NO180258B

NO180258B - Device by separator

Info

Publication number: NO180258B
Application number: NO943226A
Authority: NO
Inventors: Bjoern Christiansen; Karl Petter Loeken
Original assignee: Kvaerner Process Systems As; Statoil Norge As
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-12-09
Also published as: WO1996006683A1; NO180258C; CA2198697A1; AU3400795A; NO943226L; EP0777531A1; NO943226D0

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning ved separator i form av hydrosyklon for separering av to fluider med forskjellig tetthet, f.eks gass/væske eller olje/vann. The invention relates to a device for a separator in the form of a hydrocyclone for separating two fluids with different densities, for example gas/liquid or oil/water.

Fra US 2706045 er det kjent å skille "små" partikler fra "store", som er en helt annen funksjon enn foreliggende oppfinnelse, og den beskrevne type separator går under den engelske betegnelsen "classifyer". From US 2706045 it is known to separate "small" particles from "large", which is a completely different function from the present invention, and the described type of separator goes by the English term "classifier".

FI-B-77066 berører også en classifyer, dvs. en "trefase" syklonseparator som i tillegg til å rense en væskestrøm også skal kunne skille tyngre partikler fra lettere partikler. FI-B-77066 also concerns a classifier, i.e. a "three-phase" cyclone separator which, in addition to cleaning a liquid stream, should also be able to separate heavier particles from lighter particles.

US 2767624 omhandler et skovlarrangement som har til hensikt å opprettholde spinnet i et sylindrisk utformet separasjonskammer. US 2767624 relates to a vane arrangement intended to maintain spin in a cylindrically designed separation chamber.

Den foreliggende anordningen må ikke forveksles med konvensjonelle vortex-brytere som plasseres sentralt i syklonens nedre utløpstverrsnitt, slik som vist i US 2757581 og SE-B-469279. The present device must not be confused with conventional vortex breakers which are placed centrally in the lower outlet cross-section of the cyclone, as shown in US 2757581 and SE-B-469279.

Alle de ovennevnte patenter vedrører separering av partikler fra væske (eller gass). All the above-mentioned patents relate to the separation of particles from liquid (or gas).

Primært er hensikten med anordningen ifølge oppfinnelsen å hindre gass i å følge med væskefasen i det tilfellet en ønsker å separere gass og væske. Sekun-dært vil en ved anordningen kunne påtrykke den gassfrie væskefasen et betydelig sentrifugalfelt slik at væske/væske-separasjon (olje/vann) oppnås. Dette er av spesiell interesse mhp å bryte ned vannemulsjoner i olje. Videre forbedrer anordningen separasjonsgraden til hydrosykloner anvendt til separasjon av olje og vann. Primarily, the purpose of the device according to the invention is to prevent gas from accompanying the liquid phase in the event that one wishes to separate gas and liquid. Secondly, the device will be able to apply a significant centrifugal field to the gas-free liquid phase so that liquid/liquid separation (oil/water) is achieved. This is of particular interest in breaking down water-in-oil emulsions. Furthermore, the device improves the degree of separation of hydrocyclones used for the separation of oil and water.

Disse hensikter oppnås ved det som fremgår av de foreliggende krav. These purposes are achieved by what appears from the present requirements.

Det beskrives en anordning ved separator i form av hydrosyklon for separering av to fluider med forskjellig tetthet, f.eks gass/væske eller olje/vann, hvor hydrosyklonen består av en sylindrisk seksjon, et tangentielt innløp, en sirkulær topplate med et gjennomgående utløpsrør for fluidet med minst tetthet og en konisk seksjon for utføring av fluidet med høyest tetthet, idet den er kjenneteg-net ved at det i hydrosyklonens koniske seksjon er festet en konisk utformet anordning, som eventuelt munner ut i et sylindrisk rør, hvor anordningens største diameter er mindre enn 99% av det til den sylindriske seksjonen og større enn 90% av den minste diameteren til den koniske seksjonen. A device is described for a separator in the form of a hydrocyclone for separating two fluids of different density, e.g. gas/liquid or oil/water, where the hydrocyclone consists of a cylindrical section, a tangential inlet, a circular top plate with a continuous outlet pipe for the fluid with the least density and a conical section for discharging the fluid with the highest density, as it is characterized by the fact that a conically designed device is fixed in the hydrocyclone's conical section, which eventually opens into a cylindrical tube, where the device's largest diameter is less than 99% of that of the cylindrical section and greater than 90% of the smallest diameter of the conical section.

Oppfinnelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor: The invention is described in more detail with reference to the drawings where:

Fig. 1 viser et sideriss av en konvensjonell hydrosyklon inneholdende en Fig. 1 shows a side view of a conventional hydrocyclone containing a

anordning ifølge oppfinnelsen, device according to the invention,

fig. 2 viser et grunnriss av hvordan anordningens øvre koniske del er festet fig. 2 shows a plan of how the device's upper conical part is attached

til hydrosyklonens yttervegg, to the outer wall of the hydrocyclone,

fig. 3 viser hvordan nedre del av anordningens rørseksjon er festet til hydrosyklonens koniske utløpsseksjon, og fig. 3 shows how the lower part of the device's tube section is attached to the hydrocyclone's conical outlet section, and

fig. 4 viser et praktisk arrangement av oppfinnelsen inne i en hydrosyklon fig. 4 shows a practical arrangement of the invention inside a hydrocyclone

for gass/væske-separasjon når denne står neddykket i et væskespeil. for gas/liquid separation when this is immersed in a liquid mirror.

Fig. 1 viser en hydrosyklon bestående av en sylindrisk seksjon 1, et tangentielt innløp 2, en sirkulær topplate 3 med et gjennomgående rør 4 for utføring av gassfasen, og en konisk seksjon 5. Disse deler betraktes som kjent teknologi. Oppfinnelsen innbefatter en anordning som er festet inne i hydrosyklonen bestående av en konisk del 6, alternativt med en sirkulær plate (ikke vist) som er festet på et rør 7. Røret 7 kan enten være åpent eller det kan plugges i nedre ende alternativt kan det føres ut av hydrosyklonen gjennom sidevegger eller bunn. Det finnes flere måter å feste anordningen til hydrosyklonen på. I fig. 1 er det vist hvordan oppfinnelsen er festet med stag 8 og 9 på en standard hydrosyklon. Fig. 2 viser hvordan oppfinnelsens koniske del 6 evt. sirkulære plate er festet til hydrosyklonens sylindriske seksjon 1 med stag 8. Fig. 3 viser hvordan oppfinnelsens rørseksjon 7 er festet til hydrosyklonens utløpskonus 5 med stag 9. Fig. 4 viser et av mange praktiske arrangement av oppfinnelsen som er spesielt egnet til å separere gass og væske når separatoren står dykket i et åpent væskespeil 10 som f.eks. vil være tilfellet om en ønsker å erstatte momentbryterplaten med en hydrosyklon i gravitasjonsseparator for separasjon av hydrokarboner. I dette tilfellet er det arrangert en sylindrisk seksjon 11 på hydrosyklonens koniske seksjon 5 samt en utkoning 12 på hydrosyklonens utløp. Oppfinnelsens koniske del 6, eventuelt sirkulære plater, er festet til syklonen med stag 8 slik som Fig. 1 shows a hydrocyclone consisting of a cylindrical section 1, a tangential inlet 2, a circular top plate 3 with a through pipe 4 for discharging the gas phase, and a conical section 5. These parts are considered known technology. The invention includes a device which is fixed inside the hydrocyclone consisting of a conical part 6, alternatively with a circular plate (not shown) which is fixed on a pipe 7. The pipe 7 can either be open or it can be plugged at the lower end, alternatively it can is led out of the hydrocyclone through the side walls or bottom. There are several ways to attach the device to the hydrocyclone. In fig. 1 it is shown how the invention is attached with struts 8 and 9 to a standard hydrocyclone. Fig. 2 shows how the invention's conical part 6, possibly circular plate, is attached to the hydrocyclone's cylindrical section 1 with struts 8. Fig. 3 shows how the invention's pipe section 7 is attached to the hydrocyclone's outlet cone 5 with struts 9. Fig. 4 shows one of many practical arrangement of the invention which is particularly suitable for separating gas and liquid when the separator is immersed in an open liquid mirror 10 such as e.g. will be the case if one wants to replace the torque switch plate with a hydrocyclone in a gravity separator for the separation of hydrocarbons. In this case, a cylindrical section 11 is arranged on the conical section 5 of the hydrocyclone as well as a taper 12 on the outlet of the hydrocyclone. The conical part 6 of the invention, possibly circular plates, is attached to the cyclone with struts 8 such as

tidligere beskrevet. Oppfinnelsens rørseksjon 7 er festet til en sirkulær plate 13 som med fordel kan være konisk utformet. Den sirkulære platen 13 er festet til hydrosykolonens koniske utløp 12 med stag 14. previously described. The pipe section 7 of the invention is attached to a circular plate 13 which can advantageously be conically designed. The circular plate 13 is attached to the conical outlet 12 of the hydrocyclone with struts 14.

Claims

1. Device for a separator in the form of a hydrocyclone for separating two fluids of different density, e.g. gas/liquid or oil/water, where the hydrocyclone consists of a cylindrical section (1), a tangential inlet (2), a circular top plate (3) with a continuous outlet pipe (4) for the fluid with the least density and a conical section (5) for discharge of the fluid with the highest density, characterized in that a conically designed device (6) is attached to the hydrocyclone's conical section (5), which eventually opens into a cylindrical tube (7), where the largest diameter of the device (6) is less than 99% of the cylindrical section ( 1) and greater than 90% of the smallest diameter of the conical section (5).

2. Device according to claim 1, characterized in that the device (6) is preferably funnel-shaped, i.e. hollow and open at the device's largest diameter.

3. Device according to claim 1, characterized in that the smallest diameter of the device (6), possibly with the attached cylindrical tube (7), is closed at the bottom end.

4. Device according to claim 1, characterized in that the axial location of the device (6) is between the axial end surfaces of the hydrocyclone's conical section (5).

5. Device according to claim 1, characterized in that the device (6), possibly with the attached cylindrical tube (7), is attached to the hydrocyclone with fixed connections such as struts (8,9) or vanes.