EA020177B1 - Способ удаления диоксида углерода из потока текучей среды и устройство для разделения текучей среды - Google Patents

Способ удаления диоксида углерода из потока текучей среды и устройство для разделения текучей среды Download PDF

Info

Publication number
EA020177B1
EA020177B1 EA201170870A EA201170870A EA020177B1 EA 020177 B1 EA020177 B1 EA 020177B1 EA 201170870 A EA201170870 A EA 201170870A EA 201170870 A EA201170870 A EA 201170870A EA 020177 B1 EA020177 B1 EA 020177B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fluid
carbon dioxide
section
components
stream
Prior art date
Application number
EA201170870A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201170870A1 (ru
Inventor
Барт Праст
Якоб Арие Корнелис Лангерак
Марко Беттинг
Корнелис Антони Тьенк Виллинк
Original Assignee
Твистер Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/NL2009/050388 external-priority patent/WO2011002277A1/en
Application filed by Твистер Б.В. filed Critical Твистер Б.В.
Publication of EA201170870A1 publication Critical patent/EA201170870A1/ru
Publication of EA020177B1 publication Critical patent/EA020177B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/16—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/24—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by centrifugal force
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/0605—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the feed stream
    • F25J3/061—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/0635—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/067—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/10—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using combined expansion and separation, e.g. in a vortex tube, "Ranque tube" or a "cyclonic fluid separator", i.e. combination of an isentropic nozzle and a cyclonic separator; Centrifugal separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/04—Mixing or blending of fluids with the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/04—Recovery of liquid products
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/50—Arrangement of multiple equipments fulfilling the same process step in parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Abstract

Изобретение относится к способу удаления диоксида углерода из потока текучей среды посредством устройства для разделения текучей среды. Устройство для разделения текучей среды содержит циклонный сепаратор текучей среды с трубчатой горловой частью, расположенной между сужающейся частью для приема текучей среды и расширяющейся частью для выпуска текучей среды, и узел для создания завихрений. Разделительный резервуар имеет трубчатую секцию, которая позиционирована на сборном резервуаре и соединена с ним. В способе предоставляется поток текучей среды с диоксидом углерода. Затем потоку текучей среды придается вихревое движение таким образом, чтобы стимулировать отвод. Завихренная текучая среда затем расширяется таким образом, чтобы компоненты диоксида углерода в метастабильном состоянии формировались в потоке текучей среды. Затем выходящий поток текучей среды с компонентами диоксида углерода извлекается из циклонного сепаратора текучей среды и предоставляется в качестве смеси в разделительный резервуар. Смесь затем направляется через трубчатую секцию к сборному резервуару при одновременном предоставлении таких условий обработки, чтобы формировался твердотельный диоксид углерода. В заключение затвердевший диоксид углерода извлекается.

Description

Изобретение относится к способу удаления диоксида углерода из потока текучей среды. В частности, варианты осуществления данного изобретения относятся к способу удаления диоксида углерода из потока природного газа. Изобретение также относится к устройству для разделения текучей среды.
Природный газ из резервуара для хранения или резервуара для добычи обычно содержит диоксид углерода (СО2). Такой природный газ обозначается как кислый газ. Другим компонентом, обозначаемым как кислый, в потоке текучей среды является сероводород (Н2§). Поток текучей среды без какоголибо вышеуказанного кислого компонента обозначается как нейтральная текучая среда.
СО2 способствует коррозии внутри трубопроводов. Кроме того, в некоторых областях могут быть в силе правовые и коммерческие требования в отношении максимальной концентрации СО2 в потоке текучей среды. Поэтому желательно удалять СО2 из потока кислой текучей среды.
Процессы нейтрализации текучей среды, т.е. процесс удаления кислых компонентов, подобных диоксиду углерода, из потока текучей среды, известны в данной области техники. Такие процессы обычно включают по меньшей мере один процесс из химической абсорбции, физической абсорбции, адсорбции, низкотемпературной дистилляции, на которую делается ссылка как на криогенное разделение и мембранное разделение.
Применение таких методов для удаления диоксида углерода из потока текучей среды является сложным и дорогим.
Задачей изобретения является создание способа удаления диоксида углерода из потока текучей среды, который действует более эффективно, чем способы, указанные выше. Для решения этой задачи предложен вариант осуществления изобретения, представляющий собой способ удаления диоксида углерода из потока текучей среды посредством устройства для разделения текучей среды, включающего в себя циклонный сепаратор текучей среды, содержащий горловую часть, расположенную между сужающейся секцией для приема текучей среды и расширяющейся секцией для выпуска текучей среды, и узел для создания завихрений, сконфигурированный таким образом, чтобы создавать вихревое движение текучей среды, содержащей диоксид углерода, внутри по меньшей мере части циклонного сепаратора текучей среды, сужающаяся секция для приема текучей среды содержит первый впускной канал для компонентов текучей среды, и расширяющаяся секция для выпуска текучей среды содержит первый выпускной канал для текучей среды, обедненной диоксидом углерода, и второй выпускной канал для текучей среды, обогащенной диоксидом углерода;
разделительный резервуар, имеющий первую секцию, связанную со сборным резервуаром, первая секция снабжена вторым впускным каналом, связанным со вторым выпускным каналом циклонного сепаратора текучей среды, и сборный резервуар снабжен третьим выпускным каналом для затвердевшего диоксида углерода, при этом указанный разделительный резервуар функционирует при комбинации давления и температуры, которая находится на или вблизи межфазной границы между областью сосуществования пар/жидкость/твердая фаза (1УЬ) и областью сосуществования (1Уа) пар/твердая фаза;
в способе осуществляют направление потока текучей среды в первый впускной канал, поток текучей среды содержит диоксид углерода;
придание вихревого движения потоку текучей среды таким образом, чтобы стимулировать отвод по меньшей мере одного компонента из сконденсированных компонентов и отвержденных компонентов в потоке текучей среды в нижнем течении узла для создания завихрений и чтобы образовать выходящий поток текучей среды;
расширение вихревого потока текучей среды таким образом, чтобы сформировать компоненты сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии в потоке текучей среды и стимулировать отвод компонентов сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии под влиянием вихревого движения;
извлечение выходящего потока текучей среды, содержащего компоненты сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии, из указанного циклонного сепаратора текучей среды через второй выпускной канал;
направление извлеченного выходящего потока текучей среды в качестве смеси в разделительный резервуар через второй впускной канал;
направление смеси через первую секцию разделительного резервуара к сборному резервуару, при одновременном предоставлении условий обработки в первой секции таким образом, что затвердевший диоксид углерода образуется из компонентов сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии;
извлечение затвердевшего диоксида углерода через третий выпускной канал.
Другим аспектом изобретения является также устройство для разделения текучей среды, которое удаляет диоксид углерода из потока текучей среды, данное устройство для разделения текучей среды содержит циклонный сепаратор текучей среды, содержащий горловую часть, расположенную между сужающейся секцией для приема текучей среды и расширяющейся секцией для выпуска текучей среды, и узел
- 1 020177 для создания завихрений, сконфигурированный таким образом, чтобы создавать вихревое движение текучей среды, содержащей диоксид углерода, внутри по меньшей мере части сепаратора, сужающаяся секция для приема текучей среды содержит первый впускной канал для компонентов текучей среды, и расширяющаяся секция для выпуска текучей среды содержит первый выпускной канал для текучей среды, обедненной диоксидом углерода, и второй выпускной канал для текучей среды, обогащенной диоксидом углерода;
разделительный резервуар, имеющий первую секцию, связанную со сборным резервуаром, данная секция снабжена вторым впускным каналом, связанным со вторым выпускным каналом циклонного сепаратора текучей среды, и сборный резервуар снабжен третьим выпускным каналом для затвердевшего диоксида углерода, при этом указанный разделительный резервуар функционирует при комбинации давления и температуры, которая находится на или вблизи межфазной границы между областью сосуществования пар/жидкость/твердая фаза (1УЬ) и областью сосуществования (1Уа) пар/твердая фаза;
при этом устройство для разделения текучей среды приспособлено, чтобы принимать поток текучей среды, содержащей диоксид углерода, в первый впускной канал;
придавать вихревое движение потоку текучей среды таким образом, чтобы стимулировать отвод по меньшей мере одного компонента из сконденсированных компонентов и отвержденных компонентов в потоке текучей среды в нижнем течении узла для создания завихрений и чтобы образовать выходящий поток текучей среды;
расширять вихревой поток текучей среды таким образом, чтобы сформировать компоненты сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии в потоке текучей среды и стимулировать отвод компонентов ожиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии под влиянием вихревого движения;
извлекать выходящий поток текучей среды, содержащий указанные компоненты сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии, из циклонного сепаратора текучей среды через второй выпускной канал;
предоставлять извлеченный выходящий поток текучей среды в качестве смеси в разделительный резервуар через второй впускной канал;
направлять смесь через первую секцию разделительного резервуара к сборному резервуару, при одновременном предоставлении условий обработки в первой секции таким образом, что затвердевший диоксид углерода образуется из компонентов сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии;
делать возможным извлечение затвердевшего диоксида углерода через третий выпускной канал.
На протяжении описания используется термин текучая среда. Этот термин используется для ссылки на жидкость и/или газ.
Ниже будут описаны, в качестве лишь примера, варианты осуществления изобретения со ссылками на сопроводительные схематические чертежи, на которых соответствующие символьные обозначения указывают соответствующие детали, где:
фиг. 1 схематически изображает вид продольного сечения циклонного сепаратора текучей среды, который может быть использован в вариантах осуществления;
фиг. 2 схематически изображает поперечное сечение разделительного резервуара, который может быть использован в вариантах осуществления;
фиг. 3а, 3Ь изображают пример фазовой диаграммы природного газа, содержащего диоксид углерода, на которых схематически представлены различные варианты осуществления способа;
фиг. 4-7, 8а и 8Ь схематически изображают другие варианты осуществления.
На фиг. 1 схематически изображен вид продольного сечения циклонного сепаратора 1 текучей среды, который может быть использован в вариантах осуществления данного изобретения. Такой циклонный сепаратор текучей среды описан более подробно в международной заявке на патент АО 03/029739. Следует понимать, что в вариантах осуществления изобретения могут быть также использованы циклонные сепараторы текучей среды разного типа, например циклонный сепаратор текучей среды, описанный в АО 99/01194, АО 2006/070019 и АО 00/23757.
Циклонный сепаратор 1 текучей среды содержит сужающуюся секцию 3 для приема текучей среды, расширяющуюся секцию 5 для выпуска текучей среды и трубчатую горловую часть 4, расположенную между сужающейся секцией 3 для приема текучей среды и расширяющейся секцией 5 для выпуска текучей среды. Циклонный сепаратор 1 текучей среды также содержит узел для создания завихрений, например значительное число лопастей 2 для создания завихрения, сконфигурированных таким образом, чтобы создавать вихревое движение текучей среды внутри по меньшей мере части циклонного сепаратора 1 текучей среды.
Циклонный сепаратор 1 текучей среды содержит центральный элемент 11 грушевидной формы, на котором установлены лопасти 2 для создания завихрения и который расположен соосно центральной оси I циклонного сепаратора 1 и внутри циклонного сепаратора таким образом, что создается кольцеобразный путь для протекания между центральным элементом 11 и корпусом 20 сепаратора.
Ширина кольцеобразного зазора спроектирована таким образом, что площадь поперечного сечения кольцеобразного зазора постепенно уменьшается в нижнем течении лопастей 2 для создания завихрения,
- 2 020177 так что при применении скорость текучей среды в кольцеобразном зазоре постепенно увеличивается и достигает сверхзвуковой скорости в нижнем течении лопастей 2 для создания завихрения.
Циклонный сепаратор 1 также содержит трубчатую горловую часть 4, из которой, при применении, вихревой поток текучей среды выпускается в расширяющуюся камеру 5 для разделения текучей среды, которая снабжена центральным первичным выпускным каналом 6 для газообразных компонентов и внешним вторичным выпускным каналом 7 для компонентов текучей среды, способных к конденсации. Центральный элемент 1 имеет, по существу, цилиндрическую вытянутую хвостовую секцию 8, на которой смонтирована сборка лопастей 19 для выпрямления потока. Центральный элемент 11 имеет наибольшую внешнюю ширину или диаметр 2КО тах, который больше, чем наименьшая внутренняя ширина, или диаметр 2КП т1П трубчатой горловой части 4.
Трубчатая горловая часть 4 содержит часть кольцеобразного зазора 3, имеющую наименьшую площадь поперечного сечения. Максимальный диаметр центрального элемента 1 больше минимального диаметра трубчатой горловой части 4.
Сужающаяся секция 3 для приема текучей среды содержит первый впускной канал 10. Расширяющаяся секция 5 для выпуска текучей среды содержит первый выпускной канал 6 и второй выпускной канал 7.
Ниже будет разъяснено назначение различных компонентов циклонного сепаратора 1 текучей среды по отношению к случаю, в котором циклонный сепаратор 1 текучей среды используется для отделения диоксида углерода от потока текучей среды, содержащей диоксид углерода, в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Поток текучей среды, содержащей диоксид углерода, подается через первый впускной канал 10 в сужающуюся секцию 3 для приема текучей среды. В варианте осуществления изобретения поток текучей среды содержит долю диоксида углерода в мольных процентах больше чем 10%. Лопасти 2 для создания завихрения создают циркуляцию в потоке текучей среды и ориентированы под углом α по отношению к центральной оси циклонного сепаратора 1 текучей среды, т.е. оси, вокруг которой циклонный сепаратор 1 текучей среды является почти осесимметричным. Вихревой поток текучей среды затем расширяется до высоких скоростей. В вариантах осуществления изобретения ряд лопастей 2 для создания завихрения располагается в горловой части 4. В других вариантах осуществления изобретения ряд лопастей 2 для создания завихрения располагается в сужающейся секции 3 для приема текучей среды. С другой стороны, центральный элемент 11 имеет наибольшую внешнюю ширину или диаметр 2КО тах, который больше, чем наименьшая внутренняя ширина, или диаметр 2КП т1П трубчатой горловой части 4.
В вариантах осуществления изобретения вихревой поток текучей среды имеет околозвуковую скорость. В других вариантах осуществления изобретения вихревой поток текучей среды может достигнуть сверхзвуковой скорости. Расширение выполняется быстро. В отношении расширения могут быть определены две временные шкалы.
Первая временная шкала имеет отношение ко времени массопереноса Ц, т.е. ко времени, которое связано с возвратом к условиям равновесия. 1еч зависит от плотности межфазной поверхности в двухфазной системе, коэффициента диффузии между двумя фазами и величины отклонения от равновесия. 1еч для перехода жидкость-в-твердое тело обычно на два порядка по величине больше, чем для перехода пар-в-жидкость.
Вторая временная шкала относится к продолжительности расширения 1|ее, текучей среды в устройстве. 1|ее, связано со средней скоростью текучей среды в устройстве и длиной по оси устройства, вдоль которой перемещается текучая среда. Расширение обозначается как быстрое, когда Ц/1ге8>1.
Вследствие быстрого расширения, которое вызывает высокую скорость потока текучей среды, вихревой поток текучей среды может достигать температуры ниже 200 К и давления ниже 50% от давления в первом впускном канале 10 сужающейся секции 3 для приема текучей среды. В качестве результата вышеуказанного расширения компоненты диоксида углерода образуются в метастабильном состоянии в потоке текучей среды. В случае, когда поток текучей среды в приемной секции 3 является газовым потоком, компоненты диоксида углерода будут образовываться в качестве сжиженных компонентов диоксида углерода. В случае, когда поток текучей среды в приемной секции 3 является жидкостным потоком, будут образовываться углеводородные пары, в то время как большая часть компонентов диоксида углерода остается в жидкой форме. В трубчатой горловой части 4 поток текучей среды может быть стимулирован к дополнительному расширению с достижением более высокой скорости или же поддерживаться, по существу, при постоянной скорости.
В первом случае, т.е. при расширении потока текучей среды до более высокой скорости, вышеуказанное образование компонентов диоксида углерода продолжается, и частицы будут увеличивать массу. Предпочтительно расширение вытянуто к области сосуществования твердотельного состояния (область 1Уа или 1УЬ на фиг. 3 а, 3Ь). Однако отверждение будет задерживаться по отношению к равновесному состоянию, поскольку фазовый переход от жидкости к твердотельному состоянию связан с барьером свободной энергии образования. Как будет далее рассмотрено в отношении к фиг. 3а, 3Ь, часть диоксида углерода может затвердевать.
- 3 020177
В случае, когда поток текучей среды поддерживается, по существу, при постоянной скорости, образование компонента диоксида углерода практически прекращается по прохождении определенного времени релаксации. В обоих случаях, а именно при расширении потока текучей среды до более высокой скорости и поддержании потока текучей среды, по существу, при постоянной скорости, центробежное воздействие вызывает смещение частиц диоксида углерода к внешней окружности поперечного сечения потока, прилегающей к внутренней стенке корпуса циклонного сепаратора 1 текучей среды, таким образом, чтобы образовать выходящий поток текучей среды. В этом случае выходящий поток текучей среды представляет собой поток текучей среды, обогащенной диоксидом углерода, компоненты диоксида углерода в ней сжижены и/или частично отверждены.
В нижнем течении трубчатой горловой части 4 выходящий поток текучей среды, содержащей компоненты диоксида углерода в вышеуказанном метастабильном состоянии, извлекается из циклонного сепаратора 1 текучей среды через второй выпускной канал 7 циклонного сепаратора 1 текучей среды. Другие компоненты в потоке текучей среды, не являющейся частью вышеуказанного выходящего потока текучей среды, извлекаются из циклонного сепаратора 1 текучей среды через первый выпускной канал 6 циклонного сепаратора = циклонный сепаратор 1 текучей среды.
На фиг. 2 схематически изображено поперечное сечение разделительного резервуара 21, который может быть использован в вариантах осуществления изобретения. Разделительный резервуар 21 имеет первую секцию, на которую далее делается ссылка как на трубчатую секцию 22, которая при применении позиционирована, по существу, вертикально на сборном резервуаре 23 и соединена с ним. Сборный резервуар 23 снабжен третьим выпускным каналом 28 и четвертым выпускным каналом 26. Трубчатая секция 22 снабжена вторым впускным каналом 25 и пятым выпускным каналом 29. Второй впускной канал 25 соединен со вторым выпускным каналом 7 циклонного сепаратора 1 текучей среды. В варианте осуществления второй впускной канал 25 приспособлен, чтобы предоставлять тангенциальный поток текучей среды в разделительный резервуар 21, например второй впускной канал 25 расположен по касательной к окружности разделительного резервуара 21. Разделительный резервуар 21 также содержит охлаждающий узел, на фиг. 2 схематически представленный под цифровым обозначением 31, и разделительный узел, на фиг. 2 схематически представленный под цифровым обозначением 33.
Ниже будет разъяснено назначение различных компонентов разделительного резервуара 21 по отношению к случаю, в котором разделительный резервуар 21 используется в способе удаления диоксида углерода из потока текучей среды в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
Охлаждающий узел 31 выполнен с возможностью обеспечения заданных температурных условий в разделительном резервуаре 21. Температурные условия являются таковыми, что они предоставляют возможность затвердевания текучей среды, обогащенной диоксидом углерода, которая вводится в разделительный резервуар 21 через второй впускной канал 25 в качестве смеси. Иными словами, температура внутри разделительного резервуара 21 должна оставаться ниже температуры затвердевания диоксида углерода, которая зависит от давления в разделительном резервуаре 21.
Внутри разделительного резервуара 21 смесь, содержащая диоксид углерода, поступающая из второго выпускного канала 7 циклонного сепаратора 1 текучей среды, разделяется по меньшей мере на три фракции. Этими фракциями являются первая фракция газообразных компонентов, вторая фракция углеводородов, преимущественно в жидком состоянии, и третья фракция диоксида углерода, преимущественно в твердотельном состоянии.
Первая фракция образована газообразными компонентами, которые вытягиваются вместе с жидкостями, вытекающими из второго выпускного канала 7. Охлаждающий узел 31 сконфигурирован таким образом, чтобы поддерживать температуру внутри разделительного резервуара 21 ниже температуры затвердевания текучей среды. Газообразные компоненты не содержат много диоксида углерода, поскольку большинство диоксида углерода будет растворено в смешанной жидкости, как будет пояснено более подробно при обращении к фиг. 3. Газообразные компоненты, обедненные диоксидом углерода, могут оставлять разделительный резервуар 21 через пятый выпускной канал 29.
Резервуар 21 может быть снабжен одним или несколькими впускными каналами 25, которые расположены по касательной к периметру вертикальной секции 22, так что в секции 22 возникает вращательный поток. Кроме того, верхняя газоотводная труба 29 может быть вытянута в виде вертикальной трубы в указанной вертикальной секции 22 таким образом, что образует так называемую разгрузочную насадку. Конец указанной разгрузочной насадки находится в более низкой позиции по вертикали по сравнению с позицией расположения по вертикали одного или нескольких впускных каналов 25. Это поясняется более подробно ниже при обращении к фиг. 7.
Конец разгрузочной насадки (т.е. самая нижняя часть газоотводной трубы 29) находится ниже впускного канала 25, что обеспечивает возможность компонентам, которые вводятся через впускной канал 25, разделение перед достижением конца разгрузочной насадки. Значит, это расстояние предоставляется, чтобы предотвратить введение жидкостей и твердотельных частиц в разгрузочную насадку. Жидкости и твердотельные частицы будут принуждаться к отклонению к внешнему периметру вследствие вращающих сил и не будут вводиться в газоотводную трубу 29.
- 4 020177
Секции 22 и 23 резервуара 21 могут быть физически разделены коническим гасителем турбулентности, внешний периметр которого имеет зазор С по отношению к внутреннему периметру вертикальной секции 22. Величина этого зазора С может обычно находиться в интервале от 0,05 до 0,3 от внутреннего диаметра секции 22. Это поясняется более подробно ниже при обращении к фиг. 7.
В результате выделения затвердеванием диоксида углерода из жидкости внутри смеси явления, которые будут пояснены более подробно в отношении фиг. 3, смесь, которая не удерживает больше газообразные компоненты, может быть разделена на жидкий компонент, содержащий углеводород, и твердотельный компонент диоксида углерода посредством разделительного узла 33. Возможные разделительные узлы 33 включают гравитационный сепаратор, центрифугу и гидроциклон. В случае, когда применяется гравитационный сепаратор, он предпочтительно содержит значительное число пластин, размещенных в виде стека. В случае, когда применяется центрифуга, она предпочтительно содержит пакет конических перегородок в роторе. Разделительный узел 33 в разделительном резервуаре 21 сконфигурирован таким образом, что обеспечивает возможность углеводородным жидким компонентам, обогащенным диоксидом углерода, оставлять разделительный резервуар 21 через четвертый выпускной канал 26 и обеспечивает возможность затвердевшему диоксиду углерода оставлять разделительный резервуар 21 через третий выпускной канал 28.
В варианте осуществления устройство для разделения текучей среды также содержит винтовой конвейер или шнековый разгрузочный узел 35, связанный с третьим выпускным каналом 28. Шнековый разгрузочный узел 35 сконфигурирован, чтобы извлекать затвердевший диоксид углерода из разделительного резервуара 21.
В еще одном варианте осуществления внутренние поверхности элементов устройства для разделения текучей среды, открытых текучей среде, т.е. циклонного сепаратора 1 текучей среды, разделительного резервуара 21 и одной или нескольких труб или т.п., соединенных со вторым выпускным каналом 7 циклонного сепаратора 1 текучей среды и вторым впускным каналом 25 разделительного резервуара 21, снабжены антиадгезионным покрытием. Антиадгезионное покрытие предотвращает адгезию отвержденных компонентов текучей среды, т.е. диоксида углерода, на вышеуказанных внутренних поверхностях. Такая адгезия уменьшала бы эффективность устройства для разделения текучей среды.
На фиг. 3а, 3Ь показан пример фазовой диаграммы природного газа, содержащего диоксид углерода, на которых схематически представлены различные варианты осуществления способа в соответствии с данным изобретением. Фазы представлены как функция давления в барах (1 бар = 100 кПа) и температуры в градусах Цельсия. В этом частном случае природный газ содержит 71 мол.% СО2. Помимо этого, природный газ содержит 0,5 мол.% азота (Ν2), 0,5 мол.% сероводорода (Н2§), 27 мол.% С1, т.е. углеводородов с единственным атомом углерода в их молекулах, и 1 мол.% С2, т.е. углеводородов с двумя атомами углерода в их молекулах. Фазы обозначены следующим образом: V = пар, Ь = жидкость, С = твердотельный СО2. Области разных сосуществующих фаз разделены вычисленными межфазными границами.
На фиг. 3 а условия потока текучей среды в первом впускном канале 10 циклонного сепаратора 1 текучей среды, схематически изображенного на фиг. 1, соответствуют координатам 80 бар (8 МПа) и -40°С, обозначенным как [8ТАКТ] на диаграмме фиг. 3а. Изоэнтропа вдоль стрелки А находится в области (II) жидкости, в то время как изоэнтропа вдоль стрелки В находится в области сосуществования (III) пар/жидкость. В результате расширения в области сосуществования (III) может быть достигнуто метастабильное состояние в режиме жидкость/пар при следовании по стрелке В, пока не произойдет фазовый переход при определенных условиях перенасыщения. Результирующий процесс испарения будет затем восстанавливать условия равновесия. Дополнительное расширение потока текучей среды вдоль стрелки С может приводить к достижению текучей средой метастабильного состояния в области сосуществования (Iпар/жидкость/твердая фаза или в области сосуществования (Ша) пар/твердая фаза. Даже если вдоль траектории расширения, обозначенной стрелкой С, фазовый переход для образования твердотельного диоксида углерода не будет происходить немедленно, доля диоксида углерода в паре будет уменьшаться, наряду с тем, что больше диоксида углерода растворяется в жидкости. В вариантах осуществления изобретения поток текучей среды может быть разделен циклонным сепаратором текучей среды, например, таким циклонным сепаратором текучей среды, который описан в международной заявке на патент \УО 2006/070019, на поток текучей среды, обогащенной диоксидом углерода, и поток текучей среды, обедненной диоксидом углерода, на конце траектории расширения, обозначенной стрелкой С. Отделенная текучая среда, обогащенная диоксидом углерода, находится в неравновесном состоянии, которое будет сохраняться лишь в течение ограниченного периода времени, порядка 10 мс. Поэтому текучая среда, обогащенная диоксидом углерода, повторно сжимается во втором выпускном канале 7 расширяющейся выпускной секции 5 циклонного сепаратора 1 текучей среды и выпускается через второй выпускной канал 7 в разделительный резервуар 21, предпочтительно в пределах указанного периода времени, в течение которого существует метастабильное состояние. Прерывание указанного метастабильного состояния приводит к формированию твердого вещества, что на практике означает, что растворенный диоксид углерода в жидкости затвердевает. В результате затвердевания диоксида углерода высвобождается скрытая теплота, вызывая повышение температуры текучей среды. Поэтому отделенная текучая среда, обогащенная диоксидом углерода, которая вводится в разделительный резервуар 21, может быть охлаж
- 5 020177 дена, для того, чтобы обеспечить то, что текучая среда остается в области сосуществования пар/твердая фаза или пар/жидкость/твердая фаза. Указанный процесс охлаждения и повторного сжатия текучей среды, обогащенной диоксидом углерода, обозначен стрелкой Ώ. В вариантах осуществления изобретения процесс дополнительного затвердевания происходит в разделительном резервуаре 21. Состояние текучей среды при вновь достигнутом равновесии внутри разделительного резервуара 21 обозначено как [ΕΝΏ]. Затвердевший диоксид углерода удаляется через третий выпускной канал 28, как описано выше.
На фиг. 3Ь условия потока текучей среды в первом впускном канале 10 циклонного сепаратора 1 текучей среды, схематически изображенного на фиг. 1, соответствуют координатам примерно 85 бар (8,5 МПа) и примерно 18°С, обозначенным как [8ТАК.Т] на диаграмме фиг. 3Ь. Изоэнтропа вдоль стрелки А' находится в области (I) пара, в то время как изоэнтропа вдоль стрелки В' находится в области сосуществования (III) пар/жидкость. В результате расширения в области сосуществования (III) может быть достигнуто метастабильное состояние в режиме жидкость/пар при следовании по стрелке В', пока не произойдет фазовый переход при определенных условиях переохлаждения.
Результирующий процесс конденсации будет затем восстанавливать условия равновесия. Дополнительное расширение потока текучей среды вдоль стрелки С' может приводить к достижению текучей средой метастабильного состояния в области сосуществования ДУЬ) пар/жидкость/твердая фаза или в области сосуществования СУа) пар/твердая фаза. Даже вдоль траектории расширения, обозначенной стрелкой С', фазовый переход для образования твердотельного диоксида углерода не будет происходить немедленно. В вариантах осуществления изобретения поток текучей среды разделяется циклонным сепаратором 1 текучей среды на поток текучей среды, обогащенной диоксидом углерода, и поток текучей среды, обедненной диоксидом углерода, на конце траектории расширения, обозначенной стрелкой С', процесс, описанный выше при обращении к фиг. 1. Кроме того, дополнительные детали в отношении такого процесса могут быть найдены в международной заявке на патент νθ 03/029739. Отделенная текучая среда, обогащенная диоксидом углерода, находится в неравновесном состоянии, которое будет сохраняться лишь в течение ограниченного периода времени, порядка 10 мс. Поэтому текучая среда, обогащенная диоксидом углерода, повторно сжимается в расширяющейся выпускной секции 5 циклонного сепаратора 1 текучей среды и выпускается через второй выпускной канал 7 в разделительный резервуар 21, предпочтительно в пределах указанного периода времени, в течение которого существует метастабильное состояние. Прерывание указанного метастабильного состояния приводит к формированию твердотельного диоксида углерода из сжиженной части потока текучей среды. В результате затвердевания диоксида углерода высвобождается скрытая теплота, вызывая повышение температуры текучей среды. Поэтому отделенная текучая среда, обогащенная диоксидом углерода, которая вводится в разделительный резервуар 21, может быть охлаждена для того, чтобы обеспечить то, что текучая среда остается в области сосуществования пар/твердая фаза или пар/жидкость/твердая фаза. Указанный процесс охлаждения и повторного сжатия текучей среды, обогащенной диоксидом углерода, обозначен стрелкой Ώ'.
В вариантах осуществления изобретения процесс затвердевания происходит в разделительном резервуаре 21. Состояние текучей среды при вновь достигнутом равновесии внутри разделительного резервуара 21 обозначено как [ΕΝΏ]. Опять же, затвердевший диоксид углерода удаляется через третий выпускной канал 28, как описано выше.
Для примеров, представленных выше со ссылками на фиг. 3а и 3Ь, максимальная твердотельная фракция диоксида углерода для данной температуры Т получается при давлении Р, пересекающем межфазную границу между областями ЬУС СУЬ) и УС СУа).
Как пояснено выше, назначением разделительного резервуара 21 является удаление максимального количества диоксида углерода в твердой фазе. Поэтому в соответствии с вариантом осуществления разделительный резервуар 21 функционирует при давлении Р и температуре Т на межфазной границе между областями ЬУС ДУЬ) и УС СУа) или вблизи нее. Эта межфазная граница показана на фиг. 3а и 3Ь.
В примере, приведенном на фиг. 3а и 3Ь, эта межфазная граница пересекается стрелкой Ώ, которая представляет процесс охлаждения и повторного сжатия текучей среды, обогащенной диоксидом углерода, как это происходит в разделительном резервуаре 21. Как показано, состояние текучей среды при вновь достигнутом равновесии внутри разделительного резервуара 21 обозначено как [ΕΝΏ]. В соответствии с описанным здесь вариантом осуществления [ΕΝΏ] выбирается на межфазной границе между областями ЬУС (ГУЬ) и УС СУа) или вблизи нее. Это делается по той причине, что количество твердотельного диоксида углерода максимально на этой межфазной границе.
В этом варианте осуществления термин вблизи межфазной границы используется, чтобы указать возможное отклонение в температуре ±5°С по отношению к обозначенной межфазной границе и возможное отклонение в давлении ±2 или ±5 бар (200 или 500 кПа) или отклонение 10 или 20% по отношению к обозначенной межфазной границе.
Таким образом, в соответствии с вариантом осуществления разделительный резервуар 21 функционирует при давлении Р в пределах 5 бар (500 кПа) и температуре Т в пределах 5°С от межфазной границы между областями ЬУС ДУЬ) и УС (ГУа).
Эти условия могут регулироваться посредством регулирования давления и температуры внутри
- 6 020177 разделительного резервуара 21. Температура в разделительном резервуаре 21 может регулироваться посредством применения охлаждающего узла 31. Давление в разделительном резервуаре 21 может регулироваться посредством клапана для регулирования давления, который размещен в газоотводной трубе 29.
В соответствии с вариантом осуществления разделительный резервуар 21 функционирует при комбинации давления и температуры, которая имеет место на межфазной границе между областью сосуществования (1УЬ) пар/жидкость/твердая фаза и областью сосуществования (1Уа) пар/твердая фаза или поблизости от нее.
В соответствии с примерами, приведенными со ссылками на фиг. 3а и 3Ь, разделительный резервуар 21 может функционировать при давлении в интервале 5-25 бар (0,5-2,5 МПа). Предполагаемый температурный диапазон для этих примеров находится в интервале от -70 до -90°С.
На фиг. 4-6 схематически изображен другой вариант осуществления, в котором винтовой конвейер или шнековый разгрузочный узел 35 заменен перфорированным экраном 40. На фиг. 4 показан вид сбоку такого перфорированного экрана 40, тогда как на фиг. 5 показан вид сверху такого перфорированного экрана в соответствии с возможным вариантом осуществления. Фиг. 6 схематически изображает такой перфорированный экран 40 в комбинации с разделительным резервуаром 21.
В соответствии с этим вариантом осуществления затвердевший диоксид углерода удаляется из разделительного резервуара 21 посредством перфорированного экрана 40, имеющего конические отверстия/щели или конические проемы. Перфорированный экран 41 может быть нагрет, и может поддерживаться разность давления между стороной подачи 42 и стороной отбора 43 таким образом, что давление на стороне подачи всегда выше давления на стороне отбора или равно ему.
Перфорированный экран 40 может быть снабжен множеством перфораций или отверстий 41. Отверстия 41 могут быть прямоугольными отверстиями, отверстиями, сформированными в виде щелей, или могут быть круговыми отверстиями, как показано на фиг. 5.
Частицы затвердевшего диоксида углерода, которые выпускаются из разделительного резервуара 21 через третий выпускной канал 28, перемещаются к стороне подачи 42 перфорированного экрана 40, как показано на фиг. 4. Частицы затвердевшего диоксида углерода перемещаются через отверстия 41 от стороны подачи 42 к стороне отбора 43 перфорированного экрана 40. Размер и форма отверстий 41 таковы, что при применении частицы затвердевшего диоксида углерода заполняют отверстия 41 и образуют слой затвердевшего диоксида углерода, посредством чего предотвращается перемещение газов и жидкостей от стороны подачи 42 к стороне отбора 43.
Для того чтобы образовать такой слой затвердевшего диоксида углерода и тем самым избежать просачивания жидкости или газа через отверстия 41 от стороны подачи 42 к стороне отбора 43, отверстия 41 могут иметь суженную форму или коническую форму, т.е. отверстия 41 имеют поперечное сечение со стороны подачи 41 больше, чем поперечное сечение отверстия 41 со стороны отбора 43. Это показано на фиг. 4.
Угол конвергенции α этих отверстий 41 может находиться в интервале между 5 и 30° по отношению к продольной оси 44 отверстия 41. В соответствии с другим вариантом осуществления угол конвергенции α отверстий 41 находится в интервале между 10 и 20°. Типичный входной размер Ό42 отверстия 41 (например, диаметр круговых отверстий 41) на стороне подачи 42 перфорированного экрана 40 может быть по меньшей мере в 2 раза больше типичного размера зерен затвердевшего диоксида углерода.
Типичный выходной размер Ό43 отверстия 41 (например, диаметр круговых отверстий 41) на стороне отбора 43 может быть примерно равен среднему размеру зерен затвердевшего диоксида углерода. Однако в соответствии с другим вариантом осуществления типичный выходной размер Ό43 отверстия 41 на стороне отбора 43 в основном меньше среднего размера зерен затвердевшего диоксида углерода. Диаметр Ό43 кругового отверстия 41 на выпускной стороне может находиться в интервале от 0,5 до 5 мм, хотя предпочтительно между 1 и 3 мм.
Глубина Ό41 отверстий 41, измеренная в направлении продольной оси 44, типично может в два раза превышать входной размер Ό42 отверстия 41. Однако глубина Ό41 отверстий 41 может более чем в два раза превышать входной размер Ό42 отверстия 41. Предпочтительно глубина Ό41 меньше 5-кратного входного размера Ό42.
Суженная форма и размеры отверстий 41 предоставляют возможность образования плотной упаковки частиц затвердевшего диоксида углерода частиц в отверстиях 41 и возможно выше них. При применении, частицы затвердевшего диоксида углерода будут присутствовать в отверстиях 41 и с верхней стороны перфорированного экрана 40. Плотная упаковка частиц затвердевшего диоксида углерода частиц имеет сравнительно низкую пористость и обеспечивает то, что отсутствуют пути протекания для газов или жидкостей, по которым они могли бы просачиваться через частицы со стороны подачи 42 к стороне отбора 43.
Кроме того, блокирование указанных путей протекания для того, чтобы получить непроницаемый слой затвердевшего диоксида углерода на перфорированном экране 40, может быть создано предоставлением средства для приложения статического напора к зернам затвердевшего диоксида углерода. Термин напор используется в отношении столба или слоя жидкости и твердотельных частиц, который
- 7 020177 приводит к созданию давления на твердотельные частицы на перфорированном экране 40.
Это увеличивает давление взаимного соприкосновения между зернами диоксида углерода и зернами диоксида углерода и боковыми стенками отверстий 41. Посредством увеличения когезионных и адгезионных сил слой диоксида углерода становится более плотным.
Для того чтобы предоставить возможность частицам затвердевшего диоксида углерода перемещения через отверстия 41 к стороне отбора 43, частицы затвердевшего диоксида углерода плавятся со стороны отбора 43. Это может быть выполнено посредством поддержания подходящей температуры Т43 на стороне отбора 43 и/или поддержания подходящего давления Р43 на стороне отбора 43.
Давление отбора Р43 на стороне отбора 43 регулируется при величине, которая типично на 2 бар (200 кПа) ниже давления Р42 на стороне подачи 42 и в разделительном резервуаре 21. Следовательно, в случае, когда разделительный резервуар 21 функционирует при давлении 20 бар (2 МПа), давление Р42 на стороне подачи примерно равно 20 бар (2 МПа), а давление Р43 на стороне отбора может быть отрегулировано таким образом, что составляет примерно 10-18 бар (1,0-1,8 МПа).
Температура Т43 на стороне отбора 43 перфорированного экрана 40 может быть выбрана таким образом, что при задании соответствующего давления диоксид углерода находится в жидкой фазе. Например, для типичного давления в 10-18 бар (1,0-1,8 МПа) температура может быть выбрана между примерно -55 и 0°С.
Температура на стороне отбора может быть отрегулирована узлом поддержания температуры (не показан) или узлом, который нагревает перфорированный экран до желательной температуры внутри жидкой фазы диоксида углерода, чтобы отделять при плавлении жидкий диоксид углерода от перфорированного экрана 40.
В результате температуры и давления Т43, Р43 на стороне отбора 43 нижняя сторона сформированного слоя диоксида углерода будет плавиться, и диоксид углерода будет стекать каплями и может быть собран в подходящий резервуар или т.п.
Вышеописанный вариант осуществления предоставляет эффективный путь отделения диоксида углерода. Посредством нахождения диоксида углерода в твердотельном состоянии внутри разделительного резервуара 21 диоксид углерода отделяется, например, от метана (который в противном случае смешивался бы с диоксидом углерода в жидкой фазе). В то же самое время на стороне отбора 43 перфорированного экрана 40 диоксид углерода предоставляется в жидкой фазе, обеспечивая возможность простой последующей транспортировки и обработки.
Посредством применения перфорированного экрана 40 предоставляется барьер для твердотельного диоксида углерода между стороной подачи 42 и стороной отбора 43, обеспечивающий возможность создания и регулирования разных условий (давление/температура) на стороне отбора и стороне отделения.
На фиг. 7 показан еще один вариант осуществления.
Резервуар 21 может быть снабжен одним или несколькими впускными каналами 25, которые расположены по касательной к периметру вертикальной секции 22, так что в секции 22 возникает вращательный поток. Кроме того, верхняя газоотводная труба 29 может быть вытянута в виде вертикальной трубы в указанной вертикальной секции 22 таким образом, что образует так называемую разгрузочную насадку. Конец указанной разгрузочной насадки находится в более низкой позиции по вертикали по сравнению с позицией расположения по вертикали одного или нескольких впускных каналов 25.
Секции 22 и 23 резервуара 21 могут быть физически разделены конической отклоняющей пластиной или коническим гасителем турбулентности 30, внешний периметр которого имеет зазор С по отношению к внутреннему периметру вертикальной секции 22. Величина этого зазора С может обычно находиться в интервале от 0,05 до 0,3 от внутреннего диаметра секции 22.
Конический гаситель турбулентности 30 разрушает вращательное движение потока от первой секции 22 к сборному резервуару 23, чтобы предотвратить формирование завихрений в сборном резервуаре
23.
Также конический гаситель турбулентности может предотвращать перемещение газообразных компонентов из вертикальной секции 22 в сборный резервуар 23 и отклоняет эти газообразные компоненты к верхней газоотводной трубе 29.
Перфорированный экран 40 предоставляется теперь как часть сборного резервуара 23. При применении слой СО2 будет формироваться с верхней стороны перфорированного экрана 40. Переливная стенка 34 сформирована, чтобы предоставить переливное соединение. Переливное соединение предоставляет возможность жидкостям, которые будут обычно формироваться поверх слоя СО2, проходить через переливную стенку 34 и выпускаться из сборного резервуара 23 через четвертый выпускной канал 26.
На фиг. 8а схематически изображен другой вариант осуществления. На фиг. 8а изображен резервуар 21 и два циклонных сепаратора 1 текучей среды, описанных выше. Однако следует понимать, что вместо двух может быть предоставлено любое подходящее число циклонных сепараторов 1 текучей среды.
В соответствии с этим вариантом осуществления устройство для разделения текучей среды также содержит трубопровод 81 для обратной связи, который одной стороной соединен с четвертым выпускным каналом 26, а другой стороной соединен с впускным каналом линии обратной связи циклонного сепаратора 1 текучей среды. Трубопровод 81 для обратной связи также содержит насос Ρϋ.
- 8 020177
Углеводородные жидкие компоненты, обогащенные диоксидом углерода, которые протекают через четвертый выпускной канал 26, закачиваются посредством насоса РИ через трубопровод 81 для обратной связи во впускной канал линии обратной связи одного или нескольких циклонных сепараторов 1 текучей среды. В соответствии с фиг. 8а впускной канал линии обратной связи находится в верхнем течении по отношению к центральному элементу 11 грушевидной формы и совмещается с нормальным впускным каналом 82 циклонных сепараторов 1 текучей среды. Однако впускной канал линии обратной связи может также быть предоставлен в другом месте, например в средней части циклонного сепаратора 1 текучей среды.
Посредством предоставления такого трубопровода 81 для обратной связи возможно достижение частичного или даже полного затвердевания СО2, без необходимости дополнительного охлаждения в резервуаре 21, где температура достигает своей наименьшей величины. Вместо этого поток жидких углеводородов, обогащенных диоксидом углерода, вначале нагнетается насосом до давления подачи и объединяется с потоком в трубопроводе 82, чтобы создать перемещение нового сырьевого потока, что обозначено как канал 81+82, при этом затем указанный объединенный сырьевой поток может быть охлажден до новой температуры, которая ниже, чем температура в трубопроводе 82, и выше, чем уровень температуры в резервуаре 21. Обычно разность между температурой исходного потока в трубопроводе 81+82 и температурой в резервуаре 21 составляет 25°С. Для того чтобы выполнять охлаждение, в трубопроводе 81+82 может быть предоставлен охлаждающий узел 85, как показано на фиг. 8Ь.
Первые выпускные каналы 6 циклонных сепараторов 1 текучей среды могут быть объединены вместе с пятым выпускным каналом 2 9 трубчатой секции 22, чтобы образовать выпускной канал 83. Текучая среда, проходящая через впускной канал 81 циклонного сепаратора 1 текучей среды, может содержать примерно 70% СО2 и 30% СХНУ, в то время как текучая среда в выпускном канале 83 может содержать примерно 15% СО2 и 85% СХНУ.
Дополнительные замечания.
В соответствии с вариантом осуществления предоставляется способ удаления диоксида углерода из потока текучей среды посредством устройства для разделения текучей среды, содержащего циклонный сепаратор текучей среды, содержащий горловую часть, расположенную между сужающейся секцией для приема текучей среды и расширяющейся секцией для выпуска текучей среды, и узел для создания завихрений, сконфигурированный таким образом, чтобы создавать вихревое движение текучей среды, содержащей диоксид углерода, внутри по меньшей мере части циклонного сепаратора текучей среды, сужающаяся секция для приема текучей среды содержит первый впускной канал для компонентов текучей среды, и расширяющаяся секция для выпуска текучей среды содержит первый выпускной канал для текучей среды, обедненной диоксидом углерода, и второй выпускной канал для текучей среды, обогащенной диоксидом углерода;
разделительный резервуар, имеющий первую секцию, связанную со сборным резервуаром, указанная первая секция снабжена вторым впускным каналом, связанным с указанным вторым выпускным каналом указанного циклонного сепаратора текучей среды, и указанный сборный резервуар снабжен третьим выпускным каналом для затвердевшего диоксида углерода.
Данный способ включает предоставление потока текучей среды в указанный впускной канал, указанный поток текучей среды содержит диоксид углерода;
придание вихревого движения потоку текучей среды таким образом, чтобы стимулировать отвод по меньшей мере одного компонента из сконденсированных компонентов и отвержденных компонентов в потоке текучей среды в нижнем течении узла для создания завихрений и чтобы образовать выходящий поток текучей среды;
расширение вихревого потока текучей среды таким образом, чтобы сформировать компоненты сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии в указанном потоке текучей среды и стимулировать отвод указанных компонентов сжиженного диоксида углерода в указанном метастабильном состоянии под влиянием указанного вихревого движения;
извлечение выходящего потока текучей среды, содержащего указанные компоненты сжиженного диоксида углерода в указанном метастабильном состоянии, из указанного циклонного сепаратора текучей среды через указанный второй выпускной канал;
предоставление указанного извлеченного выходящего потока текучей среды в качестве смеси в указанный разделительный резервуар через указанный второй впускной канал;
направление указанной смеси через указанную первую секцию указанного разделительного резервуара к указанному сборному резервуару, при одновременном предоставлении условий обработки в указанной первой секции таким образом, что затвердевший диоксид углерода образуется из указанных компонентов сжиженного диоксида углерода в указанном метастабильном состоянии;
извлечение затвердевшего диоксида углерода через указанный третий выпускной канал, при этом способ также содержит формирование слоя затвердевшего диоксида углерода, извлеченного из третьего выпускного канала 28, на стороне подачи 42 перфорированного экрана 40, содержащего отверстия 41, вытянутые к стороне
- 9 020177 отбора 43;
применение таких условий температуры и давления на стороне отбора 43 перфорированного экрана 40, чтобы отделять плавлением диоксид углерода от слоя и собирать расплавленный диоксид углерода через отверстия 41 на стороне отбора 43.
Сторона отбора 43 может функционировать при комбинации температуры и давления, при которой диоксид углерода является жидкостью. Сторона подачи 42 может функционировать при первом давлении, а сторона отбора 43 может функционировать при втором давлении, второе давление равно или ниже первого давления. Температура на стороне отбора 43 может находиться в интервале от минус 55 до 0°С и быть выше, чем на стороне подачи 42. Отверстия 41 имеют входной размер Ό42 на стороне подачи 42, который больше, чем выходной размер Ό43 на стороне отбора 43. Выходной размер Ό43 может быть примерно равен или в основном меньше размера зерен затвердевшего диоксида углерода.
Несмотря на то что частные варианты осуществления изобретения были описаны выше, следует принимать во внимание, что данное изобретение может быть осуществлено на практике иным образом, чем тот, что описан. Описание предназначено быть иллюстративным, а не ограничивающим. Соответственно, специалистам в данной области техники будет очевидно, что могут быть сделаны модификации описанных вариантов осуществления изобретения без выхода за пределы формулы изобретения, представленной ниже.

Claims (31)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ удаления диоксида углерода из потока текучей среды посредством устройства для разделения текучей среды, включающего в себя циклонный сепаратор (1) текучей среды, содержащий горловую часть, расположенную между сужающейся секцией для приема текучей среды и расширяющейся секцией для выпуска текучей среды, и узел для создания завихрений, выполненный с возможностью создания вихревого движения текучей среды, содержащей диоксид углерода, внутри по меньшей мере части циклонного сепаратора текучей среды, причем сужающаяся секция для приема текучей среды содержит первый впускной канал для компонентов текучей среды, а расширяющаяся секция для выпуска текучей среды содержит первый выпускной канал для текучей среды, обедненной диоксидом углерода, и второй выпускной канал для текучей среды, обогащенной диоксидом углерода;
    разделительный резервуар (21), имеющий первую секцию, соединенную со сборным резервуаром (23), причем первая секция снабжена вторым впускным каналом, соединенным с указанным вторым выпускным каналом циклонного сепаратора текучей среды, причем сборный резервуар снабжен третьим выпускным каналом для затвердевшего диоксида углерода, при этом разделительный резервуар функционирует при комбинации давления и температуры, которая находится на или вблизи межфазной границы между областью сосуществования пар/жидкость/твердая фаза для природного газа, содержащего диоксид углерода (область 1УЬ на фиг. 3а и 3Ь), и областью сосуществования пар/твердая фаза для природного газа, содержащего диоксид углерода (область 1Уа на фиг. 3 а и 3Ь);
    в котором подготавливают поток текучей среды в впускной канал, причем поток текучей среды содержит диоксид углерода;
    придают вихревое движение потоку текучей среды таким образом, чтобы стимулировать отвод по меньшей мере одного компонента из сконденсированных компонентов и отвержденных компонентов в потоке текучей среды в нижнем течении узла для создания завихрений и для образования выходящего потока текучей среды;
    расширяют вихревой поток текучей среды таким образом, чтобы сформировать компоненты сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии в указанном потоке текучей среды и стимулировать отвод указанных компонентов сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии под влиянием вихревого движения;
    извлекают выходящий поток текучей среды, содержащий указанные компоненты сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии, из циклонного сепаратора текучей среды через второй выпускной канал;
    подают извлеченный выходящий поток текучей среды в качестве смеси в разделительный резервуар через второй впускной канал;
    направляют указанную смесь через первую секцию разделительного резервуара к сборному резервуару при одновременном обеспечении условий обработки в первой секции таким образом, что затвердевший диоксид углерода образуется из указанных компонентов сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии;
    формируют слой затвердевшего диоксида углерода на стороне подачи (42) перфорированного экрана (40), расположенного в сборном резервуаре (23) и содержащего отверстия (41), вытянутые к стороне отбора (43);
    обеспечивают такие условия температуры и давления на стороне отбора (43) перфорированного эк- 10 020177 рана (40), чтобы отделять плавлением диоксид углерода от слоя и собирать расплавленный диоксид углерода через отверстия (41) на стороне отбора (43).
  2. 2. Способ по п.1, в котором сторона отбора (43) функционирует при комбинации температуры и давления, для которой диоксид углерода является жидкостью.
  3. 3. Способ по п.2, в котором комбинация температуры и давления, для которой диоксид углерода является жидкостью, выбрана из интервала 10-18 бар (1,0-1,8 МПа) и -55-0°С.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором сторона подачи (42) функционирует при первом давлении, а сторона отбора (43) функционирует при втором давлении, причем данное второе давление равно или ниже, чем первое давление.
  5. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором разделительный резервуар (21) функционирует при давлении в интервале 5-25 бар (0,5-2,5 МПа) и температурном интервале -(70-90)°С.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором отверстия (41) имеют входной размер (Ό42) на стороне подачи (42), который больше, чем выходной размер (Э43) на стороне отбора (43).
  7. 7. Способ по п.6, в котором выходной размер (Э43) равен или меньше среднего размера зерен затвердевшего диоксида углерода.
  8. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором извлеченный выходящий поток текучей среды подают в разделительный резервуар (21) тангенциально к периметру первой секции (22), так что в первой секции (22) образуется вращательный поток.
  9. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором первая секция (22) разделительного резервуара также снабжена пятым выпускным каналом (29), причем газообразные компоненты, обедненные диоксидом углерода, извлекают через пятый выпускной канал (29).
  10. 10. Способ по п.9, в котором пятый выпускной канал образован разгрузочной насадкой, содержащей, по существу, вертикальную трубу, вытянутую в первую секцию через верхнюю часть первой секции в нижнем направлении, при этом нижний конец трубы находится ниже в вертикальном направлении, чем второй впускной канал.
  11. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором конический гаситель турбулентности (30) размещают между первой секцией и сборным резервуаром (23).
  12. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сборный резервуар также снабжен четвертым выпускным каналом (26), причем углеводородные жидкие компоненты извлекают через четвертый выпускной канал (26).
  13. 13. Способ по п.12, в котором углеводородные жидкие компоненты через четвертый выпускной канал (26) возвращают в циклонный сепаратор текучей среды.
  14. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором разделительный резервуар также содержит охлаждающий узел, выполненный с возможностью обеспечения в нем заданных температурных условий, причем температурные условия обеспечивают затвердевание текучей среды, обогащенной диоксидом углерода.
  15. 15. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором поток текучей среды содержит молярную концентрацию диоксида углерода более чем 10%.
  16. 16. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором расширение вихревого потока текучей среды является таким, что вихревой поток текучей среды достигает сверхзвуковой скорости.
  17. 17. Способ по п.16, в котором расширение является также таким, что достигается температура ниже 200 К.
  18. 18. Способ по п.16 или 17, в котором расширение является также таким, что достигается давление ниже 50% от давления в первом впускном канале циклонного сепаратора текучей среды.
  19. 19. Устройство для разделения текучей среды, которое удаляет диоксид углерода из потока текучей среды, включающее в себя циклонный сепаратор (1) текучей среды, содержащий горловую часть (4), расположенную между сужающейся секцией для приема текучей среды и расширяющейся секцией для выпуска текучей среды, и узел для создания завихрений, выполненный с возможностью создания вихревого движения текучей среды, содержащей диоксид углерода, внутри по меньшей мере части сепаратора, причем сужающаяся секция для приема текучей среды содержит первый впускной канал для компонентов текучей среды и расширяющаяся секция для выпуска текучей среды содержит первый выпускной канал для текучей среды, обедненной диоксидом углерода, и второй выпускной канал для текучей среды, обогащенной диоксидом углерода;
    разделительный резервуар (21), имеющий первую секцию, соединенную со сборным резервуаром, причем секция снабжена вторым впускным каналом, соединенным со вторым выпускным каналом циклонного сепаратора текучей среды, при этом сборный резервуар снабжен третьим выпускным каналом (28) для затвердевшего диоксида углерода, при этом разделительный резервуар функционирует при комбинации давления и температуры, которая находится на или вблизи межфазной границы между областью сосуществования пар/жидкость/твердая фаза для природного газа, содержащего диоксид углерода (область 1УЬ на фиг. 3а и 3Ь), и областью сосуществования пар/твердая фаза для природного газа, содержащего диоксид углерода (область 1Уа на фиг. 3 а и 3Ь);
    - 11 020177 перфорированный экран (40), имеющий сторону подачи (42) и сторону отбора (43), причем сторона подачи (42) расположена так, чтобы накапливать затвердевший диоксид углерода и формировать слой затвердевшего диоксида углерода на стороне подачи (42), при этом перфорированный экран расположен в сборном резервуаре (23) и содержит отверстия (41), вытянутые к стороне отбора (42), при этом указанное устройство для разделения текучей среды выполнено с возможностью приема потока текучей среды, содержащей диоксид углерода, в указанный первый впускной канал;
    приема вихревого движения потока текучей среды таким образом, чтобы стимулировать отвод по меньшей мере одного компонента из сконденсированных компонентов и отвержденных компонентов в потоке текучей среды в нижнем течении узла для создания завихрений и для образования выходящего потока текучей среды;
    расширения вихревого потока текучей среды таким образом, чтобы сформировать компоненты сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии в указанном потоке текучей среды и стимулировать отвод указанных компонентов сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии под влиянием вихревого движения;
    извлечения выходящего потока текучей среды, содержащего указанные компоненты сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии, из циклонного сепаратора текучей среды через второй выпускной канал;
    подачи извлеченного выходящего потока текучей среды в качестве смеси в разделительный резервуар через второй впускной канал;
    направления указанной смеси через первую секцию разделительного резервуара к сборному резервуару при одновременном обеспечении условий обработки в первой секции таким образом, что затвердевший диоксид углерода образуется из указанных компонентов сжиженного диоксида углерода в метастабильном состоянии;
    обеспечения таких условий температуры и давления на стороне отбора (43) перфорированного экрана (40), чтобы отделять плавлением диоксид углерода от слоя и собирать расплавленный диоксид углерода через отверстия (41) на стороне отбора (43).
  20. 20. Устройство для разделения текучей среды по п.19, также содержащее узел поддержания температуры, который поддерживает подходящую температуру на стороне отбора (43) перфорированного экрана (40), для отделения плавлением диоксида углерода в жидком виде от перфорированного экрана (40).
  21. 21. Устройство для разделения текучей среды по п.19 или 20, в котором центральный элемент (11) имеет наибольшую внешнюю ширину 2Ко тах, которая больше, чем наименьшая внутренняя ширина 2КП т1П трубчатой горловой части (4).
  22. 22. Устройство для разделения текучей среды по любому из пп.19-21, в котором отверстия (41) имеют входной размер (Ό42) на стороне подачи (42), который больше, чем выходной размер (Ό43) на стороне отбора (43).
  23. 23. Устройство для разделения текучей среды по п.22, в котором выходной размер (Ό43) равен или меньше среднего размера зерен затвердевшего диоксида углерода.
  24. 24. Устройство для разделения текучей среды по п.22 или 23, в котором отверстия (41) являются круговыми с диаметром на стороне отбора (43) в интервале от 0,5 до 5 мм.
  25. 25. Устройство для разделения текучей среды в соответствии с любым из пп.19-24, в котором второй впускной канал является тангенциальным впускным каналом по отношению к периметру первой секции, так что в первой секции (22) образуется вращательный поток.
  26. 26. Устройство для разделения текучей среды по любому из пп.19-25, в котором первая секция также снабжена пятым выпускным каналом, выполненным с возможностью извлечения газообразных компонентов, обедненных диоксидом углерода.
  27. 27. Устройство для разделения текучей среды по п.26, в котором пятый выпускной канал образован разгрузочной насадкой, содержащей, по существу, вертикальную трубу, вытянутую в первую секцию через верхнюю часть первой секции в нижнем направлении, при этом нижний конец трубы находится ниже в вертикальном направлении, чем второй впускной канал.
  28. 28. Устройство для разделения текучей среды по любому из пп.19-27, в котором конический гаситель турбулентности (30) расположен между первой секцией и сборным резервуаром.
  29. 29. Устройство для разделения текучей среды по любому из пп.19-28, в котором сборный резервуар также снабжен четвертым выпускным каналом (26), выполненным с возможностью извлечения углеводородных жидких компонентов.
  30. 30. Устройство для разделения текучей среды по п.29, содержащее трубопровод (81) для обратной связи, причем трубопровод (81) для обратной связи выполнен с возможностью возврата углеводородных жидких компонентов из четвертого выпускного канала (26) в циклонный сепаратор текучей среды.
  31. 31. Устройство для разделения текучей среды по любому из пп.19-30, в котором разделительный резервуар также содержит охлаждающий узел, выполненный с возможностью обеспечения в нем заданных температурных условий, причем температурные условия обеспечивают возможность затвердевания текучей среды, обогащенной диоксидом углерода.
EA201170870A 2008-12-22 2009-12-18 Способ удаления диоксида углерода из потока текучей среды и устройство для разделения текучей среды EA020177B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2008050838 2008-12-22
PCT/NL2009/050388 WO2011002277A1 (en) 2009-07-01 2009-07-01 Method of removing carbon dioxide from a fluid stream and fluid separation assembly
PCT/NL2009/050781 WO2010074565A1 (en) 2008-12-22 2009-12-18 Method of removing carbon dioxide from a fluid stream and fluid separation assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201170870A1 EA201170870A1 (ru) 2012-02-28
EA020177B1 true EA020177B1 (ru) 2014-09-30

Family

ID=41693165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201170870A EA020177B1 (ru) 2008-12-22 2009-12-18 Способ удаления диоксида углерода из потока текучей среды и устройство для разделения текучей среды

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20120017638A1 (ru)
CN (1) CN102307642B (ru)
AU (1) AU2009330799B2 (ru)
CA (1) CA2748128C (ru)
EA (1) EA020177B1 (ru)
MY (1) MY155298A (ru)
WO (1) WO2010074565A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731426C2 (ru) * 2015-12-03 2020-09-02 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ удаления со2 из загрязненного углеводородного потока сырья

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2866921A2 (en) * 2011-05-26 2015-05-06 Sustainable Energy Solutions, LLC Systems and methods for separating condensable vapors from light gases or liquids by recuperative cryogenic processes
WO2013033425A1 (en) 2011-08-31 2013-03-07 Alliant Techsystems Inc. Inertial extraction system
US20130125580A1 (en) * 2011-11-22 2013-05-23 General Electric Company Expander and method for co2 separation
US9205357B2 (en) * 2012-03-29 2015-12-08 The Boeing Company Carbon dioxide separation system and method
US9156703B2 (en) 2012-03-30 2015-10-13 The Boeing Company System and method for producing carbon dioxide
US20130283852A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 General Electric Company Method and systems for co2 separation
US9777628B2 (en) 2012-08-23 2017-10-03 The Boeing Company System and method for processing greenhouse gases
US9103549B2 (en) 2012-08-23 2015-08-11 The Boeing Company Dual stream system and method for producing carbon dioxide
US9073001B2 (en) 2013-02-14 2015-07-07 The Boeing Company Monolithic contactor and associated system and method for collecting carbon dioxide
US20150033792A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 General Electric Company System and integrated process for liquid natural gas production
CN104028052B (zh) * 2014-06-13 2016-06-15 成都嘉信节能环保设备有限公司 一种气体净化设备
MX2017005037A (es) * 2014-11-17 2017-06-30 Exxonmobil Upstream Res Co Mecanismo de intercambio de calor para remover contaminantes de una corriente de vapor de hidrocarburos.
DE102015009818A1 (de) * 2015-07-28 2017-02-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regenerierung des Waschmittels in einer physikalischen Gaswäsche
US10746141B2 (en) * 2017-03-14 2020-08-18 Kohler Co. Engine air cleaner
CN107677044B (zh) * 2017-08-28 2020-06-09 浙江大学 一种采用低温凝华法的富氧燃烧尾气处理系统
CN110129105A (zh) * 2018-11-28 2019-08-16 陆庆飞 一种超音速液化和螺旋流动分离装置
MY195530A (en) * 2019-05-30 2023-01-30 Petroliam Nasional Berhad Petronas A System and Method for Handling a Multiple Phase Hydrocarbon Feed
US20220347613A1 (en) * 2019-10-28 2022-11-03 Joma-Polytec Gmbh Liquid separator

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3236057A (en) * 1962-05-28 1966-02-22 Conch Int Methane Ltd Removal of carbon dioxide and/or hydrogen sulphide from methane
US3376709A (en) * 1965-07-14 1968-04-09 Frank H. Dickey Separation of acid gases from natural gas by solidification
US20020189443A1 (en) * 2001-06-19 2002-12-19 Mcguire Patrick L. Method of removing carbon dioxide or hydrogen sulfide from a gas
WO2003055575A1 (en) * 2001-12-31 2003-07-10 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Multistage fluid separation assembly and method
WO2003062725A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Curtin University Of Technology Process and device for production of lng by removal of freezable solids
WO2009084945A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 Twister B.V. Method of removing and solidifying carbon dioxide from a fluid stream and fluid separation assembly

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA985706B (en) * 1997-07-02 1999-01-27 Shell Int Research Removing a gaseous component from a fluid
MY130925A (en) 2001-09-28 2007-07-31 Twister Bv Cyclonic fluid separator with vortex generator in inlet section
US6669755B2 (en) * 2002-06-04 2003-12-30 Clean Technologies International Corporation Apparatus and method for treating containerized feed materials in a liquid reactant metal
WO2006037320A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 Union Engineering A/S Method for recovery of carbon dioxide from a gas
MY147883A (en) 2004-12-30 2013-01-31 Shell Int Research Cyclonic separator and method for degassing a fluid mixture
ITMI20060299A1 (it) * 2006-02-17 2007-08-18 Getters Spa Sistema per il trattamento di fumi

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3236057A (en) * 1962-05-28 1966-02-22 Conch Int Methane Ltd Removal of carbon dioxide and/or hydrogen sulphide from methane
US3376709A (en) * 1965-07-14 1968-04-09 Frank H. Dickey Separation of acid gases from natural gas by solidification
US20020189443A1 (en) * 2001-06-19 2002-12-19 Mcguire Patrick L. Method of removing carbon dioxide or hydrogen sulfide from a gas
WO2003055575A1 (en) * 2001-12-31 2003-07-10 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Multistage fluid separation assembly and method
WO2003062725A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Curtin University Of Technology Process and device for production of lng by removal of freezable solids
WO2009084945A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 Twister B.V. Method of removing and solidifying carbon dioxide from a fluid stream and fluid separation assembly

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731426C2 (ru) * 2015-12-03 2020-09-02 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ удаления со2 из загрязненного углеводородного потока сырья

Also Published As

Publication number Publication date
AU2009330799A1 (en) 2011-07-14
CN102307642A (zh) 2012-01-04
AU2009330799B2 (en) 2016-04-21
EA201170870A1 (ru) 2012-02-28
CA2748128C (en) 2018-06-05
WO2010074565A1 (en) 2010-07-01
CA2748128A1 (en) 2010-07-01
US20120017638A1 (en) 2012-01-26
CN102307642B (zh) 2014-03-19
MY155298A (en) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA020177B1 (ru) Способ удаления диоксида углерода из потока текучей среды и устройство для разделения текучей среды
WO2011002277A1 (en) Method of removing carbon dioxide from a fluid stream and fluid separation assembly
CA2710915C (en) Method of removing and solidifying carbon dioxide from a fluid stream and fluid separation assembly
US9034082B2 (en) Multistage cyclonic fluid separator
US8105422B2 (en) Cyclonic liquid degassing separator and method for degassing a fluid mixture
EP1835995B1 (en) Cyclonic separation method for degassing a fluid mixture
US9551526B2 (en) Refining system and method for refining a feed gas stream
EA004226B1 (ru) Способ удаления конденсирующихся паров из потока природного газа у устья скважины, устройство для его осуществления и устьевой узел, включающий такое устройство
JP2008500896A (ja) 流動媒体混合物をフラクションに分離するための装置および方法
EA021850B1 (ru) Устройство и способ выделения сероводорода из потока природного газа
ZA200404613B (en) Multistage fluid separation assembly and method
US6514322B2 (en) System for separating an entrained immiscible liquid component from a wet gas stream
AU2013204700B2 (en) Multistage cyclonic fluid separator
US11305296B2 (en) Multiphase fluid dispenser
RU2747403C1 (ru) Внутритрубный сепаратор

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ