RU2790120C1 - Device for separation of multicomponent medium - Google Patents

Device for separation of multicomponent medium Download PDF

Info

Publication number
RU2790120C1
RU2790120C1 RU2022113839A RU2022113839A RU2790120C1 RU 2790120 C1 RU2790120 C1 RU 2790120C1 RU 2022113839 A RU2022113839 A RU 2022113839A RU 2022113839 A RU2022113839 A RU 2022113839A RU 2790120 C1 RU2790120 C1 RU 2790120C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
profiled
channels
inlet
inhibitor
Prior art date
Application number
RU2022113839A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Георгиевич Лачугин
Александр Петрович Шевцов
Павел Петрович Слугин
Владимир Юрьевич Хохлов
Виталий Александрович Ильичев
Денис Александрович Базыкин
Владимир Викторович Черниченко
Андрей Владимирович Пупынин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2790120C1 publication Critical patent/RU2790120C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physical chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to devices for low-temperature processing of a multicomponent medium. The device for separation of a multicomponent medium contains a housing with a profiled flow feed channel made in it with confusor, diffuser sections and a critical section, a device for twisting the medium flow, a droplet and/or solid particle sampling unit, a hollow cone installed in the output part of the diffuser section of the channel to form an annular cavity, and the said cavity is connected to the cavity of the node for selection of droplets and/or solid particles. The device contains at least two profiled flow channels, the geometric dimensions of the flow parts of which are made based on the condition of ensuring the required parameters of the flow creep of a multicomponent medium. The profiled channels are placed, preferably, parallel and, preferably, around the common axis of rotation, based on the condition of the location of the input parts in the same plane. At the entrance to the separation device, a rotatable disk with channels for directing the flow is installed and an inlet collector with a supply pipe is fixed at the entrance to the device. At the outlet of the device, a discharge collector with a condensate discharge pipe and discharge pipes of the purified stream are fixed. The diffuser section is made with a transition from a smaller corner angle to a larger one, and the hollow cone is placed in the part with a large corner angle of the diffuser section. Inside the mentioned hollow cone, a confusor-diffusor transition is made.
EFFECT: providing the possibility of regulating the performance of the separator in a wide range when changing the initial operating parameters of a multicomponent medium.
5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для низкотемпературной обработки многокомпонентной среды.The invention relates to devices for low-temperature processing of a multicomponent medium.

Известен газожидкостный сепаратор, содержащий корпус с перегородками, разделяющими его на камеры ввода и вывода газа и камеры накопления и слива жидкости, сепарационный элемент с завихрителем, сообщающий камеру ввода газа с камерой вывода газа и камерой накопления жидкости, и сливную трубу, сообщающуюся камеру накопления жидкости с камерой слива жидкости, при этом он снабжен дополнительными сепарационными элементами с завихрителями, сообщающими камеру ввода газа с камерой вывода газа и камерой накопления жидкости, при этом сепарационные элементы или часть их со стороны камеры ввода газа снабжены управляемыми клапанами, приводы которых выведены за корпус (Патент RU №2162727, МПК B01D 45/12, В04С 3/06, 2001).A gas-liquid separator is known, containing a housing with partitions separating it into gas inlet and outlet chambers and liquid accumulation and discharge chambers, a separation element with a swirler that communicates the gas inlet chamber with the gas outlet chamber and the liquid accumulation chamber, and a drain pipe communicating with the liquid accumulation chamber with a liquid drain chamber, while it is equipped with additional separation elements with swirlers connecting the gas inlet chamber with the gas outlet chamber and the liquid accumulation chamber, while the separation elements or part of them from the side of the gas inlet chamber are equipped with controlled valves, the actuators of which are brought out of the housing ( Patent RU No. 2162727, IPC B01D 45/12, B04C 3/06, 2001).

Недостатками известного устройства относятся низкая эффективность сепарации, обусловленная отсутствием возможности отделения жидкой фракции пропана, бутана и более тяжелых углеводородов С5+ от общего газового потока, низкая эффективность закручивания газового потока в завихрителях, а также сложность одновременного управления приводами клапанов.The disadvantages of the known device include low separation efficiency due to the inability to separate the liquid fraction of propane, butane and heavier C 5+ hydrocarbons from the total gas flow, low swirling efficiency of the gas flow in the swirlers, and the complexity of the simultaneous control of valve actuators.

Известен газодинамический сепаратор, содержащий, по существу, вертикальное сопло, имеющее конфузор и диффузор, завихритель потока, установленный на входе в сопло, верхний и нижний кольцевые карманы для сбора жидкости, имеющие кольцевые щели для улавливания жидкости, сообщающиеся с внутренней полостью конфузора и диффузора, и патрубки для отвода жидкости, регулятор, выполненный в виде обтекаемого в направлении движения газа удлиненного массивного тела, установленного во внутренней полости сопла соосно вертикальной оси с возможностью перемещения вдоль оси сопла на предварительно заданное расстояние, и содержащий расширяющуюся верхнюю часть, расположенную в диффузоре и имеющую диаметр больше диаметра самой узкой части сопла, характеризующийся тем, что масса регулятора подобрана таким образом, чтобы скорость его падения в восходящем потоке газа при оптимальном значении критического сечения приближалась к нулю (Патент RU №149911, МПК B01D 45/12, 2015).A gas-dynamic separator is known, containing a substantially vertical nozzle having a confuser and a diffuser, a flow swirler installed at the nozzle inlet, upper and lower annular pockets for collecting liquid, having annular slots for trapping liquid, communicating with the internal cavity of the confuser and diffuser, and nozzles for draining liquid, a regulator made in the form of an elongated massive body streamlined in the direction of gas movement, installed in the internal cavity of the nozzle coaxially with the vertical axis with the possibility of moving along the axis of the nozzle at a predetermined distance, and containing an expanding upper part located in the diffuser and having the diameter is greater than the diameter of the narrowest part of the nozzle, characterized by the fact that the mass of the regulator is chosen so that the rate of its fall in the upward gas flow at the optimum value of the critical section approaches zero (Patent RU No. 149911, IPC B01D 45/12, 2015).

Недостатками данного газодинамического сепаратора являются создание регулятором дополнительного сопротивления газожидкостному потоку, низкая эффективность улавливания сконденсировавшейся фракции, а также существование возможности запирания критического сечения сопла.The disadvantages of this gas-dynamic separator are the creation by the regulator of additional resistance to the gas-liquid flow, the low efficiency of capturing the condensed fraction, and the existence of the possibility of locking the critical section of the nozzle.

Известен термогазодинамический сепаратор, включающий корпус, патрубок ввода исходного многокомпонентного углеводородного газа, завихритель газа, сопло Лаваля, сепарационную камеру с отверстием вывода конденсата, сборник конденсата, эжекционную камеру с патрубком приема газа, патрубки для отвода газовой фазы и конденсата из сборника конденсата, диффузор очищенного газового потока, поперечные перегородки, при этом каждая из поперечных перегородок выполнена из двух частей, первая из которых жестко соединена с корпусом, вторая расположена внутри первой и выполнена съемной, а сопло, сепарационная камера и диффузор установлены последовательно внутри вторых частей поперечных перегородок (Патент RU №74308, МПК B01D 45/12, B01D 53/26, 2008).Known thermogasdynamic separator, including a housing, a pipe input of the original multicomponent hydrocarbon gas, gas swirler, Laval nozzle, separation chamber with a condensate outlet, a condensate collector, an ejection chamber with a gas intake pipe, pipes for removing the gas phase and condensate from the condensate collector, a purified diffuser gas flow, transverse baffles, wherein each of the transverse baffles is made of two parts, the first of which is rigidly connected to the body, the second is located inside the first and is removable, and the nozzle, separation chamber and diffuser are installed in series inside the second parts of the transverse baffles (Patent RU No. 74308, IPC B01D 45/12, B01D 53/26, 2008).

Основными недостатками известного термогазодинамического сепаратора являются необходимость длительного останова оборудования с целью его реорганизации при изменении параметров газового потока, сложность регулирования производительности, обусловленная полной заменой проточной части, низкая эффективность отвода сконденсировавшейся фракции.The main disadvantages of the known thermogasdynamic separator are the need for a long shutdown of the equipment in order to reorganize it when the parameters of the gas flow change, the difficulty of controlling the performance due to the complete replacement of the flow path, and the low efficiency of the removal of the condensed fraction.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип относится устройство для сепарации многокомпонентной среды, содержащее корпус с подводящим и отводящим патрубками с выполненным в нем профилированным каналом подачи потока с конфузорным, диффузорным и расположенным между ними цилиндрическим участками, устройство закручивания потока среды, установленное в канале, узел отбора капель и/или твердых частиц, установленный в выходной части диффузорного участка, отличающееся тем, что устройство для закручивания потока среды выполнено в виде конического шнека, установленного в конфузорной части канала, при этом внутри указанного устройства закручивания установлено с возможностью осевого перемещения в цилиндрическое сечение упомянутого канала и обратно профилированное центральное тело, выполненное в виде цилиндра с профилированной конической выходной частью, причем поверхность конической выходной части эквидистантна поверхности указанного конфузорного участка канала, при этом в отводящем патрубке, в выходной части участка диффузорного канала с кольцевым зазором между внутренней поверхностью диффузорного канала и внутренней поверхностью отводящего патрубка с образованием кольцевой полости, установлен полый конус, причем упомянутая полость соединена с полостью узла отбора капель и/или твердых частиц и полостью, образованной входным участком профилированного канала, предпочтительно, цилиндрическим (Патент RU №2731448, МПК F25J 3/00, F15D 1/02, 2020 - прототип).The closest technical solution in terms of the set of features to the claimed object and taken as a prototype is a device for separating a multicomponent medium, containing a housing with inlet and outlet pipes with a profiled flow supply channel made in it with a confuser, diffuser and cylindrical sections located between them, a flow swirling device medium installed in the channel, a droplet and / or solid particle selection unit installed in the outlet part of the diffuser section, characterized in that the device for swirling the medium flow is made in the form of a conical screw installed in the confuser part of the channel, while inside the specified swirling device is installed with the possibility of axial movement in the cylindrical section of the said channel and back profiled central body, made in the form of a cylinder with a profiled conical outlet, and the surface of the conical outlet is equidistant from the surface of the specified about the confuser section of the channel, while in the outlet pipe, in the outlet part of the diffuser channel section with an annular gap between the inner surface of the diffuser channel and the inner surface of the outlet pipe to form an annular cavity, a hollow cone is installed, and the said cavity is connected to the cavity of the droplet selection unit and / or solid particles and a cavity formed by the inlet section of the profiled channel, preferably cylindrical (Patent RU No. 2731448, IPC F25J 3/00, F15D 1/02, 2020 - prototype).

Недостатками данной конструкции являются малый диапазон регулирования производительности, негативное влияние введения профилированного центрального тела в цилиндрический участок соплового канала на расчетный режим работы устройства для сепарации, создание дополнительного сопротивления предварительно закрученному потоку и последующее снижение эффективности разделения посредством введения линии рециркуляции непосредственно в цилиндрический участок соплового канала.The disadvantages of this design are a small range of performance control, the negative impact of the introduction of a shaped central body into the cylindrical section of the nozzle channel on the design mode of operation of the device for separation, the creation of additional resistance to the pre-swirling flow and the subsequent decrease in separation efficiency by introducing a recirculation line directly into the cylindrical section of the nozzle channel.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании устройства для сепарации многокомпонентной среды, в котором отсутствуют приведенные недостатки, и при работе которого имеется возможность регулирования производительности сепаратора в широком диапазоне при изменении исходных рабочих параметров многокомпонентной среды, при этом не требуется введение профилированного центрального тела в сопловой аппарат, в процессе регулирования производительности нет необходимости в длительном останове оборудования, а также отсутствуют дополнительные сопротивления газовому потоку, оказывающие негативное влияние на расчетный режим работы устройства для сепарации.The problem to be solved by the proposed invention is to create a device for separating a multicomponent medium, which does not have the above disadvantages, and during operation of which it is possible to control the performance of the separator in a wide range when the initial operating parameters of the multicomponent medium change, without the need to introduce a profiled of the central body into the nozzle apparatus, there is no need for a long shutdown of the equipment in the process of capacity control, and there are no additional resistances to the gas flow that have a negative impact on the design mode of operation of the separation device.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предложенном устройстве для сепарации многокомпонентной среды, содержащем корпус с выполненным в нем профилированным каналом подачи потока с конфузорным, диффузорным участками и расположенным между ними критическим сечением, устройство закручивания потока среды, установленное в канале, узел отбора капель и/или твердых частиц, установленный в выходной части диффузорного участка, полый конус, установленный в выходной части диффузорного участка канала с кольцевым зазором между внутренней поверхностью диффузорного участка и наружной поверхностью упомянутого конуса с образованием кольцевой полости, причем упомянутая полость соединена с полостью узла отбора капель и/или твердых частиц, согласно изобретению, устройство для сепарации многокомпонентной среды содержит, как минимум, два профилированных канала подачи потока, геометрические размеры проточных частей которых выполнены из условия обеспечения требуемых параметров течения потока сепарируемой многокомпонентной среды, причем упомянутые профилированные каналы размещены, предпочтительно, параллельно и, преимущественно, вокруг общей оси вращения, исходя из условия расположения входных частей в одной плоскости, при этом на входе в устройство для сепарации установлен с возможностью вращения диск с каналами для направления потока в определенный профилированный канал, при этом на входе в устройство для сепарации закреплен входной коллектор с подводящим патрубком, а на выходе из упомянутого устройства закреплен отводящий коллектор с отводящим патрубком конденсата и связанные с профилированными каналами отводящие патрубки очищенного потока, при этом диффузорный участок выполнен с переходом от меньшего угла раствора к большему, причем полый конус размещен в части с большим углом раствора диффузорного участка, на выходе из профилированного канала, при этом внутри упомянутого полого конуса выполнен конфузорно-диффузорный переход.The solution of the problem is achieved by the fact that in the proposed device for separating a multicomponent medium, containing a housing with a profiled flow supply channel made in it with confuser, diffuser sections and a critical section located between them, a device for swirling the flow of the medium installed in the channel, a droplet selection unit and / or solid particles installed in the outlet part of the diffuser section, a hollow cone installed in the outlet part of the diffuser section of the channel with an annular gap between the inner surface of the diffuser section and the outer surface of said cone to form an annular cavity, wherein said cavity is connected to the cavity of the droplet selection unit and / or solid particles, according to the invention, the device for separating a multicomponent medium contains at least two profiled flow supply channels, the geometric dimensions of the flow parts of which are made to ensure the required flow parameters of the separator flow of the multicomponent medium, wherein said profiled channels are placed, preferably, in parallel and, mainly, around a common axis of rotation, based on the condition of the location of the inlet parts in the same plane, while at the inlet to the separation device, a disk with channels for flow direction is installed with the possibility of rotation into a certain profiled channel, at the same time, an inlet manifold with an inlet pipe is fixed at the inlet to the separation device, and an outlet collector with a condensate outlet pipe is fixed at the outlet of the said device and outlet pipes of the purified flow connected with the profiled channels, while the diffuser section is made with a transition from a smaller opening angle to a larger one, moreover, the hollow cone is located in the part with a large opening angle of the diffuser section, at the exit from the profiled channel, while inside the mentioned hollow cone a confuser-diffuser transition is made.

В варианте исполнения, предложенное устройство для сепарации дополнительно снабжено емкостью с ингибитором и струйным насосом, причем отводящая часть струйного насоса соединена с подводящим патрубком входного коллектора, при этом полость отводящего патрубка конденсата, а также емкость с ингибитором соединены магистралями со входной частью струйного насоса, при этом в упомянутых магистралях установлена запорно-регулирующая арматура.In the embodiment, the proposed separation device is additionally equipped with a container with an inhibitor and a jet pump, and the outlet part of the jet pump is connected to the inlet pipe of the inlet manifold, while the cavity of the condensate outlet pipe, as well as the container with the inhibitor, are connected by lines to the inlet part of the jet pump, with at the same time, shut-off and control valves are installed in the mentioned highways.

В варианте исполнения, предложенное устройство для сепарации дополнительно снабжено емкостью с ингибитором, насосом ингибитора и струйным насосом, причем отводящая часть струйного насоса соединена с подводящим патрубком входного коллектора, при этом входной коллектор оснащен форсунками, которые установлены соосно профилированным каналам, и дополнительным диском с каналами, который установлен симметрично и соосно имеющемуся диску, при этом полость отводящего патрубка конденсата соединена магистралью со входной частью струйного насоса, а емкость с ингибитором соединена магистралью с насосом ингибитора и форсунками, при этом в упомянутых магистралях установлена запорно-регулирующая арматура, при этом входной коллектор соединен линией сброса с емкостью с ингибитором.In the embodiment, the proposed separation device is additionally equipped with a container with an inhibitor, an inhibitor pump and a jet pump, and the outlet part of the jet pump is connected to the inlet pipe of the inlet manifold, while the inlet manifold is equipped with nozzles that are installed coaxially to the profiled channels, and an additional disk with channels , which is installed symmetrically and coaxially with the existing disk, while the cavity of the condensate outlet pipe is connected by a line to the inlet part of the jet pump, and the container with the inhibitor is connected by a line to the inhibitor pump and nozzles, while shut-off and control valves are installed in these lines, while the inlet manifold connected by a discharge line to a container with an inhibitor.

В варианте исполнения, предложенного устройства каналы в диске выполнены с возможностью одновременной подачи потока многокомпонентной среды в два и более профилированных канала.In the embodiment of the proposed device, the channels in the disk are configured to simultaneously supply the flow of a multicomponent medium into two or more profiled channels.

В варианте исполнения, предложенного устройства диск соединен с валом электродвигателя, преимущественно, шагового.In the embodiment of the proposed device, the disk is connected to the shaft of an electric motor, mainly a stepper one.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где: на фиг. 1 показан продольный разрез устройства для сепарации многокомпонентной среды; на фиг. 2 показан поперечный разрез А-А устройства для сепарации многокомпонентной среды; на фиг. 3 показан поперечный разрез Б-Б предложенного устройства; на фиг. 4 показан выносной элемент В - разрез диффузорного участка профилированного канала с установленным в нем полым конусом; на фиг. 5 показан продольный разрез устройства для сепарации многокомпонентной среды, снабженного струйным насосом и емкостью с ингибитором, при условии подачи ингибитора в струйный насос, на фиг. 6 показан продольный разрез предложенного устройства, снабженного струйным насосом, форсунками и емкостью с ингибитором, при условии подачи ингибитора в форсунки.The essence of the invention is illustrated by drawings, where: in Fig. 1 shows a longitudinal section of a device for separating a multicomponent medium; in fig. 2 shows a cross-section A-A of a device for separating a multi-component medium; in fig. 3 shows a cross section b-b of the proposed device; in fig. 4 shows the remote element B - a section of the diffuser section of the profiled channel with a hollow cone installed in it; in fig. 5 shows a longitudinal section of a device for separating a multicomponent medium, equipped with a jet pump and a container with an inhibitor, provided that the inhibitor is supplied to the jet pump, FIG. 6 shows a longitudinal section of the proposed device, equipped with a jet pump, nozzles and a container with an inhibitor, provided that the inhibitor is supplied to the nozzles.

Устройство для сепарации многокомпонентной среды содержит, как минимум, два профилированных канала 1 подачи потока с конфузорными 2, диффузорными 3 и расположенными между ними критическими сечениями 4, устройства 5 для закручивания потока среды, установленные в каналах. На входе в устройство для сепарации установлен диск 6 с каналами для направления потока в определенный профилированный канал, а также закреплен входной коллектор 7 с подводящим патрубком 8. В выходной части диффузорных участков 3, в части с большим углом раствора, установлены полые конусы 9 с кольцевыми зазорами 10 между внутренней поверхностью диффузорных участков и наружными поверхностями упомянутых конусов 9. Внутри полых конусов 9 выполнены конфузорно-диффузорные переходы 11. При этом на выходе из упомянутого устройства закреплен отводящий коллектор 12 с отводящим патрубком 13 конденсата и связанные с профилированными каналами 1 отводящие патрубки 14 очищенного потока.The device for separating a multicomponent medium contains at least two profiled channels 1 for supplying a flow with confuser 2, diffuser 3 and critical sections 4 located between them, devices 5 for swirling the flow of the medium installed in the channels. At the inlet to the separation device, a disk 6 with channels for directing the flow into a certain profiled channel is installed, and an inlet manifold 7 with an inlet pipe 8 is fixed. In the outlet part of the diffuser sections 3, in the part with a large opening angle, hollow cones 9 with annular gaps 10 between the inner surface of the diffuser sections and the outer surfaces of said cones 9. Inside the hollow cones 9, confusing-diffuser transitions 11 are made. purified stream.

В варианте исполнения (фиг. 5) предложенное устройство дополнительно снабжено емкостью 15 с ингибитором и струйным насосом 16. Полость отводящего патрубка 13 конденсата, а также емкость 15 с ингибитором соединены магистралями со входной частью струйного насоса 16, при этом в упомянутых магистралях установлена запорно-регулирующая арматура, соответственно, 17 и 18.In the embodiment (Fig. 5), the proposed device is additionally equipped with a container 15 with an inhibitor and a jet pump 16. The cavity of the outlet pipe 13 of the condensate, as well as the container 15 with the inhibitor, are connected by lines to the inlet of the jet pump 16, while a shut-off valve is installed in the said lines. control valves, respectively, 17 and 18.

В варианте исполнения (фиг. 6) предложенное устройство дополнительно снабжено емкостью 15 с ингибитором, насосом 19 ингибитора и струйным насосом 16. Входной коллектор 7 оснащен форсунками 20, которые установлены соосно профилированным каналам 1, и дополнительным диском 21 с каналами, который установлен соосно и симметрично имеющемуся диску 6. Полость отводящего патрубка 13 конденсата соединена магистралью со входной частью струйного насоса 16, а емкость 15 с ингибитором соединена магистралью с насосом 19 ингибитора и форсунками 20, при этом в упомянутых магистралях установлена запорно-регулирующая арматура, соответственно, 17 и 18, при этом входной коллектор 7 соединен линией сброса 22 с емкостью 15 с ингибитором.In the embodiment (Fig. 6), the proposed device is additionally equipped with a container 15 with an inhibitor, an inhibitor pump 19 and a jet pump 16. symmetrically to the existing disk 6. The cavity of the outlet pipe 13 of the condensate is connected by a line to the inlet of the jet pump 16, and the container 15 with the inhibitor is connected by a line to the pump 19 of the inhibitor and nozzles 20, while in the said lines, shut-off and control valves are installed, respectively, 17 and 18 , while the input manifold 7 is connected by a reset line 22 with a container 15 with an inhibitor.

В варианте исполнения предложенного устройства диск соединен с валом электродвигателя 23, преимущественно, шагового.In the embodiment of the proposed device, the disc is connected to the shaft of the electric motor 23, mainly stepper.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Поток многокомпонентной среды под действием входного давления поступает через подводящий патрубок 8 во входной коллектор 7, из которого упомянутый поток направляется в один или более профилированные каналы 1, геометрия проточной части которых выбрана из условия обеспечения исходных параметров потока. Открытие определенного канала предварительно осуществляется поворотом диска 6 вокруг оси. В профилированном канале 1, при помощи завихрителя 5, происходит завихрение потока многокомпонентной среды с более высокой периферийной пристеночной плотностью, окружной скоростью и радиальным градиентом давления, по сравнению с аналогичными параметрами в приосевой области, после чего скорость упомянутого потока увеличивается в конфузорном участке 2, затем поток многокомпонентной среды проходит через критическое сечение 4, в котором его скорость увеличивается до звуковых значений в данной среде. Далее упомянутый поток направляется в диффузорный участок 3, в котором обеспечивается значение скорости упомянутого потока выше скорости звука в данной среде, при этом в потоке многокомпонентной среды снижается статическое давление до минимальных значений, а статическая температура - до значений ниже температуры точки росы, и организуется процесс конденсации в дисперсном потоке многокомпонентной среды жидкой фракции пропана, бутана и более тяжелых углеводородов С5+ в виде капель жидкости, а также обеспечивается его расширение, после чего отсепарированная жидкая фракция тяжелых углеводородов направляется в пристеночный периферийный слой диффузорного участка 3 за счет центробежных сил, а затем - в кольцевую полость 10 с частью газа и далее - в полость отводящего коллектора 12. Отбор жидкой фракции тяжелых углеводородов из отводящего коллектора 12 осуществляется через отводящий патрубок 13 конденсата. Основной отсепарированный газовый поток из диффузорного участка 3 подается в конфузорно-диффузорный переход 11 полого конуса 9, после чего отбирается для дальнейшего использования через отводящий патрубок 14 очищенного потока.The flow of a multicomponent medium under the action of the inlet pressure enters through the inlet pipe 8 into the inlet manifold 7, from which the said flow is directed to one or more profiled channels 1, the geometry of the flow path of which is selected from the condition of providing the initial flow parameters. The opening of a certain channel is preliminarily carried out by turning the disk 6 around the axis. In the profiled channel 1, with the help of a swirler 5, the flow of a multicomponent medium is swirled with a higher peripheral wall density, circumferential velocity and radial pressure gradient, compared with similar parameters in the axial region, after which the speed of the said flow increases in the confuser section 2, then the flow of a multicomponent medium passes through the critical section 4, in which its speed increases to the sound values in this medium. Further, the mentioned flow is directed to the diffuser section 3, in which the value of the speed of the mentioned flow is higher than the speed of sound in this medium, while in the flow of the multicomponent medium the static pressure is reduced to the minimum values, and the static temperature is reduced to values below the dew point temperature, and the process is organized condensation in the dispersed flow of a multicomponent medium of the liquid fraction of propane, butane and heavier hydrocarbons С 5+ in the form of liquid drops, and its expansion is also provided, after which the separated liquid fraction of heavy hydrocarbons is sent to the near-wall peripheral layer of the diffuser section 3 due to centrifugal forces, and then - into the annular cavity 10 with a part of the gas and then - into the cavity of the outlet manifold 12. The selection of the liquid fraction of heavy hydrocarbons from the outlet manifold 12 is carried out through the outlet pipe 13 of the condensate. The main separated gas flow from the diffuser section 3 is fed into the confuser-diffuser transition 11 of the hollow cone 9, after which it is taken for further use through the discharge pipe 14 of the purified stream.

В варианте исполнения (фиг. 5) отбираемая из отводящего патрубка 13 конденсата часть газа направляется по магистрали в струйный насос 16, где смешивается с потоком многокомпонентной среды и способствующим предотвращению гидратообразования ингибитором, который подается по магистрали из емкости 15, после чего смесь подается из струйного насоса через подводящий патрубок 8 во входной коллектор 7, далее все процессы происходят аналогично. При этом регулирование расхода части газа, отбираемого из отводящего патрубка 13 конденсата, осуществляется при помощи запорно-регулирующей арматуры 17, а регулирование расхода ингибитора - при помощи запорно-регулирующей арматуры 18.In the embodiment (Fig. 5), the part of the gas taken from the outlet pipe 13 of the condensate is sent through the line to the jet pump 16, where it is mixed with the flow of a multicomponent medium and an inhibitor that helps prevent hydrate formation, which is supplied through the line from the tank 15, after which the mixture is supplied from the jet pump through the inlet pipe 8 into the inlet manifold 7, then all processes proceed in the same way. At the same time, the regulation of the flow rate of a part of the gas taken from the outlet pipe 13 of the condensate is carried out using shut-off and control valves 17, and the regulation of the inhibitor flow is carried out using shut-off and control valves 18.

В варианте исполнения (фиг. 6) с целью предотвращения гидратообразования, из емкости 15 при помощи насоса 19 по магистрали в форсунки 20 подается ингибитор, при этом посредством вращения дополнительного диска 21 открывается или перекрывается подача ингибитора из указанных форсунок во входной коллектор 7, причем требуемый расход ингибитора из входного коллектора осуществляется через линию сброса 22 обратно в емкость 15. Отбираемая из отводящего патрубка 13 конденсата часть газа направляется по магистрали в струйный насос 16, где смешивается с потоком многокомпонентной среды, после чего смесь подается из струйного насоса через подводящий патрубок 8 во входной коллектор 7, далее все процессы происходят аналогично. При этом регулирование расхода части газа, отбираемого из отводящего патрубка 13 конденсата, осуществляется при помощи запорно-регулирующей арматуры 17, а регулирование расхода ингибитора - при помощи запорно-регулирующей арматуры 18.In the embodiment (Fig. 6), in order to prevent hydrate formation, an inhibitor is supplied from the tank 15 using a pump 19 through the line to the nozzles 20, while by rotating the additional disk 21, the inhibitor supply from these nozzles to the inlet manifold 7 is opened or blocked, and the required the consumption of the inhibitor from the inlet manifold is carried out through the discharge line 22 back into the tank 15. The part of the gas taken from the outlet pipe 13 of the condensate is sent along the line to the jet pump 16, where it mixes with the flow of the multicomponent medium, after which the mixture is fed from the jet pump through the inlet pipe 8 into input manifold 7, then all processes proceed similarly. At the same time, the regulation of the flow rate of a part of the gas taken from the outlet pipe 13 of the condensate is carried out using shut-off and control valves 17, and the regulation of the inhibitor flow is carried out using shut-off and control valves 18.

В варианте исполнения вращение диска осуществляется при помощи электродвигателя 23, преимущественно, шагового.In the embodiment, the disc is rotated by means of an electric motor 23, mainly a stepper motor.

Использование предложенного устройства для сепарации многокомпонентной среды с целью отделения жидкой фракции углеводородных газов, а также более тяжелых углеводородов С5+ при подготовке природного газа в нефтегазовой промышленности позволит обеспечить возможность регулирования производительности сепаратора в широком диапазоне при изменении исходных рабочих параметров многокомпонентной среды, при этом не требуется введение профилированного центрального тела в сопловой аппарат, в процессе регулирования производительности нет необходимости в длительном останове оборудования, а также отсутствуют дополнительные сопротивления газовому потоку, оказывающие негативное влияние на расчетный режим работы устройства для сепарации.The use of the proposed device for separating a multicomponent medium in order to separate the liquid fraction of hydrocarbon gases, as well as heavier C 5+ hydrocarbons in the preparation of natural gas in the oil and gas industry, will make it possible to control the performance of the separator in a wide range when the initial operating parameters of the multicomponent medium change, while not the insertion of a profiled central body into the nozzle apparatus is required, in the process of capacity control there is no need for a long shutdown of the equipment, and there are no additional resistances to the gas flow that have a negative impact on the design mode of operation of the separation device.

Claims (5)

1. Устройство для сепарации многокомпонентной среды, содержащее корпус с выполненным в нем профилированным каналом подачи потока с конфузорным, диффузорным участками и расположенным между ними критическим сечением, устройство закручивания потока среды, установленное в канале, узел отбора капель и/или твердых частиц, установленный в выходной части диффузорного участка, полый конус, установленный в выходной части диффузорного участка канала с кольцевым зазором между внутренней поверхностью диффузорного участка и наружной поверхностью упомянутого конуса с образованием кольцевой полости, причем упомянутая полость соединена с полостью узла отбора капель и/или твердых частиц, отличающееся тем, что устройство для сепарации многокомпонентной среды содержит, как минимум, два профилированных канала подачи потока, геометрические размеры проточных частей которых выполнены из условия обеспечения требуемых параметров течения потока сепарируемой многокомпонентной среды, причем упомянутые профилированные каналы размещены, предпочтительно, параллельно и, преимущественно, вокруг общей оси вращения, исходя из условия расположения входных частей в одной плоскости, при этом на входе в устройство для сепарации установлен с возможностью вращения диск с каналами для направления потока в определенный профилированный канал, при этом на входе в устройство для сепарации закреплен входной коллектор с подводящим патрубком, а на выходе из упомянутого устройства закреплен отводящий коллектор с отводящим патрубком конденсата и связанные с профилированными каналами отводящие патрубки очищенного потока, при этом диффузорный участок выполнен с переходом от меньшего угла раствора к большему, причем полый конус размещен в части с большим углом раствора диффузорного участка, на выходе из профилированного канала, при этом внутри упомянутого полого конуса выполнен конфузорно-диффузорный переход.1. A device for separating a multicomponent medium, comprising a housing with a profiled flow supply channel made in it with confuser, diffuser sections and a critical section located between them, a device for swirling the flow of the medium installed in the channel, a droplet and / or solid particle selection unit installed in outlet part of the diffuser section, a hollow cone installed in the outlet part of the diffuser section of the channel with an annular gap between the inner surface of the diffuser section and the outer surface of said cone to form an annular cavity, wherein said cavity is connected to the cavity of the droplet and/or solid particles selection unit, characterized in that that the device for separating a multicomponent medium contains at least two profiled flow supply channels, the geometric dimensions of the flow parts of which are made to ensure the required flow parameters of the flow of the separated multicomponent medium, and the mentioned profiled The channels are placed, preferably, in parallel and, mainly, around a common axis of rotation, based on the condition of the location of the inlet parts in the same plane, while at the inlet to the separation device, a disk with channels is installed with the possibility of rotation to direct the flow into a certain profiled channel, while At the same time, an inlet manifold with an inlet pipe is fixed at the inlet to the separation device, and an outlet collector with a condensate outlet pipe and outlet pipes of the purified flow connected with profiled channels are fixed at the outlet of the said device, while the diffuser section is made with a transition from a smaller opening angle to a larger one. , and the hollow cone is placed in the part with a large opening angle of the diffuser section, at the outlet of the profiled channel, while inside the said hollow cone a confuser-diffuser transition is made. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено емкостью с ингибитором и струйным насосом, причем отводящая часть струйного насоса соединена с подводящим патрубком входного коллектора, при этом полость отводящего патрубка конденсата, а также емкость с ингибитором соединены магистралями со входной частью струйного насоса, при этом в упомянутых магистралях установлена запорно-регулирующая арматура.2. The device according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a container with an inhibitor and a jet pump, and the outlet part of the jet pump is connected to the inlet pipe of the inlet manifold, while the cavity of the condensate outlet pipe, as well as the container with the inhibitor, are connected by lines to the inlet part of the jet pump, while in the mentioned lines installed shut-off and control valves. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено емкостью с ингибитором, насосом ингибитора и струйным насосом, причем отводящая часть струйного насоса соединена с подводящим патрубком входного коллектора, при этом входной коллектор оснащен форсунками, которые установлены соосно профилированным каналам, и дополнительным диском с каналами, который установлен симметрично и соосно имеющемуся диску, при этом полость отводящего патрубка конденсата соединена магистралью со входной частью струйного насоса, а емкость с ингибитором соединена магистралью с насосом ингибитора и форсунками, при этом в упомянутых магистралях установлена запорно-регулирующая арматура, при этом входной коллектор соединен линией сброса с емкостью с ингибитором.3. The device according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a container with an inhibitor, an inhibitor pump and a jet pump, and the outlet part of the jet pump is connected to the inlet pipe of the inlet manifold, while the inlet manifold is equipped with nozzles that are installed coaxially to the profiled channels, and an additional disk with channels, which is installed symmetrically and coaxially with the existing disk, while the cavity of the condensate outlet pipe is connected by a line to the inlet part of the jet pump, and the container with the inhibitor is connected by a line to the inhibitor pump and nozzles, while shut-off and control valves are installed in the mentioned lines , while the inlet manifold is connected by a reset line to a container with an inhibitor. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каналы в диске выполнены с возможностью одновременной подачи потока многокомпонентной среды в два и более профилированных канала.4. The device according to claim. 1, characterized in that the channels in the disk are made with the possibility of simultaneously supplying the flow of a multicomponent medium into two or more profiled channels. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диск соединен с валом электродвигателя, преимущественно, шагового.5. The device according to claim 1, characterized in that the disk is connected to the shaft of an electric motor, mainly a stepper one.
RU2022113839A 2022-05-23 Device for separation of multicomponent medium RU2790120C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2790120C1 true RU2790120C1 (en) 2023-02-14

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221139U1 (en) * 2023-04-19 2023-10-23 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие повышения нефтеотдачи "СибБурМаш" Autonomous reservoir fluid inflow control valve

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2013108C1 (en) * 1990-02-12 1994-05-30 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Method and device for separating liquid from gas-liquid flow
RU2016630C1 (en) * 1991-03-20 1994-07-30 Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им.Н.Э.Баумана Gas cleaning separation plant
WO1999001194A1 (en) * 1997-07-02 1999-01-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Removing a gaseous component from a fluid
RU2538992C1 (en) * 2013-10-18 2015-01-10 3S Газ Текнолоджис Лимитед Device for separation of multicomponent medium and nozzle channel for it
US9034082B2 (en) * 2009-02-05 2015-05-19 Twister B.V. Multistage cyclonic fluid separator
RU2731448C1 (en) * 2020-02-20 2020-09-02 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Device for separation of multicomponent medium
RU2736135C1 (en) * 2020-02-20 2020-11-11 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Method of separating a multicomponent medium

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2013108C1 (en) * 1990-02-12 1994-05-30 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе Method and device for separating liquid from gas-liquid flow
RU2016630C1 (en) * 1991-03-20 1994-07-30 Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им.Н.Э.Баумана Gas cleaning separation plant
WO1999001194A1 (en) * 1997-07-02 1999-01-14 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Removing a gaseous component from a fluid
US9034082B2 (en) * 2009-02-05 2015-05-19 Twister B.V. Multistage cyclonic fluid separator
RU2538992C1 (en) * 2013-10-18 2015-01-10 3S Газ Текнолоджис Лимитед Device for separation of multicomponent medium and nozzle channel for it
RU2731448C1 (en) * 2020-02-20 2020-09-02 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Device for separation of multicomponent medium
RU2736135C1 (en) * 2020-02-20 2020-11-11 Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" Method of separating a multicomponent medium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221139U1 (en) * 2023-04-19 2023-10-23 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие повышения нефтеотдачи "СибБурМаш" Autonomous reservoir fluid inflow control valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0068792B1 (en) Arrangement of multiple fluid cyclones
US6776825B2 (en) Supersonic separator apparatus and method
US4859347A (en) Centrifugal separator
US8353411B2 (en) Hydrocyclone
AU2009330799B2 (en) Method of removing carbon dioxide from a fluid stream and fluid separation assembly
WO2004098783A1 (en) An inlet device and a method of controlling the introduction of a fluid into a separator
CN109310932A (en) Hydrocarbon-separator
US9248385B2 (en) Centrifuge separator
RU2790120C1 (en) Device for separation of multicomponent medium
EP2463008A1 (en) A separator for separating a fluid flow of gas with a dispersed phase
RU2790121C1 (en) Method for separation of the flow of a multicomponent medium
US8246843B2 (en) Process and device for the separation of oil/water mixtures
RU2747403C1 (en) In-line separator
RU2782072C1 (en) Device for separation of multicomponent medium (options)
RU2796850C1 (en) Method for separation of flow of a multicomponent medium
RU2773182C1 (en) Method for separation of a flow of a multi-component medium (options)
EA044454B1 (en) IN-TUBE SEPARATOR
RU2736135C1 (en) Method of separating a multicomponent medium
RU2799746C1 (en) Device for flow separation of multi-component medium
RU2799745C1 (en) Device for flow separation of multi-component medium
RU2786845C1 (en) Ejector plant
RU2803224C2 (en) Device and method for fluid medium cleaning
EA044614B1 (en) EJECTOR INSTALLATION
RU2095637C1 (en) Swirl installation for separation of hydrogen from air
RU1790971C (en) Separator