Сепарирующий элемент мультигидроциклона Советский патент 1988 года по МПК B01D19/00 B04C5/12 

Изобретение относится к устройствам для сепарации и подготовки нефти и может быть использовано на промыслах и нефтеперерабатывающих заводах для отделения легких легколетучих углеводородов и механической деструкции нефти.

Цель изобретения - повьппение эффективности сепарации.

На фиг. 1 изображен сепарирующий элемент мультигидроциклона; на- фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг.З вид А на фиг.2; на фиг. 4 - установка стабилизации нефти с мульти- гидроциклоном.

Установка стабилизации нефти состоит из сепаратора 1 (фиг.4) с патрубком 2 для отвода стабильной нефти и патрубком 3 вьшода парогазовой смеси. Кроме того, этот сепаратор снабжается-соединительным штуцером 4 и опорным штуцером 5. Внутри сепаратора имеется барботирующее устройство 6 с соединительным патрубком 7 Основньм элементом установки для стабилизации нефти является турбулиза- тор - ступенчатый мультигидроциклон 8, состоящий из сепарирующих гидроциклонных элементов 9. Каждьтй гидроциклонный элемент устанавливается в стакан и снабжается сливной камерой 10, соединенной со стаканом с помощью фланцев 11, завихрителем 12, рабочим элементом которого является сужающаяся винтовая канавка, позволяющая ос5пцествить пленочное истечение жидкости. Кроме того, ступенчатый мультигидроциклон снабжен тангенциальным вводным патрубком 13 камерой 14 распределения и перегородкой с прорезями 15. Тяжелая фаза из каждого гидроциклонного элемента поступает в сепаратор через опорный штуцер, а легкая фаза в виде парогазового Потока по патрубкам 16 собирается в сборник 17 и далее по трубопроводу 18 через соединительный штуцер 4 и соединительный патрубок 7 направляется в барбот,ажное устройство 6.

Каждая сливная камера 10 имеет внутреннюю развернутую поверхность 18 в виде параболоида вращения, заканчивающуюся геометрическим резры- вом - внезапным расширением с помощью ребра 19 - и соединенную с камерой 20 сбора капельной жидкости. Эта камера соединяется со сборником0

коллектором 21, жидкость из которого поступает в сепаратор 1 через опорный штуцер 5. Кроме того, каждая сливная камера 10- снабжена наконечником 22, состоящим из цилиндра 23, кольца 24 из гидрофобного материала, конуса 25, входящего элемента 26 с винтовыми канавками 27 и ребрами 28. Установка стабилизации нефти работает следующим образом.

Сырая нефть подается тангенциально через патрубок 13 в камеру 14 распределения жидкости ступенчатого

5 мультигидроциклона 8. Далее нефть через прорези 15 перегородки камеры распределения попадает в завихритель 12, обеспечивающий пленочное истечение жидкости, которым снабжается

0 каждый гидроциклонный элемент 9 тур- булизатора. Интенсивно закручиваясь в гидроциклонном элементе, нефть под действием центробежных сил разделяется на легкую и тяжелую фазы. Тяже5 лая фаза по периферии стекает по стенкам элемента и собирается через опорный штуцер 5 в сепаратор 1. Легкая фаза концентрируется в центре гидроциклонного элемента в виде парогазового интенсивно вращающегося шнура. Парогазовая смесь концентрируется в центре вращения потока и устремляется в сливную камеру 10. Однако более тяжелые углеводороды в виде тумана или пленки жидкости концентрируются по наружной поверхности сливной камеры, накапливаясь, стекают по гидроцилиндру 23, приближаясь к кольцам 24 наконечника 22. Его наружная поверхность гидрофильна, а кольца 24 вьтолнены из гидрофобного материала и жалеют толщину 1/10-1/20 наружного диаметра этого наконечника. Как показали визуальные исследования

с лабораторной прозрачной модели гидроциклонного элемента, проведенные в промысловых условиях, кольцо из гидрофобного материала толщиной более 1/10 диаметра цилиндра наконечника приводит не к образованию и слиянию капель жидкости, а к их размазыванию, к преждевременному срьшу закручен- ньм потоком парогазовой смеси. В то же время кольцо толщиной менее 1/20 диаметра цилиндра наконечника не образует достаточно устойчивых капель жидкости.

В центре вращения потока в сливной камере происходит потеря крутки

D

5

0

0

5

потока. Это ухудшает процесс более полного выделения легких углеводородов из нефти. Для исключения потерь крутки потока входной участок наконечника имеет винтовые канавки 27, образованные с помощью ребер 28, так что при прохождении потока парогазовой смеси через эти канавки он получает дополнительную крутку потока и тем самым интенсифицируется процесс вьщеления углеводородных газов. Этому способствует и конструктивное выполнение внутренней поверхности сливной камеры 10 в виде параболоида вращения. Кроме того,эта поверхность соединяется с внезапно расширяющейся камерой 20 сбора капельной жидкости. Это позволяет более полно удалить из жидкости выделив- .шиеся углеводородные газы и сконцентрировать жидкую, более тяжелую фазу легких углеводородов вследствие появления эффекта детандера в t-iместе внезапного расширения камеры сбора капельной жидкости.

Капельная жидкость вместе с конденсированными углеводородами поступает через сборник-коллектор 21 в сепаратор 1. Отделенная парогазовая смесь, собранная в отдельный коллектор, по соединительной трубе 18 через соединительный щтуцер 4 по соединительному патрубку 7 поступает в барботажное устройство 6. Барботиро ванием скопившейся в сепараторе 1 нефти парогазовой смесью достига0

5

0

5

0

5

ется более глубокая стабилизация нефти. Парогазовая смесь из сепаратора 1 удаляется через патрубок 3 отвода парогазовой смеси, а стабильная нефть направляется потребителю через патрубок 2 отвода стабильной нефти.

Отдувка легких углеводородов обеспечивает не только получение качественной стабильной нефти, но и сохраняет тяжелую фракцию легких углеводородов, вьщеляемьк в центробежном поле гидроциклона в барботажное устройство. Кроме того, не требуется дополнительных энергетических затрат.

Конструкция сепарирующих элементов мультигидроциклона повьш1ает эффективность сепарации и позволяет получать стабильную нефть высокого качества.

Формула изобретения

Сепарирующий элемент мультигидроциклона, включающий сливную камеру с наконечником и криволинейными стенками, соединенную верхней частью с камерой сбора жидкой фазы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации, сепарирующий элемент снабжен гидрофобными кольцами, установленными на наружной поверхности наконечника и выполненными толщиной 0,05D S бО,ID, где D - диаметр кольца, а внутренняя поверхность наконечника выполнена с винтовыми канавками.

Газ, пар

Конденсат

22

28

Вид f

Изобретение относится к устройствам для сепарации и подготовки неф- ти и может бьггь использовано на промыслах и нефтеперерабатывающих заводах для отделения легколетучих углеводородов из нефти. Целью изобретения является повышение эффективности сепарации. Сепарирующий элемент мультигидроциклона содержит сливнзто камеру с наконечником и криволинейными стенками, соединенную верхней частью с камерой сбора жидкой фазы. На наружной поверхности наконечника установлены гидрофобные кольца толщиной 0, 0, ID, где D - диамет.р кольца. Внутренняя поверхность наконечника выполнена с винтовыми канавками. 4 ил. с S

Фиг. /

Фи9.3

6

Нефтб стабильная

хрШ1ПЩ

Сырьё

Фиа. 4