ТРЕХФАЗНЫЙ СЕПАРАТОР Советский патент 1994 года по МПК B01D17/25 

Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности в аппаратах для разделения газожидкостных смесей при наличии двух жидкостей с различной плотностью.

Известен трехфазный сепаратор для отделения газа и разделения двух несмешивающихся жидкостей с различной плотностью, включающий штуцер ввода смеси, штуцеры вывода газа, легкой и тяжелой жидких фаз, отсеки для сбора тяжелой и легкой жидких фаз, сетчатые отбойники.

Недостатком этих аппаратов является большой унос легкой жидкости с газом. Для отделения мелких капель требуются малые скорости газа. При малых скоростях газа имеют место большие объемы зон сепарации, а следовательно, значительные габариты аппарата. Применение сетчатых отбойников снижает объемы сепарационных газовых зон в сепараторе за счет сталкивания частиц жидкости с материалом отбойников и его смачивания, при котором происходит укрупнение частиц и сток их под действием гравитационных сил.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является трехфазный сепаратор, включающий корпус, патрубки ввода газожидкостной смеси и вывода продуктов разделения, сетчатый отбойник, установленный перед патрубком вывода газа, установленные друг за другом поперечные перегородки, образующие отсек для сбора легкой жидкой фазы, перегородку, прикрепленную к дну корпуса, образующую с ним отсек сбора тяжелой жидкой фазы, разделительную тарелку перед штуцером выхода легкой жидкой фазы.

При больших расходах газа в трехфазном сепараторе площадь сечения сетчатого отбойника, а следовательно, его линейные размеры получаются значительными. При таком техническом решении также требуются увеличенные диаметры аппарата, так как для нормальной работы сетчатых отбойников требуется выдерживать определенные размеры от штуцера выхода газа до отбойника, а также от низа отбойника до уровня жидкой смеси (более 0,45 его длины).

Целью изобретения является снижение металлоемкости трехфазных сепараторов за счет снижения габаритов аппарата и повышение эффективности разделения за счет увеличения расстояния от уровня жидкости до отбойника.

Цель достигается тем, что трехфазный сепаратор, включающий корпус, патрубки ввода и вывода компонентов, сетчатый отбойник, перегородку, образующую с корпусом отсек сбора тяжелой жидкой фазы, камеру сбора легкой жидкой фазы, снабжен сборником отсепарированной жидкости, размещенным под отбойником, переливной трубой, соединяющей сборник с камерой сбора легкой жидкой фазы, а сетчатый отбойник расположен в отсеке сбора тяжелой жидкой фазы.

Сборник отсепарированной жидкости расположен с наклоном в сторону камеры сбора легкой жидкой фазы.

На чертеже показан описываемый трехфазный сепаратор.

Трехфазный сепаратор содержит горизонтальный корпус 1, в верхней части которого расположен патрубок 2 ввода газожидкостной смеси и патрубок 3 вывода газа, а в нижней части - патрубок 4 вывода легкой жидкой фазы и патрубок 5 вывода тяжелой жидкой фазы. К патрубку 2 примыкает криволинейный коллектор 6, на выходе которого расположен сетчатый пакет 7. Криволинейный коллектор 6 снабжен дренажной трубкой 8. На выходе коллектора 6 установлен просечно-вытяжной лист 9. Перед патрубком 3 вывода газа установлен сетчатый отбойник 10, который помещен в отсеке 11 сбора тяжелой фазы, образованном стенкой корпуса 1 и перегородкой 12. Перед перегородкой 12 расположена камера 13 сбора легкой жидкой фазы. В камере 13 размещены разделительная тарелка 14 и датчик 15 регулятора уровня. Под сетчатым отбойником 10 расположен сборник 16 отсепарированной жидкости, соединенный переливным устройством 17 с камерой 13 сбора легкой жидкой фазы. Сборник 16 отсепарированной жидкости расположен выше максимальных уровней легкой и тяжелой жидких фаз соответственно в камере 13 сбора легкой жидкой фазы и в отсеке 11 сбора тяжелой жидкой фазы. Для предотвращения уноса жидкости из сборника 16 отсепарированной жидкости и улучшения стока жидкости в камеру 13 сбора легкой жидкой фазы сборник расположен с наклоном в сторону камеры 13 сбора легкой жидкой фазы.

Сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостная смесь поступает через патрубок 2 ввода газожидкостной смеси внутрь корпуса 1. В патрубке 2 смесь движется с определенной скоростью и поступает в криволинейный коллектор 6. Газ через выходной торец криволинейного коллектора 6 поступает на сетчатый отбойник 10, где доочищается от капельной жидкости и через патрубок 3 вывода газа выходит из сепаратора. Жидкость из криволинейного коллектора стекает по дренажной трубке 8 в нижнюю часть корпуса 1. Унесенная капельная жидкость проходит через сетчатый пакет 7 и стекает через просечно-вытяжной лист 9 в нижнюю часть корпуса 1, а предварительно отсепарированный газ поступает на сетчатый отбойник 10.

В корпусе жидкая смесь разделяется под действием гравитационных сил, перетекает в камеру 13 для сбора легкой фазы, где датчик 15 поддерживает определенный ее уровень, и через патрубок 4 вывода легкой жидкой фазы выводится из сепаратора. Более тяжелая жидкость скапливается в нижней части корпуса 1, перетекает через перегородку 13 и выводится из аппарата через патрубок 5 вывода тяжелой фазы.

Жидкость, отсепарированная сетчатым отбойником 10, стекает в сборник 16 отсепарированной жидкости, откуда через переливное устройство 17 перетекает в камеру 13 сбора легкой жидкой фазы. Так как уровень тяжелой жидкой фазы всегда меньше, чем уровень разделяемой смеси, и может быть снижен за счет увеличения длины аппарата, сетчатый отбойник в описываемом сепараторе может быть установлен в отсеке сбора тяжелой жидкой фазы с соблюдением всех необходимых расстояний без увеличения диаметра сепаратора. Увеличение длины аппарата не приводит к увеличению толщины стенки корпуса, а ведет к снижению металлоемкости разделительного оборудования, так как увеличение длины в меньшей степени влияет на увеличение массы аппарата, чем увеличение диаметра, особенно для аппаратов, работающих под давлением. (56) Авторское свидетельство СССР N 722555, кл. B 01 D 19/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР N 801847, кл. B 01 D 17/04, 1979.

1. ТРЕХФАЗНЫЙ СЕПАРАТОР, включающий корпус, патрубки ввода трехфазной газожидкостной смеси и вывода продуктов разделения, сетчатый отбойник, установленный перед патрубком вывода газа, перегородку для слива тяжелой фазы, прикрепленную к дну сепаратора, образуют с корпусом отсек сбора тяжелой жидкой фазы, камеру сбора легкой жидкой фазы, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и повышения эффективности разделения, он снабжен сборником отсепарированной жидкости, размещенным под отбойником, переливной трубой, соединяющий сборник с камерой сбора легкой жидкой фазы, а сетчатый отбойник расположен в отсеке сбора тяжелой жидкой фазы. 2. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что сборник отсепарированной жидкости расположен с наклоном в сторону камеры сбора легкой жидкой фазы.