NO311608B1 - Separatorinnlop - Google Patents

Abstract

Separatorinnløp for en separator i et prosessanlegg, f.eks. anlegg for prosessering av et fluid bestående av olje, vann og/eller gass. Separatoirnnløpet er utformet som en spiralformet, oppad åpen kanal (10) i et kanalhus (4) der innstrømningen av fluidet skjer tangentielt (ved 5) og utstrømningen skjer gjennom et sentralt anordnet utløp (6) i huset (4) i retning nedad, eller at gjennomstrømningen skjer i motsatt retning. Hensiktsmessig kan det i tilknytning til kanaihuset (4) på utsiden av dette vasre anordnet en traktformet gassoppfanger (12) som strekker seg fra et stykke nedenfor husets (4) utløp (6) og over væskeoverflaten.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et innløp for en separator (separatortank/- utskillingstank) i prosessanlegg, f.eks. anlegg for prosessering av et fluid bestående av olje, vann og/eller gass.

Innløpsarrangementet i en separator i et prosessanlegg tjener som regel flere hensikter:

å redusere impulsen til innkommende fluid for å unngå at

innløpsstrømmen forstyrrer de ønskede, rolige strømningsforhold i

separatoren;

å hindre at sand o.l. i prosesstrømmen deponeres på uønskede steder,

å preparere prosesstrømmen slik at betingelsene for god separasjon er

best mulig.

I praksis er det som oftest impulsreduksjon som er styrende for utformingen av et innløp i en separator. En alminnelig kjent slik impulsreduksjonsløsning baserer seg på anvendelse av en strømningsbrytningsplate anordnet like utenfor separatorinnløpet. Fluidstrømmen treffer platen og spres utover og eventuelt i retning bakover dersom platen er krum.

En annen impulsreduksjonsløsning baserer seg på anvendelse av et U-formet rør i tilknytning til innløpet som "returnerer" strømmen mot separatorveggen. Og en tredje, ytterligere løsning baserer seg på bruk av et T-rørstykke i tilknytning til innløpet som bryter fluidstrømmen og styrer den i tverretningen.

'Alle disse løsningene skaper imidlertid mer eller mindre spruting, omrøring og urolig væskeoverflate i separatoren som gjør at betingelsene for god separasjon ikke oppnås eller er dårlige.

Dersom fluidtilførselstrømmen består av olje og vann, kan store skjærspenninger, for eksempel som følge av trykktap over en ventil eller brå hastighetsendringer, føre til at oljen og/eller vannet rives opp til små dråper og at en såkalt emulsjon derved dannes. I sin enkleste form er emulsjonen enten av typen olje i vann (oljedråper i vann) eller vann i olje (vanndråper i olje). Overflateaktive stoffer i oljen kan stabilisere emulsjonen og gjøre det vanskelig å separere oljen og vannet. Vann i olje emulsjoner regnes for å være vanskeligere å bryte ned enn olje i vann emulsjoner.

Dersom fluidtilførselstrømmen i tillegg til olje og vann inneholder fri gass, kan skjærspenningene som fluidtilførselstrømmen utsettes for føre til at det dannes små gassbobler som blandes med væskefasene. Disse gassboblene kan ha en emulsjonsstabiliserende effekt, slik overflateaktive stoffer i oljen har.

Med foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til et innløp til en separator hvor fluidinnløpsstrømmen ikke utsettes for unødvendig store skjærspenninger (stuping, brå hastighetsendringer), og hvor fri gass som eventuelt er til stede i fluidtilførselstrømmen frigjøres før fluidstrømmen utsettes for skjærspenninger.

Videre er det kommet frem til et innløp som gir rolige strømningsforhold i separatoren og hindrer at eventuell sand eller andre partikkelformede forurensninger deponeres på uønskede steder.

Oppfinnelsen er karakterisert ved at separatorinnløpet er utformet som en spiralformet, oppad åpen kanal med hovedsakelig vertikale vegger der innstrømningen av fluidet skjer tangentielt og utstrømningen skjer gjennom et sentralt anordnet utløp i huset i retning nedad. Uselvstendige krav 2-3 angir fordelaktige trekk ved oppfinnelsen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det etterfølgende under henvisning til vedføyde tegninger, der: Fig. 1 viser en skisse av et separatorinnløp ifølge oppfinnelsen anordnet i en separatortank,

Fig. 2 viser, i form av en prinsippskisse, et oppriss av separatorinnløpet,

Fig. 3 viser en prinsippskisse av det samme innløpet sett ovenfra,

Fig. 4 viser en prinsippskisse av innløpet vist i Fig. 2 under drift, dvs. fylt med en væske

f.eks. olje/vann som inneholder gass.

Fig. 1 viser som nevnt et separatorinnløp 1 i henhold til oppfinnelsen anordnet i en separatortank 2. Separatoren er plassert i tilknytning til væskeoverflaten og får tilført fluid utenfra gjennom en tilførselsledning 3.

Separatoirnnløpet 1 utgjøres som vist i Fig. 2 og 3 av et separatorhus 4 med oppad åpne kanaler som løper fra et tangentielt plassert tilkoplingssted 5 for tilførselsledningen 3 i spiral form til et i huset 4 sentralt anordnet utløp 6.

Huset 4 kan hensiktsmessig være fremstilt av en tallerkenformet plate 7 med på denne anordnete, innoverskrådde plater 8,9 som løper i spiralform og danner veggene i kanalen 10. En sirkulær, rørformet del med åpninger 11 mot kanalen 10, kan videre hensiktsmessig danne utløpet 6 i huset. Huset 4 kan være utstyrt med et lokk over kanalen, men i så tilfelle må lokket være forsynt med åpninger for evakuering av gass.

For å fange opp eventuelle gassbobler som frigjøres ved utløpet 6 i huset 4, kan det fortrinnsvis være anordnet en traktformet gassfanger 12 som er forbundet med huset via festestykker 13. Gassfangeren 12 er innrettet til å strekke seg et stykke nedenfor innløpet 6 og til et lite stykke over væskeflaten, utenfor huset 4.

Separatorinnløpet virker på den måten at fluid føres inn i kanalen 10 i huset fra røret 5 og strømmer i spiralform gjennom kanalen 10 i huset mot utløpet 6 under samtidig frigjørelse av eventuell gass. Væsken føres deretter nedad gjennom utløpet 6, og eventuell gjenværende gass vil fanges opp av den traktformede fangeren 12 og føres mot overflaten. Alternativt kan gjennomstrømningen skje motsatt vei, dvs. at innstrømningen skjer via det sentrale løpet 6 ovenfra og utstrømningen skjer tangentielt via løpet 5 som vil være neddykket i væsken i separatoren.

Huset kan hensiktsmessig være fremstilt ved støping, eller av plater ved sveising, av et korrosjonsbestandig materiale, f.eks. korrosjonsbestandig stål.

Eksempel:

Sammenlignende tester ble utført i en plexiglassmodell av en separator i skala 1 : 4,5. Vann, Exxol D80<®> og luft ble brukt for de tre fasene i fluidet som ble tilført et separatorinnløp i henhold til oppfinnelsen, respektive et alminnelig kjent separatorinnløp av impulstypen med to sett platepakker i vannfasen. Testene for de to separatortypene ble utført under følgende betingelser:

Olje i vann ble målt med et IR-instrument av merket Horiba<®>

Følgende resultater ble funnet:

Som det fremgår av resultatene gir separatorinnløpet i h.h.t. oppfinnelsen vesentlig lavere innhold av olje i vann (bedre vannkvalitet) ved separatorutløpet enn det alminnelig kjente innløpet.

Claims (3)

1. Separatorinnløp for en separator i et prosessanlegg, f.eks. anlegg for prosessering av et fluid bestående av olje, vann og/eller gass, innbefattende et hus (4) med et spiralformet gjennomløp, karakterisert ved at husgjennomløpet er utformet som en spiralformet, oppad åpen kanal (10) med hovedsakelig vertikale vegger (8,5) der innstrømningen av fluidet skjer tangentielt (ved 5) og utstrømningen skjer gjennom et sentralt anordnet utløp (6) i huset (4) i retning nedad.

2. Separatorinnløp ifølge krav 1, karakterisert ved at det i tilknytning til kanalhuset (4) på utsiden av dette er anordnet en traktformet gassoppfanger (12) som strekker seg fra et stykke nedenfor husets (4) utløp (6) og over væskeoverflaten.

3. Separatorinnløp ifølge krav 1, karakterisert ved at kanalhuset (4) utgjøres av en tallerkenformet plate (7) med på denne anordnete opprettstående og fortrinnsvis innoverskrådde plater (8,5) som danner veggene i kanalen (10) i huset, idet platene er forbundet med en rørformet del (14) med åpninger (11) som danner utløpet (6) i huset.