JP2011517425A - 流れの中の多数の成分の分離 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、“Multiple Frequency Electrostatic Coalescence”と題する2005年2月15日に出願された米国特許出願11/057,900である米国特許第7,351,320号に基づくものであり、これは、“Dual Frequency Electrostatic Coalescence”と題する米国特許出願10/214,295である米国特許第6,860,979号に基づく、一部継続出願である。
本願の主題は、開発に関して存続する連邦支援研究のいずれにも関連がなく、本願はいずれのマイクロフィッシュ・アペンディクス(microfiche appendix)においても引用されていない。
石油工業の創成以来、油と水との分離は課題であり続けている。世界で生産される原油の殆ど全ては、油と水との組み合わせとして地表に到達する。一部の原油においては、水はどちらかと言うと少量成分である場合もあるが、殆どにおいてそれは厄介な成分である。更に、ベース流体(base fluid)がエマルジョンであり、水が小さな液滴となって油性ベース(oil base)中に懸濁している場合には、油と水との分離はさらに難しくなる。
Gary W. Sams et al.に発行され"Method for Augmenting the Coalescence of Water in a Water-In-Oil Emulsion"と題する米国特許第5,643,431号は、図11に示すシステムに類似した、エマルジョンの分離を促進する遠心システムについて詳細に記載している。
Claims (20)
- ガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法であって、
処理容器中において、離間した複数の電極の間に流れを導き、
少なくとも1つの基準周波数F1のAC電圧を、電圧源から少なくとも1つの前記電極に供給し、前記容器内に電界を形成して、前記流れを前記電界に通過させ、
前記流れが通過する電界を形成し、
変調周波数F2において、前記AC電圧の前記周波数F1を変調し、
前記容器の上部から分離されたガス状成分と、前記容器の下部から重い液体成分と、前記容器の中間部分から軽い液体成分とを抜き取る、
ことを備える方法。 - 前記基準周波数F1と前記変調周波数F2とは、前記重い液体成分と前記軽い液体成分の分離に関する性質に従って、それぞれ選択されることを特徴とする、請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記変調周波数F2は、選択されたしきい値周波数から変動することを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記複数の電極の1つは、グランド電位であることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記AC電圧は、正弦波、方形波、三角形状波、台形形状波、指数形状波、対数形状波、半円形状波、及び逆半円形状波、ならびにその組み合わせからなる群から選択した形状を有することを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記基準周波数F1は、前記流れの導電率によって影響を受けることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記変調周波数F2は、液滴の質量、及び/又は、液体成分の界面張力によって本質的に決定されることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記変調周波数F2は、ほとんど0から約60Hzまでの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記基本周波数F1は、約100から1600Hzの好ましい範囲にあることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記基本周波数F1は、強度及び周波数を同時に変調したものであることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 各サイクルの前半部において前記AC電圧の強度が遅い指数関数的速度で増加し、且つ、各サイクルの後半部において前記AC電圧の強度が速い指数関数的速度で減少するような波形で、前記AC電圧を周期的に振幅変調させることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 各サイクルの前半部において前記AC電圧の強度が高い指数関数的速度で増加し、且つ、各サイクルの後半部において前記AC電圧の強度が低い指数関数的速度で減少するような波形で、前記AC電圧を周期的に振幅変調させることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 各サイクルの前半部において前記AC電圧の強度が指数関数的速度で増加し、且つ、各サイクルの後半部において前記AC電圧の強度が指数関数的速度で減少するような波形で、前記AC電圧を周期的に振幅変調させることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記AC電圧は実質的に一定の強度に維持され、且つ、前記AC電圧の周波数F1は高い周波数と低い周波数との間で周期的に変化し、且つ、前記高い周波数と前記低い周波数との変化は選択した周波数F2において起きる、ことを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 各サイクルの前半部において前記AC電圧の強度が高い線形速度で増加し、且つ、各サイクルの後半部において前記AC電圧の強度が低い線形速度で減少するような波形で、前記AC電圧を周期的に振幅変調させることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 各サイクルの前半部において前記AC電圧の強度が低い線形速度で増加し、且つ、各サイクルの後半部において前記AC電圧の強度が高い線形速度で減少するような波形で、前記AC電圧を周期的に振幅変調させることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 各サイクルの前半部において前記AC電圧の強度が実質的に線形増加し、且つ、各サイクルの後半部において前記AC電圧の強度が実質的に線形減少するような波形で、前記AC電圧を周期的に振幅変調させることを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記AC電圧の周波数は高い強度と低い強度との間で周期的に強度変化し、前記AC電圧の周波数は前記高い周波数と前記低い周波数との間で周期的に変化し、且つ、前記高い周波数と前記低い周波数との変化は選択した周波数F2において起きる、ことを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- 前記AC電圧は高い強度と低い強度との間で周期的に強度変化し、同時に、前記AC電圧の周波数は高い周波数と低い周波数との間で周期的に変化し、且つ、前記周波数の変化F2は前記AC電圧の周期的強度変化F1と一致して周期的に起きる、ことを特徴とする請求項1に記載のガス状成分、重い液体成分、及び軽い液体成分の流れを分離する方法。
- ガス状成分、水性成分、及び油性成分を有する塩を含む炭化水素の流れの脱塩方法であって、
分離容器へ前記塩を含む炭化水素の流れを流し、
前記容器中に、間隙を介して実質的に平行な複数の電極を設け、
選択された周波数を持つAC電圧源を設け、
前記流れの特性に応じて、前記AC電圧源から、基本周波数F1のAC電圧を用いて、
前記電極に周波数F1の前記AC電圧を印加して、隣り合う前記電極の間の電界を形成し、
変調周波数F2において、前記周波数F1を周期的に変調し、
前記隣り合う電極の間に、前記塩を含む炭化水素の流れを導き、
前記塩を含む炭化水素の流れとは逆向きの流れで、前記容器の前記隣り合う電極の間に淡水を流し、
前記容器の上部から分離されたガス状成分を抜き取り、
前記容器の下部から水性成分を抜き取り、
前記容器の中間部分から塩が除去された油性成分を抜き取ることを備える方法。
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