многофункциональный контактный аппарат

Формула изобретения

Многофункциональный контактный аппарат, содержащий корпус, патрубок подачи газожидкостной или жидкостной смеси, завихритель, отражатель и разгонное устройство, отличающийся тем, что разгонное устройство выполнено в виде барабана с перфорированными стенками, заполненного сеткой рукавного плетения и жестко связанного с отражателем и лопастями, свободно вращающегося в подшипниковом узле и приводящегося в движение потоком газожидкостной или жидкостной смеси, попадающей на лопасти, в корпусе дополнительно в двух уровнях размещены форсунки для подачи и распыления абсорбента и сетчатый каплеотбойник.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для разделения осушки и отбензинивания газа, доизвлечения из нефтепродуктов углеводородов C_5+выше.

Известен трехфазный горизонтальный гравитационно-сетчатый сепаратор для разделения трехфазных смесей с использованием влагопоглощающих жидкостей, например этиленгликолей, содержащий сетчатый каплеотбойник, пористую насадку, переливной порог, патрубок выхода конденсата и патрубок выхода этиленгликоля /1/.

Недостатком данной конструкции является то, что при поступлении в сепаратор смеси не происходит коалесценция дисперсной фазы в эмульсии, а также равномерное распределение скоростей в потоке эмульсии, поступающей на разделение в отстойную зону, что существенно снижает эффективность деэмульсации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является инерционный сепаратор с вертикальной подачей смеси сверху вниз и распределением закрученного потока на выходе из подающей трубы, содержащий разгонное устройство, выполненное в виде полой трубы, отражатель, изменяющий направление потока на 180^o вокруг оси, перпендикулярной к направлению потока сплошной фазы. Слив отсепарированной жидкости осуществляется через штуцер в днище сепаратора /2/.

Недостатками известного устройства является то, что подача двухфазного потока осуществляется струями большого диаметра, что создает неблагоприятные условия осаждения мелкодисперсных частиц. Гетерогенный поток выходит без предварительного разделения в сильно турбулизованном состоянии и вспенивает жидкий слой. Наиболее мелкие частицы в связи с малой инерцией и сильной турбулизацией потока не достигают поверхности жидкого слоя. Все это приводит к понижению эффективности сепарации.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности сепарации за счет двухкратного введения абсорбента во встречный закрученный поток, полной коалесценцией дисперсной фазы в эмульсии, создания благоприятных условий осаждения мелкодисперсных частиц путем предварительного разделения фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в многофункциональном контактном аппарате, содержащем корпус, патрубок подачи газожидкостной или жидкостной смеси, завихритель, отражатель и разгонное устройство, согласно изобретению разгонное устройство выполнено в виде барабана с перфорированными стенками, заполненного сеткой рукавного плетения и жестко связанного с отражателем и лопастями, свободно вращающегося в подшипниковом узле и приводящегося в движение потоком газожидкостной или жидкостной смеси, попадающей на лопасти.

Кроме этого в корпусе дополнительно в двух уровнях размещены форсунки для подачи абсорбента и сетчатый каплеотбойник.

На фиг. 1 показана упрощенная схема установки для подготовки газа.

Установка состоит из емкости 1 многофункционального контактного аппарата 2, трубопровода 3 для выравнивания давления в элементах 1 и 2, трубопровода 4 для подачи двух- или трехфазной смеси (газожидкостной или жидкостной), трубопровода 5 для отвода осушенного газа или готового продукта, трубопроводов 6 и 7 для подачи абсорбента, трубопровода 8 для отвода абсорбента в емкость 1, патрубка 9 для слива абсорбента.

На фиг. 2 показана принципиальная схема предлагаемого многофункционального контактного аппарата.

Многофункциональный контактный аппарат состоит из корпуса 10, патрубка подачи 11 двух- или трехфазной смеси, завихрителя потока 12, патрубка 13 для отвода сухого газа или готового продукта, сетчатого каплеотбойника 14, разгонного устройства 15, выполненного в виде барабана, заполненного сеткой рукавного плетения 16 диаметром до 0,25 мм, лопастей 17, отражателя 18, опорного подшипникового узла 19, патрубков 20, 21 подачи абсорбента, форсунок 22, 23 для распыления абсорбента, патрубка 24 отвода насыщенного абсорбента.

Установка работает следующим образом.

Через трубопровод 4 и патрубок 11 подачи двух- или трехфазной смеси поток влажного газа или жидкого нефтепродукта поступает в аппарат. На выходе из патрубка 11 поток предварительно закручивается с помощью завихрителя 12. Затем часть потока через перфорированные стенки попадает в разгонное устройство 15.

Разгонное устройство выполнено в виде барабана с перфорированными стенками (сквозные цилиндрические или щелеобразные отверстия, равномерно распределенные по боковой поверхности), заполненного сеткой рукавного плетения. Разгонное устройство 15 жестко соединено с отражателем 18 и свободно вращается в подшипниках опорного узла 19. Основная часть потока влажного газа, попадая на лопасти 17, также жестко соединенных с разгонным устройством 15, приводит его во вращение. Скорость вращения разгонного устройства зависит от давления и скорости движения подаваемого потока.

Закрученный поток газа попадает в отражатель, который изменяет направление потока на 180^o вокруг оси, перпендикулярной первоначальному направлению.

Такая конструкция разгонного устройства полностью устраняет донные течения и ликвидирует застойные зоны за счет уменьшения концентрации взвешенных частиц, происходит равномерная коалесценция дисперсной фазы в эмульсии. Значительно увеличивается поверхность массообмена в результате прохождения потока через проволочки рукавной сетки. Кроме того, газожидкостный или жидкостный поток, попадая на вращающуюся сетчатую конструкцию, очищается от жидкости, благодаря инерционному осаждению капель на проволочках и вследствие поворотов струй внутри барабана, а также путем коалесценции капель в пленочной жидкости, скапливающейся внутри барабана. Сетчатый каплеотбойник 14 также выполняет роль коалесцирующего элемента капель в пленочной жидкости, скапливающейся внутри.

Источники информации:

1. Л. М. Мильштейн, С.И. Бойко, Е.П. Запорожец. Нефтепромысловая сепарационная техника. Справочное пособие. М.: "Недра", 1991, с. 69-70.

2. Л. М. Мильштейн, С.И. Бойко, Е.П. Запорожец. Нефтепромысловая сепарационная техника. Справочное пособие. М.: "Недра", 1991, с. 60-63.