KR20180132084A - 탄화수소-물 분리기 - Google Patents

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Abstract

탱크 세그먼트(110)를 포함하는 물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100)는 원통형 탱크 벽(101)을 통과한 후 가스 혼합기(109)를 통과하고 그 후 탱크 세그먼트(110) 내측에 위치되는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)로 진입하는 유체 입구 파이프(111)를 포함한다. 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)의 내벽을 따라서 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)의 상부 쪽으로 유체의 접선 방향 분포를 확보하는 파이프 확산부(114)를 포함하며, 링에 장착된 이격된 가이드 날개(1140)가 원추형 탱크 세그먼트(113)의 상부에 배열된다.

Description

탄화수소-물 분리기
본 발명은 탄화수소와 물을 분리하기 위한 장치, 특히 오일 및 가스의 생산 또는 오일 오염된 물로부터의 오일 추출과 관련된 생성된 물로부터 수상(water phase) 밖으로 오일을 들어올리기 위한 공정 가스를 사용하는 종류의 장치에 관한 것이다.
또한, 환경 조건이 특정 취약 장소에서 100 %의 세정 효율을 요구하는 규제 기관에 의해 관리됨으로써 사업자에 대한 도전을 점점 더 증가시키고 있다는 것은 인식된 사실이다. 본 발명은 그러한 요건을 설명한다.
탄화수소, 즉 오일 및/또는 가스와 물을 분리하는 것이 여러 용례에서 요구된다. 하나의 전형적인 예는 선박의 선저부 물로부터 오일을 분리하는 것이다. 다른 예는 해양 유전 또는 가스전에서 생산된 유정 유체로부터 오일 및/또는 천연가스를 분리하는 것이다. 두 예에서, 입력 유체는 전형적으로 고 함량의 물을 가진다. 또한, 입력 유체의 속도가 클 수 있으며, 선박 또는 해양 플랫폼의 분리기 탱크에 이용 가능한 공간은 제한되고 고가일 수 있다.
하이드로-사이클론(hydro-cyclone) 및 다른 고속 액체-액체 분리기는 당업계에 공지되어 있고 본 명세서에서 추가로 논의되지 않는다. 본 발명은 예를 들어, 하이드로 사이클론으로부터 주로 오일로 오염된 물을 함유하는 입력 공정 유체용 분리기에 관한 것이다.
본 명세서에서 설명된 종류의 분리기는 기포를 형성하기 위해서 공정 가스, 예를 들어 N2 또는 CO2를 사용한다. 입력 유체 내의 오일은 기포에 부착되어 표면으로 상승하는 반면에, 물은 가라 앉는다. 가스상 탄화수소는 또한 기포를 형성하고 공정 가스 및 오일과 함께 분리기 탱크의 최상부로부터 제거된다. 액체 내의 용해된 가스의 양이 액체 위의 압력에 비례하기 때문에, 출력 액체 내의 압력은 전형적으로 주위 압력과 동일하여 가스가 분리기 탱크 내에서 방출되는 것을 보장한다. 입구에서의 압력은 하나 이상의 스테이지에서 감소될 수 있으며, 기포 형성 및 탈가스화를 향상시키기 위해 대기압 미만의 압력을 포함할 수 있다.
WO 02/41965 호는 분리를 향상시키기 위해 수직의 원통형 탱크 내부에 와류가 설정되는 분리기 탱크를 개시한다. 더 구체적으로, 탱크는 그의 내부 표면에 회전 흐름을 생성하기 위한 나선형 가이드를 가진다. 회전 흐름은 오일 및 가스 방울과 같은 더 가벼운 성분을 유착시켜 액체의 표면으로 상승시키는 반면에, 더 무거운 성분을 반경 방향 외측으로 그리고 하방으로 이동시키는 내부의 동심 원통형 벽면을 향하여 이들 성분을 압박한다. 물은 탱크 하부의 물 출구를 통해 배출된다.
EP 1 779 911 A1 호, EP 2 263 768 A1 호 및 EP 2 442 881 B1 호는 적어도 하나의 와류를 설정함으로써 분리가 향상되는 상이한 다양한 종류의 수직 원통형 탱크를 설명한다. 이들 종류는 탱크 하부의 물 출구 근처에 디스크 형태의 와류 차단기를 가진다. 이들 공지된 방법에 의해 얻은 효율은 만족스럽지 않다.
WO 99/65588 A1 호는 오일로부터 물을 제거하기 위한 분리기 탱크를 설명하며, 분리기 탱크 내부에서 혼합물이 제 1 섹션의 바닥에서 도입되기 전에 공정 가스가 오일에 첨가된다. 가스가 유체를 통해 상승하는 기포를 형성하도록 압력이 조정된다. 기포 내의 가스는 주위 오일에 의해 급격히 가열되어 그의 상대 습도가 감소하고 수증기가 오일로부터 당겨진다. 가스 및 수증기는 용기의 최상부로부터 회수되는 반면에, 오일은 제 2 섹션의 바닥으로부터 제거된다. 용기의 제 1 및 제 2 섹션은 바람직하게, 튜브의 형태인 격벽에 의해 분리된다. 효율은 여전히 만족스럽지 않으며 최대 표면적을 얻기 위해 유체 및 패킹 장치의 인공적인 예열이 추가로 필요하다.
WO 2010/080035 호 및 WO 2013/109345 A1 호는 가스, 예를 들어 N2가 입력 유체에 첨가되고 그 혼합물이 탱크 내의 중앙 파이프를 통해 탱크로 진입하는 수직의 원통형 분리기 탱크의 예를 제공한다. 중앙 파이프는 와류를 설정하기 위해서 분기부(branche) 및 접선 방향으로 지향된 노즐을 포함한다. 최상부에 탄화수소용 출구, 그의 내부 표면에 나선형 가이드, 바닥에 와류 차단기 및 정수용 출구가 또한 제공된다. 가이드 판이 필요하며 탄화수소와 가스가 수상(water phase)을 떠나는 장소에서 와류 유체 작용 또는 원하지 않는 유체 진동을 억제 또는 감소시키기 위해 설치된 장치가 없다. 이는 각각의 스테이지의 효율을 크게 감소시킨다.
EP 2 263 767 A1 호는 원통형 수직 탱크 및 내부 원추형 세그먼트를 포함하는 물로부터 오일과 가스를 분리하기 위한 분리기 탱크를 설명하며, 이러한 분리기 탱크에서 액체와 가스의 혼합물이 외부 원추형 벽을 따라 와류 상향 운동으로 그리고 원추형 최상부 출구에서 인접한 구역으로 강요된다. 분리기는 탄화수소 가스 방출 지역에서 액체 흐름의 적절히 제어를 제공하지 못하며, 효율도 만족스럽지 못하다.
EP 1 779 911 A1 호는 분리기 탱크를 개시하며, 발명자는 본 출원과 동일하다. EP 1 779 911 A1 호의 분리기 탱크는 단일 원추형 절두체를 포함하는 위의 EP 2 263 767 A1 호와 호환되며, 분리기 탱크는 전체 효율을 개선하기 위해 하나 이상의 유사한 분리기 탱크에 커플링 될 수 있다. 분리기는 탄화수소 가스 방출 지역에서 액체 흐름의 적절한 제어를 제공하지 못하며, 효율도 만족스럽지 못하다.
위의 분리기는 하나의 스테이지로부터 출력되는 물이 아래의 다음 스테이지로 입력되는 유체가 되도록 여러 탱크 세그먼트 또는 스테이지를 포함할 수 있다. 2 개 내지 4 개의 스테이지가 일반적이며 각각의 스테이지는 전형적으로 공정 가스를 필요로 한다. 압력은 모든 스테이지에서 동일할 수 있다. 그러나, 세그먼트 내의 비교적 느린 흐름을 달성하기 위해 각각의 스테이지 또는 탱크 세그먼트 내의 압력 강하를 제한하여, 세그먼트 내부에서 기포에 부착하는 오일의 양을 증가시키고, 따라서 세그먼트의 효율을 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 각각의 스테이지에서 제한된 압력 강하는 원하는 출력 압력에 도달하기 위해 추가 스테이지를 필요로 할 수 있다. 또한, 오일-물-가스 분리 지역에서 액체 운동의 주변 제어는 승인된 세정을 위한 추가 스테이지를 필요로 할 수 있는 최적의 오일 및 가스 방출을 방지함으로써 효율을 추가로 감소시킬 수 있다. 가스-액체 혼합기는 또한 공정의 전체 효율을 향상시키는데 중요한 부분을 구성할 수 있다.
본 발명의 일반적인 목적은 종래 기술의 이점을 유지하면서 위의 문제점 중 적어도 하나를 해결하고자 하는 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 목적은 종래의 분리기에서 효율 및 분리 속도를 개선하는 것을 포함하고, 요구되는 공정 가스의 양을 감소시키고, 작동 비용에 영향을 미치는 다른 인자를 감소시키고, 정수의 선외 흐름이 필요할 때마다 취약한 구역에서 해양 작업을 위한 제한된 공간으로서 지정된 생물적 정화와 본 발명을 조합하는 것을 포함한다.
이러한 목적은 청구범위 제 1 항에 따른 물로부터 탄화수소를 분리하는 장치에 의해 달성된다. 탱크 세그먼트를 포함하는 물로부터 탄화수소를 분리하는 장치는:
원통형 탱크 벽을 통과한 후 가스 혼합기를 통과하고 그 후 탱크 세그먼트 내측에 위치되는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(절두체)로 진입하는 유체 입구 파이프,
탱크 캡에 있는 안전 밸브와 레벨 표시기,
원추형 세그먼트의 하부에 연결되는 스케일 및 파편 제거용 파이프, 및
탱크 세그먼트의 바닥 단부에 있는 물 출구를 포함하며, 상기 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트는:
절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트의 내벽을 따라서 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트의 상부 쪽으로 유체의 접선 방향 분포를 확보하는 파이프 확산부, 및
탱크 벽의 상부의 탱크 캡에 있는 탄화수소 출구를 포함하며,
링에 장착된 이격된 가이드 날개가 원추형 탱크 세그먼트의 상부에 배열되어, 유체의 와류 운동을 억제하고 나머지 운동을 날개들 사이의 공간으로의 축 방향 및 반경 방향 운동으로 조합한다.
상기 장치는 일 실시예에서, 후속 탱크 세그먼트를 더 포함하며, 후속 탱크 세그먼트의 유체 입구 파이프는 파이프에 연결된 와류 판 출구를 통해 하부 탱크 세그먼트 내측에 위치된 절두 원추체 형상의 벽 세그먼트 내로 이전 탱크 세그먼트의 하방으로 흐르는 물 출구에 연결되며, 파이프는 가스 유입 파이프를 통해 부가 가스를 받고, 파이프는 탱크 세그먼트와 유사한 파이프 확산부로 이어지며, 후속 탱크 세그먼트는 상부에 있는 탄화수소 출구 및 탱크 캡의 바닥에 있는 물 출구를 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 원추형 형상의 탱크 세그먼트에서 유체를 상방 회전 운동으로 설정하기 위해서 유체 입구에서 가이드 판을 필요로 하지 않는다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예로서 아래에서 더욱 상세히 예시될 것이며, 여기서
도 1은 두 개의 원추형 탱크 세그먼트를 갖춘 본 발명의 실시예를 예시하며,
도 2 내지 도 4는 분리기의 대체 유체 제어 장치를 예시하며,
도 5는 중앙에 장착된 이젝터 파이프로부터 다양한 직경으로 연장하는 사이펀 파이프 확산부를 예시하며,
도 6은 이중 입력 파이프를 갖는 하나의 원추형 탱크 세그먼트를 갖춘 본 발명의 실시예를 예시하며,
도 7a는 전형적인 파이프 확산부를 예시하는 도 1의 B-B 평면에 따른 횡단면이며,
도 7b는 단일 스테이지 공정에서의 전형적인 파이프 확산부를 예시하는 도 6의 A-A 평면에 따른 횡단면이며,
도 8은 반경 방향 하방으로 돌출하는 경사진 바닥 판을 갖춘 두 개 이상의 원추형 탱크 세그먼트를 갖춘 본 발명의 실시예를 예시하며,
도 9는 도 1의 C-C 평면을 특정 기준으로 하는 가스-유체 혼합기를 예시하며,
도 10은 이전에 설명된 세정 장치와 직렬로 연결된 별도의 탱크 세그먼트 내로 흐르는 유체에 일정한 산소의 스트림을 부가하는 생물적 정화와 같은 공지된 기술의 원리를 예시한다.
본 발명은 물로부터 탄화수소를 분리하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 원통형 탱크 벽을 통과하는 그리고 추가로 보울(bowl) 위의 내부 원추형 탱크 세그먼트의 벽을 통과하는 유체 입구(1), 최상단부(3)에 있는 탄화수소와 공정 가스의 출구 및 바닥(4)에 있는 외부 탱크로부터의 물 출구를 갖춘 탱크 세그먼트(110)를 포함한다. 입구 파이프(111)는 도 1에 예시된 바와 같이, 2 개 이상의 파이프, 즉 파이프 확산부(114) 내로 돌출한다. 또한, 파이프 확산부(114)는 또한 도 7a 및 도 7b에 예시되어 있으며, 개방 단부가 접선 방향으로 그리고 원추형 탱크 세그먼트의 내벽에 가깝게 장착됨으로써 입구 흐름을 내부 원추형 벽(113)을 따라서 다양한 대안의 흐름 제어 장치, 즉 도 1의 가이드 날개(1140) 쪽으로 상방 회전 운동으로 강요한다. 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트 위의 위치에서 원하지 않는 유체 운동을 방지하도록 지정된 흐름 제어 장치의 대안이 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 또한 예시되며, 여기서 오일 막을 운반하는 가스 기포가 배출 파이프(115) 내로 추출된다. 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트가 도 4의 A-A 섹션에 예시된 바와 같이 2 개 이상의 개방-측 채널을 형성하는 수직 장착 판으로 돌출할 때 배출 파이프는 수직 중심선으로부터 오프셋된다. 그러나, 가이드 날개(1140)가 도 1 및 도 8에 예시된 바와 같은 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트의 출구에 사용될 때, 배출 파이프(115)는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트의 중심선을 따라 배치되거나 바람직하게 중심선에서 오프셋되게 배치될 수 있다.
도 1은 2 개의 원추형 탱크 세그먼트를 갖춘 본 발명의 실시예를 예시한다. 배플 판(130)은 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트에 인접한 상부 원추체(113) 벽에 부착됨으로써 전술한 바와 같이 흐름 제어 장치 위로 상방 및 수평 층류로 진입하기 전에 유체의 회전 속도를 감소시킨다.
대안의 유체 제어 장치가 가이드 날개(1140)와 탱크 벽(101, 102) 사이의 지역에서 천공 판 형태로 도 2에 예시된다. 가이드 날개(1140) 및 가이드 날개의 기저부로부터 탱크 벽(102)으로 또는 원형 수직 판으로 연장하는 천공판은 탱크 직경이 불리하게 큰 때, 예를 들어 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트의 직경에 대해 2:1일 때 최적의 향상된 효율을 확보한다.
도 3은 유체의 회전을 감소시키기 위해 하방 루프 내로 천공되고 펀칭된 재료를 갖춘 천공 판에 의해 덮인 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트를 예시하거나, 몇몇 경우에는 평탄하게 천공된 구멍이 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트 및 탱크 벽(101) 또는 탱크 캡(102)으로 연장하는 지역을 덮는 것이 만족스러울 수 있다. 향상된 효율을 위해 하나 이상의 천공판이 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(절두체) 장착 판과 평행하게 배치될 수 있으며, 이들 모두는 내부 탱크 벽까지 연장한다. 천공판이 사용될 때, 배출 파이프(115)는 바람직하게 탱크(110)의 중심선을 따라 배치된다.
도 4는 수직 판, 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트와 탱크 벽(101, 102) 사이의 천공판 및 오프셋 배출 파이프에 의해 형성된 개방-측 채널에 의해 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트를 통과하는 대안의 유체 제어를 예시한다. 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트는 전술한 바와 같이 2 개 이상의 개방-측 수직 채널을 형성하는 수직 판 내로 돌출한다. 이러한 구성에서, 배출 파이프(115)는 탱크(110)의 중심선으로부터 오프셋된다.
도 5는 큰 탱크 직경 및 처리 용량에서 효율을 향상시키기 위해 탱크(110)의 중심선을 따라 배치된 이젝터 파이프(115)로부터 탱크 벽 캡(101, 102) 쪽으로 다양한 직경으로 수평으로 연장하는 하나 이상의 사이펀 파이프 확산부를 예시한다. 탄화수소 출구(115) 배출 파이프 입구는 상이한 길이의 여러 배출 파이프(115a) 내로 돌출함으로써 천공판을 통한 하방 흐름이 발생하기 전에 방출된 오일 및 가스를 포획한다.
작동 중에, 초기 유체는 입구(2)로부터 상류로 공급된 공정 가스를 포함하는 용해된 가스를 함유한다. 가스와 유체의 혼합은 도 1에 예시된 바와 같이 지정된 가스-유체 혼합기(109)에 의해 수행되어 전체 효율을 향상시킨다. 하우징(119)에 장착된 가스 유체 혼합기(109)가 도 9에 예시된다. 원추형 탱크 세그먼트 내측에 접선 방향으로 장착된 파이프 확산부(114)는 종래의 방식으로 원추형 벽(113)에 의해 형성된 환형 공간 내부에서 유체가 회전되어 상승되게 한다. 원추체의 상부에 그리고 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트에 인접한 배플 판(130)을 갖춘 원추형 탱크 세그먼트(입구 챔버)는 회전 속도를 감소시키고 원추형 탱크 세그먼트의 하부로부터의 나선형 액체 흐름을 가이드 날개, 수직 판 채널 또는 천공판 위로의 층류 및 축류로 변환시킨다. 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트 외측의 천공된 수평 판은 임의의 원하지 않는 진동을 추가로 감소시킴으로써 공정 효율을 증가시킨다. 원추형 탱크의 상단부에 있는 가스 및 오일로부터 해제된 물은 외부 탱크와 내부의 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트 사이의 공간으로 흐르고(1155) 탱크(104)의 바닥에서 물 출구(116) 쪽으로 가라 앉는다. 임의의 파편, 스케일(scale) 및 작은 입자는 원추형 탱크 세그먼트의 바닥에 부착된 별도의 파이프 연결부(108)를 통해 배출될 수 있다. 내부 탱크 세그먼트의 원추 형상의 구역은 추가의 압력 강하를 제공함으로써 상방 회전 흐름에 악영향을 미치지 않으면서 가스 방출을 증가시킨다.
몇몇 실시예에서, 장치(100)는 도 1에 예시된 바와 같은 후속 원추형 탱크 세그먼트를 더 포함하며, 제 2 원추형 탱크 세그먼트의 유체는 외부 탱크와 원추형 탱크 세그먼트 사이의 물 저장조 출구에 하나 이상의 파이프(116)를 통해 연결된다. 후속 원추형 탱크 세그먼트는 바람직하게 이전에 논의된 원추형 탱크 세그먼트와 유사하지만, 상이한 디자인을 또한 가질 수 있다. 이러한 세그먼트용 배출 파이프는 도 1의 화살표(5) 및 도 8의 배출 단계(2)로 예시된다.
각각의 원추형 탱크 세그먼트 내의 내부 압력은 임의의 이전 원추형 탱크 세그먼트 내의 압력보다 더 낮을 수 있다. 이는 예를 들어, 대기압 이하로 점진적인 압력 감소를 허용하고, 제 1 입구로부터 최종 출구까지의 커다란 압력차에 대해서 각각의 원추형 탱크 세그먼트 내부에서 효율적인 흐름을 보장하는데 유용할 수 있다. 각각의 압력 강하 동안 더 많은 가스가 유체로부터 방출되므로, 각각의 세그먼트에서의 공정 가스의 추가 공급이 불필요할 수 있다.
그러나, 몇몇 실시예에서, 입구 파이프(111)는 공정 가스를 위한 가스 입구를 가진다. 추가의 공정 가스는 제 1 입구와 최종 물 출구 사이의 압력차가 비교적 작은 경우, 즉 가스의 커다란 부분이 제 1 탱크 세그먼트에서 방출되는 경우의 용례에 특히 바람직할 수 있다. 그러나, 추가의 공정 가스는 상이한 이유로 후속 탱크 세그먼트에 또한 공급될 수 있다. 이는 도 1의 도면 부호 118 및 도 8의 가스 단계(2)로 예시된다.
실시예에서, 채널 또는 파이프는 원추형 탱크 세그먼트 내측에 그리고 원추형 탱크 세그먼트와 외부 탱크 세그먼트(110, 120) 사이에 장착된다. 이는 층류 제어, 단위 부피당 용량 및 가장 중요한 전체 효율을 크게 개선한다. 내부 커플 링, 가이드 판, 볼트 및 너트가 없으며 원하지 않는 스케일이 인정된 화학 물질에 의해 제거된다. 적절한 내부 검사가 맨홀(130a)을 통해서 달성된다. 가스 공급원, 센서, 작동 밸브 등은 외부 탱크 세그먼트로부터 입구 및 출구 배관에 장착된다.
도 6에 예시된 바와 같은 실시예에서, 탱크의 바닥에 생성된 물과 가스 공급물을 위한 이중 입구 포트를 갖는 하나의 원추형 탱크 세그먼트 또는 입구 챔버가 하나의 스테이지 유닛(260)에 제공된다. 이중 입력 포트는 외부 탱크 외피 및 원추형 탱크 세그먼트의 하부를 통해 돌출하며 입력 포트로부터의 파이프는 원추체의 내벽에 접선 방향으로 인접한 파이프 단부 부품 내로 개별적으로 확산된다. 내부 원추형 탱크 장착 파이프 확산부(114)에 대한 접근을 개폐함으로써, 다음 범위의 용량이 최소로 얻어진다:
a) 15 m3/시간 내지 150 m3/시간
b) 30 m3/시간 내지 300 m3/시간
즉, 턴 다운(turn down): 용량의 10 %
바람직하게, 유체 내에 공정 가스의 혼합을 위한 혼합기(109)가 입구로부터 상류에 제공되고, 바람직하게 도 1에 도시된 바와 같이 지정된 혼합기이고, 가스 유체 혼합기(109)가 하우징(119) 내에 장착되는 도 9에 추가로 예시된다(도 1의 C-C 섹션 참조). 혼합기는 공정 가스가 입구를 통해 진입하는 유체에 균일하게 분포되어 전체 효율을 추가로 개선하는 것을 보장한다.
실시예에서, 유체 입구는 흐름 조절기를 포함한다. 흐름 조절기는 임의의 종래의 디자인, 즉 버터플라이 밸브(butterfly valve)에서와 같은 회전 가능한 스로틀 몸체 또는 탱크 벽의 슬릿을 덮거나 덮지 않는 미끄럼 판일 수 있다. 유동 조절기는 장치로의 유체 흐름, 즉 입구의 부분을 완전히 폐쇄하거나 모든 입구를 통한 틈새를 증감시킴으로써 유체 유동을 조정한다. 이러한 방식으로, 장치는 입력 용적비의 범위에 대해 적응될 수 있고, 물론 다양한 용적비에도 또한 적응될 수 있다. 센서, 제어기, 작동기 및 제어 알고리즘, 예를 들어 입구를 측정된 흐름에 적응시키는 피드백 또는 공지된 변화를 수용하도록 입구를 미리 적응시키는 피드포워드(feed forward)는 일반적으로 공지되어 있고 종래의 방식으로 본 발명의 장치에 적응될 수 있다.
도 1 및 도 8에 예시된 바와 같은 2 이상의 원추형 탱크 세그먼트를 갖춘 실시예에서, 상이한 원추형 탱크 세그먼트로부터의 탄화수소 출구는 별도의 오일이 흐르는 파이프를 모으는 공통의 매니폴드로 진입하기 전에 별도의 출구 파이프(3 및 5)로 이어질 수 있다. 이 경우에, 각각의 원추형 탱크 세그먼트로부터 공통 출구 매니폴드까지의 감압 밸브가 필요하다. 대안적인, 각각의 원추형 탱크 세그먼트로부터의 각각의 출구 파이프는 다른 탱크 세그먼트를 갖춘 실시예에서 바람직할 수 있다.
2 개 이상의 원추형 세그먼트를 갖춘 실시예에서, 하방으로 흐르는 액체-물은 도 8에 예시된 바와 같이 중앙 장착 수직 파이프를 통해 다음의 원추형 세그먼트로 진입함으로써 별도의 배관 배열을 피함으로써 제조 비용을 감소시키고 흐름 조건을 개선한다.
원리의 설명
도 1은 본 발명에 따른 장치(100)를 예시한다. 장치(100)는 최상부 캡(102)과 바닥 캡(103)에 의해 폐쇄된 원통형 탱크 벽(101)을 포함한다. 초기 유체(1)의 입력 흐름은 물, 탄화수소 및 공정 가스(2), 즉 N2 또는 CO2의 혼합물을 함유한다. 공정 가스는 혼합기(109)에서 탄화수소와 물과 완전히 혼합되고 2 개 이상의 파이프, 즉 파이프 확산부로 분리되는 파이프를 통해 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트로 공급되며, 이때 파이프 단부는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트의 내벽에 접선 방향으로 돌출하여 위에서 볼 때 시계 방향으로 상방 회전 층류로 유체를 강요한다. 이는 북반구에서의 코리올리의 힘과 따라서 북반구 와류의 자연적인 방향으로 인해 유리하다. 따라서, 남반구용으로 설계된 파이프 조립체는 바람직하게, 입력 유체를 위에서 볼 때 반대 방향, 즉 반-시계 방향으로 안내할 것이다.
수직으로 조정 가능한 배출 파이프(115)에 인접한 구역 내로의 흐름 운동을 제어하기 위해서, 여러 방법이 개발되어 시험되었으며, 이는 다양한 조건의 탄화수소에서 최적의 효율을 위해 필수적이다.
그러한 실시예에서, 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트는 수직으로 장착된 가이드 날개(1140)의 링을 포함하는 반면에 배플 판은 바람직하게 유체의 회전 방향과 반대인 절두체 아래의 원추체의 내벽에 배치됨으로써 탱크 벽(101, 102)과 가이드 날개(1040) 사이의 환형 공간 내에서 조합된 상방으로의 반경 방향과 축 방향 층류로 유체의 상방 운동을 변환시킨다.
도 2에 예시된 바와 같은 실시예에서, 천공판(1141)은 가이드 날개(1040)의 족부(foot)와 탱크 벽(101) 또는 탱크 캡(102) 사이의 환형 공간에 장착됨으로써 원추형 탱크 세그먼트(113)의 외벽을 따라 층류 수직 유체 흐름을 확보한다. 즉, 물의 저속 수직 흐름을 보장하고 천공판 위의 오일 필름에 의한 가스 기포의 최적 방출을 확보한다. 원형 판 링(1143)은 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)로부터 미리 결정된 거리만큼 외측으로 연장하는 일정한 직경을 갖는 지지 천공판 구조물에 장착된다. 판 링을 지지하는 천공판 구조물의 면적(A1) 및 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(절두체)의 면적(A2)은 바람직하게, 오일과 혼합된 물의 원하지 않는 하방 흐름을 감소시킴으로써 효율을 감소시키기 위해서 2 내지 4 미만의 범위 내에 있다.
비원형 탱크 침전물이 없는 일 실시예에서, 원형 천공판(1141)은 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)와 탱크 벽 사이의 완전한 환형 공간을 차지하지 않음으로써 대응하는 감소 공정 효율로 천공판 외측의 특정 장소에서 탄화수소와 가스의 최적 방출을 방지한다. 따라서 일정한 직경을 갖는 수직 판 링이 천공판의 원주에 추가된다.
도 3에 예시된 바와 같은 다른 실시예에서, 가이드 날개는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트와 탱크 벽(101) 및/또는 탱크 벽 캡(102)에 의해 제한된 인접한 환형 공간을 덮는 하나 이상의 천공된 평행한 판으로 대체된다. 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트의 구역에 있는 천공판은 바람직하게, 회전 유체 운동을 억제하고 이를 가스-오일-물 분리 구역으로의 상방 제어 운동으로 변환시키도록 지정된 하방 루프로 천공 및 펀칭된다.
도 4에 예시된 바와 같은 다른 실시예에서, 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트는 판 또는 신장된 금속에 의해 형성되고 이전에 언급한 것과 동일한 목적으로 유체의 회전 운동을 억제시키기 위한 2 개 이상의 수직 개방-측 채널을 포함한다. 천공판은 채널과 탱크 벽(101) 및/또는 탱크 캡(102) 사이의 환형 공간에 유지되고 몇몇 경우에는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트를 포함한다.
바람직하게 큰 직경의 탱크 및/또는 큰 처리 용량에 관한, 도 5에 예시된 다른 실시예에서, 배출 파이프는 오일 및 가스가 배출되는 구역 내로 관통하는 상이한 길이로 사이펀 헤드 또는 다수의 수평 파이프로 돌출한다.
오일 조성 및 유속이 변화할 때 최적의 효율을 유지하기 위해, 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트 위의 유체 레벨은 이젝터 파이프(115)의 조정 가능한 상하 운동에 의해 제어될 필요가 있으며, 이는 탱크 벽(101)과 원추형 탱크 세그먼트 사이의 하방 유체 흐름에서의 오일 필름 및 교란을 운반하는 가스 기포를 방지하기 위한 것이다.
도 2는 도 1의 A-A 평면을 따른 단면도이며, 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트 출구에서 가이드 날개(1140)의 위치를 예시한다.
도 7a 및 도 7b는 혼합기(109)로부터, 말하자면, 0.3 바(bar)의 적절한 압력차를 유지하는 여러 스테이지 공정 또는 단일 스테이지 공정을 위해서 내부 원추형 탱크 벽을 따라서 절두체 쪽으로 파이프 확산부의 접선 방향으로의 초기 유체 흐름을 예시한다.
도 1에 화살표로 도시된 바와 같이, 작동 중에 입력 유체는 일반적으로 탱크 세그먼트(101) 위의 최상부 캡(102) 쪽으로 축 방향으로 연장하는 가이드 날개(1140) 쪽으로 내부 원추형 탱크 벽(113)을 따라 상승한다. 입구 파이프(111) 위로, 원추형 탱크 벽(113)을 따라 상방으로 그리고 수직 가이드 날개(1140) 위로의 압력 강하로 인해, 유체가 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트와 탱크 캡(102) 사이의 공간으로 상승함에 따라 공정 가스와 가스상 탄화수소가 기포를 형성한다. 배플 판은 원추형 탱크 세그먼트의 상부에 그리고 절두체에 가깝게 배치되어 유체의 소용돌이 운동을 억제한다.
가스 기포의 주 방출은 벽(113)에 의해 둘러싸인 원추체 세그먼트 공간에서 형성된 와류에서 발생한다.
오일 방울은 상부 탱크 세그먼트(110)의 제 1 스테이지의 파이프 확산부(114) 위의 환형 공간에서 공정 가스에 의해 형성된 기포에 부착되고, 상부 캡(102)에서 제 1 탄화수소 출구(115)를 통해 제 1 스테이지를 떠난다. 화살표(2)는 제 1 스테이지 또는 탱크 세그먼트(110)에서 생성된 유체(1)와 혼합되는 공정 가스의 입력 흐름을 나타낸다. 탱크 세그먼트(120)로 예시된 제 2 스테이지에서, 공정 가스 입구는 화살표(6)로 표시되고 탄화수소 가스의 제거 및 그 가스는 화살표(5)로 표시된다.
그의 내벽에 의해 형성된 원추형 탱크 세그먼트(113)에 설정된 와류는 분리를 돕는다. 특히, 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트에 장착된 유체 제어 장치를 통과한 후의 유체의 밀도는 공정 가스 및 탄화수소가 제거됨에 따라 증가한다. 가스 및 탄화수소로부터 해제된 고밀도 유체는 실시예에서 천공판을 통해 층류 방식으로 하강함에 따라 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트로부터 반경 방향 외측으로 이동한다. 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트로부터의 흐름 출구와 탱크 벽 사이의 넓은 구역은 무시할 수 있는 유체 교란을 초래하여 가스와 오일 방울의 추가 분리를 향상시킨다. 평형 상태에서, 가장 조밀한 유체, 즉 가장 깨끗한 물은 탱크 세그먼트(110)의 바닥에 수집된다. 따라서, 이전의 스테이지(110)로부터 다음 스테이지(120)를 분리하는 디스크를 통해 물 출구(116)가 제공된다.
원추형 탱크 세그먼트의 외측과 탱크 벽(101) 사이에 있는 또는 원추형 탱크 세그먼트에 대한 유체 입구에 있는 구역에서 편향기 또는 가이드 판이 필요하지 않다.
도면 부호 1155로 예시된 하방 흐름은 탱크 세그먼트(110)의 바닥 판(104) 위의 파이프 입구(116)로 진입하여 파이프(121) 내로 진입함으로써 제 1 스테이지 탱크 세그먼트(110)를 제 2 스테이지 탱크 세그먼트(120)에 연결한다. 입구(121)는 입구(111)와 유사하며, 이때 파이프는 이전의 설명과 동일한 원추형 탱크 세그먼트 내측으로 확산한다.
특히, 제 2 탱크 세그먼트(120) 및 일반적으로 임의의 후속 탱크 세그먼트는 바람직하게 유사한 방식으로 설계된다. 따라서, 임의의 후속 세그먼트(120)는 출구(116) 및 배관 배열(121)에 의해 이전 탱크 세그먼트(110, 120)에 직렬로 연결될 수 있다.
맨홀(130a)은 보수 및 점검을 용이하게 한다. 또한, 공정 가스(6)의 추가 공급을 위한 가스 입구(118), 밸브 및 도시되지 않은 다른 장비는 탱크 세그먼트(101) 및 탱크 캡(102 및 103)으로부터 외부 배관에서 용이하게 이용 가능하다.
각각의 탱크 세그먼트(110, 120 등)는 별도의 탄화수소 출구(즉, 115, 140 등)를 가진다. 화살표(5)로 예시된 파이프(140)로부터의 출구는 화살표(3)로 도시된 출구(115)로부터의 흐름과 유사한 공정 가스 및 탄화수소의 흐름이다. 원한다면, 제 1 탱크 세그먼트(110)로부터의 출구(115)는 또한 파이프(140)로의 입구일 수 있다.
최종 탱크 세그먼트로부터의 물 출구(126)는 탱크 세그먼트(120)의 바닥에 제공되고, 최종 탱크 세그먼트(120)에는 수평 디스크(150)의 형태의 종래의 와류 차단기가 제공된다. 물 출구(126)는 대안으로 외부 탱크 벽(101)을 통과하는 개구일 수 있다.
시험은 전술한 바와 같이 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트 외측에서의 반경 방향 흐름의 진동을 제한 또는 제거함으로써 효율이 크게 개선되었음을 보여 주었다. 그 결과, 전형적으로 초기 유체에 함유된 95 % 초과의 탄화수소가 공정 가스와 함께 제 1 탄화수소 출구(115)를 통해 분리기를 떠난다. 결국, 이는 후속 세그먼트, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 하나의 후속 탱크 세그먼트(120) 또는 도 6에 예시된 하나의 스테이지에 대한 필요성을 감소시키는 반면에, 전형적인 종래 기술의 분리기 탱크는 최종 물 흐름(4)에서 낮은 함량의 탄화수소를 달성하기 위해 3 개 또는 4 개의 탱크 세그먼트를 필요로 할 것이다.
통례에 따라서, 관사 'a', 'an' 및 'the'는 설명에서 사용될 때 '적어도 하나'를 의미하는 반면에, '하나(one)'는 정확히 하나를 의미한다. 따라서, 설명에 언급된 '입구(an inlet)'는 '적어도 하나의 입구'로서 해석되어야 한다. 유사하게, 설명에서는 적어도 하나의 입력 흐름(1), 적어도 하나의 혼합기(109) 등을 의미한다.
도 9는 전술한 바와 같은 가스 유체 혼합기(109)의 C-C 섹션을 따른 수직 횡단면도이다.
수직으로 장착된 튜브(1150)는 탱크 세그먼트(120 및 120), 원추형 탱크 세그먼트 및 탱크 세그먼트(120)의 바닥에 있는 물 출구 위의 와류 판(150)을 분할하는 수평 판(104)에 대한 지지 구조물의 일부를 구성한다. 다른 디자인, 즉 배관 배열이 예상되고 본 발명의 범주 내부에 있다.
도 6은 액체와 가스의 혼합물을 위한 이중 입구 포트/파이프를 갖춘 하나의 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트를 갖는 단일 스테이지 공정을 예시한다. 이들 파이프 각각은 원추체의 내벽에 접선 방향으로 인접한 단부 부품을 갖춘 2 개 이상의 수평 파이프의 확산부에 개별적으로 연결된다.
위의 도 6에 추가로, 도 7b의 A-A 섹션은 각각 2 개의 입력 포트/파이프에 개별적으로 연결된 2 개 이상의 수평 파이프로부터의 흐름 방향을 예시한다. 각각의 입력 포트는 단일 스테이지 공정에 의해 넓은 용량 범위를 얻기 위해서 별도로 작동될 수 있다.
축 방향으로 이동 가능한 판은 관련된 탱크 세그먼트(110, 120)로의 입력을 제어하는 일반적인 흐름 조절기를 나타낸다. 흐름 조절기는 임의의 종래 디자인, 예를 들어 외부 파이프 내부의 버터플라이 밸브와 같은 회전 가능한 스로틀 몸체 또는 탱크 벽의 슬릿을 덮거나 덮지 않는 미끄럼 판일 수 있다. 어느 쪽이든, 흐름 조절기는 예를 들어, 입구의 부분을 완전히 폐쇄하거나 모든 입구를 통과하는 틈새를 증감시킴으로써 장치로의 유체 흐름을 조정한다. 이러한 방식으로, 장치(100)는 입력 용적비의 범위는 물론, 다양한 용적비에도 적응될 수 있다. 센서, 제어기, 작동기 및 제어 알고리즘, 예를 들어 입구를 측정된 흐름에 적응시키는 피드백 또는 공지된 변화를 수용하기 위해 미리 입구를 적응시키는 피드포워드는 일반적으로 공지되어 있고 종래 방식으로 본 발명의 장치에 적응될 수 있다.
전술한 공정은 100 % 공정 효율에 접근하기 위해서 하나 이상의 공지된 생물 정화 공정과 직렬로 연결될 수 있다. 이러한 시스템은 장치(100)를 포함하며, 장치는 하류에 위치된 생물 정화 공정에 연결되어, 특정 조건에서 그리고 상기 장치의 99 % 초과의 세정 효율로 오일의 나머지 ppm을 물과 CO2로 변환시킨다. 도 10은 전술한 세정 공정에 직렬로 연결된 별도의 탱크 세그먼트로 흐르는 유체에 일정한 산소 스트림을 부가함으로써 입자 또는 작은 볼의 패킹에 오일을 먹는 박테리아의 필름을 생성하여 탄화수소를 CO2 및 물로 변환시키는 생물 정화와 같은 공지 기술의 원리를 예시한다.
본 발명이 특정 예와 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (21)

  1. 탱크 세그먼트(110)를 포함하는 물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100)에 있어서,
    원통형 탱크 벽(101)을 통과한 후 유체 입구(1)와 부가의 가스 공급원(2)을 포함하는 가스 혼합기(109)를 통과하고 그 후 탱크 세그먼트(110) 내측에 위치되는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)로 진입하는 유체 입구 파이프(111),
    탱크 캡(102)에 있는 안전 밸브와 레벨 표시기,
    원추형 세그먼트(113)의 하부에 연결되는 스케일 및 파편 제거용 파이프(108), 및
    탱크 세그먼트(110)의 바닥 단부에 있는 물 출구(116)를 포함하며,
    상기 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)는:
    절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)의 내벽을 따라서 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)의 상부 쪽으로 유체의 접선 방향 분포를 확보하는 파이프 확산부(114),
    가이드 날개(1040)의 족부와 탱크 벽(101) 사이의 환형 공간에 장착됨으로써 원추형 탱크 세그먼트(113)의 외벽을 따르는 수직의 유체 층류를 확보하는 천공 판(1141), 및
    탱크 벽(101)의 상부의 탱크 캡(102)에 있는 탄화수소 출구(115)를 포함하며,
    링에 장착된 이격된 가이드 날개(1140)가 원추형 탱크 세그먼트(113)의 상부에 배열되어, 유체의 와류 운동을 억제하고 나머지 운동을 날개들 사이의 공간으로의 축 방향 및 반경 방향 운동으로 조합하는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  2. 제 1 항에 있어서,
    후속 탱크 세그먼트(120)를 더 포함하며,
    후속 탱크 세그먼트(120)의 유체 입구 파이프(121)는 파이프(121)에 연결된 와류 판 출구를 통해 하부 탱크 세그먼트(120) 내측에 위치된 절두 원추체 형상의 벽 세그먼트(113) 내로 이전 탱크 세그먼트(110)의 하방으로 흐르는 물 출구(116)에 연결되며,
    파이프(121)는 가스 유입 파이프(118)를 통해 부가 가스(6)를 받고, 파이프(121)는 탱크 세그먼트(110)와 유사한 파이프 확산부(114)로 이어지며,
    제 2 탱크 세그먼트(120)는 상부에 있는 탄화수소 출구(140) 및 탱크 캡(103)의 바닥에 있는 물 출구(126)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113) 내에서 상방 회전 운동으로 유체를 설정하기 위해서 유체 입구에 가이드 판을 필요로 하지 않는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)의 내벽을 따라서 접선 방향으로 장착된 파이프 확산부(114)로부터의 출구는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)의 상부 쪽으로의 상방 회전 유체 운동을 확보하는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    원추체 각도는 링에 장착된 이격된 가이드 날개(1140)의 내부 구역으로 진입할 때 유체의 회전 상방 층류를 확보하는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)의 상부에 내부 수직 배플 판(130)을 가짐으로써 유체의 회전을 차단하고 감소시키는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)의 횡단면 구역에 있는 천공 판(1140a)은 하방 루프 내로 천공되고 펀칭됨으로써 회전 유체 운동을 억제하고 이를 가스-오일-물 분리 구역으로의 상방 제어 운동으로 변환시키는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄화수소 출구(115)에서 배출 파이프 입구가 상이한 길이의 여러 배출 파이프(115a)로 돌출함으로써 천공판을 통한 하방 흐름이 발생하기 전에 방출된 오일과 가스를 포획하는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄화수소 출구(115) 배출 파이프는 다양한 오일 조성물, 오일 물방울에서의 최대 효율 및 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113) 위의 유체 레벨에서의 유속을 최대 효율로 유지하기 위해서 조정 가능한 수직 운동에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄화수소 출구(115) 배출 파이프의 위치는 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113) 및 인접 구역이 천공 판(들)에 의해 덮일 때 탱크 세그먼트(110)의 수직 중심선을 따르는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄화수소 출구(115) 배출 파이프의 위치는 탱크 세그먼트(110)의 수직 중심선에서 오프셋되는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  12. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    파이프(121)는 공정 가스(6)용 후속 가스 입구(118)를 가지는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    공정 가스를 입구(111, 121)로부터 상류의 유체에 혼합하는, 하우징(119)에 장착되는 혼합기(109)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체 입구(111, 121)는 흐름 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄화수소 출구(115, 140)는 후속 탱크 세그먼트(110, 120)로부터 공통의 파이프 라인으로 이어지는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100, 300).
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 원추형 세그먼트(113)를 갖춘 외부 탱크 외피(260)를 포함하며, 상기 외부 탱크 외피의 바닥에 이중 입구 포트/파이프 및 가스 혼합기를 포함하며, 상기 파이프가 원추형 세그먼트의 하부 내부로 돌출하여 전체 2 개, 4 개 또는 다수의 수평 파이프-세그먼트로 각각 확산하며, 각각의 수평 파이프-세그먼트는 모두 접선 방향 흐름을 생성하는 원추형 보울(bowl)의 내벽에 접선 방향으로 인접한 단부 부품으로 연장하는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    가스 혼합기를 포함하는 유체 입구를 갖춘 탱크 세그먼트를 포함하며, 상기 유체 입구는 원통형 탱크 벽을 통해 그리고 원추형 세그먼트(113)의 대칭으로 하방으로 경사진 바닥 판을 통해 원추형 세그먼트의 바닥 위에 그리고 그 바닥에 가깝게 위치된 파이프 확산부로 통과하며, 제 1 스테이지 세그먼트로부터의 액체 흐름은 중심에 장착된 수직 파이프의 입구를 통과하여 다음 파이프 확산부로 돌출하는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100, 300).
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    원추형 탱크 세그먼트(113)의 최저 섹션으로부터 출구 파이프(108)를 통해 고형물이 제거되는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  19. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서,
    원추형 탱크 세그먼트(113)의 바닥은 수평 또는 반전되어, 하부 탱크 세그먼트 위로 원추체를 상승시킴으로써 장치의 전체 높이를 감소시키는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탱크 세그먼트(101)의 원주에서 원형 판 링(1143)은 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(113)로부터 미리 결정된 거리로 외부로 연장하는 일정한 직경을 갖춘 천공판 지지 구조물에 장착되며 원형 판 링을 지지하는 천공판 구조물의 면적(A1)과 절두 원추체 형상의 탱크 세그먼트(절두체)의 면적(A2)은 바람직하게 2 내지 4 미만의 범위 내에 있어서 오일과 혼합된 물의 원하지 않는 하방 흐름을 감소시킴으로써 효율을 감소시키는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    오일의 잔류 ppm을 물과 CO2로 변환시키기 위해서 하류에 위치되는 공지된 생물 정화 공정에 연결되는 것을 특징으로 하는
    물로부터 탄화수소를 분리하는 장치(100).
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