установка для очистки углеводородной жидкой среды от растворенных газов

Формула изобретения

Установка для очистки углеводородной жидкой среды от газообразных примесей, содержащая подводящий трубопровод, с герметично закрепленной многосопловой насадкой и цилиндрическим каналом для обеспечения сверхзвукового течения смеси жидкой среды с выделившимися из нее газами, магистраль отвода газообразных примесей и отводящий трубопровод очищенной жидкой среды с гидрозатвором, отличающаяся тем, что гидрозатвор образован цилиндрическим каналом, установленным в емкости, имеющей вверху отводящий трубопровод очищенной жидкой среды, а магистраль отвода газообразных примесей снабжена патрубком, проходящим по оси подводящего трубопровода через многосопловую насадку и выше многосопловой насадки и объединенным с корпусом, охватывающим подводящий трубопровод, сообщенный с корпусом посредством фильтра, выполненного ниже многосопловой насадки, причем снизу патрубок снабжен раструбом, расположенным ниже фильтра и выше уровня очищенной среды, а нижняя часть корпуса сообщена с верхней частью емкости кольцевым каналом, снабженным внутренними негерметичными кольцевыми перегородками, которые установлены на внутренней и на внешней стенках кольцевого канала поочередно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к удалению растворенных газов из жидкости и может быть использовано в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности, в частности для удаления сероводорода и окислов углерода из нефти в процессах подготовки сероводородосодержащих нефтей на промыслах.

Известна установка для удаления кислых газов из жидкости (патент РФ №2043781, МПК 7 В01D 19/00, опубл. 20.09.1995 г.), в которую после обезвоживания и обессоливания подают нефть. В камеру смешения гидравлического компрессора вводят углеводородный газ, не содержащий кислые газы, и производят интенсивное перемешивание нефти с углеводородным газом, не содержащим кислых газов. В результате контакта жидкой и газовой (углеводородный газ) фаз за счет процесса диффузии имеющийся в нефти сероводород перераспределяется, и большая часть его переходит из нефти в углеводородный газ. При этом остаточное содержание кислых газов в нефти существенно снижается. Затем эту смесь под давлением подают тангенциально в гидроциклон для обработки в поле центробежных сил, где происходит усиленный эффект выделения кислых газов из жидкости за счет сочетания процессов газовой десорбции и обработки в поле центробежных сил в гидроциклонном аппарате. Наиболее стабильная товарная нефть скапливается на периферии поля центробежных сил в области высокого давления и ее направляют к потребителю. Кислые и углеводородные газы, выделившиеся из жидкости, под действием центробежных сил собираются в центре вращения потока в области низкого давления.

Недостатком данной установки является ее низкая эффективность работы из-за необходимости проведения энергоемкой фазы предварительного смешения углеводородного газа с нефтью, а также из-за необходимости подвода и отвода углеводородного газа.

Наиболее близкой по технической сущности является установка для очистки углеводородной жидкой среды от газообразных примесей (патент РФ №2248834, МПК 7 В01D 19/00, опубл. в бюл. №9 от 27.03.2005 г.), содержащая подводящий трубопровод с сопловым блоком, цилиндрический канал для обеспечения сверхзвукового течения смеси жидкой среды с выделившимися из нее газами, магистраль отвода газообразных примесей и отводящий трубопровод очищенной жидкой среды, при этом сопловой блок выполнен в виде многосопловой насадки, герметично закрепленной в трубопроводе и характеризующейся соотношением площади поперечного сечения и суммы площадей отверстий сопл, равным (6÷12):1, после цилиндрического канала установлен диффузор с углом раскрытия 4-6°, а затем сепараторная камера, снабженная магистралью отвода газообразных примесей, при этом в отводящем трубопроводе жидкой среды установлен гидрозатвор в виде изогнутого участка трубы.

Недостатками данной конструкции устройства являются;

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная технологически сложной формой отводящего трубопровода жидкой среды с гидрозатвором;

- во-вторых, низкая степень разделения углеводородной жидкой среды от растворенных в ней газов, обусловленная тем, что углеводородная жидкая среда при прохождении сепарационной камеры будет частично попадать в магистраль отвода газообразных примесей. Кроме того, в верхней части отводящего трубопровода жидкой среды с гидрозатвором будет скапливаться выделившийся в процессе сепарации газ, который будет тормозить перемещение жидкой фазы и в конечном итоге приведет к повторному растворению выделившихся газов уже в очищенной нефти. Все вышеотмеченное снижает эффективность работы (сепарации) установки.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности работы установки для очистки углеводородной жидкой среды от растворенных газов.

Поставленная техническая задача решается установкой для очистки углеводородной жидкой среды от газообразных примесей, содержащей подводящий трубопровод с герметично закрепленной многосопловой насадкой и цилиндрическим каналом для обеспечения сверхзвукового течения смеси жидкой среды с выделившимися из нее газами, магистраль отвода газообразных примесей и отводящий трубопровод очищенной жидкой среды с гидрозатвором.

Новым является то, что гидрозатвор образован цилиндрическим каналом, установленным в емкости, имеющей вверху отводящий трубопровод очищенной жидкой среды, а магистраль отвода газообразных примесей снабжена патрубком, проходящим по оси подводящего трубопровода через многосопловую насадку и выше многосопловой насадки и объединенным с корпусом, охватывающим подводящий трубопровод, сообщенный с корпусом посредством фильтра, выполненного ниже многосопловой насадки, причем снизу патрубок снабжен раструбом, расположенным ниже фильтра и выше уровня очищенной среды, а нижняя часть корпуса сообщена с верхней частью емкости кольцевым каналом, снабженным внутренними негерметичными кольцевыми перегородками, которые установлены на внутренней и на внешней стенках кольцевого канала поочередно.

На чертеже схематично изображена предлагаемая установка.

Установка для очистки углеводородной жидкой среды от газообразных примесей содержит подводящий трубопровод 1 с герметично закрепленной многосопловой насадкой 2 и цилиндрическим каналом 3 для обеспечения сверхзвукового течения смеси жидкой среды с выделившимися из нее газами, магистраль отвода 4 газообразных примесей и отводящий трубопровод 5 очищенной жидкой среды с гидрозатвором 6.

Гидрозатвор 6 выполнен в виде цилиндрического канала 3 подводящего трубопровода 1, вставленного в емкость 7 с расположенным вверху отводящим трубопроводом 5 очищенной жидкой среды.

Магистраль отвода 4 газообразных примесей дополнительно снабжена объединенными выше многосопловой насадки 2 патрубком 8, проходящим через многосопловую насадку 2 по оси подводящего трубопровода 1, и корпусом 9, охватывающим подводящий трубопровод 1.

Корпус 9 сообщен с подводящим трубопроводом 1 через фильтр 10 ниже многосопловой насадки 2.

Патрубок 8 снизу оборудован раструбом 11, расположенным ниже фильтра 10, но выше уровня очищенной жидкой среды.

Нижняя часть корпуса 9 сообщена с верхней частью емкости 7 кольцевым каналом 12, оборудованным внутренними негерметичными кольцевыми перегородками 13, которые установлены на внутренней и на внешней стенках кольцевого канала 12 поочередно.

Установка работает следующим образом.

Углеводородную жидкую среду с растворенными в ней газами подают внутрь подводящего трубопровода 1. Углеводородная жидкая среда с растворенными в ней газами, опускаясь вниз, достигает герметично закрепленную в подводящем трубопроводе 1 многосопловую насадку 2. Попав на многосопловую насадку 2, углеводородная жидкая среда с растворенными в ней газами разбивается на отдельные струи, впрыскиваемые в цилиндрический канал 3. В цилиндрическом канале 3 за счет эжектирующего действия струи углеводородной жидкой среды поддерживается давление ниже атмосферного. Резкое падение давления приводит к выделению растворенных в углеводородной жидкой среде газов, в том числе и сероводорода. При этом образуется двухфазная смесь, в которой местная скорость звука становится меньше скорости самой смеси. Для реализации сверхзвукового течения образующейся двухфазной смеси обеспечивают резкое падение давления в цилиндрическом канале 3. Это достигается тем, что площадь поперечного сечения цилиндрического канала 3 на порядок выше суммарной поперечной площади отверстий многосопловой насадки 2.

В цилиндрическом канале 3 выделившийся из углеводородной жидкой среды газ сквозь фильтр 10 попадает в пространство между подводящим трубопроводом 1 и корпусом 9 и поднимается вверх, где попадает в магистраль отвода 4 газообразных примесей. Фильтр 10 может быть выполнен в виде сетки с мелкими ячейками, которые предотвращают унос капель жидкой углеводородной среды в магистраль отвода 4 газообразных примесей. Углеводородная жидкая среда по цилиндрическому каналу 3 стекает вниз и попадает в емкость 7.

Не успевший выделиться в процессе движения углеводородной жидкой среды вниз по цилиндрическому каналу 3 газ накапливается в емкости 7 и выделяется уже с поверхности углеводородной жидкой среды в емкости 7. Выделившийся из емкости 7 газ поднимается вверх как по патрубку 8 сквозь раструб 11, который увеличивает охват газообразных примесей, поднимающихся вверх, так и по кольцевому каналу 12 через кольцевые перегородки 13, исключающие захват жидкости, и отводится в магистраль отвода 4 газообразных примесей.

Капли углеводородной жидкой среды, поднимающиеся вверх вместе с газом, оседают на поверхностях кольцевых перегородок 13 и раструба 11, а затем стекают обратно в емкость 7. Нижний конец раструба 11, которым оборудован снизу патрубок 8, расположен выше отводящим трубопроводом 5 очищенной жидкой среды для исключения попадания капель углеводородной жидкой среды в патрубок 8 и далее в магистраль отвода 4 газообразных примесей.

С целью предотвращения повторного растворения выделившихся газов в уже очищенной углеводородной жидкой среде установлен гидрозатвор 6, выполненный в виде цилиндрического канала 3 подводящего трубопровода 1, вставленного в емкость 7 с расположенным вверху отводящим трубопроводом 5 очищенной жидкой среды.

Предлагаемая установка для очистки углеводородной жидкой среды от растворенных газов имеет простую конструкцию и позволяет повысить эффективность работы установки за счет дополнительной сепарации (повышения качества) углеводородной жидкой среды после дегазации углеводородной жидкой среды в сверхзвуковом потоке двухфазной смеси.