RU2612741C1 - Liquid-gas separator - Google Patents
Liquid-gas separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612741C1 RU2612741C1 RU2015143982A RU2015143982A RU2612741C1 RU 2612741 C1 RU2612741 C1 RU 2612741C1 RU 2015143982 A RU2015143982 A RU 2015143982A RU 2015143982 A RU2015143982 A RU 2015143982A RU 2612741 C1 RU2612741 C1 RU 2612741C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- pipe
- housing
- outlet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0005—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances
- B01D19/001—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances by bubbling steam through the liquid
- B01D19/0015—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances by bubbling steam through the liquid in contact columns containing plates, grids or other filling elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0063—Regulation, control including valves and floats
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких сред, имеющих различный удельный вес, и для выделения накопившейся в жидкости газообразной среды.The invention relates to separators for separating liquid media having a different specific gravity, and for separating a gaseous medium accumulated in a liquid.
Известен сепаратор (патент RU №2287357, МПК B01D 45/12, опубл. 20.11. 2006 г. в бюл. №32), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальную крышку, входной, выходной, сливной патрубки, дефлектор, установленный по ходу вращения газожидкостного потока, вертикальный сепарационный пакет, состоящий из плоских изогнутых сепарационных пластин, образующих щелевые каналы в зоне нахлестки и своими вертикальными изогнутыми концами направленных в разные стороны касательно относительно наружного и внутреннего диаметров сепарационного пакета, при этом вертикальная осевая линия сепарационного пакета смещена относительно осевой линии корпуса на величину и в сторону, обеспечивающие соответствие зазора между дефлектором и наружной поверхностью сепарационного пакета и зазора с противоположной стороны между наружной поверхностью сепарационного пакета и внутренней поверхностью корпуса для выравнивания скорости газожидкостного потока.A known separator (patent RU No. 2287357, IPC B01D 45/12, published on November 20, 2006 in Bull. No. 32), comprising a vertical cylindrical body, a horizontal cover, an inlet, outlet, drain pipe, a deflector installed in the direction of rotation of the gas-liquid flow, a vertical separation package consisting of flat curved separation plates forming slotted channels in the lap zone and their vertical curved ends directed in different directions with respect to the outer and inner diameters of the separation package, while vertical center line of the separation packet is shifted relative to the axial line on the magnitude and the housing in the direction ensuring compliance of the gap between the baffle and the outer surface of the package and the separating gap on the opposite side of the separation surface between the outer package and the inner surface of the housing to align the liquid flow rate.
Недостатками конструкции данного сепаратора являются:The disadvantages of the design of this separator are:
- во-первых, технологически сложная и трудоемкая в изготовлении конструкция сепарационного пакета;- firstly, the technologically complex and labor-intensive design of the separation package;
- во-вторых, низкая интенсивность отделения газа от жидкой среды, так как основное отделение газа происходит только в сепарационном пакете, что снижает качество жидкой среды;- secondly, the low intensity of gas separation from the liquid medium, since the main gas separation occurs only in the separation bag, which reduces the quality of the liquid medium;
- в-третьих, отвод тяжелой фракции жидкой среды не регулируемый, в связи с чем возможен «захват» более легкой фракции вслед за более тяжелой фракцией жидкой среды при отводе в магистраль более тяжелой фракции жидкой среды.- thirdly, the removal of the heavy fraction of the liquid medium is not regulated, in connection with which it is possible to “capture” the lighter fraction after the heavier fraction of the liquid medium when the heavier fraction of the liquid medium is drained into the main line.
Также известен жидкостно-газовый сепаратор (патент РФ №2153383, МПК 7 B01D 19/00, опубл. в бюл. №21 от 27.07.2000 г.), содержащий корпус, вертикальную разделительную перегородку, установленную в корпусе с разделением последнего на входную и выходную секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса, трубопровод ввода газожидкостной смеси, установленный во входной секции, патрубки вывода газообразной и жидкой сред, пакет фазоразделительных насадок в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин и переливную перегородку, установленную в выходной секции с формированием зоны отвода более жидкой фракции между вертикальной разделительной перегородкой и зоны отвода более тяжелой жидкой фракции, при этом сепаратор снабжен сливным лотком и жалюзийным пакетом, причем входное сечение трубопровода ввода газожидкостной смеси расположено ниже верхней кромки вертикальной разделительной перегородки, сливной лоток расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижнем краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, жалюзийный пакет установлен в выходной секции между вертикальной разделительной перегородкой, а зона отвода более тяжелой фракции расположена между переливной перегородкой и жалюзийным пакетом.Also known is a liquid-gas separator (RF patent No. 2153383, IPC 7
Недостатками конструкции данного сепаратора являются:The disadvantages of the design of this separator are:
- во-первых, низкая интенсивность отделения газа от жидкой среды, так как основное отделение газа происходит при течении газожидкостной смеси по лотку, что снижает качество жидкой среды;- firstly, the low intensity of gas separation from the liquid medium, since the main gas separation occurs when the gas-liquid mixture flows through the tray, which reduces the quality of the liquid medium;
- во-вторых, отвод тяжелой фракции жидкой среды не регулируемый, в связи с чем возможен «захват» более легкой фракции вслед за более тяжелой фракцией жидкой среды при отводе в магистраль более тяжелой фракции жидкой среды;- secondly, the removal of the heavy fraction of the liquid medium is not regulated, in connection with which it is possible to "capture" the lighter fraction after the heavier fraction of the liquid medium when the heavier fraction of the liquid medium is drained into the line;
- в-третьих, низкая эффективность очистки газа от примесей жидкости.- thirdly, low efficiency of gas purification from liquid impurities.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является жидкостно-газовый сепаратор (патент RU №2308313, МПК B01D 19/00, опубл. 20.10.2007 г. в бюл. №29), содержащий корпус, вертикальную разделительную перегородку, установленную в корпусе с разделением последнего на входную и выходную секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса, трубопровод ввода газожидкостной смеси, сообщенный с входной секцией, патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин, переливную перегородку, установленную в выходной секции, и сливной лоток, который расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, при этом корпус между пакетом фазоразделительных насадок и переливной перегородкой снабжен поперечной перегородкой, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху, причем патрубок отвода более тяжелой фракции жидкой среды сообщен с нижней частью корпуса между вертикальной разделительной перегородкой и переливной перегородкой, а патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды снабжен регулируемой задвижкой и введен в корпус между поперечной перегородкой и пакетом фазоразделительных насадок ниже уровня жидкой среды, который контролируется датчиком, управляющим регулируемой задвижкой, при этом трубопровод ввода газожидкостной смеси тангенциально введен в вертикальный гидроциклон, герметично введенный в корпус и оснащенный концентрично установленной каплеотбойной камерой, внутреннее пространство которого выше уровня жидкости сообщено с патрубком вывода газообразной среды, который дополнительно сообщен трубкой с пространством под сливным лотком выше уровня жидкости, причем нижние кромки гидроциклона и каплеотбойной камеры расположены в непосредственной близости от нижней части корпуса.The closest in technical essence and the achieved result is a liquid-gas separator (patent RU No. 2308313, IPC
Недостатками конструкции данного сепаратора являются:The disadvantages of the design of this separator are:
- во-первых, низкая эффективность выделения газа из газожидкостной смеси (ГЖС) на первой ступени, что связано с несовершенством конструкции гидроциклона, вследствие чего 50-60% газа остается в жидкостной смеси и через выходную секцию сепаратора попадает в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды;- firstly, the low efficiency of gas evolution from a gas-liquid mixture (GHS) in the first stage, due to the imperfection of the hydrocyclone design, as a result of which 50-60% of the gas remains in the liquid mixture and through the outlet section of the separator enters the outlet pipe of the lighter fraction of liquid environment;
- во-вторых, газ, выделенный из ГЖС в патрубок вывода газообразной среды, не очищен от примесей жидкости, что снижает качество газа транспортируемого в газовую магистраль;- secondly, the gas released from the GHS into the outlet pipe of the gaseous medium is not cleaned of liquid impurities, which reduces the quality of the gas transported to the gas pipeline;
- в-третьих, низкое качество гравитационного разделения, так как верхний конец патрубка отвода более легкой фракции жидкой среды расположен в корпусе на уровне переливной перегородки, поэтому при увеличения уровня более тяжелой фракции жидкой среды до срабатывания датчика регулируемой задвижки в патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды поступает более тяжелая фракция жидкой среды;- thirdly, the low quality of gravity separation, since the upper end of the branch pipe of the lighter fraction of the liquid medium is located in the housing at the level of the overflow partition, therefore, when the level of the heavier fraction of the liquid medium increases until the sensor of the adjustable gate valve in the branch pipe of the outlet of the lighter fraction of the liquid medium receives a heavier fraction of the liquid medium;
- в-четвертых, попадание тяжелой фракции жидкой среды в патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды означает наличие воды в нефти, что приводит к удорожанию транспорта в связи с возрастающими объемами транспортируемой жидкости и увеличением ее плотности.- fourthly, the ingress of a heavy fraction of a liquid medium into the branch pipe for the removal of a lighter fraction of a liquid medium means the presence of water in oil, which leads to more expensive transportation due to increasing volumes of transported liquid and an increase in its density.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности выделения газа из ГЖС в гидроциклоне и очистка газа от примесей жидкости, а также повышение качества разделения жидких сред на тяжелую и более легкую фракции и исключение попадание тяжелой фракции жидкой среды в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды.An object of the invention is to increase the efficiency of gas evolution from GHS in a hydrocyclone and to purify gas from liquid impurities, as well as to improve the quality of separation of liquid media into a heavier and lighter fraction and to prevent the heavy fraction of a liquid from entering the outlet pipe of a lighter fraction of a liquid medium.
Поставленная задача решается жидкостно-газовым сепаратором, содержащим корпус, вертикальную разделительную перегородку, установленную в корпусе с разделением последнего на входную и выходную секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса, трубопровод ввода газожидкостной смеси, сообщенный с входной секцией, а также патрубки вывода газообразной среды, более тяжелой и более легкой фракций жидкой среды, пакет фазоразделительных насадок в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин, переливную перегородку, установленную в выходной секции, и сливной лоток, который расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки и своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ сверху, патрубок отвода более тяжелой фракции жидкой среды сообщен с нижней частью корпуса между вертикальной разделительной перегородкой и переливной перегородкой, а патрубок отвода более легкой фракции жидкой среды снабжен регулируемой задвижкой и введен в корпус ниже уровня жидкой среды, который контролируется датчиком, управляющим регулируемой задвижкой, трубопровод ввода газожидкостной смеси введен в вертикальный гидроциклон, герметично введенный в корпус и оснащенный концентрично установленной каплеотбойной камерой, внутреннее пространство которого выше уровня жидкости сообщено с патрубком вывода газообразной среды, который дополнительно сообщен трубкой с пространством под сливным лотком выше уровня жидкости, нижние кромки гидроциклона и каплеотбойной камеры расположены в непосредственной близости от нижней части корпуса.The problem is solved by a liquid-gas separator containing a housing, a vertical separation wall installed in the housing with the separation of the latter into inlet and outlet sections communicated to each other in the upper part of the housing, a gas-liquid mixture inlet pipe in communication with the inlet section, and also a gaseous outlet pipe medium, heavier and lighter fractions of the liquid medium, a package of phase separation nozzles in the form of a system of parallel mounted perforated plates, overflow partition, installed in the outlet section, and a drain tray, which is located at its upper edge with the upper edge of the vertical dividing wall and its lower edge - with a package of phase separation nozzles from the inlet side, fixed to the transverse partition, passing the heavier fractions of the liquid medium from below, and gas above, the branch pipe for the removal of the heavier fraction of the liquid medium is in communication with the lower part of the housing between the vertical separation partition and the overflow partition, and the branch pipe for the removal of the lighter fraction of liquid the medium is equipped with an adjustable valve and introduced into the housing below the level of the liquid medium, which is controlled by a sensor controlling the adjustable valve, the gas-liquid mixture inlet pipe is introduced into a vertical hydrocyclone, hermetically inserted into the housing and equipped with a concentrically mounted drop chamber, the internal space of which is above the liquid level is in communication with the pipe the output of the gaseous medium, which is additionally communicated by the tube with the space under the drain tray above the liquid level, the lower edges of the hydro iklona eliminator chamber and positioned in proximity to the bottom of the housing.
Новым является то, что во входной секции корпуса между гидроциклоном и каплеотбойной камерой концентрично установлены цилиндрические секторы, а в верхней и нижней частях цилиндрических секторов перпендикулярно выполнены входной и выходной коллекторы, при этом между гидроциклоном, цилиндрическими секторами и каплеотбойной камерой размещены ряды труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения газожидкостной смеси по всем рядам труб от входного коллектора к выходному коллектору, причем цилиндрические сектора между рядами труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности выполнены из металлической сетки и газоотводным каналом сообщены с патрубком вывода газообразной среды, причем каплеотбойная камера внутри оснащена инерционным каплеуловителем в виде наклоненных вниз усеченных конусов, уменьшающих проходное сечение каплеотбойной камеры сверху вниз, при этом на входе патрубка вывода газообразной среды выполнен экран, состоящий из взаимообращенных навстречу друг другу снизу сужающегося снизу вверх конуса, а сверху усеченного конуса, расширяющегося снизу вверх, причем выше газоотводного канала патрубок вывода газообразной среды оснащен вертикальной металлической сеткой, при этом в выходной секции корпуса выполнена вторая вертикальная разделительная перегородка, а между поперечной перегородкой и второй вертикальной разделительной перегородкой установлен пакет фазоразделительных насадок, причем под пакетом фазоразделительных насадок выше переливной перегородки концентрично корпусу установлена труба со сквозными отверстиями, при этом один конец трубы заглушен поперечной перегородкой, а с другого конца внутреннее пространство трубы сообщается с карманом, жестко закрепленным к второй разделительной перегородке, верхняя кромка кармана расположена выше трубы, а в кармане на уровне его верхней кромки размещен поплавок, тонущий в более тяжелой фракции жидкой среды и всплывающий в более легкой фракции жидкой среды, соединенный с датчиком регулируемой задвижки, при этом карман за второй вертикальной разделительной перегородкой в выходной секции гидравлически сообщается с патрубком отвода более легкой фракции жидкой среды, при этом трубка, соединенная с патрубком вывода газообразной среды внутри корпуса, оснащена патрубком ввода газа из корпуса сепаратора.New is the fact that cylindrical sectors are concentrically mounted in the inlet section of the body between the hydrocyclone and the drop chamber, and the inlet and outlet collectors are perpendicular to the upper and lower parts of the cylindrical sectors, while rows of pipes of porous material are placed between the hydrocyclone, cylindrical sectors and the drop chamber with a hydrophobic coating on the inner surface with the possibility of sequential movement of the gas-liquid mixture in all rows of pipes from the inlet manifold to an output collector, and the cylindrical sectors between the rows of pipes made of a porous material with a hydrophobic coating on the inner surface are made of metal mesh and the gas outlet channel is connected to the outlet pipe of the gaseous medium, and the droplet chamber inside is equipped with an inertial droplet eliminator in the form of truncated cones tilted downward, reducing the passage section of the droplet breaker the chamber from top to bottom, while at the entrance to the outlet pipe of the gaseous medium, a screen is made consisting of mutually facing to each other from the bottom, the cone tapering from the bottom up, and from the top of the truncated cone, expanding from the bottom up, and above the gas outlet channel, the outlet pipe of the gaseous medium is equipped with a vertical metal mesh, while in the output section of the housing there is a second vertical dividing partition, and between the transverse partition and the second vertical dividing a septum pack of phase separation nozzles is installed, and under a packet of phase separation nozzles above the overflow partition concentrically to the housing A pipe with through holes is installed, with one end of the pipe plugged by a transverse partition, and from the other end, the inner space of the pipe communicates with a pocket rigidly fixed to the second dividing partition, the upper edge of the pocket is located above the pipe, and a float is placed in the pocket at the level of its upper edge drowning in a heavier fraction of a liquid medium and floating up in a lighter fraction of a liquid medium connected to an adjustable gate valve sensor, with a pocket behind a second vertical separation burnout dkoy in outlet section in fluid communication with the nozzle discharge more light fraction of the liquid medium, wherein the tube is connected to the output pipe of the gaseous medium inside the housing, equipped with gas inlet pipe of the separator body.
На фигуре 1 изображен предлагаемый жидкостно-газовый сепаратор.The figure 1 shows the proposed liquid-gas separator.
На фигуре 2 изображено сечение А-А предлагаемого газожидкостного сепаратора.The figure 2 shows a section aa of the proposed gas-liquid separator.
Жидкостно-газовый сепаратор содержит корпус 1 (см. фиг. 1), вертикальную разделительную перегородку 2, установленную в корпусе 1 с разделением последнего на входную 3 и выходную 4 секции, сообщенные между собой в верхней части корпуса 1.The liquid-gas separator comprises a housing 1 (see Fig. 1), a
Трубопровод ввода газожидкостной смеси (ГЖС) 5, сообщенный с входной секцией 3. Также жидкостно-газовый сепаратор содержит патрубки: вывода газообразной среды 6, более тяжелой 7 и более легкой 8 фракций жидкой среды.The pipeline for entering the gas-liquid mixture (GHS) 5, in communication with the
В корпусе 1 размещены: пакет фазоразделительных насадок 9 в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин.
Переливная перегородка 10 установлена в выходной секции 4, также в выходной секции 4 установлен сливной лоток 11, который расположен своим верхним краем с верхней кромкой вертикальной разделительной перегородки 2, а своим нижним краем - с пакетом фазоразделительных насадок 9 со стороны входа в него, закрепленных к поперечной перегородке 12, пропускающей более тяжелые фракции жидкой среды снизу, а газ - сверху.An
Патрубок отвода более тяжелой фракции 7 жидкой среды сообщен с нижней частью корпуса 1 между вертикальной разделительной перегородкой 2 и переливной перегородкой 10.The outlet pipe of the
Патрубок отвода более легкой фракции 8 жидкой среды снабжен регулируемой задвижкой 13 и введен в корпус 1 ниже уровня жидкой среды, который контролируется датчиком 14, управляющим регулируемой задвижкой 13.The outlet pipe of the
Трубопровод ввода газожидкостной смеси 5 введен в вертикальный гидроциклон 15, герметично введенный в корпус 1 и оснащенный концентрично установленной каплеотбойной камерой 16, внутреннее пространство которого выше уровня жидкости сообщено с патрубком вывода газообразной среды 6.The inlet pipe of the gas-
Патрубок вывода газообразной среды 6 дополнительно сообщен с пространством 17 под сливным лотком 11 выше уровня жидкости трубкой 18. Нижние кромки гидроциклона 15 и каплеотбойной камеры 16 расположены в непосредственной близости от нижней части корпуса 1.The outlet pipe of the
Во входной секции 3 корпуса 1 между гидроциклоном 15 и каплеотбойной камерой 16 концентрично установлены цилиндрические секторы, например в количестве трех штук: 17', 17'', 17''', а в верхней и нижней частях цилиндрических секторов перпендикулярно выполнены входной 18 и выходной 19 коллекторы, при этом между гидроциклоном, цилиндрическими секторами 17', 17'', 17''' (см. фиг. 1 и 2) и каплеотбойной камерой 16 размещены ряды 20', 20'', 20''', 20'''' труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения ГЖС по всем рядам 20', 20'', 20''', 20'''' труб от входного коллектора 18 к выходному коллектору 19.In the
Цилиндрические сектора 17', 17'', 17''' между рядами 20', 20'', 20''', труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности выполнены из металлической сетки 21, например, с размерами ячеек 0,5⋅0,5 мм и газоотводным каналом 22 (см. фиг. 1), сообщены с патрубком вывода газообразной среды 6.Cylindrical sectors 17 ', 17' ', 17' '' between rows 20 ', 20' ', 20' '', pipes of a porous material with a hydrophobic coating on the inner surface are made of
Каплеотбойная камера 16 внутри оснащена инерционным каплеуловителем в виде наклоненных вниз усеченных конусов, например в количестве четырех усеченных конусов: 23', 23'', 23''', 23'''', уменьшающих соответствующие внутренние проходные кольцевые сечения, вследствие уменьшения радиусов r', r'', r''', r'''' каплеотбойной камеры 16 сверху вниз.The
На входе патрубка вывода газообразной среды 6 выполнен экран, состоящий из взаимообращенных навстречу друг другу снизу сужающегося снизу вверх конуса 24, а сверху усеченного конуса 25, расширяющегося снизу вверх.At the entrance of the outlet pipe of the
Выше газоотводного канала 22 патрубок вывода газообразной среды 6 оснащен вертикальной металлической сеткой 26, например, с размерами ячеек 0,3⋅0,3 мм.Above the
В выходной секции 4 корпуса 1 выполнена вторая вертикальная разделительная перегородка 27.In the
Между поперечной перегородкой 12 и второй вертикальной разделительной перегородкой 27 установлен пакет фазоразделительных насадок 9, причем под пакетом фазоразделительных насадок 9 выше переливной перегородки 10 (h1) концентрично корпусу 1 установлена труба 28 (h2) со сквозными отверстиями 29, при этом один конец трубы 27 со стороны поперечной перегородки 12 заглушен, а с другого конца внутреннее пространство трубы 28 сообщается с карманом 30, жестко закрепленным к второй разделительной перегородке 28.A package of
Верхняя кромка 31 (h3) кармана 30 расположена выше трубы 28. Таким образом, для эффективного разделения жидкости на более тяжелую (вода) и более легкую (нефть) фракции конструктивно необходимо соблюдать условие:The upper edge 31 (h 3 ) of the
h1<h2<h3.h 1 <h 2 <h 3 .
В кармане 30 на уровне его верхней кромки 31 размещен поплавок 32, тонущий в тяжелой фракции жидкой среды и всплывающий в более легкой фракции жидкой среды, соединенный с датчиком 14 регулируемой задвижки 13.In the
Карман 30 за второй вертикальной разделительной перегородкой 27 в выходной секции 4 гидравлически сообщается с патрубком отвода более легкой 8 фракции жидкой среды.The
Трубка 18, соединенная с патрубком вывода газообразной среды 6 внутри корпуса 1, оснащена патрубком ввода 33 газа из корпуса 1 сепаратора.The
Увеличивается эффективность выделения газа из газожидкостной смеси (ГЖС), что связано с размещением в гидроциклоне рядов 20', 20'', 20''', 20'''' труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения ГЖС по всем рядам 20', 20'', 20''', 20'''' труб от входного коллектора 18 к выходному коллектору 19. Это увеличивает время нахождения дегазируемой ГЖС в зоне дегазации за счет кратного увеличения расстояния, проходимого дегазируемой ГЖС в гидроциклоне 15.The efficiency of gas evolution from a gas-liquid mixture (GHS) increases, which is associated with the placement of rows 20 ', 20' ', 20' '', 20 '' '' of pipes from a porous material with a hydrophobic coating on the inner surface with the possibility of successive movement of GHS in all rows 20 ', 20' ', 20' '', 20 '' '' of pipes from the
Жидкостно-газовый сепаратор работает следующим образом.Liquid-gas separator operates as follows.
Поток газожидкостной смеси (ГЖС) под необходимым давлением по трубопроводу ввода газожидкостной смеси 5 подается в вертикальный гидроциклон 15 корпуса 1, в котором поток ГЖС через входной коллектор 18 (см. фиг. 1 и 2) разбивается по трубам ряда 20' из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности и по ряду 20' перетекает сверху вниз в выходной коллектор 19, где поток ГЖС изменяет направление движения на противоположный и по трубам ряда 20'' снизу-вверх перетекает вновь во входной коллектор 18. В входном коллекторе 18 поток ГЖС вновь изменяет направление движения на противоположное и по трубам ряда 20''' сверху вниз перетекает в выходной коллектор 19. В выходном коллекторе 19 поток ГЖС вновь изменяет направление движения на противоположное и по трубам ряда 20'''' снизу-вверх перетекает во входной коллектор 18.The gas-liquid mixture flow (GHS) under the necessary pressure through the gas-liquid mixture inlet
При движении потока ГЖС по рядам 20', 20'', 20''', 20'''' труб из пористого материала под действием давления газ, растворенный в жидкости, протекает сквозь поры труб и металлические сетки 21 и через газоотводный канал 22 (см. фиг. 1) до вертикальной металлической сетки 26 попадет в патрубок вывода газообразной среды 6.When the GHS flow moves along the rows 20 ', 20' ', 20' '', 20 '' '' of pipes from a porous material under pressure, the gas dissolved in the liquid flows through the pores of the pipes and
При выделении газа через поры труб в рядах 20', 20'', 20''', 20'''' возможно также просачивание жидкости. С целью исключения просачивания сквозь поры труб жидкости в рядах 20', 20'', 20''', 20'''' на внутреннюю поверхность труб нанесено гидрофобное покрытие.When gas is released through the pores of the pipes in rows 20 ', 20' ', 20' '', 20 '' '', leakage of liquid is also possible. In order to prevent leakage of liquid through the pores in the rows 20 ', 20' ', 20' '', 20 '' '', a hydrophobic coating is applied to the inner surface of the pipes.
Поток ГЖС после выхода из рядов 20', 20'', 20''', 20'''' труб попадает внутрь каплеотбойной камеры 16, где ударяется об инерционные каплеуловители в виде наклоненных вниз усеченных конусов: 23', 23'', 23''', 23'''', уменьшающих соответствующие внутренние проходные кольцевые сечения, вследствие уменьшения радиусов r', r'', r''', r'''' каплеотбойной камеры 16 сверху вниз.The flow of GHS after leaving the rows 20 ', 20' ', 20' '', 20 '' '' of the pipes enters the
Вследствие удара из потока ГЖС интенсивно выделяется газ, а жидкость стекает по конусам последовательно сверху вниз 23', 23'', 23''', 23'''' вследствие увеличения сверху вниз диаметров усеченных конусов и попадает на дно корпуса 1.As a result of the impact, gas is intensively released from the GHS stream, and the liquid flows down cones sequentially from top to bottom 23 ', 23' ', 23' '', 23 '' '' due to the increase in diameter of the truncated cones from top to bottom and enters the bottom of the
Скорость потока ГЖС вследствие уменьшения внутренних проходных кольцевых сечений каплеотбойной камеры 16, т.е. уменьшения радиусов r', r'', r''', r'''' каплеотбойной камеры 16 сверху вниз, постепенно увеличивается при прохождении усеченных конусов: 23', 23'', 23''', 23'''', а за усеченными конусами: 23', 23'', 23''', 23'''' скорость потока ГЖС резко уменьшается. В результате происходит последовательное увеличение скорости потока ГЖС с чередующимся резким падением скорости потока ГЖС, что выражается более интенсивным выделением газа из ГЖС.The flow rate of GHS due to a decrease in the internal annular cross sections of the
Повышается эффективность выделения газа из газожидкостной смеси (ГЖС) на первой ступени (из ГЖС выделяется 85-90% газа), что связанно:The efficiency of gas evolution from a gas-liquid mixture (GHS) in the first stage is increased (85-90% of gas is released from the GHS), which is associated with:
- во-первых, с размещением в гидроциклоне рядов 20', 20'', 20''', 20'''' труб из пористого материала с гидрофобным покрытием на внутренней поверхности с возможностью последовательного перемещения ГЖС по всем рядам 20', 20'', 20''', 20'''' труб от входного коллектора 18 к выходному коллектору 19, а это увеличивает время нахождения дегазируемой ГЖС в зоне дегазации за счет кратного увеличения расстояния, проходимого дегазируемой ГЖС в гидроциклоне 15;- firstly, with the placement in the hydrocyclone of the rows 20 ', 20' ', 20' '', 20 '' '' of pipes of a porous material with a hydrophobic coating on the inner surface with the possibility of successive movement of the GHS along all rows 20 ', 20' ', 20' '', 20 '' '' of pipes from the
- во-вторых, с усовершенствованием конструкции гидроциклона с помощью сепарационных элементов и выполнения инерционных каплеуловителей в виде наклоненных вниз усеченных конусов: 23', 23'', 23''', 23'''', уменьшающих соответствующие внутренние проходные кольцевые сечения вследствие уменьшения радиусов r', r'', r''', r'''' каплеотбойной камеры 16 сверху вниз.- secondly, with the improvement of the design of the hydrocyclone with the help of separation elements and the implementation of inertial droplet eliminators in the form of truncated cones tilted down: 23 ', 23' ', 23' '', 23 '' '', which reduce the corresponding internal passage annular sections due to the reduction radii r ', r' ', r' '', r '' '' of the
Газ поднимается вверх в патрубок вывода газообразной среды 6 и попадает на экран, состоящий из взаимообращенных навстречу друг другу снизу сужающегося снизу вверх конуса 24, а сверху усеченного конуса 25, расширяющегося снизу вверх.The gas rises upward into the outlet pipe of the
При поступления брызг вместе с газом в патрубок вывода газообразной среды 6 они попадают снизу на внутреннюю поверхность конуса 24 и далее внутрь усеченного конуса 25, где, разбиваясь о его стенки, стекают сверху на конус 24, откуда переливают на дно корпуса 1.Upon receipt of the spray together with the gas in the outlet pipe of the
Такая конструкция экрана, размещенного непосредственно внутри патрубка вывода газообразной среды 6, предотвращает брызгоунос капель в газовую магистраль и обеспечивает возврат брызг обратно в сепаратор, что позволяет повысить качество очистки газа, поступающего в трубопровод отвода газа.This design of the screen, located directly inside the outlet pipe of the
Далее газ через вертикальную металлическую сетку 26 поступает в магистральный газопровод. Газ проходит через вертикальную металлическую сетку 26 и оставляет на ней самые мелкие частицы жидкости (туман). Оседающий туман из самых мелких частиц жидкости стекает по патрубку вывода газообразной среды 6 и трубке 18 на дно корпуса 1.Next, the gas through a
Такая многостадийная очистка газа с помощью экрана и вертикальной металлической сетки позволяет полностью очистить газ от примесей жидкости, что повышает качество газа, транспортируемого в газовую магистраль.Such a multi-stage gas purification using a screen and a vertical metal mesh allows you to completely purify the gas from liquid impurities, which improves the quality of the gas transported to the gas pipeline.
Уровень ГЖС, находящейся во входной секции 3 корпуса 1, поднимается вверх до тех пор, пока не достигнет верхней кромки вертикальной разделительной перегородки 2. После чего ГЖС стекает по лотку 11, который расположен с наклоном, например, 20° для обеспечения равномерного стекания потока с заданной толщиной слоя. Благодаря большой площади и малой толщине слоя на сливном лотке 11 происходит интенсивное разделение ГЖС (вторая ступень) на газ и жидкость.The level of the GHS located in the
На выходе из сливного лотка 11 для обеспечения окончательной сепарации ГЖС от газа и создания оптимальных условий для последующего разделения жидкости (жидкой среды) на более легкую и более тяжелую фракции, соответственно нефть и воду, установлен пакет фазоразделительных насадок 9.At the exit of the
Со сливного лотка 11 ГЖС поступает в пакет фазоразделительных насадок 9, выполненных в виде системы параллельно установленных перфорированных пластин с различными диаметрами проходных отверстий, где завершается процесс выделения газа из жидкости.From the
Остатки газа (10-15%), выделившегося из жидкости в корпусе 1 из лотка 11 и пакета фазоразделительных насадок 9, через патрубок ввода 33 газа попадут в трубку 18, а затем в патрубок вывода газообразной среды 6 и отводятся в газовую магистраль.The remaining gas (10-15%) released from the liquid in the
Жидкая среда опускается ниже пакета фазоразделительных насадок 9, где происходит разделение жидкой среды на более легкую (нефть) и более тяжелую фракции (вода) за счет действия гравитационных сил с относительно большим временем пребывания. Более легкая фракция (нефть) «всплывает», а более тяжелая фракция (вода) оседает на дно корпуса 1.The liquid medium falls below the package of
Под пакетом фазоразделительных насадок 9 выше переливной перегородки 10 (h1) концентрично корпусу 1 непосредственно под более легкой фракцией жидкой среды, но выше более тяжелой фракции жидкой среды с соблюдением условия: h1<h2<h3, установлена труба 28 (h2) со сквозными отверстиями 29, поэтому более легкая фракция (нефть) жидкой среды попадает через сквозные отверстия 29 во внутреннее пространство трубы 28 и гидравлически перетекает в карман 30, жестко закрепленный к второй разделительной перегородке 27. Из кармана 30 более легкая фракция жидкой среды переливается через выходную секцию 4 в патрубок вывода более легкой фракции 8 жидкой среды.Under the package of
В свою очередь более тяжелая фракция жидкой среды, находящаяся ниже трубы 28 и очищенная от нефти, перетекает между дном корпуса 1 и нижней кромкой поперечной перегородки 12 и далее через верхнюю кромку переливной перегородки 10 отводится из корпуса 1 в патрубок вывода 7 более тяжелой фракции жидкой среды.In turn, the heavier fraction of the liquid medium, located below the
Повышается качество гравитационного разделения жидких сред, так как сквозные отверстия 29 трубы 28 и проходное сечение самой трубы 28 обеспечивают постоянный отток более легкой фракции жидкой среды через выходную секцию 4 в патрубок вывода более легкой фракции 8 жидкой среды, кроме того верхний конец патрубка вывода более легкой фракции 8 жидкой среды расположен на дне корпуса и не имеет возможности захвата более тяжелой фракции жидкой среды, что исключает попадание более тяжелой фракции (воды) жидкой среды в более легкую фракцию (нефть) жидкой среды.The quality of gravitational separation of liquid media is improved, since the through
В случае подъема более тяжелой фракции жидкой среды до верхней кромки кармана 30 в нем на уровне верхней кромки 31 расположен поплавок, который тонет в воде и передает сигнал датчику 14, управляющему регулируемой задвижкой 13, которая закрывается и ограничивает отвод более легкой фракции жидкой среды (нефти) в патрубок отвода более легкой фракции 8 жидкой среды. Далее производят отбор более тяжелой фракции жидкой среды (воды) через патрубок вывода более тяжелой фракции 7 жидкой среды и уровень жидкости в кармане 30 сепаратора снижается. Наоборот, поплавок 32 всплывает в более легкой фракции жидкости (нефти) и передает сигнал датчику 14, управляющему регулируемой задвижкой 13, которая открывается и производит отбор более легкой фракции (нефти) из кармана 30 через выходную секцию 4 в патрубок вывода более легкой фракции 8 жидкой среды, при этом жидкостно-газовый сепаратор продолжает работать.If the heavier fraction of the liquid medium rises to the upper edge of the
Таким образом, благодаря наличию поплавка, всплывающего в более легкой фракции жидкой среды (нефти) и тонущего в более тяжелой фракции жидкой среды (воде), исключается попадание более тяжелой фракции жидкой среды (воды) в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды (нефти), поэтому снижаются объемы транспортируемой жидкости и снижается ее плотность.Thus, due to the presence of a float floating in the lighter fraction of the liquid medium (oil) and sinking in the heavier fraction of the liquid medium (water), the heavier fraction of the liquid medium (water) does not get into the outlet pipe of the lighter fraction of the liquid medium (oil) therefore, the volumes of transported fluid are reduced and its density is reduced.
Предлагаемый жидкостно-газовый сепаратор позволяет:The proposed liquid-gas separator allows you to:
- повысить эффективность выделения газа из газожидкостной смеси;- increase the efficiency of gas evolution from a gas-liquid mixture;
- очистить газообразную среду от примесей жидкости;- clean the gaseous medium from impurities of the liquid;
- повысить качество гравитационного разделения;- improve the quality of gravity separation;
- исключить попадание тяжелой фракции жидкой среды в патрубок вывода более легкой фракции жидкой среды.- to exclude the ingress of a heavy fraction of a liquid medium into the outlet pipe of the lighter fraction of a liquid medium.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015143982A RU2612741C1 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Liquid-gas separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015143982A RU2612741C1 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Liquid-gas separator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2612741C1 true RU2612741C1 (en) | 2017-03-13 |
Family
ID=58458075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015143982A RU2612741C1 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Liquid-gas separator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2612741C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109621470A (en) * | 2018-12-27 | 2019-04-16 | 合肥艾普拉斯环保科技有限公司 | The gas-liquid separator that can be used in acrylamide group methyl propane sulfonic acid distillation equipment |
| CN110013708A (en) * | 2019-04-26 | 2019-07-16 | 深圳市氢蓝时代动力科技有限公司 | A kind of gas-liquid separation device |
| CN110988287A (en) * | 2019-12-23 | 2020-04-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | Water-gas separation device suitable for deep water high-pressure environment |
| CN113063050A (en) * | 2021-04-08 | 2021-07-02 | 章信武 | Tap water pipeline capable of separating gas |
| CN114870547A (en) * | 2022-04-28 | 2022-08-09 | 西安交通大学 | Asymmetric prick array oil mist collecting device and preparation and collection method thereof |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU801847A1 (en) * | 1979-03-30 | 1981-02-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Ипроектный Институт По Переработке Газа | Three-phase separator |
| US4435196A (en) * | 1981-02-27 | 1984-03-06 | Pielkenrood-Vinitex Beheer B.V. | Multiphase separator |
| RU2153383C1 (en) * | 1999-09-14 | 2000-07-27 | Цегельский Валерий Григорьевич | Liquid-gas separator |
| RU54528U1 (en) * | 2006-01-12 | 2006-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | SEPARATION INSTALLATION |
| RU2308313C1 (en) * | 2006-04-20 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Liquid-gas separator |
| CN101559291A (en) * | 2009-05-18 | 2009-10-21 | 建湖县鸿达阀门管件有限公司 | Oil-gas-water three-phase separator |
-
2015
- 2015-10-13 RU RU2015143982A patent/RU2612741C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU801847A1 (en) * | 1979-03-30 | 1981-02-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Ипроектный Институт По Переработке Газа | Three-phase separator |
| US4435196A (en) * | 1981-02-27 | 1984-03-06 | Pielkenrood-Vinitex Beheer B.V. | Multiphase separator |
| RU2153383C1 (en) * | 1999-09-14 | 2000-07-27 | Цегельский Валерий Григорьевич | Liquid-gas separator |
| RU54528U1 (en) * | 2006-01-12 | 2006-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | SEPARATION INSTALLATION |
| RU2308313C1 (en) * | 2006-04-20 | 2007-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Liquid-gas separator |
| CN101559291A (en) * | 2009-05-18 | 2009-10-21 | 建湖县鸿达阀门管件有限公司 | Oil-gas-water three-phase separator |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109621470A (en) * | 2018-12-27 | 2019-04-16 | 合肥艾普拉斯环保科技有限公司 | The gas-liquid separator that can be used in acrylamide group methyl propane sulfonic acid distillation equipment |
| CN109621470B (en) * | 2018-12-27 | 2024-05-28 | 合肥艾普拉斯环保科技有限公司 | Gas-liquid separator for acrylamide methyl propane sulfonic acid distillation equipment |
| CN110013708A (en) * | 2019-04-26 | 2019-07-16 | 深圳市氢蓝时代动力科技有限公司 | A kind of gas-liquid separation device |
| CN110013708B (en) * | 2019-04-26 | 2024-06-07 | 深圳市氢蓝时代动力科技有限公司 | Gas-liquid separation device |
| CN110988287A (en) * | 2019-12-23 | 2020-04-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | Water-gas separation device suitable for deep water high-pressure environment |
| CN110988287B (en) * | 2019-12-23 | 2022-08-26 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | Water-gas separation device suitable for deep water high-pressure environment |
| CN113063050A (en) * | 2021-04-08 | 2021-07-02 | 章信武 | Tap water pipeline capable of separating gas |
| CN113063050B (en) * | 2021-04-08 | 2023-07-07 | 临夏市供排水公司 | Tap water pipeline capable of separating gas |
| CN114870547A (en) * | 2022-04-28 | 2022-08-09 | 西安交通大学 | Asymmetric prick array oil mist collecting device and preparation and collection method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2612741C1 (en) | Liquid-gas separator | |
| EP2475447B1 (en) | Pre-separating vane diffuser and method for introducing a flow-mixture in a separator | |
| US20050173337A1 (en) | Method and apparatus for separating immiscible phases with different densities | |
| US7488373B2 (en) | Device and method for treating a gas/liquid mixture | |
| RU2641926C2 (en) | Gas flotation tank | |
| US3457703A (en) | Method and apparatus for separating water-hydrocarbon mixtures | |
| CN112755594B (en) | Gas-liquid separator | |
| RU2604377C1 (en) | Liquid-gas separator | |
| RU2308313C1 (en) | Liquid-gas separator | |
| RU170646U1 (en) | PLANT SEPARATION INSTALLATION | |
| RU2612739C1 (en) | Gas-liquid separator | |
| RU104082U1 (en) | CENTRIFUGAL OIL AND GAS SEPARATOR | |
| RU2614699C1 (en) | Gas-liquid separator | |
| RU2519418C1 (en) | Gas-liquid separator | |
| RU2635126C1 (en) | Device for separation of vapour-liquid mixtures | |
| RU2618708C1 (en) | Cyclone for purifying gas flow of liquid phase droplets | |
| RU2354433C1 (en) | Separator | |
| RU2596754C1 (en) | Pipe device of preliminary separation | |
| RU57627U1 (en) | GAS-LIQUID SEPARATOR | |
| RU2346727C1 (en) | Gas separator of vortex type | |
| RU2633720C1 (en) | Liquid-gas separator | |
| RU2469770C1 (en) | Separator for gas purification | |
| RU101936U1 (en) | VERTICAL OIL AND GAS SEPARATOR | |
| RU88986U1 (en) | CENTRIFUGAL DRINKER | |
| RU2347602C1 (en) | Combined separator of three-phase mixes |