NO343579B1 - injection Mixer - Google Patents

injection Mixer Download PDF

Info

Publication number
NO343579B1
NO343579B1 NO20072249A NO20072249A NO343579B1 NO 343579 B1 NO343579 B1 NO 343579B1 NO 20072249 A NO20072249 A NO 20072249A NO 20072249 A NO20072249 A NO 20072249A NO 343579 B1 NO343579 B1 NO 343579B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
injection
multifluid
contact element
fluid
line
Prior art date
Application number
NO20072249A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20072249L (en
Inventor
Harald Linga
Ronan Abiven
Bernt H Kalgraff
Finn P Nilsen
Original Assignee
Propure As
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
Priority claimed from NO20044181A external-priority patent/NO20044181L/en
Priority claimed from PCT/NO2005/000352 external-priority patent/WO2006038810A1/en
Application filed by Propure As filed Critical Propure As
Priority to NO20072249A priority Critical patent/NO343579B1/en
Publication of NO20072249L publication Critical patent/NO20072249L/en
Publication of NO343579B1 publication Critical patent/NO343579B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3131Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/23Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/232Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B01F23/451Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing by injecting one liquid into another
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3132Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit by using two or more injector devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3132Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit by using two or more injector devices
    • B01F25/31322Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit by using two or more injector devices used simultaneously
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3133Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit characterised by the specific design of the injector
    • B01F25/31331Perforated, multi-opening, with a plurality of holes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3133Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit characterised by the specific design of the injector
    • B01F25/31332Ring, torus, toroidal or coiled configurations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/45Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/45Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads
    • B01F25/452Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces
    • B01F25/4521Mixers in which the materials to be mixed are pressed together through orifices or interstitial spaces, e.g. between beads characterised by elements provided with orifices or interstitial spaces the components being pressed through orifices in elements, e.g. flat plates or cylinders, which obstruct the whole diameter of the tube

Description

Oppfinnelsens område Field of the invention

Den foreliggende oppfinnelse angår injisering i, blanding og kondisjonering av fluider som strømmer gjennom en rørledning. Oppfinnelsen angår mer spesielt en multifluid injeksjonsblander, en blander og en sammenstilling som innbefatter multifluid injeksjonsblanderen, anvendbare for et stort antall blande-, injiserings- og kondisjoneringsoperasjoner, spesielt i forbindelse med behandling av hydrokarboner og ”in-line” reaktorprosesser for produksjon av finkjemikalier. The present invention relates to the injection into, mixing and conditioning of fluids flowing through a pipeline. The invention relates more particularly to a multifluid injection mixer, a mixer and an assembly including the multifluid injection mixer, applicable for a large number of mixing, injection and conditioning operations, especially in connection with the treatment of hydrocarbons and "in-line" reactor processes for the production of fine chemicals.

Oppfinnelsens bakgrunn og kjent teknikk Background of the invention and prior art

Prosessering av fluider er et stort teknisk område som finner anvendelser i de fleste industrier. Prosessering av fluider som strømmer i en rørledning innbefatter typisk faseseparering av fluidinnholdet og avlevering av de separerte bestanddeler med en spesifisert kvalitet i henhold til påfølgende anvendelse. For eksempel blir strømmen fra en hydrokarbonbrønn separert i olje, gass og vann, idet fasene prosesseres og renses for forurensninger inntil en spesifikasjon er oppfylt. Prosesseringen vil typisk innbefatte injisering av fluider, så som kjemikalier, løsningsmidler eller ekstraksjonsfluider, for å forbedre virkningen av separasjonen og prosessutstyr. The processing of fluids is a large technical area that finds applications in most industries. Processing of fluids flowing in a pipeline typically involves phase separation of the fluid contents and delivery of the separated constituents of a specified quality according to the subsequent application. For example, the flow from a hydrocarbon well is separated into oil, gas and water, the phases being processed and cleaned of contaminants until a specification is met. The processing will typically involve the injection of fluids, such as chemicals, solvents or extraction fluids, to improve the efficiency of the separation and processing equipment.

De mest vanlig injiserte fluider (tilsetninger) kan oppsummeres som følger: The most commonly injected fluids (additives) can be summarized as follows:

Scavengere/spylere/irreversible løsningsmidler (væske for å fjerne sure bestanddeler, så som f. eks. H2S, kvikksølv, merkaptaner) Scavengers/flushing/irreversible solvents (liquid to remove acidic components, such as H2S, mercury, mercaptans)

Korrosjonsinhibitorer, hydratinhibitorer, skallinhibitorer, voksinhibitorer, dragreduksjonsmidler, avsaltningsmidler, de-emulgeringsmidler, oljefjerningsmidler, skumfjerningsmidler, Corrosion inhibitors, hydrate inhibitors, scale inhibitors, wax inhibitors, drag reducers, desalination agents, de-emulsifiers, oil removers, defoamers,

Antigromidler Antifouling agents

Flokkuleringsmidler (forbedring av koaleseringshastigheten for den dispergerte fase) Kondensat/hydrokarbon (ekstraksjonsfluider) Flocculating agents (improving the coalescence rate of the dispersed phase) Condensate/hydrocarbon (extraction fluids)

Gass (flotasjon eller demping av pluggdannelse) Gas (flotation or suppression of plug formation)

Vann (avsaltning eller styring av vannfraksjonen i en flerfasestrøm vekk fra den kritiske verdi) Water (desalination or control of the water fraction in a multiphase flow away from the critical value)

De respektive tilsetninger blir typisk innført i strømningen i en ledning oppstrøms i forhold til behandlingsutstyret, så som oppstrøms en separator. Strømningen kan være hvilken som helst flerfaseblanding av gass og én eller flere væsker, en enkelt gass eller en kombinasjon av gasser, enhver væske eller blanding av blandbare væskekomponenter eller ublandbare komponenter, så som hydrokarbonvæske og vann. Strømningen kan således for eksempel være en ubehandlet brønnstrøm, produsert vann, behandlet oljevannstrøm, behandlet gasstrøm, produsert vann forurenset med dispergert og oppløst hydrokarbon, behandlet vannstrøm forurenset med hydrokarbonvæske, eller vann hvorfra en gasskomponent skal fjernes (f. eks. deoksygenering). Området for overflatespenning, viskositet, trykk og temperatur kan variere betraktelig, og ytterligere typer av fluider eller tilsetninger er også relevante. The respective additives are typically introduced into the flow in a line upstream of the treatment equipment, such as upstream of a separator. The flow can be any multiphase mixture of gas and one or more liquids, a single gas or a combination of gases, any liquid or mixture of miscible liquid components or immiscible components, such as hydrocarbon liquid and water. The flow can thus be, for example, an untreated well flow, produced water, treated oil water flow, treated gas flow, produced water contaminated with dispersed and dissolved hydrocarbon, treated water flow contaminated with hydrocarbon liquid, or water from which a gas component is to be removed (e.g. deoxygenation). The range of surface tension, viscosity, pressure and temperature can vary considerably, and additional types of fluids or additives are also relevant.

Mens beskrivelsen ovenfor og nedenfor hovedsakelig angår prosessering av hydrokarboner, er blanding av fluider en essensiell enhetsoperasjon også i andre deler av prosessindustrien, slik som produksjon av mat (f. eks. produksjon av emulsjoner), farmasøytika, kjemikalier (reaktive strømninger som kan innbefatte aktivatorer eller reagenser), papir (raffinering/behandling av masse) og smelter (legeringer) og andre prosesser. Disse prosesser innbefatter generelt satsvis produksjon eller anvendelse av store beholdere hvor de forskjellige fluider blandes ved hjelp av omrørere. Det er grunn til å anta at anvendelse av ledningsstrømblanding i stedet for omrøring i beholdere er attraktivt både på grunn av investeringer, arbeidsomkostninger, produksjonsfleksibilitet, sikkerhet og produktkvalitet. While the description above and below mainly concerns the processing of hydrocarbons, mixing of fluids is an essential unit operation in other parts of the process industry as well, such as the production of food (e.g. production of emulsions), pharmaceuticals, chemicals (reactive streams which may include activators or reagents), paper (refining/pulp treatment) and melts (alloys) and other processes. These processes generally include batch production or the use of large containers where the different fluids are mixed by means of stirrers. There is reason to assume that the use of line flow mixing instead of stirring in containers is attractive both because of investment, labor costs, production flexibility, safety and product quality.

Strømningsmengden av tilsetningene som injiseres i ledningen, er typisk meget liten sammenlignet med den volumetriske strømningsmengde av for eksempel en flerfasestrøm. Utfordringene ved tilsetningen er derfor forbundet med oppnåelse av en stabil ikke-svingende injiseringsrate, sikring av aksial blanding og samtidig oppnåelse av homogen dispersjon og fordeling av tilsetningen over ledningstverrsnittet til den angjeldende flerfasestrøm (radial blanding). The flow rate of the additives injected into the line is typically very small compared to the volumetric flow rate of, for example, a multiphase flow. The challenges of the addition are therefore associated with achieving a stable non-oscillating injection rate, securing axial mixing and simultaneously achieving homogeneous dispersion and distribution of the addition over the conductor cross-section of the relevant multiphase flow (radial mixing).

Den resulterende dråpestørrelsesfordeling for dispergert injisert tilsetning blir påvirket av blanderkonstruksjonen, fluidegenskapene og de gjeldende strømningsmengder. The resulting droplet size distribution for dispersed injected additive is affected by the mixer design, fluid properties and the applicable flow rates.

Injiseringsrør er den vanligste injiseringsinnretning for tilsetninger, men injiseringsrør gir ingen effektiv fordeling av kjemikaliet inn i flerfasestrømningen. Med krav til oppnåelse av konstant injiseringsrate er også nedskalering av tilsetningens strømningsmengde begrenset. Dyser gir normalt bedre fordeling enn injiseringsrør for det injiserte fluid inn i den kontinuerlige fase. Ulemper er imidlertid forbundet med begrensninger ved sekundær oppbrytning av dråper, snevre arbeidsområder for tilsetningens strømningsmengde (nedskalering) og begrenset mekanisk robusthet. Injection pipes are the most common injection device for additives, but injection pipes do not provide effective distribution of the chemical into the multiphase flow. With the requirement to achieve a constant injection rate, downscaling of the additive's flow quantity is also limited. Nozzles normally provide better distribution than injection pipes for the injected fluid into the continuous phase. Disadvantages, however, are associated with limitations in the secondary break-up of droplets, narrow working areas for the additive flow rate (downscaling) and limited mechanical robustness.

Dessuten er oppskalering mot større ledningsdimensjoner tvilsom. Furthermore, scaling up to larger wire dimensions is questionable.

For Sulzer-blanderen og lignende statiske blandere blir tilsetningen injisert oppstrøms i forhold til blanderen. Blanderne er basert på plater eller skjermer anordnet i serie slik at flerfasestrømningen gjentatte ganger blir eksponert for skjærkrefter for til slutt å oppnå en akseptabel blanding av det injiserte fluid og den kontinuerlige fluidfase. Dette krever typisk et betydelig trykkfall (ekvivalent med høyt energiforbruk, begrenset kapasitet eller produksjonsrate) og lange installerte blandeenheter. Slike blandere gir typisk en forholdsvis ujevn dråpefordeling av den injiserte blanding for praktiske lengder av de statiske blandere, da bare en del av tilsetningen blir utsatt for store skjærkrefter på overflaten av skjermene eller platene. For the Sulzer mixer and similar static mixers, the additive is injected upstream of the mixer. The mixers are based on plates or screens arranged in series so that the multiphase flow is repeatedly exposed to shear forces to finally achieve an acceptable mixture of the injected fluid and the continuous fluid phase. This typically requires a significant pressure drop (equivalent to high energy consumption, limited capacity or production rate) and long installed mixing units. Such mixers typically provide a relatively uneven droplet distribution of the injected mixture for practical lengths of the static mixers, as only part of the addition is exposed to large shear forces on the surface of the screens or plates.

Én-skuddsblandere så som strupeinnretninger eller venturier, eksponerer den innstrømmende flerfasestrømning mot en sone med høy skjærkraft oppnådd i en forholdsvis kort blander. Når det gjelder disse blandere blir det injiserte fluid forhåndsinjisert oppstrøms for blandeinnretningen idet det injiserte fluid blir fanget opp i hovedvolumet av den kontinuerlige fase. Det injiserte fluid blir derfor generelt ikke utsatt for den del av blanderen hvor skjærkreftene er høye, dvs. i nærheten av blanderveggen. For å kompensere for dette og sikre oppbrytning av det injiserte fluid (som forbundet med strekking av ”fluidelementer” i områder med høy skjærkraft; stor fluidhastighetsgradient) må blanderne ha et høyt trykkfall. Single shot mixers such as throat devices or venturis expose the inflowing multiphase flow to a high shear zone achieved in a relatively short mixer. In the case of these mixers, the injected fluid is pre-injected upstream of the mixing device, the injected fluid being captured in the main volume of the continuous phase. The injected fluid is therefore generally not exposed to the part of the mixer where the shear forces are high, i.e. near the mixer wall. To compensate for this and ensure breakup of the injected fluid (as associated with the stretching of "fluid elements" in areas with high shear force; large fluid velocity gradient) the mixers must have a high pressure drop.

The Westfall Manufacturing Company of Bristol, Rhode Island, USA tilbyr en statisk blander som er tilpasset for anbringelse i en ledning som inneholder fluidstrømning, idet den statiske blander innbefatter en omkretsflens som strekker seg radialt innad fra den innvendige ledningsoverflate og som videre har minst et par med motstående ledeskiver som strekker seg derfra på skrått i fluidstrømningens retning. Den nevnte statiske blander er beskrevet i patentpublikasjon US 5 839 828, til hvilket dokument henvisning her gjøres. Drift av den statiske blander resulterer i en kombinasjon av laminær og turbulent strømning (spalte 1, linjene 36-39). Dessuten kan kjemikalier tilsettes gjennom injiseringsåpninger på nedstrømssiden av skivene (krav 4, figur nr.10 og 7, spalte 3, linjene 2133 og 59-62). I denne innretning blir kjemikaliet punktinjisert bak en plate, nemlig en ledeskive, og ikke injisert slik at kjemikaliet blir homogent fordelt i den kontinuerlige fase. Det finnes ingen beskrivelse av noen skarp kant. The Westfall Manufacturing Company of Bristol, Rhode Island, USA offers a static mixer adapted for placement in a conduit containing fluid flow, the static mixer including a circumferential flange extending radially inwardly from the inner conduit surface and further having at least a pair with opposing baffles extending from there at an angle in the direction of the fluid flow. The aforementioned static mixer is described in patent publication US 5,839,828, to which document reference is made here. Operation of the static mixer results in a combination of laminar and turbulent flow (column 1, lines 36-39). In addition, chemicals can be added through injection openings on the downstream side of the discs (claim 4, figures no. 10 and 7, column 3, lines 2133 and 59-62). In this device, the chemical is point-injected behind a plate, namely a guide disc, and not injected so that the chemical is homogeneously distributed in the continuous phase. There is no description of any sharp edge.

Med oppfinnelsen av” ProPure”-injeksjonsblanderen betegnet C100, som beskrevet i patent EP 1294473 B1, ble teknologien for blanding og injisering brakt fremover. Injeksjonsblanderen C100 består av et kontaktelement formet som et kontrakterende eller innsnevrende rør (sammentrekningsledning eller –seksjon) gjennom hvilket en gass strømmer, og et injeksjonselement bestående av et væskeinnløp utformet for å produsere en ring av væske rundt sammentrekningsledningens innvendige omkrets, en skarp kant ved enden av sammentrekningsledningen og en ytterligere ledningsseksjon nedstrøms for den skarpe kant. Ledningsseksjonen nedstrøms er fortrinnsvis en spredende ledning for å gjenvinne en del av trykkfallet over sammentrekningsseksjonen. I patent EP 1294473 B1er det beskrevet hvorledes injeksjonsblanderen C100 kan anvendes for å fordele en væske inn i en gasstrøm, for absorpsjon av en utvalgt gasskomponent fra en gasstrøm ved å bringe gasstrømmen i kontakt med en væske som innbefatter et løsningsmiddel eller en reagens for den valgte gasskomponent, for å skille H2S fra naturgass, for selektivt å fjerne H2S fra en naturgass fremfor CO2, for samtidig å fjerne sure gasskomponenter fra en naturgasstrøm, for deoksygenering av vann, for dehydratisering av naturgass, og hvorledes den anvendes i kombinasjon med eksisterende kolonner for tilpasning til et eksisterende anlegg for å tåle en forandring av fødebetingelsene. I tillegg er det beskrevet hvorledes injeksjonsblanderen kan anvendes som en blander for fornyet blanding av fasene i en fluidstrøm, uten injisering av kjemikalier. Det er også beskrevet hvorledes flere injeksjonsblandere kan kombineres i serie eller i parallell for å injisere flere væsker, ved å injisere et kjemikalium i hver blander (jvf. krav 15, 16, figur nr. 10a og 10b i EP 1294473 B1). Injisering av flere tilsetningsfluider i én injeksjonsblander vurderes ikke i EP 1294473 B1, antakelig fordi injisering av flere tilsetningsfluider samtidig betraktes som lite effektivt. For eksempel anses injisering av en gass sammen med en viskøs væske som lite effektivt fordi tilsetningsfluidene ikke forventes å blande seg homogent på grunn av den store forskjell i fluidegenskaper når det gjelder densitet, overflatespenning og viskositet. Dette kombinert med gjeldende strømningsmengde og resulterende gjeldende trykkgradient over injiseringsledningen kan virke til å forårsake oscillerende injiseringsstrømningsmengder for i det minste ett av de injiserte tilsatsfluider. Basert på læren i EP 1294473 B1 vil den gjennomsnittlige fagperson kun vurdere injeksjon av en væske inn i en gasstrøm, kun ett injeksjonselement vil bli vurdert og kun et kontaktelement formet som et innsnevrende rør vil bli vurdert, ettersom det ikke finnes noen indikasjoner om andre utførelsesformer eller muligheter for forbedret teknisk effekt. With the invention of the "ProPure" injection mixer designated C100, as described in patent EP 1294473 B1, the technology of mixing and injection was brought forward. The injection mixer C100 consists of a contact element shaped as a contracting or constricting tube (contraction line or section) through which a gas flows, and an injection element consisting of a liquid inlet designed to produce a ring of liquid around the inner circumference of the contraction line, a sharp edge at the end of the contraction line and a further line section downstream of the sharp edge. The downstream conduit section is preferably a spreading conduit to recover part of the pressure drop across the contraction section. In patent EP 1294473 B1 it is described how the injection mixer C100 can be used to distribute a liquid into a gas stream, for the absorption of a selected gas component from a gas stream by bringing the gas stream into contact with a liquid that includes a solvent or a reagent for the selected gas component, to separate H2S from natural gas, to selectively remove H2S from a natural gas rather than CO2, to simultaneously remove acidic gas components from a natural gas stream, for deoxygenation of water, for dehydration of natural gas, and how it is used in combination with existing columns for adaptation to an existing plant to withstand a change in feeding conditions. In addition, it is described how the injection mixer can be used as a mixer for renewed mixing of the phases in a fluid flow, without injecting chemicals. It is also described how several injection mixers can be combined in series or in parallel to inject several liquids, by injecting a chemical into each mixer (cf. claims 15, 16, figure no. 10a and 10b in EP 1294473 B1). Injection of several additive fluids in one injection mixer is not considered in EP 1294473 B1, presumably because injection of several additive fluids at the same time is considered inefficient. For example, injecting a gas together with a viscous liquid is considered inefficient because the additive fluids are not expected to mix homogeneously due to the large difference in fluid properties in terms of density, surface tension and viscosity. This combined with the current flow rate and resulting current pressure gradient across the injection line may act to cause oscillating injection flow rates for at least one of the injected additive fluids. Based on the teachings of EP 1294473 B1, the average person skilled in the art will only consider injection of a liquid into a gas stream, only one injection element will be considered and only a contact element shaped like a narrowing tube will be considered, as there are no indications of other embodiments or opportunities for improved technical effect.

Til tross for de fordelaktige egenskaper til C100-injeksjonsblanderen foreligger et behov for teknologi som forenkler injeksjon av flere kjemikalier eller tilsetninger med én injeksjonsblander for således å redusere trykkfallet og antallet av injeksjonsblandere. Det foreligger også et behov for forbedret teknisk efekt i forhold til C100 injeksjonsblanderen med hensyn til blanding av tilsatsfluid, særlig med multifluidtilsats, avsetning tilsatsen på den indre rørvegg, og også alternative konstruksjoner av en injeksjonsblander som kan vise seg å være fordelaktige for spesielle anvendelser, slik som modifikasjon av eksisterende utstyr for å forbedre den tekniske effekt. Et behov foreligger for en injeksjonsblander med en jevn, ikke-oscillerende, minimalisert tilsats-injeksjonsrate (aksial blanding) og homogen dispersjon og fordeling av kjemikaliet inn i fluidfasene (radial blanding) over et vidt område av strømningsbetingelser, med et snevert område av smådråper/boblestørrelser ved lavt trykkfall og lav avsetningsrate for tilsatsen. Et behov foreligger også for en blander for homogent å blande fluider som strømmer i en ledning. Et ytterligere behov foreligger for en sammenstilling av en injeksjonsblander med ytterligere utstyr, spesielt egnet for behandling av produsert vann, behandling av olje, avsaltning og strømningsforsikring. Despite the advantageous properties of the C100 injection mixer, there is a need for technology that simplifies the injection of several chemicals or additives with one injection mixer, thus reducing the pressure drop and the number of injection mixers. There is also a need for improved technical effect in relation to the C100 injection mixer with regard to the mixing of additive fluid, especially with multifluid additive, deposition of the additive on the inner pipe wall, and also alternative constructions of an injection mixer which may prove to be advantageous for special applications, such as modification of existing equipment to improve the technical effect. A need exists for an injection mixer with a smooth, non-oscillating, minimized additive injection rate (axial mixing) and homogeneous dispersion and distribution of the chemical into the fluid phases (radial mixing) over a wide range of flow conditions, with a narrow range of droplets/ bubble sizes at low pressure drop and low deposition rate for the additive. A need also exists for a mixer to homogeneously mix fluids flowing in a line. A further need exists for an assembly of an injection mixer with additional equipment, particularly suitable for treatment of produced water, treatment of oil, desalination and flow assurance.

Relevant teknikk er funnet beskrevet i patentpublikasjonene US 4,812,049 A, DE 25 08 665 A1, DE 29521 184 U1 og US 4,989,988 A1. Ingen av publikasjonene beskriver en multifluid injeksjonsblander hvor tilsetningsfluidet injiseres på en avbøyende kontaktelementflate, ved at det strømmende fluidet i ledningen medriver tilsetningsfluidet på og langs den avbøyende flate inntil nevnte avbøyende flate ender over en skarp kant, med en skarp vinkel, hvor tilsatsfluidet slipper og brytes opp til filamenter. Ingen indikasjon om forbedret teknisk effekt ved slike trekk er indikert i nevnte publikasjoner. Relevant technology has been found described in the patent publications US 4,812,049 A, DE 25 08 665 A1, DE 29521 184 U1 and US 4,989,988 A1. None of the publications describe a multifluid injection mixer where the additive fluid is injected onto a deflecting contact element surface, in that the flowing fluid in the line drives the additive fluid onto and along the deflecting surface until said deflecting surface ends over a sharp edge, with a sharp angle, where the additive fluid releases and breaks up to filaments. No indication of improved technical effect with such features is indicated in the aforementioned publications.

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

De ovennevnte behov imøtekommes med den foreliggende oppfinnelse ved at det tilveiebringes en multifluid injeksjonsblander for injeksjon av gass og/eller væske som tilsetningsfluid til gass og/eller væske som strømmer gjennom en ledning, og homogen blanding av tilsetningsfluidene og ledningsfluidene, idet multifluid injeksjonsblanderen utgjør en seksjon av ledningen. The above-mentioned needs are met with the present invention by providing a multifluid injection mixer for injecting gas and/or liquid as an additive fluid to gas and/or liquid flowing through a line, and homogeneous mixing of the additive fluids and the line fluids, the multifluid injection mixer constituting a section of the wire.

Multifluid injeksjonsblanderen ifølge krav 1 er særpreget ved at den omfatter: The multifluid injection mixer according to claim 1 is characterized by the fact that it comprises:

minst ett kontaktelement med minst en kontakterende overflate som vender mot og avbøyer en del av ledningsfluidstrømmen under dannelse av en innsnevring av ledningens innvendige tverrsnitt, slik at ledningsfluidstrømmen blir akselerert og fluid som strømmer nær nevnte overflate blir avbøyd til å strømme langs overflaten inntil overflaten slutter over en skarp kant ved punktet for maksimal innsnevring og strømningshastighet, at least one contact element with at least one contacting surface which faces and deflects a portion of the conduit fluid flow while forming a constriction of the conduit's internal cross-section, so that the conduit fluid flow is accelerated and fluid flowing near said surface is deflected to flow along the surface until the surface terminates over a sharp edge at the point of maximum constriction and flow rate,

minst ett injeksjonselement anordnet med en fluidforbindelse til nevnte overflate på kontaktelementet, slik at tilsetningsfluid kan injiseres på nevnte overflate og langs nevnte overflate bli ført med av det strømmende ledningsfluid over den skarpe kant, men for et kontaktelement utformet som en innsnevrende rørseksjon er det anordnet minst to injeksjonselementer, karakterisert ved at kontaktelementet er formet som en eller flere inverse konuser eller inverse konusringer. at least one injection element arranged with a fluid connection to said surface of the contact element, so that additive fluid can be injected onto said surface and along said surface be carried along by the flowing conduit fluid over the sharp edge, but for a contact element designed as a narrowing pipe section it is arranged at least two injection elements, characterized in that the contact element is shaped as one or more inverse cones or inverse cone rings.

Fortrinnsvis er kontaktelementet utformet som en koaksialt til røraksen anordnet invers konus, ettersom dette gir en fordelaktig teknisk effekt, særlig med hensyn til avsetning av tilsetningsfluid på den indre røroverflate. Et inverst konusformet kontaktelement har den skarpe kant ved basen for konusen, det vil si den bredeste del av konusen. Et kontaktelement formet som en konusseksjon har den skarpe kant ved den smale base av konusen, det vil si den smale eller avkuttede del av konusen. Preferably, the contact element is designed as an inverse cone arranged coaxially to the pipe axis, as this provides an advantageous technical effect, particularly with regard to the deposition of additive fluid on the inner pipe surface. An inverse cone-shaped contact element has the sharp edge at the base of the cone, i.e. the widest part of the cone. A contact element shaped like a cone section has the sharp edge at the narrow base of the cone, i.e. the narrow or truncated part of the cone.

Fordelaktig omfatter kontaktelementet flere konusseksjoner, anordnet over tverrsnittet av røret, for eksempel side ved side. Advantageously, the contact element comprises several cone sections, arranged across the cross-section of the pipe, for example side by side.

Kontaktelementet kan fordelaktig omfatte flere inverse konuser eller inverse konusseksjoner, anordnet over tverrsnittet av ledningen, for eksempel side ved side. The contact element can advantageously comprise several inverse cones or inverse cone sections, arranged over the cross-section of the wire, for example side by side.

Fordelaktig er kontaktelementet formet som en eller flere inverse koniske tverrsnittsringer, hvilket betyr minst ett ringformet kontaktelement hvor et tverrsnitt langs radiusen er av en invers konusform med to avbøyende overflater. Videre kan kontaktelementet omfatte kombinasjoner av de ovennevnte utførelser. Advantageously, the contact element is shaped as one or more rings of inverse conical cross-section, which means at least one ring-shaped contact element where a cross-section along the radius is of an inverse cone shape with two deflecting surfaces. Furthermore, the contact element can comprise combinations of the above designs.

Fortrinnsvis er det anordnet minst én passasjevei for ledningsfluid lang rørveggens indre, hvilken omløper kontaktelementet, hvilket resulterer i ledningsfluidstrøm langs den indre rørvegg, hvilket reduserer avsetning av tilsatsene på den indre rørvegg. Preferably, there is arranged at least one passageway for conduit fluid along the interior of the pipe wall, which bypasses the contact element, resulting in conduit fluid flow along the interior pipe wall, which reduces deposition of the additives on the interior pipe wall.

Kontaktelementet er fordelaktig sammenstilt av utskiftbare deler, hvilket tillater tilpasning av formen for kontaktelementet til de rådende betingelser, fortrinnsvis tilpasningsbar slik at homogen blanding er oppnåelig over hele ledningens tverrsnitt ved enhver relevant strømningsbetingelse. Videre innbefatter kontaktelementet fordelaktig et oppheng med fjærvikning, slik at økt ledningsstrømningsmengde resulterer i økt åpning for tilsatser og strømningsmengde av tilsatser, hvilket således gir en selvregulerende injeksjonsrate av tilsatser. Kontaktelementet og injeksjonselementet er fordelaktig integrert som én enhet. The contact element is advantageously assembled from replaceable parts, which allows adaptation of the shape of the contact element to the prevailing conditions, preferably adaptable so that homogeneous mixing is achievable over the entire cross-section of the line at any relevant flow condition. Furthermore, the contact element advantageously includes a suspension with spring folding, so that increased line flow amount results in increased opening for additives and flow amount of additives, which thus provides a self-regulating injection rate of additives. The contact element and the injection element are advantageously integrated as one unit.

Injeksjonselementet omfatter med fordel en kanal eller åpninger for injeksjon av tilsatsfluid jevnt over den avbøyende overflate på kontaktelementet, oppstrøms for den skarpe kant, idet ett injeksjonselement med fordel anordnes for hvert tiltenkt tilsatsfluid, og injeksjonselementer for gasser er fordelaktig anordnet oppstrøms for injeksjonselementer for væsker. Videre er injeksjonselementene fordelaktig justerbare med hensyn til åpninger og trykk for strømningsmengde av tilsatsfluid av enhver type eller blandinger av tilsatsfluider. The injection element advantageously comprises a channel or openings for injection of additive fluid evenly over the deflecting surface of the contact element, upstream of the sharp edge, one injection element being advantageously arranged for each intended additive fluid, and injection elements for gases are advantageously arranged upstream of injection elements for liquids. Furthermore, the injection elements are advantageously adjustable with regard to openings and pressures for the flow amount of additive fluid of any type or mixtures of additive fluids.

Divergerende rørseksjoner eller elementer er fordelaktig anordnet nedstrøms for kontaktelementet, for å gi et kontrollert volum for turbulens og en tilnærming til rørtrykket og strømningshastigheten, ved å bringe tverrsnittet for strømning gradvis tilbake til ledningens tverrsnitt. Imidlertid er den tekniske effekt fordelaktig også når multifluid injeksjonsblanderen tilkobles direkte til en nedstrøms ledning eller kobling. Følgelig er et divergerende rør eller et tilsvarende element ikke obligatorisk, hvilket er overraskende i lys av patentsøknad EP 1294473 B1. Diverging pipe sections or elements are advantageously arranged downstream of the contact element, to provide a controlled volume of turbulence and an approximation of the pipe pressure and flow rate, by gradually bringing the flow cross-section back to the conduit cross-section. However, the technical effect is also advantageous when the multifluid injection mixer is connected directly to a downstream line or coupling. Accordingly, a diverging pipe or a similar element is not mandatory, which is surprising in light of patent application EP 1294473 B1.

Med uttrykket at multifluid injeksjonsblanderen utgjør en seksjon av ledningen er det ment at injeksjonsblanderen er innført som en seksjon i ledningen eller innført ved begynnelsen eller enden av ledningen, slik at ledningsfluidene strømmer gjennom injeksjonsblanderen. Betegnelsen homogen blanding betyr i denne sammenheng nær eller intim blanding, fortrinnsvis over ledningens samlede tverrsnitt, med tilsetningsfluidene jevnt fordelt som små dråper eller bobler med meget liten størrelse, typisk en størrelse målt i mikrometer. Betegnelsen en skarp kant betyr i denne sammenheng en slippkant hvor de injiserte fluider slipper den indre overflate og brytes opp til filamenter. Deretter brytes filamentene opp i små dråper eller bobler. Den skarpe kant vil som regel danne en spiss vinkel. Utrykket at den skarpe kant er lokalisert ved punktet for maksimal innsnevring og strømningshastighet betyr at den skarpe kant befinner seg ved nedstrømsenden og den sterkest innsnevrede ende av den innvendige overflate i forhold til strømningsretningen langs den innvendige overflate, og at tverrsnittet for fluidstrømningen umiddelbart videre nedstrøms for den skarpe kant er noe utvidet. Et stillestående volum blir således dannet på nedsiden av den skrape kant idet dette stillestående volum er av vesentlig betydning for å danne en seksjon av intens turbulens som betraktes å ha avgjørende betydning for homogent å blande tilsetningsfluidene og ledningsfluidene. With the expression that the multifluid injection mixer forms a section of the line, it is meant that the injection mixer is introduced as a section in the line or introduced at the beginning or end of the line, so that the line fluids flow through the injection mixer. The term homogeneous mixture in this context means close or intimate mixing, preferably over the overall cross-section of the line, with the additive fluids evenly distributed as small drops or bubbles of very small size, typically a size measured in micrometres. The term a sharp edge in this context means a release edge where the injected fluids leave the inner surface and break up into filaments. The filaments are then broken up into small drops or bubbles. The sharp edge will usually form an acute angle. The expression that the sharp edge is located at the point of maximum constriction and flow velocity means that the sharp edge is located at the downstream end and the most constricted end of the inner surface in relation to the direction of flow along the inner surface, and that the cross-section of the fluid flow immediately further downstream of the sharp edge is somewhat extended. A stagnant volume is thus formed on the underside of the scraped edge, as this stagnant volume is of significant importance for forming a section of intense turbulence which is considered to be of decisive importance for homogeneously mixing the additive fluids and the line fluids.

Det er nå overraskende mulig å injisere flere enn ett tilsetningsfluid av enhver type i én enkelt injeksjonsblander, med ett eller flere injeksjonselementer, selv om et tilsetningsfluid er en væske med høy viskositet og et annet tilsetningsfluid er en gass. Det er overraskende at en teknisk effekt kan oppnås også med andre former for kontaktelement enn en innsnevringsledning, og noen utførelsesformer gir en signifikant forbedret teknisk effekt mens andre utførelsesformer gir mulighet til å modifisere eksisterende utstyr for å forbedre den tekniske effekt. It is now surprisingly possible to inject more than one additive fluid of any type into a single injection mixer, with one or more injection elements, even if one additive fluid is a high viscosity liquid and another additive fluid is a gas. It is surprising that a technical effect can also be achieved with other forms of contact element than a narrowing line, and some embodiments provide a significantly improved technical effect while other embodiments provide the opportunity to modify existing equipment to improve the technical effect.

Kontaktelementet i henhold til oppfinnelsen er formet som en eller flere inverse konuser eller inverse konusringer, hvilket anses å gi homogen blanding over hele ledningstversnittet, med laveste strømningsmengde av tilsetningsfluider, over det bredeste området av rådende betingelser og lavest avsetningsrate. De stagnante soner på lesiden av de skarpe slippkanter strekker seg ikke til den indre ledningsveggen for hele ledningsomkretsen, og de strekker seg ikke til den indre ledningsvegg i det hele tatt, siden det reduserer avsetningsraten. For å oppnå det avbøyer kontaktelementet ledningsstrømningen bort fra den indre ledningsvegg over maksimalt en del av ledningsomkretsen. The contact element according to the invention is shaped as one or more inverse cones or inverse cone rings, which is considered to provide homogeneous mixing over the entire line cross-section, with the lowest flow rate of additive fluids, over the widest range of prevailing conditions and lowest deposition rate. The stagnant zones on the lee side of the sharp slip edges do not extend to the inner conduit wall for the entire conduit circumference, and they do not extend to the inner conduit wall at all, as this reduces the deposition rate. To achieve that, the contact element deflects the wire flow away from the inner wire wall over a maximum of a portion of the wire circumference.

Ett injeksjonselement er fortrinnsvis anordnet for hvert tilsetningsfluid, på hvert kontaktelement, og injeksjonselementer for gasser er fortrinnsvis anordnet oppstrøms i forhold til injeksjonselementer for væsker, hvilket har vist seg å være effektivt. Blandbare tilsetningsfluider kan injiseres gjennom et injeksjonselement. Tilsetningsfluider som danner den mer stabile filmstrømning, som regel tilsetningene som har høyere viskositet, blir generelt injisert nærmere den skarpe kant enn tilsetningsfluidene som danner de mindre stabile filamenter eller filmer. One injection element is preferably arranged for each additive fluid, on each contact element, and injection elements for gases are preferably arranged upstream in relation to injection elements for liquids, which has proven to be effective. Miscible additive fluids can be injected through an injection element. Additive fluids that form the more stable film flow, usually the additives that have a higher viscosity, are generally injected closer to the sharp edge than the additive fluids that form the less stable filaments or films.

Tegninger Drawings

Den foreliggende oppfinnelse er illustrert ved hjelp av tegninger, av hvilke: The present invention is illustrated by means of drawings, of which:

Figur 1 er et snitt langs lengdeaksen av en multifluid injeksjonsblander i henhold til den foreliggende oppfinnelse, nærmere bestemt en invers konisk ringblander, Figur 2 er et riss fra undersiden av blanderen i henhold til figur 1, Figure 1 is a section along the longitudinal axis of a multifluid injection mixer according to the present invention, more specifically an inverse conical ring mixer, Figure 2 is a view from the underside of the mixer according to Figure 1,

Figur 3 er en multifluid injeksjonsblander i henhold til den foreliggende oppfinnelse, med syv konuser (kontaktelementer) og tre passasjeveier for fluid langs ledningsveggen (ledningsfluid åpninger 10), Figure 3 is a multifluid injection mixer according to the present invention, with seven cones (contact elements) and three passageways for fluid along the line wall (line fluid openings 10),

Figur 4 er en multifluid injeksjonsblander i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor kontaktelementet er formet som en invers konusring, Figure 4 is a multifluid injection mixer according to the present invention, where the contact element is shaped as an inverse cone ring,

Figur 5 er en invers konisk ringblander i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvilken iblant betegnes en ringblander, og Figure 5 is an inverse conical ring mixer according to the present invention, which is sometimes referred to as a ring mixer, and

Figurene 6 og 7 gir resultater relatert til Eksempel 5. Figures 6 and 7 give results related to Example 5.

Detaljert beskrivelse Detailed description

Det henvises først til figur 1 som i et langsgående snitt illustrerer en multifluid injeksjonsblander 7 i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvilken injeksjonsblander inkluderer et kontaktelement 2, 2a, 2b formet som en invers konusring, det vil si tverrsnittet av kontaktelementet, langs radius i ringen, er en invers konus. Innløpsrøret eller ledningen 1 fører fluid som skal prosesseres til blanderen. Kontaktelementet 2 utformet som en ivers konusring med indre 2b og ytre 2a kontaktoverflater akselererer fluidene i ledningen kontinuerlig mot en foreskreven maksimal hastighet og dynamisk trykk. Diameteren ved utløpet av kontaktoverflatene bestemmes av det dynamiske trykk/dragkraft påkrevd for å rive opp de injiserte fluider effektivt ved en skarp kant 4, 4a, 4b ved utløpet. Injeksjonselementene 3a og 3b anvendes for injeksjon av tilsatsfluider for å danne en væske/gassboblefilm på de indre kontaktoverflater. Injeksjonselementene inkluderer et kammer eller en ringkanal hvorfra injiserte fluider ledes til de kontakterende overflater via en kontinuerlig kanal. Diameteren og lengden (dybden) av kanalen, begge fordelaktig justerbare, kalkuleres ut fra væske/gassfluidegenskapene og væske/gasstilsatsinjeksjonsstrømningsratene således at trykkfallet over den sirkulære kanalen normalt overskrider differansen av gravitasjonskraft over omkretsen for en horisontalt montert blander. Ved nedstrømsenden av kontaktelementet er de skarpe kanter 4a og 4b plassert, en for hver kontaktoverflate, fortrinnsvis skarpe kanter med vinkel mindre enn 90 º, utformet således at væske/gassboblefilm akselereres av draget som virker fra fluidene og rives til væske/gassboblefilamenter i volumet nedstrøms i stedet for å ”sive” ved rørveggen ved nedstrømssiden. Et ekspanderende element 5, utformet som et divergerende rør, anordnes nedstrøms for kontaktelementet og skarpkanten, for retardasjon ned mot den normale strømningshastighet i rørledningen. Vinkelen og lengden av det ekspanderende element er særlig viktig for turbulensgenerering og permanent trykkfall over injeksjonsblanderen. Utløpsrøret 6 leder den prosesserte fluidblanding videre. Som illustrert på figuren ved størrelsen og fordelingen av smådråper/bobler i utløpsrøret 6, blir små dråper og gassbobler brutt opp til ekstremt små størrelser og fordelt meget jevnt over hele tverrsnittet av ledningen. Størrelsen av dråpene/boblene kan være så små som noen få mikron. Reference is first made to Figure 1, which in a longitudinal section illustrates a multifluid injection mixer 7 according to the present invention, which injection mixer includes a contact element 2, 2a, 2b shaped as an inverse cone ring, that is, the cross section of the contact element, along the radius of the ring , is an inverse cone. The inlet pipe or line 1 carries fluid to be processed to the mixer. The contact element 2, designed as an inverse cone ring with inner 2b and outer 2a contact surfaces, continuously accelerates the fluids in the line towards a prescribed maximum speed and dynamic pressure. The diameter at the outlet of the contact surfaces is determined by the dynamic pressure/traction force required to tear up the injected fluids effectively at a sharp edge 4, 4a, 4b at the outlet. The injection elements 3a and 3b are used for injection of additive fluids to form a liquid/gas bubble film on the inner contact surfaces. The injection elements include a chamber or an annular channel from which injected fluids are directed to the contacting surfaces via a continuous channel. The diameter and length (depth) of the channel, both advantageously adjustable, are calculated from the liquid/gas fluid properties and the liquid/gas additive injection flow rates such that the pressure drop across the circular channel normally exceeds the difference in gravitational force across the circumference for a horizontally mounted mixer. At the downstream end of the contact element, the sharp edges 4a and 4b are located, one for each contact surface, preferably sharp edges with an angle less than 90º, designed so that the liquid/gas bubble film is accelerated by the draft acting from the fluids and torn into liquid/gas bubble filaments in the volume downstream instead of "seeping" at the pipe wall on the downstream side. An expanding element 5, designed as a diverging pipe, is arranged downstream of the contact element and the sharp edge, for deceleration down towards the normal flow velocity in the pipeline. The angle and length of the expanding element is particularly important for turbulence generation and permanent pressure drop across the injection mixer. The outlet pipe 6 leads the processed fluid mixture on. As illustrated in the figure by the size and distribution of small droplets/bubbles in the outlet pipe 6, small droplets and gas bubbles are broken up to extremely small sizes and distributed very evenly over the entire cross-section of the line. The size of the droplets/bubbles can be as small as a few microns.

Utførelsen illustrert på figur 1, med en utforming som en invers konusring, inkluderer to kontaktoverflater, nemlig én på hver side av den inverse konus, med ett injeksjonselement for tilsatsinjeksjon for hver kontaktoverflate. De skarpe kanter er plassert ved henholdsvis 4a og 4b, utformet som skarpkantringer. Figur 2 illustrerer multifluid injeksjonsblanderen på figur 1, men sett nedenfra, det vil si fra nedstrømssiden. De skarpe kanter 4a og 4b er indikert. Utførelsen illustrert på figurene 1 og 2 er meget fordelaktige med hensyn til blandingen og avsetning, hvilket betyr at de injiserte tilsatsfluider blir meget jevnt blandet i en lang seksjon nedstrøms uten avsetning på den indre ledningsoverflate. The embodiment illustrated in Figure 1, having a design as an inverse cone ring, includes two contact surfaces, namely one on each side of the inverse cone, with one injection element for additive injection for each contact surface. The sharp edges are located at 4a and 4b respectively, designed as sharp edge rings. Figure 2 illustrates the multifluid injection mixer in Figure 1, but seen from below, that is from the downstream side. The sharp edges 4a and 4b are indicated. The design illustrated in figures 1 and 2 is very advantageous with regard to mixing and deposition, which means that the injected additive fluids are very evenly mixed in a long section downstream without deposition on the inner conduit surface.

Mange alternative geometrier er mulige, hvorav noen få foretrukne er illustrert. Figur 3 illustrerer en multifluid injeksjonsblander med 7 konusseksjonsformede kontaktelementer. Nevnte injeksjonsblander tilveiebringer et stort kontaktoverflateareal og en lang lengde av skarpkant, det vil si slippkant, relativt til tverrsnittet av røret. Videre, er det tre rørledningsfluidomløpsåpninger 10 anordnet langs det indre av ledningens vegg, resulterende i en ”gardin” for ledningsfluid langs ledningens indre vegg, hvilket senker avsetningen av tilsatser på den indre ledningsvegg. Følgelig er den tekniske effekt gunstig. Many alternative geometries are possible, of which a few preferred ones are illustrated. Figure 3 illustrates a multifluid injection mixer with 7 cone-section-shaped contact elements. Said injection mixer provides a large contact surface area and a long length of sharp edge, i.e. drop edge, relative to the cross-section of the pipe. Furthermore, there are three pipeline fluid bypass openings 10 arranged along the interior of the conduit wall, resulting in a "curtain" for conduit fluid along the conduit's inner wall, which lowers the deposition of additives on the inner conduit wall. Consequently, the technical effect is favorable.

En annen utførelse kan ses på figur 4, som illustrerer en invers konus ringblander, hvor den inverse konus er anordnet koaksialt med rørledningens akse. Volumet for turbulens er plassert nedstrøms og på lesiden av den inverse konus, hvilket betyr bort fra den indre rørvegg, resulterende i lav avsetningsrate for de injiserte tilsatsfluider. Another embodiment can be seen in figure 4, which illustrates an inverse cone ring mixer, where the inverse cone is arranged coaxially with the axis of the pipeline. The volume for turbulence is located downstream and on the leeward side of the inverse cone, which means away from the inner pipe wall, resulting in a low deposition rate for the injected additive fluids.

Figur 5 illustrerer en utførelse av multifluid injeksjonsblanderen ifølge den foreliggende oppfinnelse, betegnet en ringblander, hvilken blander er en utførelsesform av den inverse konusringblander illustrert på figurene 1 og 2, og gir en ganske tilsvarende teknisk effekt. Avbøyningen av strømmen av ledningsfluid øker nær den skarpe kant, hvilket kan være gunstig. Figure 5 illustrates an embodiment of the multifluid injection mixer according to the present invention, designated a ring mixer, which mixer is an embodiment of the inverse cone ring mixer illustrated in Figures 1 and 2, and provides a fairly similar technical effect. The deflection of the flow of conduit fluid increases near the sharp edge, which can be beneficial.

Som en ytterligere forklaring og med henvisning til Figur 1, kan dråpedannelsessekvensen deles i fire trinn av hvilke A angir at til å begynne med blir en ringfilm av det injiserte fluid utsatt for akselererende ledningsfluidstrømning. Ved B begunstiger den spesielle skarpe kantutformning dannelsen av filamenter av de injiserte fluider inn i den kontinuerlige strømning. Ved C blir filamentene av det injiserte fluid brutt ned til små dråper. Nedbrytningen bestemmes av Weber-tallet (We-tall) som beregnet ut fra overflatespenningen σ mellom ledningsfluidfasen og det injiserte fluid, den karakteristiske filamentdimensjon d, den relative hastighet U og densiteten ρ til den kontinuerlige fase (ref. Krzeczkowski, 1980): As a further explanation and with reference to Figure 1, the drop formation sequence can be divided into four steps of which A indicates that initially an annular film of the injected fluid is subjected to accelerating conduit fluid flow. At B, the particular sharp edge design favors the formation of filaments of the injected fluids into the continuous flow. At C, the filaments of the injected fluid are broken down into small droplets. The degradation is determined by the Weber number (We number) as calculated from the surface tension σ between the conducting fluid phase and the injected fluid, the characteristic filament dimension d, the relative velocity U and the density ρ of the continuous phase (ref. Krzeczkowski, 1980):

We = ρ ∙ U<2>∙ d/ σ We = ρ ∙ U<2>∙ d/ σ

Nedbrytning svarer til We > Wecr. For vindtunnelforsøk og dråpeinjisering inn i strømningsfeltet er Wecrblitt bestemt til 8-10. Ved D finner radial smådråpeblanding sted, bestemt av den opprinnelige nedbrytning av filamentdråpene og den lokale turbulens, som representert ved det lokale Reynolds-tall for ledningsstrømningen. Decomposition corresponds to We > Wecr. For wind tunnel tests and droplet injection into the flow field, Wecrblitt is determined to be 8-10. At D, radial droplet mixing takes place, determined by the initial breakdown of the filament droplets and the local turbulence, as represented by the local Reynolds number of the conduit flow.

Det er viktig å styre injeksjonstrykket og injeksjonsraten slik at tilsatsfluider injiseres på de indre kontakterende overflater i stedet for i ledningsstrømmen, og slik at ledningsfluider ikke strømmer inn i injeksjonsutstyret. It is important to control the injection pressure and the injection rate so that additive fluids are injected on the internal contacting surfaces instead of in the line flow, and so that line fluids do not flow into the injection equipment.

Eksempel 1 - Behandling av produsert vann Example 1 - Treatment of produced water

En sammenstilling ble anvendt for å redusere innholdet av olje i produsert vann. Injeksjonsblanderen hadde et injeksjonselement utformet som en konusseksjon. Reblanderen var i henhold til krav 2 i US 5971 604. To tilsetningsfluider ble injisert, nemlig nitrogengass oppstrøms for et flytende flokkuleringsmiddel. Nitrogen kan helt eller delvis erstattes med naturgass. Ledningslengden var i området 0,1-30 m. De faktiske volumetriske strømningsmengder var generelt som følger: A compilation was used to reduce the content of oil in produced water. The injection mixer had an injection element designed as a cone section. The reblender was according to claim 2 of US 5971 604. Two additive fluids were injected, namely nitrogen gas upstream of a liquid flocculant. Nitrogen can be completely or partially replaced with natural gas. The line length was in the range of 0.1-30 m. The actual volumetric flow rates were generally as follows:

Produsert vann: QwProduced water: Qw

Nitrogengass: Qw∙ 10<-2>Nitrogen gas: Qw∙ 10<-2>

Flokkuleringsmiddel: Qw∙ 10<-5>Flocculant: Qw∙ 10<-5>

Med tilsvarende strømningsmengder kan en like god eller bedre ytelse oppnås med hensyn til oljeinnhold i det nedstrøms separerte produserte vann, sammenlignet med et injiseringsarrangement med to C100-injeksjonsblandere ifølge EP 1294473 B1 i serie, ved 50 % av trykkfallet, eller sammenlignet med et injiseringsarrangement av flokkuleringsmiddel injisert i et injeksjonsrør eller en dyse oppstrøms for en C100-injeksjonsblander anvendt for gassinjisering. Trykkfallet var i området 0,02-2 bar avhengig av ledningsstrømningsbetingelsene. Den injiserte gass ga en flotasjonseffekt. Re-blanderen opprettholdt flotasjonseffekten for gassboblene og den jevne fordeling av flokkuleringsmidlet og gassboblene over ledningens samlede tverrsnitt. With equivalent flow rates, an equal or better performance can be achieved in terms of oil content in the downstream separated produced water, compared to an injection arrangement with two C100 injection mixers according to EP 1294473 B1 in series, at 50% of the pressure drop, or compared to an injection arrangement of flocculant injected into an injection pipe or nozzle upstream of a C100 injection mixer used for gas injection. The pressure drop was in the range 0.02-2 bar depending on the line flow conditions. The injected gas produced a flotation effect. The re-mixer maintained the flotation effect for the gas bubbles and the uniform distribution of the flocculant and gas bubbles over the overall cross-section of the line.

En avstand nedstrøms for re-blanderen er utstyr for separering av olje fra vann installert, for eksempel en hydrosyklon, som har vist seg å være effektiv for separering av olje fra vannstrømninger som innbefatter gassbobler og koaleserte små oljedråper. Reblanderen kan reguleres med hensyn til blandingsvirkning og kan opereres slik at opereringen av nedstrøms separeringsutstyr blir effektiv, selv ved en noe varierende ledningsstrømningsmengde, for så vidt som variasjoner kan kompenseres for ved å regulere reblanderens blandingsvirkning. Re-blanderen kan erstattes av en blander i henhold til oppfinnelsen eller en injeksjonsblander ifølge oppfinnelsen eller C100-injeksjonsblanderen idet injeksjonsblanderne opereres uten injisering av ytterligere kjemikalier, men ganske enkelt ved å bli operert som en blander eller alternativt med ytterligere injisering av tilsetninger. Sammenstillingen ifølge oppfinnelsen med injeksjonsblanderen og re-blanderen forbundet med hverandre via en ledningsseksjon gir imidlertid en hittil ukjent teknisk effekt for behandling av produsert vann. Det antas, uten at det her er ønsket å være bundet av noen teori, at injeksjonsblandersammenstillingen med gassinjeksjon etterfulgt av flokkuleringsmiddelinjeksjon tjener til å endre hastighetsprofilen og veggskjærkraften som det injiserte flokkuleringsmiddel utsettes for. Gassen som blir umiddelbart dispergert i bobler og strømningshastigheten for flerfasestrømningen øket lokalt i nærheten av veggen til blanderens injiseringsdel. Dette tjener til å øke hastighetsgradienten og derved også skjærpåkjenningen som påført på det injiserte flokkuleringsmiddel. Resultatet er at det dannes en effektiv homogen dispersjon av flokkuleringsmidlet. Dette er spesielt viktig dersom oppholdstiden for flokkuleringsmidlet før separering er begrenset. A distance downstream of the re-mixer, oil-water separation equipment is installed, such as a hydrocyclone, which has been shown to be effective in separating oil from water streams that contain gas bubbles and coalesced small oil droplets. The remixer can be regulated with respect to mixing action and can be operated so that the operation of downstream separation equipment becomes efficient, even with somewhat varying line flow rates, to the extent that variations can be compensated for by regulating the mixing action of the remixer. The re-mixer can be replaced by a mixer according to the invention or an injection mixer according to the invention or the C100 injection mixer as the injection mixers are operated without injection of additional chemicals, but simply by being operated as a mixer or alternatively with additional injection of additives. The arrangement according to the invention with the injection mixer and the re-mixer connected to each other via a line section, however, provides a hitherto unknown technical effect for the treatment of produced water. It is believed, without wishing to be bound by any theory, that the injection mixer assembly with gas injection followed by flocculant injection serves to change the velocity profile and wall shear to which the injected flocculant is subjected. The gas is immediately dispersed into bubbles and the flow rate of the multiphase flow is increased locally near the wall of the mixer's injection part. This serves to increase the velocity gradient and thereby also the shear stress applied to the injected flocculant. The result is that an effective homogeneous dispersion of the flocculant is formed. This is particularly important if the residence time for the flocculant before separation is limited.

Eksempel 2 - Behandling av olje Example 2 - Treatment of oil

Dette eksempel angår anvendelse av sammenstillingen ifølge oppfinnelsen for en metode for behandling av olje. Tradisjonell olje-vannbehandling blir normalt utført i store horisontale kar slik at de små vanndråper kan felles ut basert på gravitasjon. Ved behandlingen av tunge oljesystemer er det normalt nødvendig å anvende betraktelige mengder av deemulgerende kjemikalier for effektivt å frigjøre vann fra olje for å tilfredsstille den påkrevde produktspesifikasjon på mindre enn 0,5 % BS&W (volumfraksjon ”Basic Sediment and Water”). Deemulgeringsmidlet er en overflateaktiv forbindelse som konkurrerer med de naturlige overflateaktive midler i oljen for å fortrenge disse fra grenseflaten olje-vann. Grenseflatefilmen rundt de små dråper kan således brytes opp for å lette koalesens av smådråper-smådråper. This example relates to the use of the composition according to the invention for a method of treating oil. Traditional oil-water treatment is normally carried out in large horizontal vessels so that the small water droplets can fall out based on gravity. When treating heavy oil systems, it is normally necessary to use considerable amounts of de-emulsifying chemicals to effectively release water from oil to satisfy the required product specification of less than 0.5% BS&W (volume fraction "Basic Sediment and Water"). The demulsifier is a surface-active compound that competes with the natural surface-active agents in the oil to displace these from the oil-water interface. The interface film around the droplets can thus be broken up to facilitate droplet-droplet coalescence.

Ved bruk av utstyr i henhold til kjent teknikk, så som injiseringsdyser og -rør, er det meget vanskelig å forsikre seg om at deemulgeringsmidlet når frem til smådråpeoverflaten som er dispergert i den kontinuerlige oljestrøm. Overdosering av kjemikalium kan således bli et problem - i stedet for destabilisering av en emulsjon, kan en ny emulsjon bli dannet, hvilket fører til feilfunksjon i olje-vann-separatoren. When using equipment according to known techniques, such as injection nozzles and pipes, it is very difficult to ensure that the demulsifier reaches the droplet surface which is dispersed in the continuous oil flow. Overdosing of chemical can thus become a problem - instead of destabilizing an emulsion, a new emulsion can be formed, which leads to a malfunction in the oil-water separator.

Det er kjent at resirkulering av produsert vann kan forbedre separatorytelse på grunn av økning av kritisk vannfraksjon og den mulige faseinversjon til et kontinuerlig vannsystem. Ved anvendelse av den dobbelte injiseringsfunksjon for injeksjonsblanderen kan det resirkulerte produserte vann og deemulgeringsmidlet injiseres oppstrøm i forhold til produksjonsseparatoren. Straks vann sammen med deemulgeringsmiddel blir injisert og blandet homogent i den kontinuerlige fase, blir re-blanderen i henhold til US 5971 604 anvendt for å danne et overflateareal for smådråpe-smådråpekoalesens. Med påpasselig fornyet blanding av det injiserte kjemikalium, resirkulert vann og flerfasestrømningen som skal behandles, kan deemulgeringskjemikaliet nå det nye overflateareal til smådråpene, og umiddelbar og effektiv vannsmådråpekoalesens kan begynne. En slik effektiv blanding av deemulgeringsmiddel og påfølgende koalesens av små vanndråper kan redusere vanninnholdet i oljen med minst 35 % sammenlignet med tradisjonelle systemer. Alternativt kan 20 % mindre deemulgeringskjemikalium tilføres til prosessen og fremdeles gi spesifikasjonen på 0,5 % BS&W. It is known that recycling produced water can improve separator performance due to the increase of critical water fraction and the possible phase inversion to a continuous water system. By using the double injection function of the injection mixer, the recycled produced water and the de-emulsifier can be injected upstream of the production separator. Immediately water together with demulsifier is injected and mixed homogeneously in the continuous phase, the re-mixer according to US 5971 604 is used to form a surface area for droplet-droplet coalescence. With careful re-mixing of the injected chemical, recycled water and the multiphase flow to be treated, the de-emulsifying chemical can reach the new droplet surface area and immediate and efficient water droplet coalescence can begin. Such an effective mixture of demulsifier and subsequent coalescence of small water droplets can reduce the water content of the oil by at least 35% compared to traditional systems. Alternatively, 20% less de-emulsifying chemical can be added to the process and still meet the specification of 0.5% BS&W.

Eksempel 3 - Avsalting Example 3 - Desalination

Dette eksempel angår bruk av sammenstillingen ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte for avsaltning av råolje. Råolje inneholder ofte vann, uorganiske salter, suspenderte faste stoffer og vannoppløselige spormetaller. Som et første trinn ved raffineringsprosessen, for å redusere korrosjon, pluggdannelse og forurensning av utstyr og for å hindre forgiftning av katalysatorene i prosessenheter, må disse forurensninger fjernes ved hjelp av avsaltning, omfattende tilblandingsinjisering, innbefattende vann, flerfasestrømningsblanding og nedstrømsseparering. This example concerns the use of the assembly according to the invention in a method for desalination of crude oil. Crude oil often contains water, inorganic salts, suspended solids and water-soluble trace metals. As a first step in the refining process, to reduce corrosion, plugging and contamination of equipment and to prevent poisoning of the catalysts in process units, these contaminants must be removed by desalination, extensive admixture injection, including water, multiphase flow mixing and downstream separation.

De to mest typiske metoder for råoljeavsaltning, basert på kjemikalium og elektrostatisk separering, benytter varmtvann som ekstraksjonsmiddel. Ved kjemisk avsaltning blir vann og kjemisk overflateaktivt middel (deemulgatorer) tilsatt til råoljen som er oppvarmet slik at salter og andre forurensninger oppløses over i vannet eller fester seg til vannet, og deretter blir styrt inn i en tank hvor de bunnavsettes. Elektrisk avsaltning er anvendelse av høyspente elektrostatiske ladninger for å konsentrere suspenderte små vanndråper ved bunnen av avsetningstanken. Pratisk prosesstilpasning for avsaltning kan også innbefatte kombinasjonen av disse metoder. The two most typical methods for crude oil desalination, based on chemicals and electrostatic separation, use hot water as an extraction agent. In chemical desalination, water and chemical surfactants (demulsifiers) are added to the crude oil, which is heated so that salts and other contaminants dissolve into the water or stick to the water, and are then directed into a tank where they settle to the bottom. Electrical desalination is the application of high voltage electrostatic charges to concentrate suspended small water droplets at the bottom of the settling tank. Practical process adaptation for desalination can also include the combination of these methods.

Utstyr i henhold til teknikkens stand for injisering/blanding av injisert vann/ deemulgeringsmiddel, kan være kombinasjonen av injiseringsrør med nedstrøms Sulzerblander eller strupeventil. Equipment according to the state of the art for injection/mixing of injected water/demulsifier, can be the combination of injection pipe with downstream Sulzer mixer or throttle valve.

Anvendelse av sammenstillingen ifølge oppfinnelsen vil sikre effektiv og homogen fordeling av varmt vann og deemulgator, slik at det optimale overflateareal dannes for at saltet skal kunne ekstraheres fra oljen over i det injiserte vann. Det kan forventes at prosessens effektivitet vil bli forbedret både når det gjelder mengde av nødvendig deemulgator for oppnåelse av en spesifisert kvalitet, det trykkfall som er nødvendig for prosessen, og avsaltningsprosessens volumetriske håndteringskapasitet. Application of the assembly according to the invention will ensure efficient and homogeneous distribution of hot water and demulsifier, so that the optimal surface area is formed so that the salt can be extracted from the oil into the injected water. It can be expected that the efficiency of the process will be improved both in terms of the amount of demulsifier required to achieve a specified quality, the pressure drop required for the process, and the volumetric handling capacity of the desalination process.

Eksempel 4 - Strømningssikring Example 4 - Flow protection

Dette eksempel angår anvendelse av sammenstillingen ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte for strømningssikring. Strømningssikring innbefatter alle trekk som er av viktighet for å opprettholde strømningen av olje & gass fra reservoaret til mottakelsesanleggene. Potensielle rørledningsblokkeringer kan være relatert til hydrater, voks, asfaltener, belegg eller sand. This example concerns the use of the assembly according to the invention in a method for flow protection. Flow protection includes all features that are important for maintaining the flow of oil & gas from the reservoir to the receiving facilities. Potential pipeline blockages can be related to hydrates, waxes, asphaltenes, coatings or sand.

Dannelsen av hydrater er et stort operasjonsmessig og sikkerhetsmessig problem som kan forekomme uforutsigbart i undersjøiske rørledninger og brønnhodeanlegg. Gasshydrater kan potensielt bli dannet i undervannsledninger med mindre vanninnholdet fjernes til under det laveste duggpunkt som påtreffes. Typiske forholdsregler er rørledningsisolering, oppvarming og/eller hemmende midler. Den tradisjonelle metode for å hemme hydrater er injisering av metanol eller glykol i rørledningen. På denne måte blir linjen for hydratdannelse forskjøvet mot lavere temperaturer for det gjeldende trykknivå. The formation of hydrates is a major operational and safety problem that can occur unpredictably in subsea pipelines and wellhead facilities. Gas hydrates can potentially form in underwater pipelines unless the water content is removed to below the lowest dew point encountered. Typical precautions are pipeline insulation, heating and/or inhibiting agents. The traditional method of inhibiting hydrates is the injection of methanol or glycol into the pipeline. In this way, the line of hydrate formation is shifted towards lower temperatures for the current pressure level.

Ved anvendelse av sammenstillingen ifølge oppfinnelsen blir metanol sammen med et irreversibelt reagerende triazin-kjemikalium injisert i rørledningen for samtidig å fjerne sterkt korrosivt H2S og hindre dannelsen av hydrater. Det triazin-baserte kjemikalium som danner mer stabile filmer eller filamenter, blir injisert gjennom injeksjonselementet nærmest den skarpe kant i flerinjeksjonsblanderen, mens metanol eller glykol blir injisert gjennom injeksjonselementet som befinner seg fjernest fra den skarpe kant. Således blir også ledningsstrømningens hastighetsprofil påvirket, slik at skjærpåkjenningen på overflatearealet hen imot den skarpe kant økes. Resultatet er at en mer effektiv deformering av filamentene og dannelsen av sekundær smådråpeoppbrytning av triazin finner sted, sammenlignet med ingen umiddelbar injisering av metanol oppstrøms for injiseringen av triazin. When using the assembly according to the invention, methanol together with an irreversibly reacting triazine chemical is injected into the pipeline to simultaneously remove highly corrosive H2S and prevent the formation of hydrates. The triazine-based chemical that forms more stable films or filaments is injected through the injection element closest to the sharp edge in the multi-injection mixer, while methanol or glycol is injected through the injection element furthest from the sharp edge. Thus, the velocity profile of the wire flow is also affected, so that the shear stress on the surface area towards the sharp edge is increased. The result is that a more efficient deformation of the filaments and the formation of secondary droplet breakup of triazine takes place, compared to no immediate injection of methanol upstream of the injection of triazine.

Eksempel 5 – Sammenligninger med C100 ifølge EP 1294473 B1 Example 5 - Comparisons with C100 according to EP 1294473 B1

Det er overraskende at de foretrukne utførelsesformer av multifluid injeksjonsblanderne ifølge den foreliggende oppfinnelse gjør bruk av turbulensen generert av den skarpe slippkant til å distribuere og holde de små dråper i gassfase, og trolig tilsvarende for enhver ledningsfluidfase, over lengre tid enn med C100. Ved å endre geometrien som definerer kontaktelementet og skarpkanten, vil turbulensen overraskende hjelpe til å holde de små dråper i gassfasen. De nye geometrier tillater at gassen strømmer over den skarpe kant, så vel som generering av en gassgardin mellom veggen og de skarpe kanter. Dette tjener til å redusere avsetningen av små dråper sammenlignet med C100. It is surprising that the preferred embodiments of the multifluid injection mixers according to the present invention make use of the turbulence generated by the sharp drop edge to distribute and hold the small droplets in gas phase, and probably correspondingly for any conducting fluid phase, for a longer time than with C100. By changing the geometry that defines the contact element and the sharp edge, the turbulence will surprisingly help to keep the small droplets in the gas phase. The new geometries allow the gas to flow over the sharp edge, as well as the generation of a gas curtain between the wall and the sharp edges. This serves to reduce the deposition of small droplets compared to C100.

De følgende tabeller, vist i Figurene 6 og 7, viser noen typiske parametere hvor tre utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse er sammenlignet med C100-blanderen. The following tables, shown in Figures 6 and 7, show some typical parameters where three embodiments of the present invention are compared with the C100 mixer.

Figur 6 viser fraksjonen av den totale væskefluks (tilsatsfluid) som strømmer med gassfasen (ledningsfluid) ved en posisjon 40 cm etter injeksjonspunktet. Det resterende av væsken strømmer som væskefilm på rørledningens vegg. Slik det kan ses fra tabellen, er det blitt oppnådd signifikante forbedringer med den foreliggende oppfinnelse med hensyn til medrevet fraksjon ved posisjonen nedstrøms. Figure 6 shows the fraction of the total liquid flux (additive fluid) that flows with the gas phase (line fluid) at a position 40 cm after the injection point. The rest of the liquid flows as a liquid film on the wall of the pipeline. As can be seen from the table, significant improvements have been achieved with the present invention with respect to entrained fraction at the downstream position.

Figur 7 viser trykkfallet målt når blanderen ble testet med luft ved 1 bar og en overflatehastighet på 22 m/s. Figuren viser også G-faktoren som særpreger geometrien ut fra et aerodynamisk synspunkt. Det er fordelaktig å ha G så lav som mulig, ettersom dette representerer et potensial for lavt permanent trykkfall over blandeenheten. Figure 7 shows the pressure drop measured when the mixer was tested with air at 1 bar and a surface speed of 22 m/s. The figure also shows the G-factor, which characterizes the geometry from an aerodynamic point of view. It is advantageous to have G as low as possible, as this represents a potential for low permanent pressure drop across the mixing unit.

Multifluid injeksjonsblanderen i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan i prinsippet anvendes i enhver industri hvor blanding, injeksjon og fluidbehandling kan utføres i et rør inneholdende strømmende fluider. The multifluid injection mixer according to the present invention can in principle be used in any industry where mixing, injection and fluid treatment can be carried out in a pipe containing flowing fluids.

Claims (12)

PatentkravPatent claims 1. Multifluid injeksjonsblander (7) for injeksjon av gass og/eller væske som tilsetningsfluid til gass og/eller væske som strømmer gjennom en ledning (1), og homogen blanding av tilsetningsfluidene og ledningsfluidene, idet multifluid injeksjonsblanderen utgjør en seksjon av ledningen, idet multifluid injeksjonsblanderen omfatter:1. Multifluid injection mixer (7) for injection of gas and/or liquid as additive fluid to gas and/or liquid flowing through a line (1), and homogeneous mixing of the additive fluids and line fluids, the multifluid injection mixer forming a section of the line, the multifluid injection mixer includes: minst ett kontaktelement (2, 2a, 2b) med minst en kontakterende overflate som vender mot og avbøyer en del av ledningsfluidstrømmen under dannelse av en innsnevring av ledningens innvendige tverrsnitt, slik at ledningsfluidstrømmen blir akselerert og fluid som strømmer nær nevnte overflate blir avbøyd til å strømme langs overflaten inntil overflaten slutter over en skarp kant (4, 4a, 4b) ved punktet for maksimal innsnevring og strømningshastighet,at least one contact element (2, 2a, 2b) with at least one contacting surface facing and deflecting part of the line fluid flow while forming a narrowing of the line's internal cross-section, so that the line fluid flow is accelerated and fluid flowing near said surface is deflected to flow along the surface until the surface ends above a sharp edge (4, 4a, 4b) at the point of maximum constriction and flow velocity, minst ett injeksjonselement (3, 3a, 3b) anordnet med en fluidforbindelse til nevnte overflate på kontaktelementet, slik at tilsetningsfluid kan injiseres på nevnte overflate og langs nevnte overflate bli ført med av det strømmende ledningsfluid over den skarpe kant, men for et kontaktelement utformet som en innsnevrende rørseksjon er det anordnet minst to injeksjonselementer, k a r a k t e r i s e r t v e d atat least one injection element (3, 3a, 3b) arranged with a fluid connection to said surface of the contact element, so that additive fluid can be injected onto said surface and along said surface be carried along by the flowing conduit fluid over the sharp edge, but for a contact element designed as a narrowing pipe section, at least two injection elements are arranged, characterized by kontaktelementet er formet som en eller flere inverse konuser eller inverse konusringer.the contact element is shaped as one or more inverse cones or inverse cone rings. 2. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,2. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at kontaktelementet omfatter flere konuser, anordnet over tverrsnittet av ledningen.characterized by the fact that the contact element comprises several cones, arranged over the cross-section of the wire. 3. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,3. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at kontaktelementet er utformet som én eller flere inverse konusringer.characterized by the fact that the contact element is designed as one or more inverse cone rings. 4. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,4. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at kontaktelementet omfatter én koaksialt til ledningsaksen anordnet invers konus og minst én invers konusring.characterized by the fact that the contact element comprises one inverse cone arranged coaxially to the line axis and at least one inverse cone ring. 5. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,5. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at minst én passasjevei for ledningsfluid langs den indre ledningsvegg, for omløp av kontaktelementet, er anordnet.characterized in that at least one passageway for line fluid along the inner line wall, for circulation of the contact element, is arranged. 6. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,6. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at injeksjonselementet omfatter en kanal eller åpninger for injeksjon av tilsetningsfluid jevnt over kontaktoverflaten på kontaktelementet, oppstrøms for den skarpe kant.characterized in that the injection element comprises a channel or openings for injection of additive fluid evenly over the contact surface of the contact element, upstream of the sharp edge. 7. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,7. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at ett injeksjonselement er anordnet for hvert påtenkte tilsetningsfluid.characterized by the fact that one injection element is arranged for each intended additive fluid. 8. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,8. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at injeksjonselementer for gasser er anordnet oppstrøms for injeksjonselementer for væsker.characterized by the fact that injection elements for gases are arranged upstream of injection elements for liquids. 9. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,9. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at injeksjonselementene er justerbare med hensyn til åpninger og trykk for strømningsmengde av tilsetningsfluid av enhver type eller blanding av tilsetningsfluider.characterized in that the injection elements are adjustable with regard to openings and pressure for flow rate of additive fluid of any type or mixture of additive fluids. 10. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,10. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at kontaktelementet er sammenstilt av utskiftbare deler, hvilket muliggjør tilpasning av kontaktelementets form til de rådende betingelser.characterized by the fact that the contact element is composed of replaceable parts, which enables adaptation of the contact element's shape to the prevailing conditions. 11. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,11. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at kontaktelementet inkluderer et oppheng med fjærvirkning, slik at økt strømningsmengde i ledningen resulterer i økt åpning for tilsats og strømningsmengde av tilsats.characterized by the fact that the contact element includes a suspension with a spring effect, so that an increased amount of flow in the line results in an increased opening for additive and the amount of flow of additive. 12. Multifluid injeksjonsblander ifølge krav 1,12. Multifluid injection mixer according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at kontaktelementet og injeksjonselementet er integrert som én enhet.characterized by the fact that the contact element and the injection element are integrated as one unit.
NO20072249A 2004-10-01 2007-04-30 injection Mixer NO343579B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20072249A NO343579B1 (en) 2004-10-01 2007-04-30 injection Mixer

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20044181A NO20044181L (en) 2004-10-01 2004-10-01 Injection mixer
NO20044854 2004-11-08
PCT/NO2005/000352 WO2006038810A1 (en) 2004-10-01 2005-09-23 Multi fluid injection mixer
NO20072249A NO343579B1 (en) 2004-10-01 2007-04-30 injection Mixer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20072249L NO20072249L (en) 2007-04-30
NO343579B1 true NO343579B1 (en) 2019-04-08

Family

ID=38093117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20072249A NO343579B1 (en) 2004-10-01 2007-04-30 injection Mixer

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO343579B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2508665A1 (en) * 1975-02-28 1976-09-09 Klaus Dipl Ing Matzke Burner without air and fuel premixer - has streamlined fuel supply profiles in air flow channel to burner
US4682991A (en) * 1985-02-07 1987-07-28 L. & C. Steinmuller Gmbh Method and apparatus for scrubbing flue gas with flowable absorbing material pursuant to the air flow atomization principle
US4812049A (en) * 1984-09-11 1989-03-14 Mccall Floyd Fluid dispersing means
US4989988A (en) * 1987-07-13 1991-02-05 Kenematica Gmbh Apparatus for mixing media capable to flow
DE29521184U1 (en) * 1995-10-26 1996-10-10 Esg Gmbh Device in a channel carrying a primary fluid
WO2002000334A1 (en) * 2000-06-29 2002-01-03 Statoil Asa Method for mixing fluids

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2508665A1 (en) * 1975-02-28 1976-09-09 Klaus Dipl Ing Matzke Burner without air and fuel premixer - has streamlined fuel supply profiles in air flow channel to burner
US4812049A (en) * 1984-09-11 1989-03-14 Mccall Floyd Fluid dispersing means
US4682991A (en) * 1985-02-07 1987-07-28 L. & C. Steinmuller Gmbh Method and apparatus for scrubbing flue gas with flowable absorbing material pursuant to the air flow atomization principle
US4989988A (en) * 1987-07-13 1991-02-05 Kenematica Gmbh Apparatus for mixing media capable to flow
DE29521184U1 (en) * 1995-10-26 1996-10-10 Esg Gmbh Device in a channel carrying a primary fluid
WO2002000334A1 (en) * 2000-06-29 2002-01-03 Statoil Asa Method for mixing fluids

Also Published As

Publication number Publication date
NO20072249L (en) 2007-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10710033B2 (en) Multi fluid injection mixer
CA2865139C (en) Process for co-directional solvent addition to bitumen froth
US3977469A (en) Conservation of water for core flow
US10006276B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10386018B2 (en) Processing of oil by steam addition
US10087732B1 (en) Processing of oil by steam addition
Wu et al. Effects of secondary emulsification of ASP flooding produced fluid during surface processes on its oil/water separation performances
RU2501591C2 (en) Method and device for phase inversion with application of static mixer/coagulator
CN100540128C (en) Multi fluid injection mixer
US10125590B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10280375B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10619468B2 (en) Processing of oil by steam addition
US10082010B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10370948B2 (en) Processing of oil by steam addition
NO343579B1 (en) injection Mixer
US10215006B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10260008B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10190061B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10294429B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10202832B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10329496B2 (en) Processing of oil by steam addition
US10180052B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10280374B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10006277B1 (en) Processing of oil by steam addition
US10308882B1 (en) Processing of oil by steam addition

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: PROTECTOR INTELLECTUAL PROPERTY CONSULTANTS AS, PO