Способ отделения по крайней мере одного компонента ископаемого топлива Советский патент 1991 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к способу разделения и/или очистки естественных ресурсов, которые представляют жидкие углеводороды, и производящихся в море, например, на рабочей площадке нефтяной или газовой скважины.

Цель изобретения - повышение эффективности отделения.

На фиг.1 дан ротор, состоящий из группы конусов, общий вид; на фиг,2 - вращающееся устройство, которое может быть использовано для отделения небольшого количества газа от жидкости по предлагае- - мому способу, общий вид; на фиг.З - то же, которое может быть использовано для отделения небольшого количества жидкости от газообразной фазы по предлагаемому способу, на фиг.4 - то же, которое может использоваться для разделения двух жидких фаз по предлагаемому способу; на фиг.5 - технологическая схема отдельных этапов добычи нефти.

В том случае, когда ротор включает группу конусов 1 - 3, центробежная сила, создаваемая ротором, оказывает различное действие на разные фазы нефти. Так, фаза, которая имеет более высокую плотность, перемещается от оси ротора быстрее компонента, который имеет меньшую плотность, так, что в любой плоскости, поперечной оси, на верхней поверхности любого конуса собирается фаза с более высокой плотностью, а на нижней поверхности любого конуса собирается фаза с более низкой плотностью. Эффективность ротора частично зависит от расстояния, которое должна преодолеть

о о ел

о VI

со

смесь под действием центробежной силы, а также от величины центробежной силы. Расстояние между конусами находится в пределах 0,2 мм - 1 см, а угол их конусности составляет 20 - 40°, Расстояние между конусами может быть одинаковым мли меняется.

В одной группе может испом0.зоваться От 10 до 100 конусов. Толщина стенка сону- са может быть Одинаковой к неодинаковой. Конусы могут быть самонесущими у, несамо- несущмми, Самонесущие конусы могут произвольно или равномерно распределяться s группе несамоиееу,дих хонусов, Конусы могут изготавливаться из любого подходящего материала, например из металлов таких, как титан или алюминий и их сгкзвы УЛИ из упрочненных композиционных материалов, включающих, например, стекловолокно, углеродкоз золокно или соответствующие Органические волсгнз, например Кеаязр (торговая марка). Сырая нефть подается через перфорированный мл 4, просамивзетс« через соответствующим образом расположенные отверстия в проефанствах между конусами. Разделенные компоненты отводятся по грубам, расположенным коакси- ально с ротором.

Ротор 5 (фиг.2) смонтирован на валу 8, 1рм помощи которого он вращается и вклк. чает группу конусое или проницаемый элемент, например, изготовленный из метаплмческой СКЗЛЗУИСЙ пемь1 торговой марки Ретине 1. Ротор 5 расположен по оси цилиндрического резервуара 7 образующего камеру 8, А снабжен подводящей трубой 9, в нижнем конце которой имеются отверстия 10 дня подачи сырой нефти. Для этвода жидкой фазы предназначена отводная труба 11, а для отвода газовой фазы - отводная труба 12, Это устройство снабжено уллот;- йнием 13 и механическим уплотнением 14.

В процессе работы сырая нефт,, находящаяся г ид высоким дазленче,. поступает в ротор Ь по подводящей трубе 9 i° через отверстия 10. Ротор вррщи-этся с такой скоростью, ч.о сырая нефгь подвергается воздействию ускорение, кратного ускорению, возникающему под действием силы тяжести (д).

Под влиянием центробежной силы {ускорение г-г 100 до SCO g) в роторе 5 происходит разделение газовом и жидкой фаз, при этом жидчая фаза направляется наружу в радиальном направлении через 5 в камеру 8, а оттуда отводится отводной трубой 11, а газовая Фаза направляется внутрь в радиальном направлении через ротор 5 и отводите: отводной грубой 12.

В устройстве, показанном на фиг.З,- ро- гор 5 смонтирован на валу 6 с помощью приспособления, которое служит для его вращения. Верхняя часть 15 ротора 5 образована кольцевой совокупностью отверстий 16 и фланцем 47. Ротор 5 расположен пооси зяутри цилиндрического резервуара 7, образующего камеру 8, и оснащен подводящей трубой 9, отводной трубой 11 для

0 отвода жидкой фазы и отводной трубой 12 для отвода газовой фазы с фланцевым основанием 18 и лабиринтным уплотнением 19. Ротор 5 может представлять кольцевой элемент, изготовленный из металлической ске5летной гены Ретимет, или может состоять из группы параллельных кольцевых дисков MW; конусов. 8 процессе работы газ, содержащий небольшой объемный процент жидкой Фазы, подается по подводящей трубе 9

П и через отверстия.16 к ротору 5. Внутри ротора 5 происходит разделение газа и жидкости, при этом жидкая фаза направляется наружу через ротор 5 в камеру 8 и оттуда отводится отводной трубой 11, а газовая

6фазз направляется внутрь через ротор и отводится отводной трубой 12.

На фиг.4 изображен ротор 5, включающий основание 20, цилиндрическую на0 ручную стечку 21, цилиндрическую заутреннюю стенку 22 и кольцевую верхнюю часть 15, смонтированный на валу 6. В нижней части цилиндрической наружной отенки 21 имеются отверстия 23, а в нижней

5 части внутренней стенки 22 - отверстия 24. Приспособление 25 для отвода жидкости в зиде уплотнительного кольца смонтировано с наружной стороны цилиндрической наружной стенки 21. Верхняя часть 15 ротора

0 5 образована совокупностью отверстий 16 и фланцем 17. Симметрично оси вращения ротора 5 и внутри этого ротора смонтирован кольцевой проницаемый элемент 26, изготовленный из проницаемого материала (ме5 таллической скелетной пены Ретимет). В устройстве предусмотрены лабиринтные уплотнения 13м 19 и механическое уплотнение 14. В процессе работы жидкая фракция сырой нефти подается по подводящей трубе

0 9 и через отверстия 16 - к проницаемому цементу 26, В порах проницаемого элемента происходит разделение водной фазы и жидкой органической фазы под действием центробежной силы, создаваемой в ре5 зулыате вращения ротора. Водная фаза направляется наружу через отверстия в проницаемом элементе и через отверстия 1 и уплотнитзльное кольцо 25 попадает в 8, а затем огаодится отводной трубой 11.

Органическая фаза направляется внутрь через поры проницаемого элемента 4, отводится через отверстия 24 и по отводной трубе 12.

На фиг.5 изображена подача сырой неф- ти из устья скважины к одному или обоим газоотделителям, в которых происходит процесс разделения по предлагаемому способу и которые могут иметь форму устройства, показанного на фиг,2. Сырая нефть, содержащая большую или меньшую часть удаленного газообразного компонента, выводится из ротора и поступает в следующую ступень, в то время, как отделенный газообразный компонент удаляется отдельно, на- пример, в хранилище топливного газа или в трубу факела. Вслед за отделением газа сырая нефть направляется в отделители жидкости, в которых происходит дальнейший процесс разделения по предлагаемому спо- собу и которые могут иметь форму устройства, изображенного на фиг.4. Водная фаза из отделителей жидкости может выбрасываться, например, в море или использоваться для закачивания в нагнетательные скважи- ны. Органическая жидкость из отделителей жидкости может направляться в соответствующее хранилище либо подаваться в танкер или нефтепровод. Создание двух независимых параллельных разделительных линий обеспечивает широкий диапазон рабочих параметров и позволяет эксплуатировать одну линию во время останова второй, например, для проведения технического обслуживания.

Формула изобретения Способ отделения по крайней мере одного компонента ископаемого топлива, содержащего множество фаз различной плотности, заключающийся в подаче и пропускании ископаемого топлива через разделительное устройство в виде вращающегося ротора, где оно подвергается воздействию центробежной силы так, что фазу с большей плотностью перемещают наружу относительно оси вращения ротора, а фазу с меньшей плотностью перемещают в радиальном направлении внутрь относительно оси вращения ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отделения, ископаемое топливо подают в ротор под давлением, превышающим атмосферное, и пропускают через проницаемый элемент, находящийся в роторе.

Изобретение относится к способу разделения и/или очистки естественных ресурсов, и позволяет повысить эффективность отделения. Способ отделения заключается в подаче и пропускании ископаемого топлива через разделительное устройство в виде вращающегося ротора, где оно подвергается воздействию центробежной силы так, что фазу с большей плотностью перемещают наружу относительно оси вращения ротора, а фазу с меньшей плотностью перемещают в радиальном направлении внутрь относительно оси вращения ротора. Ископаемое топливо подают в ротор под давлением, превышающим атмосферное, и пропускают через проницаемый элемент, находящийся в роторе. 5 ил.

Фиг.1

- -,-J

.

11

Фив.2

Фи&З

/

12

Ј

13

ж.;, i...

fe

{-С-ищьЛ ЬЬЫ ЫЬЬ ЛЛА

П

19

15 / ХЙ1

./. /УН

Й/&4

ГазоЬый компонент

Напорный pejeplyap

4i

я

Ч

0ptomm