CN109310932A - 烃-水分离器 - Google Patents

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Abstract

一种用于从水中分离烃的装置(100),包括罐区段(110),罐区段包括穿过圆柱形罐壁(101)的流体入口管(111),后续的气体混合器(109),流体入口管(111)随后进入位于罐区段(110)内的截断的锥形罐区段(113)。截断的锥形罐区段(113)包括管道扩展(114),确保流体沿着锥形罐区段(113)的内壁朝向锥形罐区段(113)的上部切向分布,其中环形安装的间隔导向叶片(1140)布置在锥形罐区段(113)的上部。

Description

烃-水分离器
技术领域
本发明涉及一种用于分离烃类和水的设备,特别是使用工艺气体从水相中气举油的方式从与石油和天然气生产相关的生产水或从油污水中提取油的设备。
此外,公认的事实是环境条件由监管机构管理,其要求在某些脆弱的位置100%的清洁效率,这导致操作人员面临越来越多的挑战。本发明解释了这些要求。
背景技术
几种情况下需要分离烃(即油和/或气)和水。一个典型的例子是从船上的舱底水中分离油。另一个例子是从海上石油或天然气田生产的井液中分离石油和/或天然气。在两个实例中,输入流体通常具有高含量的水。此外,输入流体的速率可能很大,而船上或海上平台上的分离罐的可用空间可能是有限且昂贵的。
水力旋流器和其他快速液-液分离器在本领域中是已知的,这里不再进一步讨论。本发明涉及一种用于输入工艺流体的分离器,该分离器主要包括例如来自水力旋流器的油污水。
本文所述类型的分离器使用工艺气体(例如N2或CO2)来形成气泡。输入流体中的油附着在气泡上,并上升到表面,而水则下沉。气态烃也形成气泡,并与工艺气体和油一起从分离罐的顶部除去。由于液体中溶解的气体量与液体上方的压力成比例,输出液体中的压力通常等于环境压力以确保气体在分离罐内释放。入口处的压力可以在一个或多个级中降低,并且可以包括低于大气压的压力以增强气泡形成和脱气。
WO02/41965公开了一种分离罐,其中涡流设置在垂直的圆柱形罐内以增强分离。更具体地,罐在其内表面上具有螺旋引导件以产生旋转流动。旋转流动迫使较轻的组份,例如油和气体液滴,朝向内部同心圆柱形壁,在那里它们聚结并上升到液体表面,而较重的组份径向向外和向下移动。水通过罐下部的出水口排出。
EP 1779911A1,EP 2263768A1和EP 2442881B1描述了不同类型的立式圆柱形罐,其中通过设置至少一个涡流来增强分离。这些类型在罐的下部的出水口附近具有盘式的涡流破碎器。通过这些已知方法获得的效率不令人满意。
WO9965588A1描述了一种用于从油中除去水的分离罐,其中在将混合物引入第一部分的底部之前将工艺气体添加到油中。调节压力使得气体形成通过流体上升的气泡。气泡中的气体被环境油迅速加热,因此其相对湿度降低并从油中抽出水蒸气。从容器的顶部抽出气体和水蒸气,同时从第二部分的底部除去油。容器的第一和第二部分由分隔壁隔开,优选以管的形式。效率仍然不令人满意,并且还需要人工预热流体和包装装置以获得最大表面积。
WO2010080035和WO2013109345A1提供了垂直的圆柱形分离罐的实例,其中将气体例如N2加入到输入流体中,混合物通过罐内的中心管进入罐中。中心管包括分支和切向取向的喷嘴以建立涡流。还提供了顶部的烃类出口、内表面的螺旋导向装置,涡流破碎器和底部的清洁水出口。需要导板,并且没有安装用于阻止或减少旋转流体作用或在烃类和气体离开水相的位置处的不希望的流体振荡的装置。这大大地降低了每个级的效率。
EP2263767A1描述了一种用于从水中分离油和气的分离罐,该分离罐包括圆柱形垂直罐和内锥形段,其中液体和气体的混合物被驱动沿锥形壁的外部旋转向上运动和锥形顶部出口处的相邻区域运动。分离罐没有提供对烃类气体释放区中液体流动的充分控制,效率不尽如人意。
EP1779911A1公开了一种分离罐,发明人与本申请相同。EP1779 911A1的分离罐与上述EP2263767A1的分离罐相容,EP1779 911A1的分离罐包含单锥形截头,并且分离罐可与一个或多个类似的分离罐耦合以提高整体效率。分离器不能充分控制烃类气体释放区中的液体流动,效率不尽如人意。
上面的分离器可以包括多个罐区段或级,使得来自一级的水输出是下面的下一级的流体输入。两个至四个级是常见的,每个级通常需要工艺气体。所有级的压力可能相等。然而,可取的是限制每个级或罐区段中的压降以在区段内实现相对缓慢的流动,从而增加粘附到区段内的气泡的油量,并因此增加区段的效率。每个级的有限压降可能需要额外的级才能达到所需的输出压力。此外,对油-水-气分离区中的液体运动的边际控制可通过防止油和气的最佳释放而进一步降低效率,这可能需要额外的级以进行被准许的清洁。气-液混合器也可在提高该工艺的整体效率方面起重要作用。
本发明的一般目的是解决上述问题中的至少一个,同时保留现有技术的益处。更具体地,本发明的目的包括改进现有技术的分离器中的功效和分离速率,减少所需的工艺气体的量,影响操作成本的其他因素,以及在需要船外清洁水流时,将本发明与用于海上的生物修复指定的有限空间相结合在脆弱区域来开展操作。
发明内容
这通过根据权利要求1的用于从水中分离烃的设备来实现。该用于从水中分离烃的设备,包括:
罐区段,罐区段包括:
穿过圆柱形罐壁的流体入口管,后续的气体混合器,
随后进入的流体入口管;
位于罐区段内的截断的锥形罐区段(平截头体),该截断的锥形罐区段包括:
管道扩展,确保流体沿着锥形罐区段的内壁朝向锥形罐区段的上部的切向分布,其中
环形安装的间隔导向叶片,其布置在锥形罐区段的上部,阻止流体的旋涡运动并将剩余的运动结合成在叶片之间的空间内的轴向和径向运动,和
在罐壁的上部的罐盖处的烃出口,和
位于罐盖上的安全阀和液位指示器,和
用于除垢和碎屑清除的管道,管道连接到锥形区段的下部,以及
位于罐区段底端处的水出口。
在一个实施例中,该设备还包括后续的罐区段,其中第二罐区段的流体入口管连接到前一个罐区段的向下流动的出水口,通过涡流镀层的出口连接到管道,并进入位于下部罐区段内的截断的锥形罐区段,并且其中管道通过气体入口管经受额外的气体,管道通向类似于罐区段的管道扩展,其中第二罐区段包括位于其上部的烃出口和罐盖底部的水出口。
根据本发明的设备不需要为了使流体在锥形罐区段中设定为向上旋转运动而在流体入口处设置导向板。
附图说明
下面将参考附图更详细地说明本发明的具体实施方式,其中:
图1示出了根据本发明的具有两个锥形罐区段的实施例,
图2-4示出了分离器的可替代的流体控制装置,
图5示出了从中心安装的喷射管以不同直径延伸的虹吸管道扩展,
图6示出了本发明的一个实施例,其具有一个锥形罐区段,锥形罐区段具有双输入端口,
图7A是沿图1中B-B平面的横截面图,示出了典型的管道扩展,
图7B是沿图6中A-A平面的横截面图,示出了单级工艺中典型的管道扩展,
图8示出了本发明的一个实施例,其具有两个或更多个锥形罐区段,其具有底部径向向下突出的倾斜板,
图9示出了特别参考图1中的平面C-C的气-流混合器,
图10示出了诸如生物修复的已知技术的原理,向流入分离罐段的流体中加入稳定的氧气流,分离罐段与先前描述的清洁装置串联连接。
具体实施方式
本发明涉及一种用于从水中分离烃的装置,包括罐区段110,其具有通过圆柱形罐壁的流体入口1,并且流体入口1进一步穿过碗状物上方的内锥形罐区段的壁,在罐区段110的顶端3具有烃和工艺气体出口,并且外罐的底部4具有水出口。入口管111伸入两个或多个管道,即如图1所示的管道扩展114。管道扩展114也由图7A和图7B示出,管道扩展114具有开口端,开口端切向安装并靠近锥形罐区段的内壁,从而迫使入口流沿着内锥形壁113朝向流体控制装置(即图1所示的导向叶片1140)的各种替代方式旋转向上运动。图2,图3,图4和图5中还示出了流体控制装置的替代方案,流体控制装置被设置成阻止在截断的锥形罐区段上方的位置处的不希望的流体运动,其中携带油膜的气泡被提取进入喷射管115。当截断的锥形罐区段突出到垂直安装的板中形成如图4,A-A部分所示的两个或多个开口侧通道时,喷射管偏离垂直中心线。然而,当如图1和图8所示在截断的锥形罐区段的出口处使用导向叶片1140时,喷射管115可沿着截断的锥形罐区段的中心线放置或者优选偏离中心线放置。
图1示出了本发明的具有两个锥形罐区段的实施例。挡板130附接到邻近截断的锥形罐区段的上锥体113的壁上,从而在进入如上所述的流体控制装置上方的向上和水平层流之前降低流体的旋转速度。
图2中示出了替代的流体控制装置,其以多孔板的形式位于导向叶片1140和罐壁101,102之间的区域中。导向叶片1140和多孔板从导向叶片的底部延伸到罐壁102或圆形垂直板,当罐的直径不适宜地大(例如相对于截断的锥形罐区段达到2:1)时确保最佳的增强效率。
图3示出了由多孔板覆盖的截断的锥形罐区段,多孔板的材料被刺穿并冲压成向下的环以减少流体的旋转,或者在一些情况下,平的穿孔可以令人满意地覆盖截断的锥形罐区段和延伸到罐壁101或罐盖102的区域。为了提高效率,一个或多个多孔板可以与截断的锥形罐区段(平截头体)安装板平行放置,所有多孔板都延伸到内罐壁。当使用穿孔板时,喷射管115优选地沿着罐110的中心线放置。
图4示出了穿过截断的锥形罐区段的可替代的流体控制,其以由垂直板形成的开口侧通道和在截断的锥形罐区段与罐壁101,102之间的多孔板和偏移喷射管的方式呈现。如前所述,截断的锥形罐区段突出到垂直板中形成两个或多个开口侧垂直通道。在该配置中,喷射管115偏离罐110的中心线。
图5示出了一个或多个虹吸管,其沿着罐110的中心线从喷射器管115朝向罐壁盖101,102以不同的直径水平延伸,以提高大罐直径和处理能力的效率。烃出口115喷射管口突出到多个不同长度的喷射管115a中,从而在向下流过多孔板之前捕获释放的油和气体。
在操作中,初始流体包含溶解的气体,溶解的气体包括在入口2的上游供应的工艺气体。气体和流体的混合由指定的如图1所示的气体-流体混合器109完成,以增强整体效率。安装在壳体119中的气体流体混合器109在图9中示出。在锥形罐区段内切向安装的管道扩展114使得流体以常规方式在由锥形壁113形成的环形空间内旋转和上升。锥形罐区段(入口腔室)在锥体的上部具有挡板130并且与截断的锥形罐区段相邻,其降低了旋转速度并将螺旋液体流从锥形罐区段的下部转换成层流和在导向叶片、垂直板通道或多孔板上方的轴向流。截断的锥形罐区段外部的穿孔水平板进一步减少了任何不需要的振荡,从而提高了工艺效率。从锥形罐上端的气体和油中释放的水流1155流入外罐和内部的截断的锥形罐区段之间的空间,并朝向罐104底部的出水口116下沉。任何碎屑,水垢和小颗粒可以通过连接到锥形罐区段底部的单独管连接108排出。内部的罐区段的锥形区域将提供额外的压降,从而增加气体的释放而不会不利地影响向上旋转的流动。
在一些实施例中,设备100还包括如图1所示的后续锥形罐区段,其中第二锥形罐区段的流体通过一个或多个管道116与位于外槽和锥形罐区段之间的储水器出口连接。后续锥形罐区段优选类似于前面讨论的锥形罐区段,但也可以具有不同的设计。用于该区段的喷射管在图1中由箭头5示出,并且在图8中由步骤2示出。
每个锥形罐区段中的内部压力可以小于任何先前的锥形罐区段中的压力。这允许逐渐降低压力,例如达到或低于大气压,并且可以用于确保在从第一入口到最后出口的大压差内的每个锥形罐区段内的有效流动。可能不需要在每个区段处额外供应工艺气体,因为在每次压降期间从流体中会释放更多的气体。
然而,在一些实施例中,入口管111具有用于工艺气体的气体入口。在第一入口和最后一个出水口之间的压力差相对较小的应用中,即在第一个罐区段中释放大部分气体的情况下,额外的工艺气体可能是特别需要的。然而,出于不同的原因,还可以向后续罐区段供应额外的工艺气体。这由图1中的118和图8中的气体步骤2示出。
在一个实施例中,通道或管道安装在锥形罐区段内部并且安装在锥形罐区段和外罐区段110,120之间。这极大地改善了层流控制、每单位体积的容量,以及最重要的整体效率。没有内部联轴器、导向板、螺栓和螺母以及通过认可的化学品去除不需要的氧化皮。通过检修孔130a实现适当的内部检查。气体供应、传感器、操作阀等安装在来自外罐区段的入口和出口管道处。
在如图6所示的实施例中,提供了一级单元260,其具有一个锥形罐区段或入口室,其具有一对用于在罐底部产生水和气体供应的入口端口。双输入端口突出穿过外罐壳体和锥形罐区段的下部,并且来自输入端口的管道单独地分布在与锥体内壁切向连接的管端部件中。通过关闭和打开对内部锥形罐安装的管道扩展114的通道,至少获得以下容量范围:
a)15立方米/小时至150立方米/小时
b)30立方米/小时至300立方米/小时
即:调低容量的10%
优选地,提供用于将工艺气体从入口上游并且优选指定如图1所示的混合器混合到流体中的混合器109,并且该混合器在图9中进一步示出,其中气体流体混合器109安装在壳体119中,参见图1中的C-C部分。该混合器确保工艺气体均匀地分布在通过入口进入的流体中,进一步提高了整体效率。
在一个实施例中,流体入口包括流量调节器。流量调节器可以是任何传统的设计,即可旋转的节流阀体,如蝶阀或滑板,用于覆盖或露出罐壁中的狭缝。流量调节器调节流入设备的流体流量,即通过完全关闭入口的一部分或通过减少或增加通过每个入口的孔径。以这种方式,该装置可以适应一系列输入体积率,当然也可以适应不同的体积率。传感器、控制器、致动器和控制算法,例如反馈使得入口适应于测量的流量或向前馈送以使入口预先适应以接收已知的变化,这些反馈通常是已知的,并且可以以传统方式适用于本发明的装置。
在具有如图1和图8所示的两个或更多个锥形罐区段的实施例中,来自不同锥形罐区段的烃出口可在进入共同的歧管收集带有独立油流通的管道之前通向单独的出口管3和5。在这种情况下,需要从每个锥形罐区段到共同出口歧管的减压阀。替代地,来自每个锥形罐区段的每个出口管在具有其他罐区段的实施例中可能是优选的。
如图8所示,在具有两个或更多个锥形区段的实施例中,向下流动的液体水可以通过中心安装的垂直管进入下面的锥形区段,从而避免单独的管道布置,并且从而降低制造成本并改善流动条件。
原则说明
图1示出了根据本发明的装置100。装置100包括由顶盖102和底盖103封闭的圆柱形罐壁101。初始流体1的输入流包括水、烃和工艺气体2(即N2或CO2)的混合物。工艺气体是在混合器109中与碳氢化合物和水充分混合,并通过管道送入截断的锥形罐区段,该管道被分成两个或多个管道,即管道扩展,当从上方观察时,管道端部切向突出于截断的锥形罐区段的内壁罐段迫使流体沿顺时针方向进入向上旋转的层流。由于地球自转偏向力以及因此赤道以北的涡流的自然方向,这在北半球是有利的。因此,设计用于南半球的管组件优选地在相反方向上引导输入流体,即从上方观察时逆时针引导输入流体。
为了控制进入与垂直可调节喷射管115相邻的区域的流动,已经开发并测试了几种方法,这对于在不同烃类条件下的最佳效率是至关重要的。
在这样的实施例中,截断的锥形罐区段包括垂直安装的导向叶片1140的环,而挡板位于截头锥体下方的锥形内壁上,优选地与流体的方向旋转相反,从而将向上运动的流体转换成进入组合的向上径向和轴向层流流入罐壁101,102和导向叶片1040之间的环形空间。
在如图2所示的实施例中,多孔板1141安装在导向叶片1040的底部与罐壁101或罐盖102之间的环形空间中,从而确保层流垂直流体沿着锥形罐区段113的外壁流动。即确保缓慢的垂直水流,并确保在多孔板上方的油膜最佳地释放气泡。圆形板环1143安装在支撑多孔板结构上,其具有从截断的锥形罐区段113向外延伸到预定距离的固定直径。支撑板环的多孔板结构的区域A1和截断的锥形罐区段(平截头体)的区域A2优选地在2到小于4的范围内,以便减少水与油混合的不希望的向下流动,从而降低效率。
在具有非圆形罐沉积物的一个实施例中,圆形多孔板1141将不占据截断的锥形罐区段113与罐壁之间的完整环形空间,从而防止在多孔板外部的某些位置中烃和气体的最佳喷射相应的降低过程效率。因此,具有固定直径的垂直板环被添加到多孔板的圆周上。
在如图3所示的另一实施例中,导向叶片由一个或多个穿孔的平行板代替,平行板覆盖截断的锥形罐区段和由罐壁101和/或罐壁盖102限制的相邻环形空间。截断的锥形罐区段中的多孔板优选地被穿透并冲压成向下的环,该环设计成阻止旋转的流体运动并将其转换成向上控制的运动以进入气-油-水分离区域。
在如图4所示的另一实施例中,截断的锥形罐区段包含两个或更多个由板或拉伸金属形成的垂直开口侧通道,其目的与前面提到的用于阻止流体旋转运动的目的相同。多孔板保持在通道与罐壁101和/或罐盖102之间的环形空间中,并且在一些情况下包括截断的锥形罐区段。
在图5所示的另一实施例中,优选地涉及罐的大直径和/或大的处理能力,喷射管突出到虹吸头或多个不同长度的水平管中,水平管穿透到油和天然气被喷射的区域。
为了在不同的油组分和流速下保持最佳效率,需要通过喷射管115的可调节的上/下运动来控制截断的锥形罐区段上方的液位,这用于防止携带油膜的气泡和在罐壁101和锥形罐区段之间的向下流体流动中受到干扰。
图2是沿着图1中的平面A-A的截面视图,并且示出了导向叶片1140在截断的锥形罐区段出口处的位置。
图7A和图7B示出了从混合器109进入管道的切向方向的初始流体流沿着内锥形罐壁朝向平截头体展开,以用于若干级过程或用于保持足够的压差(比方说,0.3巴)的单独级过程。
如图1中的箭头所示,在操作期间,输入流体沿着内锥形罐壁113朝向导向叶片1140上升,导向叶片1140朝向顶盖102轴向延伸,通常在罐区段101上方。由于压降超过入口管111并沿着锥形罐壁113向上且越过垂直导向叶片1140,随着流体上升到截断的锥形罐区段和罐盖102之间的空间,工艺气体和气态烃形成气泡。将板放置在锥形罐区段的上部并靠近平截头体,以阻止流体的旋转运动。
气泡的主要释放发生在由壁113构成的锥形区段空间中形成的涡流中。
油滴附接到由上部罐区段110的第一级的管道扩展114上方的环形空间中的工艺气体形成的气泡,并且通过顶盖102处的第一烃出口115离开第一级。箭头2表示在第一级或罐区段110中与生产流体1混合的工艺气体的输入流量。在罐区段120所示的第二级中,工艺气体入口由箭头6表示并且废气中的烃气体和气体是由箭头5表示。
设置在由其内壁形成的锥形罐区段113中的涡流有助于分离。特别地,在通过安装在截断的锥形罐区段处的流体控制装置之后,流体的密度随着工艺气体和烃的移除而增加。当气体和烃以层状方式下降时,从气体和烃中径向向外移动的致密流体从截断的锥形罐区段径向向外移动,在一个实施例中通过多孔板。截断的锥形罐区段的流出口和罐壁之间的宽区域导致可忽略不计的流体扰动,从而增强了气体和油滴的进一步分离。在平衡时,最密集的流体,即最干净的水,聚集在罐区段110的底部。因此,通过将下一级120与前一级110分开的盘提供出水口116管。
在锥形罐区段的外侧与罐壁101之间的区域中或在锥形罐区段的流体入口之间的区域中不需要偏转器或引导板。
由1155示出的向下流动的流体进入罐区段110的底板104上方的管入口116并进入管121,从而将第一级罐区段110连接到第二级罐区段120。入口121类似于入口111,在锥形槽区段内具有与前面的描述相同的管道扩展。
特别地,第二罐区段120,并且通常任何后续的罐区段优选地以类似的方式设计。因此,任何后续区段120可以通过出口116和管道装置121串联连接到先前的罐区段110,120。
检修孔130a便于维护和检查。此外,气体入口118用于额外供应工艺气体6,阀门和其他未示出的设备可容易地从罐区段101、罐盖102和103的外部管道上获得。
每个罐区段110,120等具有单独的烃出口,即115,140等。箭头5所示的管140的出口是与箭头3所示的出口115的流动类似的工艺气体和烃的流动。如果需要,来自第一罐区段110的出口115也可以是管道140的入口。
来自最后一级罐区段的水出口126设置在罐区段120的底部,并且最后一级罐区段120设置有水平盘150形式的常规涡流破碎器。水出口126可替代地为穿过外罐壁101的开口。
测试表明,通过限制或消除如前所述的截断的锥形罐区段外的径向流动的振荡,可以大大提高效率。因此,通常初始流体中含有的95%以上的烃与工艺气体一起通过第一烃出口115离开分离器。反过来,这减少了对后续段的需要,例如,如图1所示的一个后续的罐区段120或图6所示的一个级,而典型的现有技术的分离罐将需要三个或四个罐区段以在最终的水流4中获得低含量的烃。
根据惯例,当在描述中使用术语“一”,“一个”和“该”意味着“至少一个”,而“一个”意味着恰好一个。因此,在说明书中陈述的“入口”应该被解释为“至少一个入口”。类似地,描述意味着至少一个输入流1,至少一个混合器109等。
图9是如前所述的沿着气体流体混合器109的C-C截面的垂直横截面。
垂直安装的管1150构成用于水平板104的支撑结构的一部分,水平板104将罐区段110和120分开,锥形罐区段和涡流板150在罐区段120的底部处的水出口上方。其它设计;即管道布置是预期的并且在本发明的范围内。
图6示出了具有一个截断的锥形罐区段的单级工艺,该区段具有用于液体和气体的混合物的双输入端口/管道。这些管道中的每一个单独地连接到两个或更多个水平管的展开部分,其中端部部分切向地邻近锥体的内壁。
进一步对于上面的图6,图7B的截面A-A示出了来自两个或更多个水平管的流动方向,每个水平管分别连接到两个输入端口/管道。每个输入端口可以单独操作,以便通过单级工艺获得宽的容量范围。
可轴向移动的板代表一般的流量调节器,控制相关的罐区段110,120的输入。流量调节器可以是任何常规设计,例如,可旋转的节流阀体,例如在外管或滑板内的用于覆盖或露出罐壁中的狭缝的蝶阀。无论哪种方式,流量调节器调节流入设备的流体,例如通过完全关闭入口的一部分或通过减少或增加每个入口的孔径。以这种方式,装置100可以适应一系列输入体积率,当然也可以适应不同的体积率。传感器、控制器、致动器和控制算法,例如反馈使得入口适应于测量的流量或向前馈送以使入口预先适应以接收已知的变化,这些反馈通常是已知的,并且可以以传统方式适用于本发明的装置。
先前描述的过程可以与一个或多个已知的生物修复工艺串联连接,以达到100%的工艺效率。该系统包括装置100,其中在某些条件下并且具有高于99%的装置的清洁效率,该装置连接到位于下游的生物修复工艺,以便将剩余的百万分比浓度的油转化为水和CO2。图10示出了已知技术的原理,例如生物修复,其描述了清洁过程,通过在流体进入与先前串联连接的单独的罐区段的流体中添加稳定的氧气流,在颗粒或微粒的堆积上产生食油细菌膜,从而将烃转化为CO2和水。
虽然已经参考具体的示例和实施方式描述了本发明,但是本发明的范围由所附的权利要求来决定。

Claims (25)

1.一种用于从水中分离烃的设备(100),包括罐区段(110),其特征在于,包括:
流体入口管(111),其穿过圆柱形罐壁(101),后续的气体混合器(109),随后进入的流体入口管(111);
位于罐区段(110)内的截断的锥形罐区段(113),包括:
管道扩展(114),确保流体沿着锥形罐区段(113)的内壁朝向锥形罐区段(113)的上部切向分布,其中
环形安装的间隔导向叶片(1140),其布置在锥形罐区段(113)的上部,阻止流体的旋涡运动并将剩余运动组合成进入叶片之间的空间的轴向和径向运动,和
在罐壁(101)的上部的罐盖(102)处的烃出口(115),和
在所述罐盖(102)上的安全阀和液位指示器,和
用于除垢和碎屑清除(108)的管道,所述管道连接到锥形罐区段(113)的下部,以及
位于罐区段(110)的底端处的水出口(116)。
2.根据权利要求1所述的设备(100),其特征在于,还包括后续的罐区段(120),其中
第二罐区段(120)的流体入口管(121)通过连接到管道(121)的涡流电镀出口与前一个罐区段(110)的向下流动的水出口(116)相连,并且所述管道进入位于下部的罐区段(120)内的截断的锥形罐区段(113)中,并且其中
管道(121)通过进气管(118)经受额外的气体(6),
并且管道(121)通向与罐区段(110)内类似的管道扩展(114),并且所述第二罐区段(120)包括
位于上部的烃出口(140)和位于罐盖(103)的底部的水出口(126)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,在流体入口处不需要设置引导板,以便将流体设置成在所述锥形罐区段(113)中的向上旋转运动。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,来自切向安装的管道扩展(114)的出口沿着锥形罐区段(113)的内壁延伸,以确保朝向截断的锥形罐区段(113)的上部的向上旋转的流体运动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,锥角相对于垂直面小于90度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,锥形段(113)在截断的锥形罐区段(113)的上部具有内部垂直挡板(130),从而中断和减少流体的旋转。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,多孔板(1141)安装在导向叶片(1040)的底部与罐壁(101)或罐盖(102)之间的环形空间中,从而确保层流垂直流体沿着锥形罐区段(113)的外壁流动。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,所述导向叶片(1040)由一个或多个穿孔的平行板(1140a)代替,平行板覆盖截断的锥形罐区段(113)的横截面以及罐壁(101)内的邻近的环形空间的横截面。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,在截断的锥形罐区段(113)的横截面区域中的多孔板(1140a)优选地被穿透并冲压成向下的环,从而阻止旋转的流体运动并将其转换成向上控制的运动以进入气-油-水分离区域。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,垂直板通道(1140b)安装在截断的锥形罐区段(113)的出口处,以阻止流体的旋转运动并且优选地具有一个覆盖从通道的底部到罐壁(101)的环形空间的穿孔板以增强烃和气体的喷射。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,在烃出口(115)的喷射管口处突出有多个不同长度的喷射管(115a),从而在向下流过多孔板之前捕获释放的油和气体。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,烃出口(115)处的喷射管由可调节的垂直运动控制,以便在各种油组分、油滴和流速下保持最大效率,流体的水平位置高于截断的锥形罐区段(113)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,当截断的锥形罐区段(113)和相邻区域被多孔板覆盖时,烃出口(115)处的喷射管的位置沿着罐区段(110)的垂直中心线设置。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的设备(100),其特征在于,所述烃出口(115)处的喷射管的位置偏离所述罐区段(110)的垂直中心线。
15.根据权利要求2所述的设备(100),其特征在于,每个后续的罐区段(120)中的内部压力小于任何先前的罐区段中的压力。
16.根据权利要求1和2所述的设备(100),其特征在于,所述管(121)具有用于工艺气体(6)的后续的气体入口(118)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,还包括安装在壳体(119)中的混合器(109),混合器将所述工艺气体混入来自入口(111,121)上游的流体中。
18.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其中流体入口(111,121)包括流量调节器。
19.一种设备(100,300),其中来自后续的罐区段(110,120)的烃出口(115,140)通向共同的管线。
20.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),包括具有内锥形区段(113)的外罐壳(260),在所述外罐壳的底部具有双入口/管和气体混合器,并且所述管突出到锥形区段的下部内部并且每个都扩展成总共两个、四个或多个水平管段,每个水平管段延伸到与邻近锥形碗的内壁相切的端部件中,所有这些均产生切向流动。
21.根据权利要求1或2中任一项所述的设备(100,300),包括具有流体入口的罐区段,所述罐区段包括气体混合器,所述流体入口穿过所述圆柱形罐壁并且穿过锥形区段(113)的对称向下倾斜的底板并进入位于锥形区段的底部上方并靠近锥形段底部的管道扩展,并且来自第一级段的液体流经过中心安装垂直管道的入口处的涡流板突出到后续的管道扩展中。
22.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,从锥形罐区段(113)的最低部分和通过出口管(108)移除固体。
23.根据权利要求1和2所述的设备(100),其特征在于,所述锥形罐区段(113)的底部是水平的或倒置的,使锥体在下部的罐区段上方升高,从而降低所述设备的总高度。
24.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,在罐区段(101)的大直径处,圆形板环(1143)安装在支撑多孔板结构上,所述支撑多孔板结构具有从截断的锥形罐区段(113)向外延伸到预定距离的固定直径,其中支撑所述板环的多孔板结构的区域(A1)和截断的锥形罐区段(平截头体)的区域(A2)优选地在2到小于4的范围内,以便减少与油混合的不希望的向下流动的水,从而降低效率。
25.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100),其特征在于,在特定条件下并且具有高于99%的所述设备的清洁效率,所述设备连接到位于下游的已知生物修复工艺,以便将剩余的百万分比浓度的油转化为水和CO2
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