Устройство для разделения углеводородных смесей Советский патент 1985 года по МПК F25B43/00 

Изобретение относится к малогабаритным .многофункциональным установкам для нереработки нефтяных и нриродных газов, а также жидкостей, нанример к установкам для регенерации углеводородных абсорбентов, и может использоваться в нефтяной и газовой нромышленности.

Известен аннарат для проведения тепломассообменных и сепарационных процессов в жидких иГазообразных средах, включающий в себя корпус, патрубки ввода рабочей среды в виде-сопел, патрубки вывода продуктов разделения и каскад последовательно соединенных вихревых труб 1.

Известно устройство для разделения углеводородных смесей, включающее вихревую трубу, камеру с завихрителем и сенаратор, смонтированные последовательно-и соосно в блок 2. .

Однако эффективность применения такого устройства нри работе в режиме разделения жидких углеводородных смесей, например для регенерации насыщенного абсорбента или стабилизации углеводородного конденсата, недостаточна, так как состав перерабатываемого углеводородного сырья (нефтяного или природного газа) обычно нестабилен - изменяется со временем, следовательно, изменяется и состав насыщенного абсорбента, а также нестабильного конденсата. Для обеспечения требуемой эффективности регенерации или стабилизации необходимо оперативно изменять соотношение между геометрическими характеристиками основных конструктивных элементов вихревых труб (в первую очередь соотношение площади критического сечения соплового ввода к площади вихревой трубы), а также параметры состояния разделений смеси внутри вихревой трубы (статические давления и температуру).

Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет расширения диапазона эффективной работь.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для разделения углеводородных смесей, включающей вихревую трубу, камеру с завихрителями и сепаратор, смонтированные последовательно и соосно в блок, камера с завихрителями установлена нижним концом в вихревой трубе, а верхним - в сепараторе с возможностью вертикального перемещения.

Кроме того, устройство выполнено из соединенных между собой параллельно блоков.

На чертеже показано устройство для разделения углеводородных смесей.

Устройство включает два или несколько блоков 1: вихревая труба - камера с завихрителями - сепаратор, присоединенных к патрубку ввода исходной смеси 2, к патрубкам вывода продуктов: регенерированного абсорбента 3, газа регенерации 4. Каждый блок образован смонтированными .

соосно сепараторо.м сбора жидкости 5, вихревой трубой 6 с. регулятором расхода жидкости, камерой 7 с завихрителями и сепараторо.м отделения газа регенерации 8. с Камеры 7 с завихрителями нижним концом в.ходят в вихревую трубу 6, а на торце этого конца кренится диафрагма 9 вихревой трубы 6 и диффузор ввода приосевой газожидкостной смеси 10. Верхняя часть камеры 7 находится в сепараторе 8 и соединена

0 со щтоко.м 11. Верхняя часть штока 11 находится над сепаратором 8. Узел ввода 12 щтока в сепаратор 8 имеет резьбу для перемещения и фиксации щтока, а также уплотнение для предотвращения утечки газа из сепаратора.

Вихревые трубы имеют дроссель-вентили 13, укрепленные в нижней части сепараторов 5.

Устройство работает следующим образом. Смесь жидких углеводородов, например

0 насыщенный абсорбент или нестабильный конденсат, поступает на установку в блоки 1 по патрубку ввода 2 и выводится в вихревые трубы 6.

Расширение смеси в них приводит к испарению легкокипящих компонентов смеси. Образовавшаяся жидкостно-газовая смесь, тангенциально введенная в вихревые трубы, формирует вращающийся газожидкостный поток. Выделившийся газ (газ регенерации) и капельная жидкость концентрируются

0 в их приосевой части и выводятся через камеру с завихрителем 7 в сепаратор 8, а жидкая фаза, содержащая абсорбент, концентрируется в пристеночной части и выводится в сепаратор сбора жидкости 5. Капельная жидкость, отделенная в сепараторе 8, отводится через патрубок 14 в сепаратор 5.

В случае изменения состава исходной смеси для обеспечения эффективного разделения изменяют площадь критического сечения соплового канала 15 вихревой трубы изменением вертикального положения камеры 7 с завихрителями путем вращения щтока 11 и перемещения его по резьбе узла вывода 12, а также изменяют параметры состояния внутри вихревой трубы путем

5 изменения положения запорного органа дроссель-вентиля 13. Постоянство расхода абсорбента или конденсата через установку обеспечивают отключением или подключением других блоков.

Выполнение камеры 7 с завихрителем

0 подвижной и установленной нижним концом в вихревую трубу, а верхним в сепаратор позволяет изменять производительность установки в 2-3 раза при постоянной эффективности регенерации насыщенного абсорбента в отличие от прототипа. Кроме того,

5. снабжение камеры с завихрителями винтовым щтоком для регулировки и фийсации ее вертикального положения позволяет расширить диапазон эффективной работы

предлагаемой установки в 2-3 раза по сравнению с прототипом за счет изменения площади критического сечения соплового канала, а следовательно, и отношения этой величины к площади вихревой трубы при перемещении камеры с завихрителем с помощью вращения щтока.

Компановка предлагаемой установки из нескольких блоков типа «вихревая труба - камера с завихрителями - сепаратор, соединенных между собой параллельно трубопроводами ввода исходного газа и вывода конечной продукции, которые снабжены запорными вентилями, позволяет монтировать установку для разделения углеводородных смесей любой производительности с минимальными затратами.

Для оценки экономической эффективности от применения предлагаемой установки принимаем за базовый объект блок регенерации насыщенного абсорбента Коробковского ГПЗ, который состоит из абсорбционноотяшрной колонны АОКи десорбера. Подключение предлагаемой установки на входе насыщенного абсорбента в АОК позволяет разгрузить колонну по газовой фазе в 2-3 раза, повысить эффективность процесса и снизить энергозатраты на регенерацию абсорбента на 10-12%.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ, включающее вихревую трубу, камеру с завихрйтелем и сепаратор, смонтированные последовательно и соосно в блок, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет расширения диапазона эффективной работы, камера с завихрителем установлена нижним концом в вихревой трубе, а верхним - в сепараторе с возможностью вертикального перемещения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено из соединенных между собой параллельно блоков.