Газонефтяной сепаратор Советский патент 1976 года по МПК B01D19/00 

1

Изобретение относится к устройствам для разделения газожидкостных сред, склонных к пенооб.разованию, и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности для отделения газов от нефти.

Известен газожидкостный сепаратор, включающий горизонтальный кориус с устройством для гашения кинетической энергии вводимого потока в виде пакета перегородок V-образной формы. Внутри корпуса размещены пакеты сепарирующих пластин (1).

В «звестном сепараторе не обеспечивается достаточно эффективного дробления вводимого потока, поэтому увеличивается пенообразование и снижается эффективность сепарации.

Известен также газонефтяной сепаратор, включающий горизонтальный корлус с входной насадкой и насадками для .вывода газа и нефти, Внутри которого размещены пакеты расположенных с зазором одна относительно другой пластин, разделяющие корпус на отстойные и каплеулавливающие секции. В известном сепараторе входная насадка расположена горизонтально (2).

При горизонтальном расположении насадки газожидкостный поток направляется непосредственно на поверхность зоны осаждения жидкости и тем самым вызывает допол)1ительное пенообразование, что ведет к снижению ироизводительности сепараторов.

С целью уменьшения ненообразования при вводе потока газожидкостпой смеси и увеличения производительности сеиаратора в предложенном сепараторе входная насадка расположена вертикально.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый сенаратор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - входная насадка, продольный разрез; на фиг.

4 - разрез по Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - один из вариантов исполнения насадки, продольный разрез; на фиг. 6 - разрез по В-В на фиг. 5.

Газожидкостный сепаратор имеет горизонтальный корпус 1, снабженный входной насадкой 2 и насадками 3, 4 для вывода газа и нефти соответственно.

Насадки 2, 3 и 4 установлены вертикально относительно продольной оси емкости 1 и

герметично соединены с ней, причем насадки

2 и 3 расположены в верхней части емкости,

где собирается газ, а насадка 4 в нижней

части емкости, где скапливается жидкость.

Внутри корпуса по всему поперечному сечению газового объема и на некотором расстоянии друг от друга по его длине расположены пакеты 5 наклонных или вертикальных металлических пластин 6. В каждом пакете 5 пластины 6 расположены между двумя полукольцевыми фланцами 7 .параллельно оси корnyca и с зазором одна относительно другой так, что образуется множество трактов 8, по которым в процессе сепарации движется газ с оклюдированными в нем капельками жидкости.

Снизу пластины 6 удерживаются во фланцах 7 швеллерной балкой 9; между балкой 9 и пластинами 6 уложены прокладки 10. Пакеты 5 пластин 6 установлены на продольных полках 11, прикрепленных к внутренней поверхности корпуса. При необходимости расстояние между пакетами пластин можно регулировать. Чтобы увеличить площадь контакта с газожидкостной средой пластинам придают волнистую форму.

Пакеты 5 пластин 6 разделяют корпус на отдельные сообщаемые между собой через тракты 8 гравитационные отстойные секции (камеры) 12. Следует иметь ввиду, что количество пакетов 5, а значит и гравитационных камер 12 может быть различным и зависит от того, в какой по порядку ступени сепарации применен данный сепаратор. Как известно, процесс сепарации, например газа от нефти, осуществляют в четыре ступени. Ясно, что сепаратор в первой ступени будет иметь большее количество пакетов 5.

Входная насадка 2 сепаратора может иметь различное конструктивное выполнение.

В одном варианте, как ноказано на фиг. 3 и 4, насадка состоит из двух коаксиально установленных патрубков 13 и 14, а внутренний патрубок 13 прикреплен к корпусу 1. Наружный патрубок 14 имеет стаканообразную форму с множеством щелевидных отверстий 15 на его боковой стороне для прохода газожидкостной среды, которые расположены поперечно И под различными углами относительно его оси. Внутренний патрубок 13, по которому подается газожидкостная среда, расположен с зазором 16 по отношению к наружному патрубку il4, причем зазор 16 в верхней части патрубка 14 закрыт пробкой 17. Внутренний патрубок 13 выполнен со снлошными стенками, и его выходной конец 18 несколько не доходит до днища 19 наружного патрубка 14 для беспрепятственного прохода потока в кольцевой зазор 16 и далее в щелевидные отверстия 15 патрубка 14. Указанный патрубок 14 имеет на внутренней стороне продольные ребра 20 жесткости, а в его днище 19 может быть несколько отверстий 21.

Газожидкостная среда распыливается такой насадкой в емкости корпуса сепаратора в виде плоских поперечных струй.

В другом варианте выполнения входная насадка, как показано на фиг. 5 и 6, также состоит из двух коаксиально установленных патрубков 22 и 23, при этом наружный патрубок 22 имеет по всей длине боковой стороны продольные щелевидные отверстия 24. Внутренний латрубок 23, который закрепляется в корпусе 1, расноложен с зазором 25 по отношению к наружному патрубку 22, и его выходной конец упирается в днище 26 патрубка 22. При этом внутренний патрубок 23 также имеет на своей боковой стороне продольные щелевидные отверстия 27, которые смещены на некоторый угол относительно отверстий 24 наружного патрубка 22. Газожидкостная среда распыляется такой насадкой в емкости корпуса сепаратора в виде плоских продольных струй. Насадка 3 для вывода газа может быть оборудована фильтром известной конструкции (не показан) для более полного предотвращения уноса капелек жидкости в газовую линию.

Работа предлагаемого сепаратора для разделения газожидкостных сред осуществляется

следующим образом.

Газожидкостный поток, подлежащий разделению, вводится в корпус 1 через входную насадку 2. В Случае использования входной насадки, представленной на фиг. 3 и 4, газожидкостная среда под давлением проходит но внутреннему патрубку 13 и при встрече с днищем 19 наружного патрубка 14 меняет направление своего движения, теряя кинетическую энергию; далее заполняет кольцевой зазор 16 между патрубками 13 и 14 и изливается в первую по ходу сепарации камеру 12 через щелевидные отверстия 15 наружного патрубка 14 в виде множества плоских поперечных струй, дробящихся в конце своего пути

до пылевидно-парообразного состояния. В случае использования входной насадки, представленной на фиг. 5 и 6, жидкогазовый поток под давлением поступает во внутренний патрубок 23 и через его щелевидные отверстия

27, теряя часть кинетической энергии, проходит в кольцевой зазор 25 между патрубками 22 и 23. Благодаря тому, что отверстия 27 внутреннего патрубка 23 смещены относительно отверстий ,24 наружного патрубка 22,

поток жидкогазовой среды изменяет направление, теряя окончательно свою кинетическую энергию. Через щелевидные отверстия 24 в наружном патрубке 22 жидкогазовая среда изливается в первую камеру 12 в виде продольных нлооких струй, которые распыляются в конце своего пути до пылевидно-парообразного состояния.

Вертикальное расположение входной насадки исключает прямое попадание газожидкостного потока на зеркальную поверхность зоны осаждения жидкости и предотвращает дополнительное ценообразование тяжелых нефтей. В первой камере 12 корпуса 1, где устанавливается входная насадка 2, за счет разности удельных весов более тяжелые капли жидкости оседают в нижней части корпуса, а легкие капли уносятся массой газа в тракты 8 первого пакета 5 пластин 6. В трактах 8 капли жидкости прилипают к поверхности пластин 6, с которых они под тяжестью собственного веса стекают в нижнюю часть корпуса. Отделенный от жидкости газ (уже частично осушенный в первой камере 12) направляется

в следующие камеры 12 для повторной сенаб

рации, где описанный процесс повторяется. Процесс отделения газа от жидкости в пакетах 5 пластин б сопровождается естественным орошением поверхности жидкости в нижней Части корпуса. Газ, отделенный от жидкости, удаляется через насадку 3, а жидкость сливается через насадку 4.

Формула изобретения

Газонефтяной сепаратор, включающий горизонтальный корпус с входной насадкой и насадками для вывода газа и нефти, .внутри которого размещены пакеты расположенных с

б

зазором одна относительно другой пластин, разделяющие корпус на отстойные и каплеулавливающие секции, отличающееся тем, что, с целью уменьшения пенообра.ювания при вводе потока газожидкостной смеси и увеличения производительности сепаратора, входная насадка расположена вертикально.

Материалы, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США N° 2349944, кл. 55-1, опубл. 1944.

2.«Справочник по зксплуатадии нефтяных месторождений, изд-во «Недра, Москва, 1964, стр. 328.

1/

/ 12

в-в

В-Б

-18

-75

20

ФvгЛ

8 (риг.В

2И