, а верхние края наклонных пластин прикреплены к вышележащему ряду труб.

Целесообразно площадь среза наклонных пластин выполнить увеличивающейся по высоте разделителя снизу вверх.

На фиг. 1 изображен общий вид фазного разделителя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разделитель в изометрии; на фиг. 5 - вид на пластину; на фиг. 6 - вид по стрелке В на фиг. 4.

Устройство состоит из горизонтального корпуса 1, в верхней части которого расположены патрубок 2 входа смеси и патрубок 3 выхода газа, в нижней части - патрубок 4 выхода легкой жидкости и патрубок 5 выхода тяжелой жидкости. Внутри корпуса около патрубка 2 входа смеси установлена глухая поперечная перегородка 6, делящая аппарат на две зоны (отстоя и сбора разделенных фаз). В глухой поперечной перегородке 6 закреплены горизонтальные трубы 7. Горизонтальные трубы 7 разделены плоскими пластинами 8 на наклонные ряды. Нижним краем пластины 8 опираются на трубы и образуют с глухой перегородкой зазор 9 для перетока жидкой смеси, а противоположным краем пластины 8 прикреплены к вышележащему ряду горизонтальных труб. Верхний угол наклонных пластин для перетока легкой фазы срезан, причем поверхность среза увеличивается по высоте аппарата. В горизонтальных трубах 7 со стороны крепления к глухой поперечной перегородке размещены крестовины из ребер 10 и 11, причем ребра 11 выступают из горизонтальных труб 7 и ориентированы на плоскости 12, соединенные с глухой поперечной перегородкой 6 и делящие отверстия в трубных решетках также на наклонные ряды. Внутри корпуса в зоне сбора разделенных фаз установлены камера 13 сбора легкой жидкости, сообщающаяся с патрубком 4 выхода легкой фазы, и сегментная перегородка 14 для перетока тяжелой жидкости в отсек 15, соединенный с патрубком 5.

Фазный разделитель работает следующим образом. Исходное сырье подают через патрубок 2 входа смеси на горизонтальные трубы 7, при этом газ выветривается и накапливается в верхней части аппарата, проходит через верхние трубы 7 через глухую перегородку 6 к патрубку выхода газа, через который и отводится из корпуса. Жидкая смесь распределяется около глухой перегородки 6 и по межтрубному пространству между плоскими пластинами 8 направляется к входам смеси в трубы. При движении жидкости между пластинами происходит осаждение тяжелой фазы на плоскость нижележащих пластин и подъем легкой фазы на плоскость вышележащих. Так как расстояние между пластинами невелико, то время разделения тяжелой и легкой фаз также невелико. Разделившаяся легкая фаза направляется естественно к верхней точке пластины, т. е. к углам их среза, откуда движется в верхние слои жидкости. Так как величина среза на пластинах разная, следовательно, и переток жидкости происходит в различных точках. Далее легкая жидкость направляется в трубы, на внутренних поверхностях которых происходит дополнительное укрупнение дисперсных частиц и их разделение. Тяжелая фаза, кроме продольного движения между пластинами, приобретает и поперечное направление за счет наклона пластин в поперечном сечении аппарата и постепенно перетекает на внутреннюю стенку корпуса в нижнюю часть аппарата, откуда по нижним трубам направляется в сторону глухой перегородки 6. При этом в трубах происходит также дополнительное разделение жидких фаз. На выходе из горизонтальных труб ребра 11 и плоскости 12 предотвращают перемешивание разделенных легких и тяжелых жидкостей, организуя направленные потоки легкой и тяжелой фаз. Деление пластинами труб на ряды исключает повторное перемешивание разделенной жидкости в межтрубном пространстве.

За счет того что трубы предотвращают перекрытие нижних и верхних кромок выше и нижерасположенных пластин запирание пространства между пластинами практически невозможно.

Изобретение позволяет также использовать одновременно ряды труб в качестве опор. (56) Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Под ред. Судакова Е. Н. М. : Химия, 1979, с. 494.

Авторское свидетельство СССР N 774006, кл. B 01 D 19/00, 1978.

1. ФАЗНЫЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬ, включающий горизонтальный корпус, патрубок входа жидкостной смеси и патрубки выхода разделенных фаз, горизонтальные трубы, закрепленные в глухой поперечной перегородке, делящей аппарат на зоны отстоя и сбора разделенных фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения за счет предотвращения смешивания фаз в межтрубном пространстве и на входе в горизонтальные трубы путем организованного отвода предварительно разделенных фаз, трубы установлены с образованием наклонных рядов, разделитель снабжен наклонными пластинами со срезанной верхней частью, установленными между рядами труб, при этом нижние края пластин расположены с зазором к перегородке и опираются на нижележащий ряд труб, а верхние края наклонных пластин прикреплены к вышележащему ряду труб. 2. Фазный разделитель по п. 1, отличающийся тем, что площадь среза наклонных пластин увеличивается по высоте разделителя снизу вверх.