Способ центробежной сепарации газожидкостной смеси,например,углеводородов и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК B01D45/12 

Изобретение относится к разделению гетерогенных систем и может быть применено в химической, нефтехимической и газовой промышленности. Известен способ центробег:ного разделения, согласно которому внутрь вихреаого потока подают два концентрических вихревых потока, из которыз наружный представляет собой грубый аэрозоль, а внутренний чистый газ Cl 3. Недостатком известного способа является сравнительно низкая эффективность разделения газожидкостного потока вследствие того, что процесс фазового разделения происходит при одной и той же температуре подачи вихревых потоков. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ центробежной сепарации газожидкостной смеси природного газа, включаю1ЩЙ разделение сепарируемого потока на два, имеющих различную температуру, предварительную сепарацию под 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 различ ной теютературой С23. Однако зффективность разделения недостаточна ввиду неполной конденса ции углеводородов. Известен аппарат для центробежной сепарации газожидкостного потока (природного газа), содержаа ий корпус прямоточные сепарационные элементы, усновленные двумя группами последовательно, устройство для дросселирования, внутренний теплообменник, установленные между двумя группами сепарационных элементов ЕзЗ. Наиболее близким к предлагаемому по конструктивному выполн ению является устройство для центробежной сепарации газожидкостной смеси, например, углеводородов, содержащее корпус, расположенные в нем вертикально камеру сбора жидкого сепарата, перву центробежную сепарационную камеру с входным патрубком, соединенным с тру бопроводом разделяемой смеси, вторую центробежную сепарационную камеру, сообщающуюся с первой, патрубок для отвода газа, расположенный в верхней части корпуса С4. 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, имекнциго 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 температурой, перед окончательной сепарацией всего сепарируемого потока поток с более низкой температурой вводят в диспергированном состоянии в поток, имеющий более высокую температуру в количестве 10-30% 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 смеси, вторую центробежную сепарационную камеру, сообщакицуюся 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 дляразделяемой 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 закручивакйцим устройством 6, камеру 7 сбора жидкого сепарата, выносной холодильник 8, распьшитель 9 и патрубок 10 для отвода очищенного газа. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Исходный газожидкостный поток предварительно разделяется на два пото-J

3. t08404.74

ка - основной и дополнительный. Ос-леводородньк газожидкостйых смесей новной поток поступает в первую се- 98-99Z достигается, если количество парационную камеру 2 через патрубокгаза в дополнительном потоке состав3, а дополнительный - в холодильникляет 10-30% от общего расхода газа, 8 и далее на распылитель 9. При этом 5 а разность, температур основного и доэкспериментальные исследования пока-полнительного потока 3-23 С. Экспезывают, что эффективная сепарация :уг-риментальные данные приведены в таблице

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.

Общий расход газояеидкостного

потока,

мае.% (т/ч) 100 (34,0) 100 (34,0) 100 (34,0) Содержание (5,1) 15 (5,1) жидкости Расход основного потока, мас.% (т/ч)91 (30,94) 91

(3,06) 9 (3,06) 31 (10,54) 9

Температура основного потока, °С18

Температура дополнительногопотока, С 16

Разность температур основного и дополнительного пдтоков,с 2 Общее количество отсепарированной жидкости, мас.% (т/ч)94,2 (4,8) (4,86) в основной (4,59) 90 (4,59) ступени

в дополнительной . 4,2 (0,21) 5,4. (0,27) 5,3 (0,27)

Эффективность

разделения, % ,94,2

100 (34,0) 100 (25)

31 (10,54)(7,5)

18

18

I

-6

16 О

24

8 9 5,6 (0,28)1(0,22)

95,6

95,4

98,9

95,3 15 (5,1) 15 (5,1) 10(2,5) (30,94) 69 (23,46) 69 (23,46) 70(17) 98,9 93,6 (4,87) {(2,47) 95,3 (4,86) 90 90 (4,59) 90 (4,59) () Общий расход газожидкостно100(25) 100(25) го потока, 100(25) мас.% (т/ч) 10(2,5) 10(2,5) Содержа- 10(2,5) ние жидкостиРасход основного потока, мае.7с . Расход дЬполяительного5(1,25) 25(6,25) 7(1,75) потока, мас.%

1 15

-5 11

16

Продолжение таблицы

18

15

О

-5

О

20

18 95(23,75) 75(18,75) 93(23,25) 72(18,0) 70(17,5) 75(33) 100(25) 100(25) 100(44) 10(2,5) 10(2,5) 20(8,8) 28(7,0) 30(7,5) 25(11) в основной сту- 90(2,25) 90(2,25) 90() в дополнительнойэффективностьразделе- 95,2 99,0 94,8 ния, %

Показатели Общий расход гаэояаадкостного потока, мас.Х 100(44) 100(44) 100(44) (т/ч) Содержание жид20(8,8) 20(8,8) 20(8,8) кости Расход основного потока, мас.% 70(30,8) 78(34,32) 76(33,4) (т/ч)

1084047

8 Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Примеры 5,2(0,13) 9,0(0,22) 4,8(0,12) 6,6(0,16) 9,7(0,24) 5,3(0,47) 90(2,25) 90(2,25) 90(7,92) . 96,6 99,7 97,3 100(44) 100(44) 20(8,8) 20(8,8) 88(38,72) 91(40) Расход дополни тельного. потока, мас.Х (т/ч) Температура основногопотока, С Температура дополнительногопотока, С Разность температур основногои дополннтельноготоков, С Обцее количествоотсепарированной жидкости, мас.Х (т/ч) в основной ступенив допоанитель ной эффективностьразделения, Z

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