RU93513U1 - INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF GAS OR GAS-LIQUID MIXTURES (OPTIONS) - Google Patents
INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF GAS OR GAS-LIQUID MIXTURES (OPTIONS) Download PDFInfo
- Publication number
- RU93513U1 RU93513U1 RU2010105030/22U RU2010105030U RU93513U1 RU 93513 U1 RU93513 U1 RU 93513U1 RU 2010105030/22 U RU2010105030/22 U RU 2010105030/22U RU 2010105030 U RU2010105030 U RU 2010105030U RU 93513 U1 RU93513 U1 RU 93513U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- cyclone separator
- outlet
- liquid
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
1. Установка низкотемпературной сепарации газовых или газожидкостных смесей, содержащая соединенный с источником газовой или газожидкостной смеси высокого давления первый циклонный сепаратор, включающий расположенный по его центральной оси канал для подачи газовой или газожидкостной смеси низкого давления и коаксиально его охватывающий завихритель, за которыми по ходу потока последовательно размещены сопловой и сепарационный каналы, причем последний выполнен с выходами для двухфазной смеси и для очищенного газа, при этом выход для двухфазной смеси соединен со входом сепаратора для выделения жидкости, газовый выход которого соединен со входом второго циклонного сепаратора, выход для двухфазной смеси которого соединен с каналом для подачи газовой или газожидкостной смеси низкого давления первого циклонного сепаратора, а газовый выход второго циклонного сепаратора соединен с выходом для очищенного газа первого циклонного сепаратора. ! 2. Установка низкотемпературной сепарации газовых или газожидкостных смесей, содержащая источник газовой или газожидкостной смеси высокого давления и теплообменник с каналами для охлаждения и нагрева, при этом со стороны входа каналы для охлаждения соединены с источником газовой или газожидкостной смеси высокого давления, а со стороны выхода каналы для охлаждения соединены с первым циклонным сепаратором, включающим расположенный по его центральной оси канал для подачи газовой или газожидкостной смеси низкого давления и коаксиально его охватывающий завихритель, за которыми по ходу потока последовательно размещены сопловой и сепарационный каналы, причем послед 1. Installation of low-temperature separation of gas or gas-liquid mixtures, comprising a first cyclone separator connected to a source of a gas or gas-liquid mixture of high pressure, including a channel for supplying a gas or gas-liquid mixture of low pressure and coaxially covering it with a swirl, followed by an upstream swirl nozzle and separation channels are arranged in series, the latter being made with outlets for a two-phase mixture and for purified gas, while the outlet for a two-phase mixture is connected to a channel for supplying a low-pressure gas or gas-liquid mixture of the first cyclone separator, and the gas outlet of the second cyclone separator is connected to the outlet for purified gas of the first cyclone separator. ! 2. Installation of low-temperature separation of gas or gas-liquid mixtures containing a source of gas or gas-liquid mixture of high pressure and a heat exchanger with channels for cooling and heating, while on the inlet side the cooling channels are connected to a source of gas or gas-liquid mixture of high pressure, and on the outlet side for cooling are connected to the first cyclone separator, including a channel located on its central axis for supplying a gas or gas-liquid mixture of low pressure and coaxially covering swirl, after which the nozzle and separation channels are sequentially placed along the flow
Description
Полезная модель относится к газовой и нефтяной, а также к химической отраслям промышленности и может быть использована для получения сжиженных газов, а также разделения компонентов газовых смесей или выделения одной или нескольких целевых фракций углеводородов из природного сырья.The utility model relates to gas and oil, as well as to chemical industries and can be used to produce liquefied gases, as well as separating components of gas mixtures or separating one or more target hydrocarbon fractions from natural raw materials.
Известно устройство для сжижения многокомпонентной газовой смеси, содержащее блок очистки и осушки газа, холодильную машину для предварительного охлаждения многокомпонентной газовой смеси, теплообменник для глубокого ее охлаждения, соединенный через дроссель с основным сепаратором, снабженного двумя трубопроводами. По первому трубопроводу с верхней полости основного сепаратора отводят газовую фазу в теплообменник для рекуперации холода, а по другому трубопроводу из нижней полости основного сепаратора отводят жидкую фазу потребителю. Устройство дополнительно снабжено двумя технологическими контурами: первый контур служит для сжижения многокомпонентной газовой смеси, имеющей параметры после теплообменника ниже критических значений и содержит дополнительный сепаратор, установленный после теплообменника, оснащенный расширителем по газовой полости и соединенный с трубопроводом обратного потока и жидкостным дросселем, установленным параллельно дросселю и соединенным также с обратным потоком. Второй контур служит для сжижения многокомпонентной газовой смеси, имеющей параметры после теплообменника выше критических значений и содержит газовый дроссель, установленный параллельно дросселю и соединенный с обратным потоком (патент RU № 2204093, кл. F25J 1/00, 10.05.2003).A device for liquefying a multicomponent gas mixture, comprising a gas purification and drying unit, a refrigeration machine for pre-cooling the multicomponent gas mixture, a heat exchanger for deep cooling thereof, connected through a throttle to a main separator equipped with two pipelines. Through the first pipeline, the gas phase is diverted from the upper cavity of the main separator to a heat exchanger to recover cold, and through another pipeline, the liquid phase is diverted to the consumer from the lower cavity of the main separator. The device is additionally equipped with two process circuits: the first circuit serves to liquefy a multicomponent gas mixture having parameters after the heat exchanger below critical values and contains an additional separator installed after the heat exchanger, equipped with an expander in the gas cavity and connected to the return flow pipe and a liquid choke installed parallel to the throttle and also connected to the return flow. The second circuit serves to liquefy a multicomponent gas mixture having parameters after the heat exchanger above critical values and contains a gas reactor installed parallel to the reactor and connected to the return flow (patent RU No. 2204093, class F25J 1/00, 05/10/2003).
Недостатком известного устройства является его относительно низкая эффективность сепарации компонентов природного газа.A disadvantage of the known device is its relatively low separation efficiency of natural gas components.
Известна установка переработки углеводородного сырья газоконденсатных залежей с целью разделения природного газа на фракции. Установка включает входной сепаратор, рекуперативный газовый теплообменник, эжектор, низкотемпературный сепаратор, трехфазные разделители первой и второй ступеней, дегазатор. Установка дополнительно снабжена последовательно соединенными рекуперативным теплообменником, колонной деэтанизации конденсата, компрессором, аппаратом воздушного охлаждения и рекуперативным газожидкостным теплообменником, вход рекуперативного теплообменника соединен с выходом конденсата из дегазатора, вход в верхнюю часть колонны деэтанизации соединен с выходом конденсата из дегазатора, выход рекуперативного газожидкостного теплообменника соединен с входом низкотемпературного сепаратора. Установка дополнительно снабжена блоком стабилизации деэтанизированного конденсата, блоком первичной переработки стабильного конденсата, блоком каталитической переработки бензиновой фракции, блоком сжижения осушенного газа, блоком каталитической переработки осушенного газа. Установка позволяет обеспечить отделение газообразных углеводородов (метана и этана) от сжижаемых и жидких углеводородов (пропан + высшие) (патент RU № 2182035, кл. В01D 53/00, 10.05.2002).A known installation for the processing of hydrocarbon feedstock of gas condensate deposits in order to separate natural gas into fractions. The installation includes an inlet separator, a recuperative gas heat exchanger, an ejector, a low-temperature separator, three-phase separators of the first and second stages, a degasser. The installation is additionally equipped with a recuperative heat exchanger, a condensate deethanization column, a compressor, an air cooling apparatus and a recuperative gas-liquid heat exchanger connected in series, the recuperative heat exchanger inlet is connected to the condensate outlet from the degasser, the inlet to the upper part of the deethanization column is connected to the condensate outlet from the degasser, the recuperative gas-liquid recuperator is connected with the entrance of the low temperature separator. The installation is additionally equipped with a de-ethanized condensate stabilization unit, a stable condensate primary processing unit, a gasoline fraction catalytic processing unit, a dried gas liquefaction unit, and a dried gas catalytic processing unit. The installation allows for the separation of gaseous hydrocarbons (methane and ethane) from liquefied and liquid hydrocarbons (propane + higher) (patent RU No. 2182035, class B01D 53/00, 05/10/2002).
Кроме того известна установка, реализующая способ подготовки газоконденсатной смеси к транспорту трехступенчатой сепарацией, включающий подачу пластового газа в сепаратор первой ступени, подачу отсепарированного в первой ступени газа через теплообменник первой ступени охлаждения в сепаратор второй ступени, подачу отсепарированного во второй ступени газа через теплообменник второй ступени охлаждения и расширяющее устройство, дроссель или эжектор, в сепаратор третьей ступени, подачу отсепарированного в третьей ступени газа последовательно через теплообменники второй и первой ступени охлаждения и отвод из сепараторов жидкости в разделители, поочередную подачу нестабильного конденсата из разделителей в две накопительные емкости, поочередную подачу газа высокого давления после первичного сепаратора к этим емкостям для транспортировки нестабильного конденсата из этих емкостей (патент RU № 2294430, кл. Е21В 43/34, 27.02.2007).In addition, there is a known installation that implements a method for preparing a gas-condensate mixture for transport by three-stage separation, including supplying formation gas to the first stage separator, supplying gas separated in the first stage through the heat exchanger of the first cooling stage to the second stage separator, and supplying gas separated in the second stage through the heat exchanger of the second stage cooling and expansion device, throttle or ejector, in the separator of the third stage, the supply of gas separated in the third stage of gas through the heat exchangers of the second and first cooling stages and the removal of liquid separators into the separators, the alternate supply of unstable condensate from the separators to two storage tanks, the alternate supply of high-pressure gas after the primary separator to these tanks for transporting unstable condensate from these tanks (patent RU No. 2294430 , CL ЕВВ 43/34, 02.27.2007).
Недостатком известного устройства, реализующего данный способ, является его относительно низкая эффективность и сложность конструкции.A disadvantage of the known device that implements this method is its relatively low efficiency and design complexity.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности является устройство для сжижения и сепарации газа, которое содержит сопло с форкамерой с размещенным в ней средством для закрутки газового потока высокого давления, которое коаксиально охватывает, расположенный по его центральной оси канал для подачи газа или газожидкостной смеси низкого давления, при этом сопло снабжено установленным на выходе сверхзвуковым и/или дозвуковым диффузором и средством для отбора жидкой фазы, выполненным в виде перфорации в стенках сопла и/или кольцевой щели, образованной стенками сопла и входным участком диффузора (патент RU № 2348871, кл. F25J 3/00, 10.03.2009).The closest to the utility model in technical essence is a device for liquefying and separating gas, which contains a nozzle with a prechamber with a means for swirling a high-pressure gas stream placed in it, which coaxially covers a channel for supplying a gas or low-liquid gas mixture located along its central axis pressure, while the nozzle is equipped with a supersonic and / or subsonic diffuser installed at the outlet and means for selecting the liquid phase, made in the form of perforation in the walls of the nozzle and / or the central gap formed by the walls of the nozzle and the inlet section of the diffuser (patent RU No. 2348871, CL F25J 3/00, 03/10/2009).
Недостатком этого известного устройства является его зависимость от эффективности разделения газа от жидкости, в используемом в комплекте с ним газожидкостным сепаратором, обусловленная частичным уносом конденсата.The disadvantage of this known device is its dependence on the efficiency of gas-liquid separation in a gas-liquid separator used in conjunction with it, due to partial entrainment of the condensate.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является уменьшение уноса конденсата.The task to which the present utility model is directed is to reduce condensate entrainment.
Технический результат заключается в том, что достигается повышение эффективности разделения компонентов природного газа.The technical result consists in that an increase in the efficiency of separation of the components of natural gas is achieved.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в первом варианте выполнения установка низкотемпературной сепарации газовых или газожидкостных смесей содержит соединенный с источником газовой или газожидкостной смеси высокого давления первый циклонный сепаратор, включающий расположенный по его центральной оси канал для подачи газовой или газожидкостной смеси низкого давления и коаксиально его охватывающий завихритель, за которыми по ходу потока последовательно размещены сопловой и сепарационный каналы, причем последний выполнен с выходами для двухфазной смеси и для очищенного газа, при этом выход для двухфазной смеси соединен со входом сепаратора для выделения жидкости, газовый выход которого соединен со входом второго циклонного сепаратора, выход для двухфазной смеси которого соединен с каналом для подачи газовой или газожидкостной смеси низкого давления первого циклонного сепаратора, а газовый выход второго циклонного сепаратора соединен с выходом для очищенного газа первого циклонного сепаратораThis problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in the first embodiment, the installation of low-temperature separation of gas or gas-liquid mixtures contains a first cyclone separator connected to a source of gas or gas-liquid mixture of high pressure, including a channel for supplying gas or gas-liquid located along its central axis low-pressure mixtures and its swirl swirl coaxially, after which the nozzle and separation the latter is made with outlets for a two-phase mixture and for purified gas, while the outlet for the two-phase mixture is connected to the inlet of the separator for separating liquid, the gas outlet of which is connected to the inlet of the second cyclone separator, the outlet for the two-phase mixture of which is connected to the gas supply channel or a low-pressure gas-liquid mixture of the first cyclone separator, and the gas outlet of the second cyclone separator is connected to the outlet for the purified gas of the first cyclone separator
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что во втором варианте выполнения установка низкотемпературной сепарации газовых или газожидкостных смесей содержит источник газовой или газожидкостной смеси высокого давления и теплообменник с каналами для охлаждения и нагрева, при этом со стороны входа каналы для охлаждения соединены с источником газовой или газожидкостной смеси высокого давления, а со стороны выхода каналы для охлаждения соединены с первым циклонным сепаратором, включающим расположенный по его центральной оси канал для подачи газовой или газожидкостной смеси низкого давления и коаксиально его охватывающий завихритель, за которыми по ходу потока последовательно размещены сопловой и сепарационный каналы, причем последний выполнен с выходами для двухфазной смеси и для очищенного газа, при этом выход для очищенного газа соединен с каналом для нагрева теплообменника, а выход для двухфазной смеси соединен со входом сепаратора для выделения жидкости, газовый выход которого соединен со входом второго циклонного сепаратора, выход для двухфазной смеси которого соединен с каналом для подачи газовой или газожидкостной смеси низкого давления первого циклонного сепаратора, а газовый выход второго циклонного сепаратора соединен с выходом для очищенного газа первого циклонного сепаратора.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in the second embodiment, the installation of low-temperature separation of gas or gas-liquid mixtures contains a source of gas or gas-liquid mixture of high pressure and a heat exchanger with channels for cooling and heating, while the cooling channels are connected from the inlet side with a source of a gas or gas-liquid mixture of high pressure, and from the outlet side the cooling channels are connected to the first cyclone separator, including along its central axis, a channel for supplying a gas or gas-liquid mixture of low pressure and coaxially enveloping it by a swirl, behind which nozzle and separation channels are sequentially placed along the flow, the latter being made with outlets for a two-phase mixture and for purified gas, while the outlet for purified gas connected to a channel for heating the heat exchanger, and the outlet for the two-phase mixture is connected to the inlet of the separator for separating liquid, the gas outlet of which is connected to the inlet of the second cyclone separator, the outlet for the two-phase mixture of which is connected to the channel for supplying a gas or gas-liquid mixture of low pressure of the first cyclone separator, and the gas outlet of the second cyclone separator is connected to the outlet for the purified gas of the first cyclone separator.
Упрощение схемы установки низкотемпературной сепарации газовых или газожидкостных смесей реализуется за счет предлагаемой схемы соединения входящих в нее устройств, что, в свою очередь, позволяет использовать не очень качественные, простые и дешевые сепараторы. Например, трехфазные разделители простой конструкции. При этом повышается эффективность сепарации, поскольку предложенная схема соединения, входящих в состав установки устройств, обеспечивает практическую ликвидацию уноса с газом жидкости из сепаратора (где газожидкостная смесь делится на газ и жидкость). Это обеспечивается тем, что конструкция 1-го циклонного сепаратора обеспечивает возможность подачи на его вход газожидкостной смеси низкого давления с выхода 2-го циклонного сепаратора, чем обеспечивается рециркуляция сепарируемой смеси внутри установки до полного разделения и получения требуемых целевых продуктов. Возникает возможность применять сепаратор газ-жидкость меньшей производительности (не более 40% от обычной), т.к. в сепаратор газ-жидкость попадает только не более 40% потока из первого циклонного сепаратора, основная часть потока сразу идет в теплообменник и далее к потребителю.The simplification of the installation scheme of low-temperature separation of gas or gas-liquid mixtures is realized due to the proposed connection scheme of the devices included in it, which, in turn, allows the use of not very high-quality, simple and cheap separators. For example, three-phase isolators of simple design. This increases the efficiency of separation, since the proposed connection scheme included in the installation of the device provides the practical elimination of entrainment of liquid from the separator with gas (where the gas-liquid mixture is divided into gas and liquid). This is ensured by the fact that the design of the 1st cyclone separator makes it possible to supply a low-pressure gas-liquid mixture to its inlet from the outlet of the 2nd cyclone separator, which ensures recycling of the separated mixture inside the unit until complete separation and obtaining the desired target products. It becomes possible to use a gas-liquid separator of lower productivity (not more than 40% of the usual), because only not more than 40% of the flow from the first cyclone separator enters the gas-liquid separator, the main part of the flow goes directly to the heat exchanger and then to the consumer.
Кроме того, при эксплуатации установки, как показали проведенные исследования, достигается более низкая точка росы по воде и углеводородам, т.е. увеличивается отбор конденсата при том же перепаде давления. Также появляется возможность обеспечивать необходимую точку росы при меньшем перепаде давления и тем самым продлять период бескомпрессорной разработки месторождения.In addition, during operation of the installation, as shown by studies, a lower dew point on water and hydrocarbons is achieved, i.e. condensate extraction increases at the same pressure drop. It is also possible to provide the required dew point with a lower pressure drop and thereby extend the period of uncompressed field development.
Если на начальной стадии эксплуатации месторождения обеспечивается достаточно высокое давление на входе установки, то точка росы, необходимая для получения товарного газа, может быть достигнута уже за счет возникающего перепада давления на первом циклонном сепараторе.If at the initial stage of field operation a sufficiently high pressure is provided at the inlet of the installation, then the dew point necessary to produce marketable gas can already be achieved due to the pressure drop arising in the first cyclone separator.
Было установлено, что, если возникающего перепада давления на первом циклонном сепараторе недостаточно, то целесообразно использовать второй вариант выполнения установки, когда на входе установки размещен соответствующим образом, как это описано выше, теплообменник с каналами для охлаждения и нагрева.It was found that if the pressure drop arising on the first cyclone separator is not enough, then it is advisable to use the second embodiment of the installation, when the heat exchanger with channels for cooling and heating is placed at the inlet of the installation, as described above.
Снижение температуры подаваемой на вход первого циклонного сепаратора газовой или газожидкостной смеси позволит компенсировать недостаток перепада давления, необходимого для достижения требуемой точки росы. Использование в качестве соплового канала в первом циклонном сепараторе дозвукового или сверхзвукового сопла и снабжение сепарационного канала средством для отбора жидкой фазы и дозвуковым диффузором или комбинацией сверхзвукового и дозвукового диффузоров позволяет повысить КПД устройства, т.к. обеспечивает уменьшение необходимого перепада давления газового потока между его входом в устройство и на выходе из него. При этом, в зависимости от числа Маха (М) потока на выходе из сепарационного канала, средство для восстановления давления выполняется в виде дозвукового диффузора или комбинации сверхзвукового и дозвукового диффузоров. Так, при числе М<1 начальный участок после устройства для отбора жидкой фазы выполняется в виде дозвукового диффузора с углом полураскрытия 3-6°. При М>1 применяется комбинация диффузоров - сверхзвукового и дозвукового, устанавливаемых последовательно по ходу потока, после устройства для отбора жидкой фазы. Вид основного сопла - дозвуковое или сверхзвуковое выбирается в зависимости от термодинамических параметров сжижаемого газа или газовой смеси (состава, давления и температуры на входе в устройство, расхода, температуры точки росы и т.п.). Но во всех случаях основное сопло должно обеспечивать адиабатическое охлаждение газа или газовой смеси до такой степени, чтобы обеспечить переход части смеси, в жидкую фазу.Lowering the temperature of the gas or gas-liquid mixture supplied to the inlet of the first cyclone separator will compensate for the lack of pressure drop necessary to achieve the desired dew point. The use of a subsonic or supersonic nozzle as a nozzle channel in the first cyclone separator and supplying the separation channel with a liquid phase extraction means and a subsonic diffuser or a combination of supersonic and subsonic diffusers allows to increase the efficiency of the device, since provides a reduction in the required pressure drop of the gas stream between its inlet and outlet. In this case, depending on the Mach number (M) of the flow at the outlet of the separation channel, the means for restoring pressure is performed in the form of a subsonic diffuser or a combination of supersonic and subsonic diffusers. So, with the number M <1, the initial section after the device for selecting the liquid phase is performed in the form of a subsonic diffuser with a half-opening angle of 3-6 °. At M> 1, a combination of diffusers is used - supersonic and subsonic, installed sequentially along the flow, after the device for selecting the liquid phase. The type of the main nozzle — subsonic or supersonic — is selected depending on the thermodynamic parameters of the liquefied gas or gas mixture (composition, pressure and temperature at the inlet of the device, flow rate, dew point temperature, etc.). But in all cases, the main nozzle must provide adiabatic cooling of the gas or gas mixture to such an extent as to ensure the transition of part of the mixture into the liquid phase.
Средство для отбора жидкой фазы может быть выполнено в трех различных вариантах;:The means for the selection of the liquid phase can be performed in three different versions ;:
а) в виде перфорации на стенках сопла и/или его рабочей части на тех участках, где сконденсировавшиеся капли достигают ее стенок за счет центробежных сил, вызванных закруткой потока;a) in the form of perforation on the walls of the nozzle and / or its working part in those areas where the condensed droplets reach its walls due to centrifugal forces caused by swirling of the flow;
б) в виде кольцевой щели, образованной стенками рабочей части и входным участком диффузора, устанавливаемого на выходе сепарационного канала;b) in the form of an annular gap formed by the walls of the working part and the inlet section of the diffuser installed at the outlet of the separation channel;
в) в виде комбинации предыдущих двух - перфораций стенок и кольцевой щели.c) in the form of a combination of the previous two - perforations of walls and an annular gap.
Средство для отбора жидкой фазы может быть использовано в любом из трех указанных выше вариантов - а) или б) или в) в зависимости от природы газа или состава газовой смеси и скорости газового потока в сопле. В некоторых случаях может являться предпочтительным выполнение средства для отбора жидкой фазы только в виде перфорации в стенках сопла и/или сепарационного канала. В зависимости от термодинамических параметров потока средства для отбора жидкости могут располагаться и на начальном участке дозвукового диффузора.The means for selecting the liquid phase can be used in any of the three above options - a) or b) or c) depending on the nature of the gas or the composition of the gas mixture and the speed of the gas stream in the nozzle. In some cases, it may be preferable to implement the means for sampling the liquid phase only in the form of perforations in the walls of the nozzle and / or separation channel. Depending on the thermodynamic parameters of the flow, the fluid withdrawal means can also be located in the initial section of the subsonic diffuser.
На фиг.1 представлена принципиальная блок-схема установки в соответствии с первым вариантом выполнения установки.Figure 1 presents a schematic block diagram of the installation in accordance with the first embodiment of the installation.
На фиг.2 представлена принципиальная блок-схемы второго варианта выполнения установки.Figure 2 presents a schematic block diagram of a second embodiment of the installation.
На фиг.3 представлен продольный разрез соплового канала первого циклонного сепаратора.Figure 3 presents a longitudinal section of the nozzle channel of the first cyclone separator.
На фиг.4 представлен продольный разрез другого варианта выполнения соплового канала первого циклонного сепаратора.Figure 4 presents a longitudinal section of another embodiment of the nozzle channel of the first cyclone separator.
Установка низкотемпературной сепарации газовых или газожидкостных смесей содержит соединенный с источником газовой или газожидкостной смеси высокого давления первый циклонный сепаратор 1, включающий расположенный по его центральной оси канал 2 для подачи газовой или газожидкостной смеси низкого давления и коаксиально его охватывающий завихритель 3, за которыми по ходу потока последовательно размещены сопловой 4 и сепарационный 5 каналы, причем последний выполнен с выходами для двухфазной смеси 6 и для очищенного газа 7. Выход 6 для двухфазной смеси соединен со входом сепаратора 8 для выделения жидкости, газовый выход которого соединен со входом второго циклонного сепаратора 9, выход для двухфазной смеси которого соединен с каналом 2 для подачи газовой или газожидкостной смеси низкого давления первого циклонного сепаратора. Газовый выход второго циклонного сепаратора 9 соединен с выходом для очищенного газа первого циклонного сепаратора 1.The low-temperature separation unit for gas or gas-liquid mixtures contains a first cyclone separator 1 connected to a source of a gas or gas-liquid mixture of high pressure, including a channel 2 located on its central axis for supplying a gas or gas-liquid mixture of low pressure and coaxially enveloping it by a swirler 3, followed by upstream nozzle 4 and separation 5 channels are sequentially placed, the latter being made with outputs for a two-phase mixture 6 and for purified gas 7. Output 6 for two ase mixture connected to the inlet of the separator 8 for separation of liquid gas whose output is connected to the inlet of the second cyclone separator 9, to yield a biphasic mixture which is connected to channel 2 for feeding gas or gas-liquid mixture of low pressure of the first cyclone separator. The gas outlet of the second cyclone separator 9 is connected to the outlet for the purified gas of the first cyclone separator 1.
Второй вариант выполнения установки отличается от первого тем, что установка низкотемпературной сепарации газовых или газожидкостных смесей содержит теплообменник 10 с каналами для охлаждения и нагрева. Вход 11 в каналы для охлаждения теплообменника 10 соединен с источником газовой или газожидкостной смеси высокого давления, а выход 12 каналов для охлаждения теплообменника 10 соединен с первым циклонным сепаратором 1. Выход для очищенного газа первого циклонного сепаратора 1 соединен с каналом для нагрева теплообменника 10. Газовый выход второго циклонного сепаратора 9 соединен с выходом для очищенного газа первого циклонного сепаратора 1.The second embodiment of the installation differs from the first in that the installation of low-temperature separation of gas or gas-liquid mixtures contains a heat exchanger 10 with channels for cooling and heating. The input 11 to the channels for cooling the heat exchanger 10 is connected to a source of a gas or gas-liquid mixture of high pressure, and the output 12 of the channels for cooling the heat exchanger 10 is connected to the first cyclone separator 1. The outlet for purified gas of the first cyclone separator 1 is connected to the channel for heating the heat exchanger 10. Gas the outlet of the second cyclone separator 9 is connected to the outlet for the purified gas of the first cyclone separator 1.
Сопловой канал 4 (см. фиг.4) может быть выполнен в виде сверхзвукового сопла 13 с протяженной расширяющейся частью 14 (сепарационным каналом), а на выходе сепарационного канала 5 выход 7 для очищенного газа может быть выполнен в виде комбинации сверхзвукового 15 и дозвукового 16 диффузоров.The nozzle channel 4 (see Fig. 4) can be made in the form of a supersonic nozzle 13 with an extended expanding part 14 (separation channel), and at the output of the separation channel 5, the outlet 7 for purified gas can be made in the form of a combination of supersonic 15 and subsonic 16 diffusers.
Работа установки в зависимости от варианта ее выполнения продемонстрирована в приведенных ниже примерах.The operation of the installation, depending on its implementation option, is demonstrated in the examples below.
Пример 1.Example 1
Наиболее общий первый вариант реализации установки приведен на фиг.1.The most common first embodiment of the installation is shown in figure 1.
Газ от источника высокого давления подается на вход первого циклонного сепаратора 1, который может быть выбран из числа известных (см., например, RU 2348871), где подвергается закрутке с помощью завихрителя 3. Закрученный поток газа с высокой скоростью проходит через сопловой канал 4, где за счет адиабатического расширения происходит сжижение газа и капли жидкости за счет центробежных сил отбрасываются к стенкам сопла. Соответственно, в сепарационном канале 5 происходит разделение общего потока на газовый, в центральной зоне, и газожидкостный, в периферийной зоне. Газовый поток через выход 7 направляется к потребителю, а газожидкостная смесь направляется в сепаратор 8 для выделения жидкости из двухфазного потока. Сжиженный газ на выходе из него направляется на дальнейшую переработку, а газ, содержащий некоторое количество капель жидкости, направляется во второй циклонный сепаратор 9. Во втором сепараторе 9 из поступившего в него газа с каплями жидкости выделяется газ, который направляется вместе с очищенным газом из первого циклонного сепаратора 1 к потребителю, а двухфазная смесь - в канал 2 первого циклонного сепаратора 1 и, за счет возникшего вокруг него разрежения, созданного закрученным завихрителем 3 потоком газа высокого давления, всасывается в сопловой канал 4.Gas from a high pressure source is fed to the inlet of the first cyclone separator 1, which can be selected from among the known ones (see, for example, RU 2348871), where it is swirled using a swirl 3. A swirling gas stream passes through the nozzle channel 4 at a high speed, where, due to adiabatic expansion, gas is liquefied and liquid droplets are discarded to the nozzle walls due to centrifugal forces. Accordingly, in the separation channel 5, the total flow is divided into a gas stream in the central zone and a gas-liquid stream in the peripheral zone. The gas stream through the outlet 7 is directed to the consumer, and the gas-liquid mixture is sent to the separator 8 to separate the liquid from the two-phase stream. The liquefied gas at the outlet of it is sent for further processing, and the gas containing a certain number of drops of liquid is sent to the second cyclone separator 9. In the second separator 9, gas is released from the gas supplied to it with drops of liquid, which is sent together with the purified gas from the first cyclone separator 1 to the consumer, and the two-phase mixture into the channel 2 of the first cyclone separator 1 and, due to the rarefaction created around it, created by the high-pressure gas stream twisted by swirler 3, is sucked into the nozzle channel 4.
Пример 2.Example 2
Установка в соответствии со вторым вариантом выполнения работает следующим образом.The installation in accordance with the second embodiment works as follows.
Газ от источника высокого давления подается в каналы 11 теплообменника 10 для охлаждения. Охлажденный газ по каналу 12 поступает на вход первого циклонного сепаратора 1, который может быть выбран из числа известных (см., например, RU 2348871), где подвергается закрутке с помощью завихрителя 3. Закрученный поток газа с высокой скоростью проходит через сопловой канал 4, где за счет адиабатического расширения происходит сжижение газа и капли жидкости за счет центробежных сил отбрасываются к стенкам сопла. Соответственно, в сепарационном канале 5 происходит разделение общего потока на газовый, в центральной зоне, и газожидкостный, в периферийной зоне. Газовый поток через выход 7 направляется в каналы для нагрева теплообменника 10 и далее к потребителю, а газожидкостная смесь направляется в сепаратор 8 для выделения жидкости из двухфазного потока.Gas from a high pressure source is supplied to the channels 11 of the heat exchanger 10 for cooling. The cooled gas through the channel 12 enters the inlet of the first cyclone separator 1, which can be selected from among the known (see, for example, RU 2348871), where it is swirled using a swirl 3. A swirling gas stream passes through the nozzle channel 4 at high speed, where, due to adiabatic expansion, gas is liquefied and liquid droplets are discarded to the nozzle walls due to centrifugal forces. Accordingly, in the separation channel 5, the total flow is divided into a gas stream in the central zone and a gas-liquid stream in the peripheral zone. The gas stream through the outlet 7 is sent to the channels for heating the heat exchanger 10 and then to the consumer, and the gas-liquid mixture is sent to the separator 8 to separate the liquid from the two-phase stream.
Сжиженный газ на выходе из него направляется на дальнейшую переработку, а газ, содержащий некоторое количество капель жидкости, направляется во второй циклонный сепаратор 9. Во втором циклонном сепараторе 9 из поступившего в него газа с каплями жидкости выделяется газ, который направляется вместе с очищенным газом из первого циклонного сепаратора 1 в каналы для нагрева теплообменника 10, а двухфазная смесь - в канал 2 первого циклонного сепаратора 1 и, за счет возникшего вокруг него разрежения, созданного закрученным завихрителем 3 потоком газа высокого давления, всасывается в сопловой канал 4.The liquefied gas at the outlet of it is sent for further processing, and the gas containing a certain number of drops of liquid is sent to the second cyclone separator 9. In the second cyclone separator 9, gas is released from the gas supplied to it with drops of liquid, which is sent together with the purified gas from the first cyclone separator 1 into the channels for heating the heat exchanger 10, and the two-phase mixture into the channel 2 of the first cyclone separator 1 and, due to the rarefaction around it, created by the swirling swirler 3 stream g the high pressure is sucked into the nozzle channel 4.
Настоящая полезная модель может быть использована в газовой и нефтяной или химической отраслях промышленности и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства для получения сжиженных газов и разделения компонентов газовых смесей.This utility model can be used in the gas and oil or chemical industries and can be used in various sectors of the economy to produce liquefied gases and to separate the components of gas mixtures.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105030/22U RU93513U1 (en) | 2010-02-15 | 2010-02-15 | INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF GAS OR GAS-LIQUID MIXTURES (OPTIONS) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010105030/22U RU93513U1 (en) | 2010-02-15 | 2010-02-15 | INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF GAS OR GAS-LIQUID MIXTURES (OPTIONS) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93513U1 true RU93513U1 (en) | 2010-04-27 |
Family
ID=42673131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010105030/22U RU93513U1 (en) | 2010-02-15 | 2010-02-15 | INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF GAS OR GAS-LIQUID MIXTURES (OPTIONS) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU93513U1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451250C1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-05-20 | Закрытое акционерное общество Финансовая компания "Центр Космос-Нефть-Газ" | Block-module of gas processing facility of gas field of oil and gas condensate deposit |
| RU2451249C1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-05-20 | Закрытое акционерное общество Финансовая компания "Центр Космос-Нефть-Газ" | Complex of low-temperature separation units of gaseous and gas-liquid mixtures |
| RU2532050C2 (en) * | 2013-01-30 | 2014-10-27 | Илшат Минуллович Валиуллин | Gas and gas condensate well analysis unit |
| RU2616780C2 (en) * | 2014-06-18 | 2017-04-18 | Ильдар Ринатович Вальшин | Method of sampling fluid from gas-liquid flow in pipeline and device for its implementation |
| RU2796844C1 (en) * | 2022-09-21 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Device for separation of multi-component medium |
-
2010
- 2010-02-15 RU RU2010105030/22U patent/RU93513U1/en active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451250C1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-05-20 | Закрытое акционерное общество Финансовая компания "Центр Космос-Нефть-Газ" | Block-module of gas processing facility of gas field of oil and gas condensate deposit |
| RU2451249C1 (en) * | 2011-03-22 | 2012-05-20 | Закрытое акционерное общество Финансовая компания "Центр Космос-Нефть-Газ" | Complex of low-temperature separation units of gaseous and gas-liquid mixtures |
| RU2532050C2 (en) * | 2013-01-30 | 2014-10-27 | Илшат Минуллович Валиуллин | Gas and gas condensate well analysis unit |
| RU2616780C2 (en) * | 2014-06-18 | 2017-04-18 | Ильдар Ринатович Вальшин | Method of sampling fluid from gas-liquid flow in pipeline and device for its implementation |
| RU2796844C1 (en) * | 2022-09-21 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Device for separation of multi-component medium |
| RU2796850C1 (en) * | 2022-09-21 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Method for separation of flow of a multicomponent medium |
| RU2796853C1 (en) * | 2022-09-21 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью Финансово-промышленная компания "Космос-Нефть-Газ" | Method for separation of flow of a multi-component medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101539362B (en) | Multi-stage inflated distribution type natural gas liquefying system considering total energy system | |
| JP2008531964A (en) | Method and system for cooling a natural gas stream and separating the cooling stream into various fractions | |
| CA1097564A (en) | Process for the recovery of ethane and heavier hydrocarbon components from methane-rich gases | |
| CN107339853B (en) | Natural gas liquefaction system and method | |
| AU2015315557B2 (en) | Production of low pressure liquid carbon dioxide from a power production system and method | |
| RU2010150141A (en) | IMPROVED NITROGEN REMOVAL IN A PLANT FOR PRODUCING LIQUEFIED NATURAL GAS | |
| RU2665787C1 (en) | Natural gas liquefaction complex at a gas distribution station | |
| RU93513U1 (en) | INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF GAS OR GAS-LIQUID MIXTURES (OPTIONS) | |
| AU2014265950B2 (en) | Methods for separating hydrocarbon gases | |
| IE45862B1 (en) | Improvements in or relating to the separation of multicomponent mixtures | |
| KR102552991B1 (en) | Liquefaction system | |
| CN205607020U (en) | System for separation chemical engineering exhaust gas system ethylene | |
| RU70461U1 (en) | INSTALLATION OF PREPARATION OF OIL GAS FOR TRANSPORT | |
| EP3479037B1 (en) | System and method for producing liquefied natural gas | |
| RU2496068C1 (en) | Method of drying and cleaning of natural gas with further liquefaction and device for its implementation | |
| US4185977A (en) | Method of and apparatus for producing hydrogen | |
| RU2640969C1 (en) | Method for extraction of liquefied hydrocarbon gases from natural gas of main gas pipelines and plant for its implementation | |
| WO2016056946A1 (en) | Method for separating a hydrocarbon-containing gaseous mixture | |
| RU2612235C1 (en) | Method and plant for deethanization gas conditioning for transportation in gas pipeline | |
| RU2509271C2 (en) | Method for obtaining gasolines and liquefied gas from associated gas | |
| RU128924U1 (en) | INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE GAS SEPARATION | |
| RU2761489C1 (en) | Method for low-temperature treatment of natural gas and unit for implementation thereof | |
| RU49609U1 (en) | INSTALLATION OF LOW-TEMPERATURE SEPARATION OF A HYDROCARBON GAS | |
| RU2730773C1 (en) | Natural gas liquefaction device | |
| CN108955085A (en) | A kind of small-sized skid-mounted type coal gas gasification system and method |