аппарат для разделения эмульсии смеси загрязненных жидкостей и газа

Формула изобретения

1. Аппарат для разделения эмульсии смеси загрязненных жидкостей и газа, содержащий корпус, штуцер для ввода эмульсии, штуцер для вывода газа, штуцер для вывода очищенного продукта, штуцер для вывода воды, ступенчатые вертикальные перегородки, образующие секции, отличающийся тем, что перед выходом эмульсии из штуцера ввода эмульсии установлены две вертикальные пластины, вогнутые навстречу друг к другу, а на верхней кромке вертикальной перегородки первой секции установлены пакеты параллельных пластин, выполненные из металлических листов с жалюзийной просечкой, образующей острый угол с направлением движения потока.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что к верхней кромке вертикальной перегородки второй секции приварена горизонтальная полка, на которой установлены вертикальные зигзагообразные и плоский коалесцирующий экраны, выполненные из металлического листа с жалюзийной просечкой, при этом замкнутое пространство между экранами заполнено сыпучим материалом с лиофильными свойствами поверхности гранул.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для разделения эмульгированной смеси загрязненных жидкостей и газа, в нефтегазоперерабатывающей, нефтегазодобывающей, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности, в частности в процессе высокой степени отделения эмульгированной воды и газа из циркулирующего нефтепродукта вакуумсоздающих систем.

Известен трехфазный сепаратор, включающий корпус с входным и выходным патрубками, нефтесборную камеру, водосливную перемычку, прикрепленную к дну корпуса, коалесцирующие элементы, размещенные под днищем камеры, и нефтесборную заслонку с возможностью перемещения по высоте на задней стенке камеры по ходу потока [1].

Недостатком данного устройства является относительно невысокая степень отделения механических примесей и воды от нефти или нефтепродуктов на единицу объема аппарата при довольно сложной конструкции.

Известен трехфазный сепаратор по авторскому свидетельству №1389865 с полкой с заходом под днище нефтесборной камеры с образованием с днищем отсека для промежуточного слоя, при этом сепаратор снабжен установленным в отсеке перемешивающим устройством в виде трубопровода с соплами для подачи нефти [2].

Недостатком данного устройства являются дополнительные энергетические затраты на перемешивание и относительно невысокая степень отделения механических примесей и воды от нефти или нефтепродуктов на единицу объема аппарата при довольно сложной конструкции.

Известны устройства для разделения эмульсий, содержащие корпус, патрубки для ввода эмульсии, вывода обезвоженного продукта, вывода водной фазы и расположенный в корпусе коалеспирующий секционный пакет, в котором секции выполнены из пластин лиофильного пористо-ячеистого металла или сплава и лиофильного пористо-ячеистого полимерного материала, причем пластины уложены слоями под углом не ниже угла оттекания жидкости, а первая и последняя секции пластин выполнены из пористо-ячеистого металла или сплава, а секция из пористо-ячеистого полимерного материала установлена между первой и последней секциями [3, 4].

Данные конструкции обеспечивают высокую степень отделения механических примесей и воды от нефтепродуктов на единицу объема аппарата, однако ей присущи следующие недостатки: не обеспечивается сепарация газа; пропорционально быстрому забиванию коалесцирующего пакета возрастает линейная скорость прохождения потока через него, которую рекомендуется держать не выше пределов 0,005-0,05 м/с [5]; устройство не работает при атмосферном давлении; высокая стоимость коалесцирующего пакета; не достигается полная регенерация коалесцирующего пакета.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту изобретения является отстойный аппарат для интенсификации коалесценции глобул пластовой воды и отделения ее от нефти, включающий корпус, штуцер для ввода эмульсии, штуцер для вывода газа, штуцер для вывода обезвоженной нефти, штуцер для вывода воды, ступенчатые вертикальные перегородки, образующие секции [6].

Данный аппарат при простоте конструкции обеспечивает эффективное отделение из нефти или нефтепродуктов механических примесей, воды и газа, однако ей присущи следующие недостатки: не организовано использование энергии струи входящего потока для сепарации из нее газа, высокая турбулентность потока при переходе его из первой секции во вторую; относительно невысокая степень отделения механических примесей и воды от нефти или нефтепродуктов на единицу объема аппарата. Увеличение производительности приводит к росту габаритов аппаратов и установки в целом.

Целью изобретения является использование энергии струи входящего потока для сепарации из него газа, гашение турбулентности потока при переходе его из первой секции во вторую и повышение степени отделения механических примесей и воды от нефти и нефтепродуктов на единицу объема аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для разделения эмульсии смеси загрязненных жидкостей и газа, содержащий корпус, штуцер для ввода эмульсии, штуцер для вывода газа, штуцер для вывода очищенного продукта, штуцер для вывода воды, ступенчатые вертикальные перегородки, образующие секции, согласно заявленному изобретению в первой секции перед выходом эмульсии из патрубка штуцера ввода эмульсии установлены две вертикальные пластины, вогнутые навстречу друг к другу, а на верхней кромке вертикальной перегородки первой секции установлены пакеты параллельных пластин, выполненных из металлических листов с жалюзийной просечкой, образующих острый угол с направлением движения потока.

К верхней кромке вертикальной перегородки второй секции приварена горизонтальная полка, на которой установлены вертикальные зигзагообразные и плоские коалесцирующие экраны, выполненные из металлического листа с жалюзийной просечкой. При этом замкнутое пространство между экранами заполнено сыпучим материалом с лиофильными свойствами поверхности гранул.

На чертеже изображен общий вид заявленного аппарата с разрезами.

Аппарат для разделения эмульсии смеси загрязненных жидкостей и газа содержит корпус 1, штуцер для ввода эмульсии 2, штуцер для вывода газа 3, штуцер для вывода очищенного продукта 4, штуцер для вывода воды 5, ступенчатые вертикальные перегородки 6, вертикальные пластины вогнутые навстречу друг другу 7, пакет параллельных пластин 8, выполненных из металлических листов с жалюзийной просечкой, образующих острый угол с направлением движения потока, горизонтальную полку 9, приваренную к верхней кромке второй вертикальной перегородки 6, вертикальные зигзагообразные коалесцирующие экраны 10, вертикальный перекрывающий коалесцирующий экран 11, выполненные из металлического листа с жалюзийной просечкой, сыпучий материал с лиофильными свойствами высокоразвитой поверхности гранул 12.

Аппарат для разделения эмульсии смеси загрязненных жидкостей и газа работает следующем образом.

Эмульсия смеси загрязненных жидкостей и газа через штуцер 2 пропускается между вертикальными пластинами 7, вогнутыми навстречу друг к другу. Повышение скорости потока эмульгированной смеси между пластинами соответственно снижает давление потока между пластинами и повышает степень отделения газа от жидкой фазы. Таким образом, обеспечивается максимальное использование энергии входящего потока для сепарации газа из жидкой фазы. Далее поток пропускается через щели жалюзийной просечки пакета параллельных металлических пластин 8. За счет изменения направления движения потока через жалюзийные просечки с высокоразвитой лиофильной поверхностью параллельных металлических пластин, происходит укрупнение капель воды, задержка и отмывка механических примесей. В результате укрупненные капли воды и механические примеси скатываются по поверхности пластин в нижнюю часть аппарата. Отфильтрованный в первой секции поток проходит через жалюзийные просечки с высокоразвитой лиофильной поверхностью вертикальных зигзагообразных 10 и перекрывающего 11 экранов и заполненный между экранами 10 и 11 сыпучий материал 12 с лиофильными свойствами высокоразвитой поверхности гранул второй секции. Больше чем в первой секции высокоразвитые коалесцирующие поверхности позволяют укрупнить более мелкие капли воды. Укрупненные капли воды и механические примеси скатываются по поверхности коалесцирующих материалов и отстаиваются в нижней части аппарата. Скопившаяся в нижней части аппарата вода выводится через штуцер 5.

Отфильтрованный и отсепарированный продукт переливается через перегородку 6 третьей секции в четвертую и выводится из аппарата через штуцер 4. Газообразная фаза выводится через штуцер 3.

Таким образом, использование заявляемой конструкции аппарата для разделения эмульсии смеси загрязненных жидкостей и газа позволит использовать энергию струи входящего потока для сепарации из нее газа, снизить турбулентность потока при переходе из первой секции во вторую, обеспечить высокую степень отделения механических примесей и воды, в частности от нефти и нефтепродуктов на единицу объема аппарата за счет применения коалесцирующих насадок.

Источники информации

1. Aвторское свидетельство СССР № 1142136, кл. B 01 D 17/04, C 10 G 33/06, БИ № 8, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР № 1480846, кл. B 01 D 17/04, БИ № 19, 1989.

3. Патент РФ № 2065762, кл. B 01 D 17/04, БИ № 24, 27.08.96.

4. Патент РФ № 2094083, кл. B 01 D 17/04, БИ № 30, 27.10.97.

5. Нефтегазовые технологии. 1996, № 4, с. 54.

6. Нефтяное хозяйство. 1986, № 2, с. 54.