NO177527B - Fremgangsmåte og anordning for å separere en kontinuerlig fluidfase og en dispergert fase - Google Patents

Fremgangsmåte og anordning for å separere en kontinuerlig fluidfase og en dispergert fase Download PDF

Info

Publication number
NO177527B
NO177527B NO912304A NO912304A NO177527B NO 177527 B NO177527 B NO 177527B NO 912304 A NO912304 A NO 912304A NO 912304 A NO912304 A NO 912304A NO 177527 B NO177527 B NO 177527B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
phase
chamber
dispersed phase
axis
dispersed
Prior art date
Application number
NO912304A
Other languages
English (en)
Other versions
NO177527C (no
NO912304D0 (no
NO912304L (no
Inventor
Alexandre Rojey
Jean-Claude Collin
Thierry Palermo
Original Assignee
Inst Francais Du Petrole
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
Application filed by Inst Francais Du Petrole filed Critical Inst Francais Du Petrole
Publication of NO912304D0 publication Critical patent/NO912304D0/no
Publication of NO912304L publication Critical patent/NO912304L/no
Publication of NO177527B publication Critical patent/NO177527B/no
Publication of NO177527C publication Critical patent/NO177527C/no

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0205—Separation of non-miscible liquids by gas bubbles or moving solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation
    • B01D17/0211—Separation of non-miscible liquids by sedimentation with baffles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0217—Separation of non-miscible liquids by centrifugal force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/04—Breaking emulsions
    • B01D17/045—Breaking emulsions with coalescers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B01D17/06—Separation of liquids from each other by electricity
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S210/00—Liquid purification or separation
    • Y10S210/05—Coalescer

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og anordning for separering av en blanding bestående av en kontinuerlig fase og minst én dispergert fase av ulike densiteter, som nærmere angitt i ingressen til de etterfølgende henholdsvis krav 1 og 11.
Dette fagområdet har stor industriell betydning. Som eksempel kan nevnes separering av en vandig fase og en organisk fase, såsom et petroleumsfluid.
Det blir stadig viktigere å ha en effektiv metode for separering av to heterogene faser av denne type. Således gjør behovet for miljøbeskyttelse det nødvendig å minske hydrokar-boninnholdet i spillvann til meget lave verdier.
Separeringsinstallasjoner, f.eks. slike som anvendes på petroleumsplattformer, bør dessuten i stadig større grad være kompakte og lette for å tilfredsstille økonomiske krav og muliggjøre produksjon i vanskelige soner. Dette gjelder i særlig grad når disse separeringsinstallasjoner er montert mellom to vannnivåer eller ved sjøbunnen, særlig ved råpetro-leum- og gassanvendelser.
Endelig er det nødvendig å anvende enkle, pålitelige metoder og anordninger som krever minimalt med vedlikehold og som lett kan automatiseres.
Det finnes et stort antall teknikker for utførelse av en slik separering. Som eksempler på kjent teknikk kan nevnes US 2 300 129, 4 376 676 og WO 89/04726.
Den enkleste teknikken består i å sende faseblandingen som skal separeres inn i et kammer hvis volum er slik beregnet at det tillater blandingen å forbli der i tilstrekkelig tid til at alle dråpene eller boblene som danner den dispergerte fase får tilstrekkelig tid til å samle seg og koalisere ved grenseflaten mellom de to faser.
Denne teknikk, som for tiden er meget vanlig, nødvendig-gjør bruk av installasjoner som krever stor plass.
En forbedring av denne teknikk går ut på å anordne i separeringskammeret parallelle plater på hvilke den dispergerte fase koaliserer før den stiger mot grenseflaten som skiller de to faser.
En annen teknikk går ut på å anbringe en foring som begunstiger koalisering av den dispergerte fase.
En annen teknikk under betegnelsen fIotasjon, som anvendes når den dispergerte fase er en vaeskefase, består i å bringe dråpene fra den ved koalisering dispergerte fase til å stige ved å innsende en fin gassdispersjon, idet de små dråper som skal separeres fester seg til boblenes overflate.
Fase-separeringen kan i betydelig grad forbedres ved å anvende sentrifugalakselerasjonsvirkningen for å øke eller for å erstatte tyngdekraftens virkning. Dette kan utføres i en mekanisk sentrifuge drevet av en motor, hvilket gjør det mulig å komme frem til en meget kompakt installasjon. Denne løsning har imidlertid den ulempe at den er for komplisert og mindre pålitelig på grunn av motoren.
Sentrifugeringsvirkningen kan likeledes oppnås i en full-stendig statisk anordning. Anvendelsen av sykloner og særlig hydrosykloner basert på et slikt prinsipp er allerede blitt utviklet på grunn av de fordeler som oppnås ved slike anordninger, som gir god separerings-effektivitet samtidig som de er av den statiske type.
Ifølge oppfinnelsen har en funnet at det er mulig å fore-ta en separering av statisk type ved en mer effektiv fremgangsmåte enn de som er tidligere kjent, ved å utføre koaliseringen av den dispergerte fluidfase på en overflate hvis geometri muliggjør en samling av den dispergerte fase i en sone og den kontinuerlige fase i en annen, særskilt sone, ved å utsette begge de to faser som skal separeres for en rotasjonsbevegelse som oppnås ved å la blandingen som skal separeres strømme langs den koaliseringsbefordrende overflate.
Nærmere bestemt er det ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebrakt en fremgangsmåte og anordning som innledningsvis angitt, med de nye og særegne trekk som er angitt i den karak-teriserende del av de etterfølgende henholdsvis krav 1 og 11. Fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen er angitt i de øvrige etterfølgende krav.
Oppfinnelsen vil bli bedre forstått og dens fordeler tre klarere frem ut fra de medfølgende figurer hvor:
Figur 1 viser en spesiell utføringsform av foreliggende oppfinnelse, Figur 2 og 3 viser et vertikalt snitt gjennom et parti av anordningen ifølge oppfinnelsen, Figur 4 viser et tverrsnitt av et kammer i anordningen, Figur 5 til 12 og 16 viser et delvis tverrsnitt av varianter av anordningen ifølge oppfinnelsen, Figur 13 og 15 viser skjematisk og i snitt spesielle arrangementer eller spesielle anvendelser av anordningen ifølge oppfinnelsen.
Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i forbindelse med den skjematiske figur 1, som viser en spesiell utføringsform. Denne utføringsform anvendes for separering av en blanding hvor den dispergerte fase er den lettere fase og den kontinuerlige fase er den tyngre fase. Nærmere bestemt er anordningen vist på figur 1 konstruert for separering av en dispergert væskefase fra en kontinuerlig væskefase, og den svarer f.eks. til det å separere en dispergert organisk fase og en vandig kontinuerlig fase.
Blandingen av den kontinuerlige vandige fase og dispergerte organiske fase innføres via inngangsledningen 1 i det sylindriske vertikale kammer 2. Figur 1 viser et utsnitt av dette kammer langs et vertikalt midtplan.
En skrueformet del 3, som er vist i perspektiv på figur 1 og hvis overflate 4 fortrinnsvis lar seg fukte av den dispergerte fase, er anordnet innvendig i det vertikale kammer.
Henvisningstallet 5 betegner den sentrale kjerne eller navet til skruen 3 og henvisningstallet 6 skruens akse.
Et vesentlig trekk ved delens 3 geometri er at generatrisen 7 til skrueflaten 4 skråner i forhold til vertikalretningen som faller sammen med aksens 6 retning, slik det fremgår av figur 2. Således vil den lette, dispergerte fase koalisere (se henvisningstallet 8) på delens 3 nedre overflate 11, og stige opp (se henvisningstall 9) langs skruedelen mot kammerets akse som faller sammen med skruens akse og deretter rundt denne akse mot grenseflaten mellom de to faser beliggende ved det øvre parti av kammeret 2.
Når den dispergerte fase er den tyngste fase, koaliserer denne fase på delens 3 øvre overflate 12 og strømmer langs skruedelen og nærmere bestemt ved omkretsen av skruedelen. I dette tilfelle lar delens 3 overflater seg fortrinnsvis fukte av den tunge fase.
På figur 1 opptar skruedelen 3 hele kammerets 2 tverrsnitt, idet dens kant 13 stort sett faller sammen med kammerets 2 innvendige overflate 14.
Blandingen av de to faser føres i rotasjon som følge av dens strømning langs skrueflaten. Bevegelsen til blandingens nedadgående parti er vist i diagrammet på figur 1 ved brutt pil (henvisningstallet 15). Således oppnås en sentrifugal-virkning som kommer i tillegg til tyngdevirkningen, for å bevege den lettere fase mot kammerets akse og den tyngre fase mot kammerets omkrets.
I eksempelet vist på figur 1 blir den vandige fase, som er befriet for dråper av den dispergerte fase, ledet inn i det nedre parti av kammeret 2 og fjernet via ledningen 16. Den organiske fase stiger rundt aksen, og danner således en kontinuerlig fase hvis grenseflate 9, sammen med den vandige fase, skjematisk vist på figur 3, danner en stadig mer utvidet flate som ved sitt øvre parti ligner en horisontal flate under hvilken den kontinuerlige fase 17 er den vandige fase og over hvilken den kontinuerlige fase 18 er den organiske fase.
Den fraskilte organiske fase fjernes via ledningen 19. Som vist på figur 1 omfatter således kammeret 2 to tømme-rørledninger 16 og 19, den første for fjerning av den tyngste, kontinuerlige fase, i dette tilfelle den vandige fase, og den andre 19 for fjerning av den letteste, kontinuerlige fase, nemlig den organiske fase. Den første åpning er beliggende ved det nedre parti av kammeret og den andre ved det øvre parti. Ledningen 1 for innføring av blandingen er plassert ved et nivå beliggende mellom de to ledninger 19 og 16.
I en foretrukket utføringsform dannes skruens overflate på hvilken koalisering finner sted, av et materiale som lar seg fukte av den dispergerte fase, idet denne overflate dannes av skruedelens 3 over- og underside. Dette begunstiger dan-nelsen av en film på et parti av den dispergerte fase som har koalisert.
Det er på denne film at et parti av den dispergerte fase som ennå ikke har koalisert skal koalisere. Dersom f.eks. den kontinuerlige fase er en vandig fase og den dispergerte fase en organisk fase, vil således denne flate utgjøres enten av et polymermateriale eller være belagt med dette materiale.
Skruedelen 3 er fortrinnsvis løsbar slik at den om nød-vendig kan renses utenfor kammeret 2.
Skruedelen 3 kan være rotasjonsfast montert i kammeret 2, eller den kan være fritt roterbar om aksen 6. Avhengig av den ene eller andre av disse varianter må navet 5 være opplagret rotasjonsfast eller ikke-rotasjonsfast på lagrene 20.
I det tilfelle hvor skruedelen fritt roterer og i fravær av noen utvendig drivinnretning, vil dens bevegelse skyldes bevegelsen til de omkringstrømmende faser.
En slik utføringsform har fordelaktige trekk:
fravær av noen motor som svar på et behov for enkelhet for denne type anordning, - minimale friksjonstap ettersom skruen 3 drives i samme retning som den fase som ville skape de største tap ved gnid-ning mot veggene til skruen dersom sistnevnte var fast montert , reduksjon av skjærvirkningen til fasen som koaliserte, hvorved gjendispergering unngås, - sentrifugalvirkningen i tillegg til tyngdevirkningen på skruedelens overflate letter drenering av den koaliserte film.
Blandingen som skal separeres innføres fortrinnsvis tangensialt i kammeret 2, for derved å begunstige rotasjons-bevegelsen til fasene som skal separeres langs skruedelen 3, som vist i diagrammet på figur 4 som viser et snitt av rørled-ningens 1 innløp i kammeret 2, idet skruedelen 3 ikke er vist.
Hastigheten som den kontinuerlige fase oppnår er i dette tilfelle høyest ved kammerets omkrets, der gjennomsnittshas-tigheten kan være mellom 1 og 10 m/s hvilket, for en diameter på 0,1 m, fører til en sentrifugal-akselerasjon på mellom 20 og 2000m<2>/s.
Generelt er sentrifugal-akselerasjonen meget høyere enn tyngdekraften ved kammerets omkrets, og dråpene av den dispergerte fase følger stort sett en horisontal bane.
Skrueflatens 4 generatrise må helle tilstrekkelig i forhold til horisontalretningen, slik at den maksimale banestrekning til en dråpe langs radialretningen før kollisjon blir mindre.
Dersom f.eks. vinkelen til skrueflatens 4 generatrise i forhold til vertikalretningen er 45°, vil den maksimale banestrekning langs radialretningen forut for kollisjon være lik avstanden mellom to suksessive skrueflate-partier. Denne vinkel er fortrinnsvis mindre enn 60° over i det minste et parti av generatrisen.
I en foretrukket utføringsform ifølge oppfinnelsen skal den maksimale banestrekning til en dråpe av den dispergerte fase langs radialretningen forut for kollisjon være minsket. Gode resultater forventes når denne strekning er minst en fjerdedel mindre enn omkretsdiameteren til den indre del 3 og fortrinnsvis mindre enn en tiendedel av kammerets 2 innvendige diameter.
Sammenfatningsvis er fremgangsmåten for separering av en kontinuerlig fase (I) og minst én dispergert fase (II) av forskjellig densitet, karakterisert ved at blandingen av fasene (I) og (II) som skal separeres innføres i en anordning som utgjøres av minst ett sylinderformet kammer 2 og minst én indre, skrueformet del 3 hvorav minst én side har en skrueformet flate, hvilken del delvis avgrenser en skrueformet kanal og er slik innrettet at den maksimale banestrekning til en partikkel i den dispergerte fase (II) langs den radiale retning forut for kollisjonen er mindre enn en fjerdedel av den indre delens 3 omkretsdiameter, idet den skrueformete del, som et utspring på et plan vinkelrett på kammerets akse, har en flate som er minst lik halvdelen av det totale indre rette snitt av det sylindriske kammer 2 og ved at strømmen av blandingen av fasene (I) og (II) langs kanalen begunstiger en rotasjonsbevegelse rundt kammerets 2 akse, som fører til en bevegelse av den letteste fase mot aksen og av den tyngste fase mot kammerets omkrets, hvorunder den dispergerte fase (II) koaliserer, i det minste delvis, på veggen til kanalen, og deretter danner en kontinuerlig fase adskilt fra den kontinuerlige fase (I) ved en grenseflate, idet den lette og tunge fase avtappes på begge sider av grenseflaten.
De suksessive vindinger som danner delen 3 bør fortrinnsvis være forholdsvis nær hverandre for å begunstige koalisering av den dispergerte fase. En har således funnet at en vinkel som dannes av tangenten på ethvert punkt av spiralen som beskrives av enden av den skrueformete flate på hvilken den dispergerte fase koaliserer, fortrinnsvis er mindre enn 60°.
For å øke den flate som den dispergerte fase koaliserer på, er det mulig å anordne et antall skrueflater som er avledet fra hverandre via en skruelinjeformet forflytning ("trans-lation"), idet alle disse deler danner skrueflaten 4.
På den skjematiske figur 5 tilhører f.eks. vindingene 21, 22, 23 og 24 en første skrueflate og vindingene 25, 26 og 27 en andre skrueflate avledet fra den første ved forflytning. Skrueflatene som danner flaten 4 kan være fast forbundet med en midtakse (tilfellet på figur 1) eller fast forbundet med kammeret. Det er også mulig å anordne en første skrueflate fast forbundet med aksen og en andre skrueflate fast forbundet med kammeret som skjematisk vist på figur 6.
På den skjematiske figur 6 tilhører vindingene 28, 29 og 30 en første skrueflate fast forbundet med aksen til midtnavet 5 og vindingene 31, 32 og 33 en andre skrueflate fast forbundet med kammeret.
I én av utføringsformene av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, hvor den dispergerte fase er den letteste og den kontinuerlige fase den tyngste, blir den kontinuerlige fase beve-get mot anordningens omkrets og den dispergerte fase koaliserer på vindingsflåtene, slik at der dannes dråper som smelter sammen på midtaksens omkrets, slik at det dannes en film som fjernes ved hjelp av perforeringene 33 og 34 som er utformet under vindingenes forbindelse med midtaksen som er hul for å tillate fjerning av filmen som hovedsakelig består av forbin-delser som danner den dispergerte fase utenfor anordningen.
Et slikt arrangement er skjematisk vist på figur 7.
For å begunstige koalisering av den dispergerte fase, kan det mellom skruedelens 3 vindinger anordnes en foring som fuktes av den dispergerte fase. Denne foring kan f.eks. dannes av polymerfibre, dersom den dispergerte fase er en organisk fase.
Disse fibre kan opptre i form av en duk, fortrinnsvis anordnet parallelt med skrudelens 3 vindinger, med én eller flere fortykninger i form av overliggende bølger som skjematisk vist på figur 8.
Bruken av en foring letter koalisering av den dispergerte fase ved å redusere den maksimale banestrekning for en dråpe av den dispergerte fase før den møter de indre elementer som begunstiger koalisering og gjør det mulig å oppta en maksimal banestrekning på mindre enn en tiendedel av kammerets 2 innvendige diameter, uten at det er nødvendig å iaktta noen spesiell tilstand med hensyn til hellingen av skrueflatens 4 vindinger.
For å minske eventuelle trykktap i forbindelse med nærvæ-ret av foringen, er det, ved en foretrukket utføringsform av anordningen, mulig å la denne foring utgjøres utelukkende av tråder 36 som kan fuktes av den dispergerte fase og anordnes mellom vindingene i retning av fluid-sirkulasjonen, slik at trykktap reduseres og man unngår skjæreffekter i fasene som danner fluidet. Denne versjon er vist skjematisk på figur 9.
Med sikte på å øke koaliseringen av den dispergerte fase, er det også mulig å anordne perforerte bølger 37 mellom vindingene, anbragt parallelt med midtaksen og anordnet ved vindingenes overside og utviklet langs rotasjonsretningen til den skrueformete, statiske del H, som skjematisk vist på figur 10. Dette arrangement gjør det mulig å øke kontaktflaten uten å hindre væskeårestrømmen som sirkulerer mellom vindingene. Disse bølger er utformet i et materiale som kan fuktes av den dispergerte fase. Bølgenes perforeringer muliggjør sirkule-ring av dråpene som har koalisert og som samler seg for å danne en kontinuerlig film langs spiralens midtakse og som tømmes ut i det øvre parti av anordningen.
For å begunstige koalisering er det også mulig å øke kontaktflaten der denne koalisering finner sted, ved på vindingenes øvre og nedre overflate å skape en forsenkning f.eks. bestående av bølger 38 eller av sylinder-, kule-konusformete utspring 39 ("picots") med sikte på å øke sjokk-sannsynlighe-ten til den dispergerte fase uten å skape skjærkrefter. Disse utspring kan være utført av samme materiale som vindingene og er utformet i ett med vindingenes overflate ved hjelp av svei-sing, støping eller trekking avhengig av det materiale som skruedelen 3 består av. Denne versjon er vist på figur 11.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes på for-skjellige former for separering. Når det gjelder separering der den dispergerte fase hovedsakelig består av mikrodråper eller f.eks. i det tilfelle hvor dispergert fase/kontinuerlig fase-separering må tilfredsstille strenge normer, er det mulig å avstedkomme denne separering ved å dekke vindingenes overflate med en foring bestående av makroporøse fibre eller hvilket som helst uvevet materiale som lar seg fukte av den dispergerte fase. Denne foring kan utføres i ett med vindingenes overflate ved liming eller hvilken som helst mekanisk festeanordning som fagmenn på området vil kjenne til. Denne foring gjør det mulig å isolere den fase som har koalisert fra fluidet som sirkulerer mellom vindingene, for derved å unngå at den koaliserte fase eller dråpene den består av blir mekanisk drevet av den kontinuerlige fase. Denne anordning er vist skjematisk på figur 12.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes ved andre separeringstilfeller.
Som i eksemplet vist på figur 1 kan den dispergerte fase (II) være lettere enn den kontinuerlige fase (I). F.eks. kan fase (II) være en organisk fase og den kontinuerlige fase (I) en vandig fase.
Fremgangsmåten kan også anvendes ved fraskilling av olje fra produksjonsvannet som er separert fra rå-petroleum på et produksjonsfelt.
Den dispergerte fase kan også innbefatte en gassfase, idet den kontinuerlige fase er en væskefase.
I dette tilfelle beveges gassfasen mot den midtre del av anordningen og forenes deretter til en gass/væske-grenseflate for derved å danne en kontinuerlig fase som trekkes ut ved et punkt beliggende i øvre del av anordningen, idet væskefasen trekkes ut ved et punkt beliggende i den nedre del av anordningen.
Når den dispergerte fase (II) ved innløpet er den letteste fase, innføres blandingen av fasene som skal separeres ved en øvre ende av anordningen under grenseflaten mellom den kontinuerlige fase (I) og den kontinuerlige fase som dannes av fase (II) etter tangensial koalisering i kammeret 2. Et slikt arrangement er vist skjematisk på figur 13.
Blandingen av fasene som skal separeres innføres i røret 40 under grenseflaten 20 mellom de to faser som skal separeres. Skrueflaten 4 er skjematisk vist ved et snitt. Den kontinuerlige fase (I) fjernes til omkretsen av kammeret 2 gjennom røret 41, og den dispergerte fase (II) ved innløpet fjernes gjennom røret 42 til omkretsen av kammeret 2.
For å begunstige separasjon av den dispergerte fase når denne dispergerte fase er den letteste, er det mulig, ved bunnen av kammeret 2, å injisere en fint dispergert gassfase. F.eks., for å fjerne olje fra en vandig fase, er det mulig å sende fine luftbobler til overflaten, idet mikrodråper av den organiske fase vil kunne feste seg til disse bobler.
Den dispergerte fase (II) kan likeledes være en tyngre fase enn den kontinuerlige fase (I) .
F.eks. kan den dispergerte fase (II) være en vandig fase og den kontinuerlige fase (I) en organisk fase.
I dette tilfelle vil den vandige fase, når blandingen som skal separeres innføres i anordningens øvre parti drevet mot anordningens omkrets for deretter å samles ved en væske/væske-grenseflate 10 for å danne en kontinuerlig fase som trekkes ut under grenseflaten 10 ved et punkt beliggende i nedre del av anordningen, men over grenseflaten 10 ved et punkt nær anordningens akse.
Et slikt arrangement er skjematisk vist på figur 14.
Blandingen av fasene som skal separeres innfores gjennom røret 43 som munner tangensielt ut i kammeret 2, idet flaten 4, som er vist som et snitt, i dette tilfelle er fast forbundet med kammeret 2. Fasen (II) fjernes gjennom røret 44 til et punkt beliggende i nedre del av kammeret 2 under grenseflaten 10, og fasen (I) gjennom røret 45 som avgir fasen (I) ved et punkt nær anordningens akse beliggende over grenseflaten 10.
Den dispergerte fase (II) kan også innbefatte en fast fase, som i dette tilfelle fjernes til bunnen av anordningen.
Fremgangsmåten er særlig anvendbar for avsalting av rå-olje, idet den vandige fase ladet med salter i dette tilfelle vil være den dispergerte fase (II) og råoljen den kontinuerlige fase (I).
Ettersom dråpene av vandig fase er ladet ved deres overflate er det i dette tilfelle mulig å begunstige separering mellom fasene og koalisering på skruflaten 4 ved å påtrykke en potensial forskjell mellom to suksessive vindinger. En slik metode kan anvendes hver gang dråpene eller partiklene som utgjør den dispergerte fase er ladet ved sin overflate.
Metoden kan også anvendes for å separere flere enn to faser i den samme anordning.
Metoden kan f.eks. anvendes for å separere alle fasene som kommer ut av en oljeproduksjonsbrønn, dvs. den assosierte gass, oljen, vannet og eventuelt dispergerte, faste partikler.
En slik anvendelse er anskueliggjort skjematisk på figur 15.
De fra produksjonsbrønnen utstrømmende faser som skal separeres føres gjennom røret 46 inn i kammeret 2. Den assosierte gass samles i den øvre del av anordningen og fjernes gjennomm røret 47. Sammen med råoljen danner den en grenseflate 51. Blandingen som skal separeres føres tangensialt inn i kammeret 2 under grenseflaten 51.
Den vandige fase og fastfase-partiklene samles i den nedre del av anordningen. Sammen med råoljen danner den vandige fase en grenseflate 52, idet råoljen fjernes gjennom røret 48 og den vandige fase gjennom røret 49.
Den faste fase er konsentrert ved bunnen av anordningen, idet flaten 53 betegner grensen for fasen som er rik på faste partikler. Denne fastpartikkelrike fase fjernes gjennom røret 50.
Figur 16 viser et tilfelle hvor en skrueflate hvis snitt, gjennom et vertikalt plan, representerer en krumlinjet form 54 som ikke svarer til et høyre-segment.

Claims (30)

1. Fremgangsmåte for separering av en blanding bestående av en kontinuerlig fase (I) og minst én dispergert fase av ulike densiteter (II), hvor blandingen av de to faser innføres i en anordning som utgjøres av minst ett stort sett sylinderformet kammer som har en akse, et innvendig tverrsnitt, og minst én indre, skrueformet del (3) med en periferidiameter og minst én side som oppviser en skrueformet flate, idet den skrueformete del (3) i det minste delvis avgrenser en skrueformet kanal, idet strømmen av blandingen av fasene langs kanalen bevirker en rotasjonsbevegelse rundt kammerets (2) akse, som fører til at den lettere fase beveger seg mot aksen og den tyngre fase mot omkretsen av kammeret, karakterisert ved at den indre del er anordnet i kammeret slik at den maksimale avstand fra banen til en partikkel i den dispergerte fase langs radialretningen før kollisjon med den indre skrueformete del er mindre enn en fjerdedel av den indre delens periferidiameter, idet den skrueformete flate oppviser, som et utspring på et plan vinkelrett på kammerets akse, en flate som er lik minst halvdelen av et totalt indre tverrsnitt av kammeret, og at den dispergerte fase i det minste delvis koaliserer på kanalens vegger, og danner deretter en kontinuerlig fase adskilt fra den kontinuerlig fase ved en grenseflate.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som den kontinuerlige fase I anvendes en væskefase og det som den dispergerte fase II anvendes minst en væskefase.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som den dispergerte fase II anvendes en organisk fase og det som den kontinuerlige fase I anvendes en vandig fase.
4. Fremgangsmåte ifølge krav l, karakterisert ved at en fint dispergert gassfase innføres ved bunnen av kammeret (2) for å begunstige separeringen av den dispergerte fase II.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den dispergerte fase II anvendes som en gassfase og den kontinuerlige fase I som en væskefase.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at faseblandingen som skal separeres innføres ved en øvre ende av kammeret (2) under grenseflaten (10) som dannes mellom den kontinuerlige fase I og den kontinuerlige fase som danner den dispergerte fase II ved inngangen etter koalisering, idet fasen I fjernes ved et punkt beliggende i nedre del av anordningen ved kammerets (2) omkrets og fasen II fjernes ved et punkt beliggende i nedre del av anordningen ved kammerets (2) omkrets over grenseflaten (10).
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den dispergerte fase II anvendes som en vandig fase og den kontinuerlige fase I som en organisk fase.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at faseblandingen som skal separeres innføres ved en øvre ende av kammeret (2), idet den dispergerte fase II ved inngangen fjernes ved et punkt beliggende i den nedre del av kammeret (2), under grenseflaten (10), idet den kontinuerlige fase I fjernes ved et punkt beliggende i den nedre del av kammeret (2), over grenseflaten (10) og i nærheten av kammerets (2) akse.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det skapes en elektrisk potensialforskjell mellom kanalens nedre og øvre vegger.
10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 7, 8 eller 9, hvor blandingen som skal separeres omfatter en gassfase, en organisk væskefase, en vandig væskefase samt faste partikler, karakterisert ved at gassfasen avgis ved en øvre ende av kammeret (2), de faste partikler ved en nedre ende, den organiske fase og den vandige fase ved mellomlig-gende punkter.
11. Anordning for separering av en blanding omfattende en kontinuerlig fase og minst en dispergert fase, av ulike densiteter, omfattende et sylindrisk kammer (2), minst én i det sylindriske kammer anordnet, indre, skrueformet del (3) hvorav minst én side oppviser en skrueformet flate, idet den skrueformete del (3) i det minste delvis avgrenser en skrueformet kanal, idet strømmen av blandingen langs kanalen bevirker en rotasjonsbevegelse rundt kammerets (2) akse, som fører til at en lettere fase beveger seg mot aksen og den tyngre fase mot omkretsen av kammeret, karakterisert ved at den skrueformete del (3) er innrettet på en slik måte at den maksimale avstand fra banen til en partikkel i den dispergerte fase langs radialretningen før kollisjon med den skrueformete del (3) er mindre enn en fjerdedel av den indre delens (3) periferidiameter, idet den skrueformete flate oppviser, som et utspring på et plan vinkelrett på kammerets akse, en flate som er lik minst halvdelen av det totale indre tverrsnitt av det sylindriske kammer (2), og at den dispergerte fase i det minste delvis koaliserer på kanalens vegger, og deretter danner en kontinuerlig fase adskilt fra den dispergerte fase ved en grenseflate.
12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at delen (3) er statisk i kammeret (2).
13. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at delen (3) er fritt roterbar om seg selv.
14. Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at den er uten ytre midler for å bringe delen (3) til å rotere om seg selv.
15. Anordning ifølge et av kravene 11 til 14, karakterisert ved at kanalens vegger er helt eller delvis utformet av et materiale som fortrinnsvis fuktes av den dispergerte fase.
16. Anordning ifølge et av kravene 11 til 15, karakterisert ved at det sylindriske kammers (2) akse er vertikal.
17. Anordning ifølge et av kravene 11 til 16, karakterisert ved at den omfatter midler for tangensial innføring av blandingen i kammeret (2).
18. Anordning ifølge et av kravene 11 til 17, karakterisert ved at kanalen omfatter minst én skrueformet vegg som beskrives av en generatrise som sammen med kammerets (2) akse danner en vinkel på mindre enn 60° langs i det minste en del av dets lengde.
19. Anordning ifølge et av kravene 11 til 18, karakterisert ved at hellingen som skrueflatens (4) generatrise danner med kammerets akse avtar når avstanden til aksen avtar.
20. Anordning ifølge et av kravene 11 til 19, karakterisert ved at vinkelen som dannes av tangenten ved ethvert punkt på kurven som beskrives av enden av skrueflatens (4) generatrise i forhold til horisontalretningen er mindre enn 60°.
21. Anordning ifølge et av kravene 11 til 20, karakterisert ved at faseblandingen som skal separeres innføres i en anordning omfattende et antall skrueflater som avledes fra hverandre ved en jevn translasjon og som danner skrueflaten.
22. Anordning ifølge et av kravene 11 til 21, karakterisert ved at avstanden mellom to over-flateelementer tilhørende én og samme kanal og beliggende på én og samme vertikale linje er mindre enn en tiendedel av det sylindriske kammers innvendige diameter.
23. Anordning ifølge et av kravene 11 til 22, karakterisert ved at midtaksen til den statiske skruedel (3) er hul og forsynt med perforeringer på sin omkrets for derved å muliggjøre samling og fjerning av den dispergerte fase gjennom midtaksen.
24. Anordning ifølge et av kravene 11 til 23, karakterisert ved at den maksimale banestrekning til en partikkel i den dispergerte fase II langs radialretningen forut for kollisjon er mindre enn en tiendedel av kammerets (2) innvendige diameter.
25. Anordning ifølge et av kravene 11 til 24, karakterisert ved at kanalen omfatter en foring som lar seg fukte av den dispergerte fase II.
26. Anordning ifølge krav 25, karakterisert ved at foringen utgjøres av en duk.
27. Anordning ifølge et av kravene 11 til 25, karakterisert ved at kanalen omfatter en foring som utelukkende består av tråder som kan fuktes av den dispergerte fase, idet disse tråders akse er i samme retning som sirkulasjonen av den kontinuerlige fase.
28. Anordning ifølge et av kravene 11 til 25, karakterisert ved at de perforerte bølger, innbefattende lagene, er anordnet parallelt med kammerets midtakse, på kanalens øvre overflate, og forløpende i den kontinuerlige fases sirkulasjonsretning.
29. Anordning ifølge et av kravene 11 til 28, karakterisert ved at en av kanalens vegger er bølgeformet eller er forsynt med sylindriske sfæriske eller koniske utspring.
30. Anordning ifølge et av kravene 11 til 29, karakterisert ved at minst én av kanalens vegger er dekket med et standard, uvevet, makroporøst materiale som lar seg fukte av den dispergerte fase.
NO912304A 1990-06-18 1991-06-14 Fremgangsmåte og anordning for å separere en kontinuerlig fluidfase og en dispergert fase NO177527C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9007622A FR2663238B1 (fr) 1990-06-18 1990-06-18 Procede et dispositif de separation entre une phase fluide continue et une phase dispersee, et application.

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO912304D0 NO912304D0 (no) 1991-06-14
NO912304L NO912304L (no) 1991-12-19
NO177527B true NO177527B (no) 1995-06-26
NO177527C NO177527C (no) 1995-10-04

Family

ID=9397755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO912304A NO177527C (no) 1990-06-18 1991-06-14 Fremgangsmåte og anordning for å separere en kontinuerlig fluidfase og en dispergert fase

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5252229A (no)
EP (1) EP0462852B1 (no)
CA (1) CA2044902C (no)
DE (1) DE69112139T2 (no)
DK (1) DK0462852T3 (no)
FR (1) FR2663238B1 (no)
NO (1) NO177527C (no)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5147534A (en) * 1990-07-31 1992-09-15 Rymal Jr Theodore R Waste water treatment system
GB9106574D0 (en) * 1991-03-27 1991-05-15 Bagghley Jack Improvements in or relating to material treatment apparatus
DE9209906U1 (de) * 1992-07-23 1993-11-25 Schmidt Peter Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen
FR2697443B1 (fr) * 1992-11-05 1994-12-16 Inst Francais Du Petrole Dispositif et procédé pour effectuer la séparation de phases de conductivités différentes par électrocoalescence et centrifugation.
FR2697447B1 (fr) * 1992-11-05 1995-01-13 Inst Francais Du Petrole Dispositif et procédé pour effectuer la séparation de phases par filtration et centrifugation.
FR2702671B1 (fr) * 1993-03-15 1995-05-05 Inst Francais Du Petrole Dispositif et procédé de séparation de phases de densités et de conductivités différentes par électrocoalescence et centrifugation.
GB9313589D0 (en) * 1993-07-01 1993-08-18 Southern Water Services Ltd Separating liquid suspensions
AUPM714794A0 (en) * 1994-07-29 1994-08-18 International Fluid Separation Pty Limited Separation apparatus and method
US5570744A (en) * 1994-11-28 1996-11-05 Atlantic Richfield Company Separator systems for well production fluids
US5565101A (en) * 1995-02-15 1996-10-15 Spokane Industries, Inc. Oil and water separator
MX9504097A (es) * 1995-09-26 1997-03-29 Luis Carlos Montemayor Uzeta Aparato purificador de fluidos de alta capacidad de flujo.
BR9704499A (pt) * 1997-08-26 1999-12-07 Petroleo Brasileiro Sa Separador helicoidal aperfeiçoado
US6234621B1 (en) * 1998-12-14 2001-05-22 Scitex Digital Printing, Inc. Foamless ramps for controlling the flow of ink to eliminate foam in an ink tank
US6176904B1 (en) * 1999-07-02 2001-01-23 Brij M. Gupta Blood filter
GB2353236A (en) 1999-08-17 2001-02-21 Baker Hughes Ltd Cyclone separator with multiple baffles of distinct pitch
GB2354466B (en) * 1999-09-22 2003-10-08 Southern Water Services Ltd Liquid treatment installation and methods of construction thereof
US6322055B1 (en) * 2000-10-02 2001-11-27 Eco-Oxygen Technologies, Llc Gas dissolving apparatus and method
DE10146361B4 (de) * 2001-09-20 2007-02-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verteiltes System
US6730236B2 (en) 2001-11-08 2004-05-04 Chevron U.S.A. Inc. Method for separating liquids in a separation system having a flow coalescing apparatus and separation apparatus
US6763952B2 (en) * 2002-02-14 2004-07-20 Gary David Hanks Composite fluid separator
US6668556B2 (en) 2002-04-18 2003-12-30 Eco Oxygen Technologies, Llc. Gas transfer energy recovery and effervescence prevention apparatus and method
US7014756B2 (en) * 2003-04-18 2006-03-21 Genoil Inc. Method and apparatus for separating immiscible phases with different densities
AU2003242110A1 (en) * 2003-05-16 2004-12-03 Haimo Technologies Inc. A adjustable gas-liquid centrifugal separator and separating method
US8087293B2 (en) * 2003-05-16 2012-01-03 Haimo Technologies, Inc. Oil-gas-water multi-phase flow adjusting apparatus and oil-gas-water multi-phase flow rate measuring apparatus and measuring method
FR2855078B1 (fr) * 2003-05-23 2005-07-01 Inst Francais Du Petrole Dispositif de separation comportant un electro-coalesceur tubulaire
GB2403440B (en) * 2003-07-04 2007-09-05 Dynamic Proc Solutions Plc Separator
US7320749B2 (en) 2004-02-09 2008-01-22 Eco-Oxygen Technologies, Llc Method and apparatus for control of a gas or chemical
US20070238190A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-11 Steven Klei Method of authenticating a poly(arylene ether) composition
US20070238831A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-11 Steven Klei Poly(arylene ether) composition and method of making the same
GB2462213B (en) * 2006-06-16 2010-12-22 Cameron Int Corp Separator and method of separation
US7785465B2 (en) * 2007-11-05 2010-08-31 McA1 Corporation Apparatus and method for de-watering and purifying fuel oils and other liquids
DE102008047852B4 (de) * 2008-09-18 2015-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Trenneinrichtung zum Trennen eines Gemischs von in einer in einem Trennkanal geführten Suspension enthaltenen magnetisierbaren und unmagnetisierbaren Teilchen
US9623196B2 (en) * 2011-08-30 2017-04-18 Carefusion 303, Inc. System and method for trapping air bubbles
US9480936B2 (en) 2012-05-02 2016-11-01 Gary D. Hanks Multistage composite fluid separator and filter
WO2013164002A2 (en) * 2012-05-03 2013-11-07 Eigamil Mohamed Ahmed Processing fluids by passing through helical path(s) and being subjected to electric or magnetic field
US10293283B2 (en) 2013-05-02 2019-05-21 Gary D. Hanks Multistage filter
PE20161125A1 (es) * 2014-02-20 2016-11-08 Smidth As F L Sedimentador de columna para la separacion de fases lquido/liquido de alto rendimiento en procesos hidromelurciales y metodos de los mismos
EP3436174B1 (en) 2016-07-11 2021-07-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Froth coalescing
US10778064B1 (en) * 2017-05-05 2020-09-15 Schlumberger Technology Corporation Magnetic bearing apparatus for separting solids, liquids and gases having different specific gravities with enhanced solids separation means
CN109441683A (zh) * 2018-12-10 2019-03-08 安徽高博过滤科技有限公司 一种商用车燃油滤清器
BR102019024935A2 (pt) * 2019-11-26 2021-06-08 Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras duto coalescedor para transporte de fluidos que compreendem pelo menos duas fases imiscíveis
US20220065397A1 (en) * 2020-09-03 2022-03-03 Saudi Arabian Oil Company Integrated system for online detection and automatic removal of water and particulate contaminants from turbine oil
GB2620885A (en) * 2021-04-12 2024-01-24 Supercritical Fluid Tech Inc Gas-liquid separator assembly

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2300129A (en) * 1940-11-04 1942-10-27 Mccurdy Howard Helical flow separator
FR2177464A1 (en) * 1972-02-07 1973-11-09 Sofrance Sepn of liquids - esp water from hydrocarbon fuels by passage over ptfe coated surfaces or filters to promote coalescence
US3865732A (en) * 1972-11-27 1975-02-11 Fram Corp Emulsion breaker
CA1063974A (en) * 1977-01-26 1979-10-09 Jacek J. Macierewicz Hydrocyclone system including axial feed and tangential transition sections
FR2468410B1 (fr) * 1979-10-31 1985-06-21 Saget Pierre Procede de separation centrifuge et appareil pour sa mise en oeuvre applicables a un melange de phases d'etats quelconques
US4376676A (en) * 1981-10-19 1983-03-15 Gill Carl L In-line separator for crude oil
US4481020A (en) * 1982-06-10 1984-11-06 Trw Inc. Liquid-gas separator apparatus
GB2151505A (en) * 1983-12-21 1985-07-24 John William Brookes Improvements in oil/gas separators
US4855050A (en) * 1984-09-10 1989-08-08 Senyard Sr Corley P Centrifugal oil separator for removing oil from a waste flowing stream
DK111785A (da) * 1985-03-12 1986-09-13 Johannessen Aps Joergen Mosbae Lamelseparator
US4678588A (en) * 1986-02-03 1987-07-07 Shortt William C Continuous flow centrifugal separation
EP0341282B1 (en) * 1987-11-24 1994-05-11 Conoco Specialty Products Inc. Cyclone separator
US5004552A (en) * 1990-06-14 1991-04-02 Al Yazdi Ahmed M Apparatus and method for separating water from crude oil
US5084189A (en) * 1990-09-21 1992-01-28 Richter Systems, Inc. Method and apparatus for separating fluids having different specific gravities

Also Published As

Publication number Publication date
DE69112139D1 (de) 1995-09-21
FR2663238A1 (fr) 1991-12-20
DE69112139T2 (de) 1996-01-11
DK0462852T3 (da) 1995-09-18
EP0462852A1 (fr) 1991-12-27
CA2044902A1 (fr) 1991-12-19
US5252229A (en) 1993-10-12
NO177527C (no) 1995-10-04
EP0462852B1 (fr) 1995-08-16
FR2663238B1 (fr) 1992-09-18
CA2044902C (fr) 1999-09-21
NO912304D0 (no) 1991-06-14
NO912304L (no) 1991-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO177527B (no) Fremgangsmåte og anordning for å separere en kontinuerlig fluidfase og en dispergert fase
CA2705127C (en) Revolution vortex tube gas/liquids separator
US6083147A (en) Apparatus and method for discontinuous separation of solid particles from a liquid
US4483774A (en) Oil concentrating method and apparatus
DK1871505T3 (en) Separator to separate a mixture of liquid / liquid / gas and solid.
CA2033660C (en) Apparatus and method for separating water from crude oil
NO316359B1 (no) Hydroksyklon og separatorapparat
NO175243B (no) Separering av komponentene i en fluidström
CN1970130B (zh) 液、液分离装置
US5464536A (en) Apparatus for centrifugally separating a fluid mixture into its component parts
CN102626560B (zh) 一种旋流气浮油水分离装置及气浮发生器
NO831829L (no) Fremgangsmaate og syklonseparator for oppdeling av fluid med faststoffinnhold i flere fraksjoner
CN108862466A (zh) 一种基于轴向涡流技术进行含油污水预分离的设备和方法
CN106731021A (zh) 离心式油水分离机
WO1998025706A1 (en) Hydrocyclone
US20090159512A1 (en) Method and Apparatus for Separating Submerged Particles From a Fluid
CN107162106B (zh) 一种对含油污水进行油水分离的分离装置
US20200155968A1 (en) Universal separator system and method
CN113717751B (zh) 一种用于三次采油采出液的柔性脱水装置
CN109465116A (zh) 一种过滤式离心机
EP0069119A1 (en) FLUID RECOVERY SYSTEM.
CN206996877U (zh) 结晶反冲洗离心机
US4375411A (en) Device for limiting vortex flow
CA3024237A1 (en) The nepturne universal separator system and method
CN113088401B (zh) 一种地沟油预处理系统

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired