DE1619836B1 - Vorrichtung zum Scheiden von Flüssigkeits-Gas-Gemischen - Google Patents
Vorrichtung zum Scheiden von Flüssigkeits-Gas-GemischenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Scheiden von Flüssigkeits-Gas-Gemischen, insbesondere
von Wasser, Erdöl und Gasen, in ihre einzelnen Be- ' standteile mit einem langgestreckten, im wesentlichen
horizontalen Behälter mit einem Strömungsejnlaß und
in axialem Abstand von diesem angeordneten -Auslässen für Flüssigkeiten und Gase und mit einer
Mehrzahl von in dem Behälter in Längsrichtung axial zwischen Einlaß und Auslässen angeordneten Platten.
Der horizontale Typ von Gas-Flüssigkeits-Scheidem wird seit längerer Zeit zum Trennen der gasförmigen
Phase von der flüssigen Phase in.Rohölströmen verwendet. Diese Scheider weisen im allgemeinen
im Inneren eines Behälters flache Niederschlagsplatten der einen oder anderen Form auf, au denen
von einem Gasstrom mitgeführte Flüssigkeitsteilchen und von einem Flüssigkeitsstrom mitgeführte Gasteilchen sich niederschlagen, wodurch die Trennung
erreicht wird.
Scheider dieser Art sind zwar wirksam für den Zweck der Phasentrennung, sie haben aber keine ausreichende
Festigkeit in den Plattenabschnitten. Meistens sind die Niederschlagsplatten relativ lang und
bestehen aus dünnem Material, um bei einem bestimmten Behälterdurchmesser eine möglichst große
Strömungsfläche zu erhalten. Wegen Durchbiegens einzelner Platten wird die Arbeitsweise dieser Scheider beeinträchtigt, da sie im allgemeinen nur mit
ihren Enden am Behälter befestigt sind. Auch neigea die Platten dazu, sich gegeneinander während der
Handhabung vor der Installation zu verschieben.
Wenn der Erdölstrom einen hohen Anteil an schwerem Paraffin oder hoehschmelzenden Substanzen
hat, sammeln sich diese Substanzen an den Niederschlagsplatten, bis ein solcher Belag auf den -Platt.35
ten erreicht ist, daß eine Reinigung des Scheiders erforderlich wird. In einem solchen Fall muß der
Scheider abgesperrt und mittels Dampf oder in anderer Weise gereinigt werden, um die angesammelten
Substanzen zu entfernen. Während der Reinigungsoperation rinnt das Paraffin, oder andere zusammengebackene
Substanzen der Schwerkraft folgend von den Platten ab, wobei an den Platten längs der $$*
hälterwandung ausgebildete Dränagekanäle verstopft werden, wodurch die Reinigungsoperation sehr erschwert
wird.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, daß die Platten wenigstens teilzylindrisch
geformt und im Abstand voneinander konzentrisch zueinander angeordnet sind, wodurch ringf
örmige Strömungskanäle zwischen den Platten gebildet sind, und daß Halter zur Befestigung der Platten
in dem Behälter sowie ein Ablauf im untersten Bereich jeder Platte vorgesehen sind.
Durch die wenigstens teilzylindrische Ausbildung der Platten wird eine größere Steifigkeit der Platten
erreicht, so daß ein Durchbiegen oder Ausbeugen vermieden wird. Ferner können die Platten außerhalb
des Behälters gruppenweise vormontiert und dann mittels der Träger in den Behälter eingesetzt und
am Behälter befestigt werden.
Wenn die Platten vollzylindrisch sind, wird jeglicher Schaum in dem Einlaß-Strom gebrochen. Wenn
der Einlaß-Strom voneinander zu trennende Gase und Flüssigkeiten sowie hocnschmelzende Materia- 6s
lien aber wenig Schaum enthält, können die Platten halbzylindrisch ausgebildet und im oberen Teil des
Behälters angebracht sein.
Wenn der Einlaß-Strom jedoch nur einen normalen Gasanteil, aber "wenigstens zwei unmischbare
flüssige Phasen wfe 01 Uftd Wasser enthält, die voneinander
zu trentietj, skid, sind die Platten vorzugsweise
annähernd halbzylindrisch ausgebildet und im unteren Teil des Behälters angeordnet und befestigt
und haben einen Abfluß an ihrem unteren Teil, wodurch das Niederschlagen und Trennen der mitgeführten
unmischbaren Flüssigkeitsteilchen in getrennte Flüssigkeitsphase bewirkt wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dej Beschreibung von Ausführungsbeispielen an, Hand der Zeichnung.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer ersteren
Ausführungsform der Erfindung, wobei die Behälterwandung teilweise ausgebrochen ist, um das
Innere zu zeigen;
Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 in
g;
Fig. 3 zeigt in der gleichen Darstellungsweise wie Fig. 1 ein zweites Ausführungsbeispiel;
F i g. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 ist in gleicher Weise eine dritte Ausführungsformund
Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie 6-6 in
Fig. 5.
Der als Ganzes mit 10 bezeichnete Scheider nach dem Fig. 1 und 2 weist einen zylindrischen, horizontalen
Behälter 12 mit einem Einlaß 14 an einem Ende" auf. Im Bereich des Einlasses 14 ist eine Prallplatte
16 angeordnet und unterhalb des Einlasses im Zentrum des Behälters ist eine horizontale Dispersions-Leitfläche
18 angeordnet.
Innerhalb des Behälters sind drei Gruppen von glatten Platten 20 in Längsrichtung des Behälters und
konzentrisch zueinander zu diesem angeordnet, wodurch ringförmige Strömungswege 22 zwischen den
Platten gebildet sind.
An dem dem Einsatz 14 gegenüberliegenden Ende des Scheiders sind ein Auslaßrohr 24 für die flüssige
Phase und ein Auslaßrohr 26 für die gasförmige Phase vorgesehen. Am Ausläßende ist eine perforierte
Prallplatte 28 am unteren Teil des Separators vorgesehen, um die Strömung der Flüssigkeit zu beruhigen,
so daß herkömmliche Flüssigkeitsstands-Kontrolleinrichtungen
zur Steuerung der Arbeitsweise des Scheiders verwendbar sind.
Wie Fig. 2 zeigt, sind die Platten von Trägern30
gehalten, welche an die Enden der Platten angeschweißt und innerhalb des Behälters 12 befestigt
sind. Die Platten 20 können aus jedem passenden Material gebildet sein, welches für die Niederschlagswirkung
glatt ist und eine passende Dicke aufweist, um eine für das zu behandelnde Flüssigkeitsvolumen
ausreichende- Anzahl von Platten unterzubringen.
Durch Verwendung von mehreren Gruppen von Platten kann das Gewicht jeder Plattengruppe zwecks
Erleichterung der Handhabung herabgesetzt werden.
Am untersten Teil jeder Platte ist ein Dränagekanal in Form einer oder mehrerer länglicher Öffnungen
ausgebildet, um einen durchgehenden, senkrechten Kanal 32 zu bilden, durch welchen angesammelte
Flüssigkeit zum Boden des Behälters abfließen kann.
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte zweite Ausführungsform
eines Scheiders 10 ähnelt der Ausführungsform nach Fig. 1, im Unterschied zu dieser sind die
Gruppen von Platten 34 jedoch von annähernd halb-
zylindrischer Konfiguration, die übereinstimmen mit
und angeordnet sind im oberen Teil des Behälters 12. Horizontale Leitbleche 36 sind unterteilt bzw. im
Abstand angeordnet und längs der unteren Kanten der Platten und der inneren Wandung des Behälters
12 vorgesehen, um die gasförmige und die flüssige -Phase
getrennt voneinander zu halten. Quer im unteren Behälterteil kann eine Staüplatte38 zum Beruhigen
des Flüssigkeitsspiegels zwecks Hüssigkeitsstand'Steuerung
vorgesehen sein. Eine Abzugsleitung 40 für die Flüssigkeit verläuft durch eine Öffnung 42
in der Stauplatte 38 hindurch, um Flüssigkeit aus dem Scheider abzuziehen. Sich an den Platten 34 niederschlagende
Flüssigkeit tropft der Schwerkraft folgend auf die Leitbleche 36 und fließt von diesen zwischen
den einzelnen Leitblechen auf den Boden des Be- ■-. hälters.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen Fi g. 5
und 6, bei dem halbzylindrische Platten 44 im unte-— ren Teil des Behälters 12 angebracht sind. Wiederum
sind horizontale Bleche 36 zum Halten der Platten 44 und zur Aufrechterhaltung der Trennung von Flüssigkeit
und Gas angeordnet. Wie die Fig. 6 zeigt, haben die halbzylindrischen Platten 44 je einen länglichen
Dränagekanal, wodurch ein durchgehender vertikaler Kanal 32 gebildet ist.
Im Betrieb eines Scheiders nach den Fig. 1 und 2
tritt ein Gas und Flüssigkeiten enthaltender Rohölstrom durch das Einlaßrohr 14 in den Scheider 10
ein. Schwere Flüssigkeitsmassen prallen von der Platte 16 ab und fallen auf den Boden des Behälters.
Die Strömung fließt dann längs der Strömungskanäle 22, wobei schwerere Flüssigkeitsteilchen absinken
und das leichtere Flüssigkeitspartikel mitführende Gas in Kontakt mit den Platten 20 und der inneren
Behälterwandung kommt, wobei sich die Flüssigkeitsteilchen niederschlagen. Die Länge und Anzahl
der Platten in dem Scheider sind so gewählt, daß während der Durchflußzeit eine wirksame Entfernung
der flüssigen Partikel aus dem Gasstrom stattfindet. An den Platten 20 gesammelte Flüssigkeit
fließt der Schwerkraft folgend dem Kanal 32 zu und von diesem auf den Boden des Scheiders, wo.
die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsauslaß abgezogen werden kann.
Die vollzylindrischen Platten gemäß Fig. 1 und 2 sind besonders geeignet für die Abscheidung von
Flüssigkeiten aus Gasen in einem Rohölstrom mit schweren Paraffinen oder hoch schmelzenden Rohölprodukten,
wobei der Rohölstrom in dem Behälter zur Schaumbildung neigt. Die Platten 20 erstrecken
sich in dem unteren Teil des Behälters 12 und brechen somit jeglichen Schaum. Wenn sich an den
Platten 20 Material ansetzt, können sie wirksam und schnell durch Hindurchleiten von Dampf oder einer
anderen Reinigungssubstanz durch den Scheider gereinigt werden, wobei das angesetzte Material entfernt
und fortgewaschen wird. Der Dampf tritt dabei in jeden ringförmigen Strömungskanal 22 ein und
schmilzt das abgesetzte Material, welches sodann längs der Platten in den Kanal 32 fließt, wo es dann
als Flüssigkeit abgezogen werden kann.
Wenn der Rohölstrom voneinander zu scheidende
Gase und Flüssigkeiten und schwere Paraffine oder hochschmelzende Substanzen jedoch wenig Schaum
enthält, kann vorteilhaft die Ausbildung nach den F i g. 3 und 4 verwendet werden. Die halbzylindrischen
Plätten 34 arbeiten ähnlich wie die Platten gemäß
den Fig. 1 und 2, sie brechen jedoch keinen
in dem Ström vorhandenen Schaum,
Wenn der Rohölstrom nur einen normalen Gasgehalt,
aber wenigstens zwei unmischbare, voneinander zu trennende Flüssigkeiten wie Öl und Wasser
enthält, kann die Ausführung nach den F i g. 5 und 6 mit bemerkenswertem Erfolg verwendet werden,
selbst wenn der Rohölstrom schwere Paraffine oder hochschmelzende Substanzen enthält. Das Gas in
dem Rohölstrom fließt längs des oberen Teiles des Scheiderbehälters 12 und wird durch den Gasauslaß
26 abgezogen,
Wenn die zwei flüssigen Phasen als Öl oder Petroleum und Wasser vorliegen, ist das Öl in einer Vielzahl
von Tropfen in dem Wasser dispergiert, während das Öl oder Petroleum eine Vielzahl von Wassertröpfchen
enthält. Beim Durchströmen der Kanäle 22 kommen die Wassertröpfchen in dem Öl in Kontakt
mit .den Platten 44, schlagen sich an diesen nieder und werden schwer genug, um durch den
Dränagekanal 32 hindurch nach unten in die Wasserphase
zu tropfen. In gleicher Weise schlagen sich die Öltröpfchen nieder, erhalten genug Auftrieb oder
gewinnen genug Oberflächenspannung, um längs der Platten 44 nach oben in die Ölphase zu steigen. Der
Flüssigkeitsauslaßrohrstutzen 24 kann höheneinstellbar sein, um wahlweise Wasser oder Öl abzuziehen,
oder es kann ein zusätzlicher Flüssigkeitsauslaß vorgesehen sein, um gleichzeitig beide flüssige Phasen
abzuziehen.
Die horizontalen Leitbleche 36 gemäß Fig. 3 und 6 halten die Trennung der flüssigen und gasförmigen
Phasen aufrecht und verhindern ein Mitreißen oder Wiedermitreißen von Flüssigkeit in die
gasförmige Phase. ' -,
Der Behälter 12 kann vollzylindrische Platten, teilzylindrische Platten oder irgendeine Kombination
dieser Ausbildungen haben, um eine wirksame Trennung des jeweiligen Rohölstromes in seine verschiedenen
Phasen zu erreichen. Ferner kann die Dicke, Länge, der Durchmesser und die Anzahl der
für den jeweiligen Scheider erforderlichen Niederschlagsplatten zur Erreichung einer wirksamen Trennung gemäß dem jeweiligen Rohölstrom gewählt
werden.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Scheiden von Flüssigkeits-Gas-Gemischen,
insbesondere von Wasser, Erdöl und Gasen, in ihre einzelnen Bestandteile mit
einem langgestreckten, im wesentlichen horizontalen Behälter mit einem Strömungseinlaß und in
axialem Abstand von diesem angeordneten Auslassen für Flüssigkeiten und Gase und mit einer
Mehrzahl von in dem Behälter in Längsrichtung axial zwischen Einlaß und Auslässen angeordneten
Platten, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (20, 34, 44) wenigstens teilzylindrisch
geformt und im Abstand voneinander konzentrisch zueinander angeordnet sind, wodurch
ringförmige Strömungskanäle zwischen den Platten gebildet sind, und daß Halter (30) zur Befestigung
der Platten in dem Behälter (12) sowie ein Ablauf (32) im untersten Bereich jeder Platte
(20,34, 44) vorgesehen sind.
2. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (20) vollzylindrisch aus-
gebildet sind und daß der Ablauf (32) im unteren Teil jeder Platte wenigstens eine Öffnung aufweist.
3. Scheider nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten (44) im wesentlichen halbzylindrisch ausgebildet sind und im unteren
Teil des Behälters konzentrisch zu diesem angebracht sind, wobei der Ablauf (32) im untersten
Teil jeder Platte wenigstens eine Öffnung aufweist.
4. Scheider nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (32) in Form
eines Längsschlitzes längs jeder Platte (20,44) ausgebildet ist.
5. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (34) bei im wesent-
liehen halbzylindrischer Form im oberen Teil des Behälters konzentrisch in diesem angeordnet sind,
wobei der Ablauf (32) von dem Raum zwischen den unteren Kanten der Platten gebildet ist.
6. Scheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Platten (20, 34, 44) in mehreren Gruppen angeordnet sind, wobei die Platten jeder Gruppe
konzentrisch zueinander und die Gruppen untereinander in axialem Abstand voneinander angeordnet
sind.
7. Scheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Träger (30) sich radial erstreckend an den Stirnenden jeder Platte (20, 34, 44) und an der Wandung
des Behälters (12) befestigt sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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