NO321170B1

NO321170B1 - Sammenstilling for a separere ut vaeske fra en flerfasestrom

Info

Publication number: NO321170B1
Application number: NO20023021A
Authority: NO
Inventors: Trygve Haland
Original assignee: Statoil Asa
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2006-03-27
Also published as: AU2003267866B2; ES2372046T3; US20050252837A1; EP1515788B1; ATE520452T1; NO20023021D0; WO2004000438A1; EP1515788A1; DK1515788T3; NO20023021L; AU2003267866A1; US7503950B2

Abstract

Sammenstilling for å separere ut væske fra en flerfaselfuidstrøm, omfattende en skrubber, en kolonne, en separator eller annet konvensjonelt separasjonsutstyr, sammenstilt med en deliquidizer som er koblet som en forseparator til fluidinnløpet, idet deliquidizeren funksjonerer etter et syklonprinsipp. Med sammenstillingen ifølge oppfinnelsen er deliquidizeren modifisert således at den kan sammenstilles med konvensjonelt separasjonsutstyr slik at det overraskende oppnås forbedret teknisk effekt. Nærmere bestemt oppnås det. forbedret teknisk effekt for sammenstillinger hvor deliquidizeren er vertikalt orientert plassert utenfor konvensjonelt separasjonsutstyr, med hovedstrømningsretning oppover eller nedover, eller med deliquidizeren plassert inne i konvensjonelt separasjonsutstyr.

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører separasjon av væske fra en flerfaselfuidstrøm. Nærmere bestemt vedrører den foreliggende oppfinnelse sammenstillinger for å separere en væske fra en flerfasefluidstrøm, omfattende en skrubber, en kolonne, en separator eller annet konvensjonelt separasjonsutstyr sammenstilt med en deliquidizer slik at deliquidizeren funksjonerer som en forseparator. Med sammenstillingen ifølge oppfinnelsen oppnås det besparelse av plass og vekt i forhold til tidligere kjente sammenstillinger av separasjonsutstyr.

Oppfinnelsens bakgrunn og kjent teknikk.

I prosessanlegg generelt, og særlig for prosessering av hydrokarboner på plattformer eller fartøy til havs, er det vesentlig at separasjonsutstyret har lav vekt, lite volum, og er økonomisk fordelaktig i forhold til den tekniske effekt som oppnås. For å oppnå fordelaktige egenskaper kan ulike typer separasjonsutstyr sammenstilles.

I patentsøknad NO 2000 6656, offentlig tilgjengelig fra 24. juni 2002, er det nevnt at en deliquidizer (betegnet "innretning"), som er temaet for nevnte patentsøknad, kan sammenstilles med annet konvensjonelt separasjonsutstyr for å oppnå en fordelaktig økt separasjonsvirkning. I forbindelse med sammenstilling av deliquidizeren med annet utstyr er det nevnt på side 2, linje 4-7 at "Innretningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes som innløpsarrangement til gassvaskere (skrubbere) og separatorer for å forbedre ytelsen av slikt utstyr. Videre kan innretningen benyttes som en frittstående enhet i rør og rørlinjer i olje/gassbrønner, i rørledninger på land eller på havbunnen, eller i prosessanlegg på land eller til havs." På side 2, linje 35-36 er det omtalt at "Innretningen kan monteres både horisontalt og vertikalt med visse konstruksjonsendringer." På side 5, linje 3-6 er det beskrevet at "Beholderen 16 kan for eksempel være en separator, en skrubber eller et T-rørelement, avhengig av den aktuelle anvendelse. Beholderen kan eventuelt være utstyrt med en mer eller mindre avansert dråpefanger, for å tørke resirkulasjonsgassen til et hensiktsmessig nivå, avhengig av anvendelsen." Sluttelig er det på side 5, linje 14-16, omtalt at "Ved den enkleste anvendelse av væskeutskilleren, som f.eks. i innløpet til en separator eller skrubber, vil det i det hele tatt ikke være noe behov for overvåking eller styring av innretningen."

I ovennevnte publikasjon NO 2000 6656 finnes det ingen beskrivelse av de "visse konstruksjonsendringer" som må foretas for at deliquidizeren skal kunne monteres enten horisontalt eller vertikalt. Det er heller ikke nevnt at deliqudizeren kan plasseres inne i separasjonsutstyr av konvensjonell type, slik at utløpene for væske og gass begge er inne i separasjonsutstyret.

Det er behov for sammenstillinger for separasjon av væske fra en flerfasefluidstrøm, med lavere vekt, mindre volum og bedre teknisk effekt.

Det er et mål med den foreliggende oppfinnelse å imøtekomme det ovennevnte behov ved å tilveiebringe sammenstillinger mellom den ovennevnte deliquidizer og utstyr av konvensjonell type, for derved på måter som er nye for fagpersoner, inkludert visse modifikasjoner av deliquidizeren, å oppnå økt separasjonseffekt, redusert volum og vekt, og derved fordelaktig teknisk effekt.

Oppsummering av oppfinnelsen.

Behovet i henhold til den foreliggende oppfinnelse imøtekommes høyst overraskende ved at det tilveiebringes en sammenstilling for å separere ut væske fra en flerfasefluidstrøm, omfattende en skrubber, en kolonne, en trefaseseparator eller annet konvensjonelt separasjonsutstyr sammenstilt med en deliquidizer som er koblet som en forseparator til fluidinnløpet, i hvilken deliquidizer fluidstrømmen settes i rotasjon slik at den separeres i en sentral sone langs lengdeaksen, hvilken sentral sone i hovedsak inneholder gass, og en ytre ringformet sone mot innsiden av ytterveggen, hvilken ytre sone i hovedsak inneholder væske, hvor det fra den sentrale sone er anordnet en utløpsanordning for gass og fra den ytre sone er anordnet en utløpsanordning for væske, idet deliquidizeren funksjonerer etter et syklonprinsipp.

Sammenstillingen ifølge oppfinnelsen er særpreget ved at den omfatter en deliquidizer med

en i hovedsak rørformet kappe som er innrettet til å utgjøre en del av selve innløpsrørledningen eller innløpet, idet et spinnelement for rotasjon av fluidstrømmen er beliggende ved kappens oppstrømsende,

en utløpsanordning for gassen omfattende et ved kappens nedstrømsende anordnet utløpselement som har en sentral, aksialt forløpende passasje for gassen, og en ytre overflate som sammen med kappens indre overflate danner et ringrom for innstramming av væske, idet det ved elementets nedstrømsende er dannet en barriere for væsken, og eventuelt er et antispinnelement anordnet ved gassutløpselementets nedstrømsende,

en utløpsanordning for væske omfattende en oppad åpen beholder som er anordnet ved kappens nedstrømsende for opptakelse av væske som strømmer inn i ringrommet og dels renner ned i beholderen fra kappens bunnområde ved beholderåpningen, og dels faller ned i beholderen fra området ved den nevnte barriere, og

et øvre parti av utløpsbeholderen og et sentralt parti av innløpsspinnelementes oppstrømsende er blitt sammenkoblet ved hjelp av en ledning, eventuelt med reguleringsventil i ledningen, for resirkulasjon av gass som medføres av væske som renner eller faller ned i beholderen, idet spinnelementet har et sentralt hulrom og er forsynt med et antall åpninger for utstrømning av resirkulert gass fra hulrommet, hvilken

deliquidizer er plassert inne i den ytterligere separasjonsinnretning og utgjør en forlengelse av innløpet.

Deliquidizeren er fordelaktig plassert inne i den ytterligere separasjonsinnretning og utgjør en forlengelse av innløpet, idet deliquidizeren fordelaktig har hovedstrømningsretning vertikalt oppover eller vertikalt nedover, eller deliquidizeren er anordnet horisontalt inne i den ytterligere separasjonsinnretning.

Med sammenstillingen ifølge oppfinnelsen oppnås det forbedret teknisk effekt for sammenstillinger hvor deliquidizeren er plassert inne i konvensjonelt separasjonsutstyr. Deliquidizeren med hovedstrømningsretning vertikalt oppover skiller seg vesentlig fra syklonseparatoren ifølge WO 99/25454, med utforming og særpreg slik det fremgår av krav 5.

Tegninger

Fig. 1 illustrerer en sammenstilling utenfor oppfinnelsen, i form av en vertikalt montert deliquidizer med hovedstrømningsretning nedover, foran en trefase separator. Fig. 2 illustrerer en sammenstilling ifølge oppfinnelsen hvor deliquidizeren er horisontalt montert inne i en tofase gasskrubber, i forlengelse av innløpet. Fig. 3 illustrerer en sammenstilling ifølge oppfinnelsen med en deliquidizer vertikalt montert inne i en tofase skrubber, med hovedstrømningsretning oppover i deliquidizeren. Fig. 4 illustrerer en sammenstilling ifølge oppfinnelsen med en deliquidizer montert vertikalt inne i en trefase separator, med hovedstrømningsretning nedover i deliquidizeren.

Detaljert beskrivelse

Det henvises først til Fig. 1 som illustrerer en sammenstilling som er foregrepet av NO 2000 6656, nærmere bestemt en vertikalt montert deliquidizer med hovedstrømningsretning nedover, sammenstilt med en trefase separator ved at deliquidizeren er montert i innløpet til trefase separatoren. Nærmere bestemt illustreres en vertikal deliquidizer 1 i innløpsledningen til trefase separatoren, hvor det er anordnet et spinnelement 2 i oppstrømsenden, og et gassutløp 3 som leder gassen fra deliquidizeren inn i sonen for gass i trefase separatoren. Videre er væskenivået 4 i deliquidizeren illustrert. En resirkuleringslinje 5 med reguleringsventil er anordnet fra den ytre sonen i deliquidizeren, like over væskenivået, til spinnelementet 2. Et væskeutløp 6 fra deliquidizeren er anordnet for å føre væske til væskeområdet i trefase separatoren, ved hjelp av en ledning med en reguleringsventil. Trefase separatoren har i bunnen både et utløp for olje/kondensat 7 samt et utløp for vann 8.1 øvre del av trefase separatoren finnes et utløp for gass. Videre er vannivået 9 i trefase separatoren illustrert, likeledes oljenivået 10.

Fig. 2 illustrerer en sammenstilling ifølge oppfinnelsen, nærmere bestemt en deliquidizer horisontalt montert som innløpsarrangement inne i en vertikalt orientert tofase gasskrubber. Deliquidizeren er i dette tilfelle ganske lik deliquidizeren ifølge NO 2000 6656, men spesielt gassutløpsanordningen er modifisert ettersom gassutløpet er

direkte inn i tofase gasskrubberen. I tofase gasskrubberens øvre del er det anordnet utstyr for å fange dråper medrevet gassen, nærmere bestemt trådmatter eller sykloner av kjente typer. På figuren, sett liggende, er innløpet for gass og væske på venstre side, utløpet for gass er fra toppen av gasskrubberen mens væskeutløpet er i bunnen.

Det henvises til Figur 3 som illustrerer en sammenstilling ifølge oppfinnelsen i form av en deliquidizer vertikalt montert som innløpsarrangement inne i en vertikalt orientert tofase gasskrubber med hovedstrømningsretning oppover i deliquidizeren. I denne utførelsesform er deliquidizeren modifisert ved at en kon 11 er anordnet rundt gassutløpet fra deliquidizeren, og det er også anordnet en spredekon 12 for gass rett nedstrøms utløpet for gass fra deliquidizeren, det vil si rett ovenfor deliquidizeren ettersom hovedstrømningsretningen er vertikalt oppover. Videre er det anordnet en ytterligere ytre kappe 13 utenfor gass/væskeseparasjonsrøret, for å samle opp fraskilt væske som derved kan renne nedover, dvs. 180° i forhold til hovedstrømningsretningen i deliqudizeren. På figuren, sett liggende, er innløpet for gass og væske i bunnen av gasskrubberen, utløpet for gass er fra toppen, mens væskeutløpet er nede i venstre side litt over bunnen.

På Figur 4 er det illustrert en ytterligere sammenstilling ifølge oppfinnelsen, i form av en deliquidizer arrangert.i innløpet inne i en trefase separator, i vertikal posisjon med hovedstrømningsretning nedover. Slik det fremgår er gassutløpet fra deliquidizeren betydelig modifisert ved at det er ført i et bend slik at det vender oppover og ender i gassområdet i trefase separatoren.

Sammenstillingene ifølge oppfinnelsen med deliquidizeren montert inne i en annen separasjonsinnretning har overraskende vist seg å gi større separasjonsvirkning på mindre plass enn andre sammenstillinger.

Claims

1. Sammenstilling for å separere ut væske fra en flerfasefluidstrøm, omfattende en skrubber, en kolonne, en trefaseseparator eller annet konvensjonelt separasjonsutstyr sammenstilt med en deliquidizer (1) som er koblet som en forseparator til fluidinnløpet, i hvilken deliquidizer fluidstrømmen settes i rotasjon slik at den separeres i en sentral sone langs lengdeaksen, hvilken sentral sone i hovedsak inneholder gass, og en ytre ringformet sone mot innsiden av ytterveggen, hvilken ytre sone i hovedsak inneholder væske, hvor det fra den sentrale sone er anordnet en utløpsanordning (3) for gass og fra den ytre sone er anordnet en utløpsanordning (4,6) for væske, idet deliquidizeren funksjonerer etter et syklonprinsipp, karakterisert ved at sammenstillingen omfatter en deliquidizer (1) med en i hovedsak rørformet kappe (1) som er innrettet til å utgjøre en del av selve innløpsrørledningen eller innløpet, idet et spinnelement (2) for rotasjon av fluidstrømmen er beliggende ved kappens oppstrømsende, en utløpsanordning (3) for gassen omfattende et ved kappens nedstrømsende anordnet utløpselement som har en sentral, aksialt forløpende passasje for gassen, og en ytre overflate som sammen med kappens indre overflate danner et ringrom for innstramming av væske, idet det ved elementets nedstrømsende er dannet en barriere for væsken, og eventuelt er et antispinnelement anordnet ved gassutløpselementets nedstrømsende, en utløpsanordning for væske (4,6) omfattende en oppad åpen beholder (4) som er anordnet ved kappens nedstrømsende for opptakelse av væske som strømmer inn i ringrommet og dels renner ned i beholderen fra kappens bunnområde ved beholderåpningen, og dels faller ned i beholderen fra området ved den nevnte barriere, og et øvre parti av utløpsbeholderen og et sentralt parti av innløpsspinnelementes oppstrømsende er blitt sammenkoblet ved hjelp av en ledning (5), eventuelt med reguleringsventil i ledningen, for resirkulasjon av gass som medføres av væske som renner eller faller ned i beholderen, idet spinnelementet har et sentralt hulrom og er forsynt med et antall åpninger for utstrømning av resirkulert gass fra hulrommet, hvilken deliquidizer er plassert inne i den ytterligere separasjonsinnretning og utgjør en forlengelse av innløpet.

2. Sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at deliquidizeren (1) er anordnet inne i den ytterligere separasjonsinnretning og har hovedstrømningsretning vertikalt oppover.

3. Sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at deliquidizer (1) er anordnet inne i den ytterligere separasjonsinnretning og har hovedstrømningsretning vertikalt nedover.

4. Sammenstilling ifølge krav 1, karakterisert ved at deliquidizer (1) er anordnet horisontalt og er plassert inne i den ytterligere separasjonsinnretning og utgjør en forlengelse av innløpet til denne.

5. Sammenstilling for å separere ut væske fra en flerfasefluidstrøm, omfattende en skrubber, en kolonne, en trefaseseparator eller annet konvensjonelt separasjonsutstyr sammenstilt med en deliquidizer (1) som er koblet som en forseparator til fluidinnløpet, i hvilken deliquidizer fluidstrømmen settes i rotasjon slik at den separeres i en sentral sone langs lengdeaksen, hvilken sentral sone i hovedsak inneholder gass, og en ytre ringformet sone mot innsiden av ytterveggen, hvilken ytre sone i hovedsak inneholder væske, hvor det fra den sentrale sone er anordnet en utløpsanordning (3) for gass og fra den ytre sone er anordnet en utløpsanordning (4,6) for væske, idet deliquidizeren funksjonerer etter et syklonprinsipp, hvilken deliquidizer (1) er plassert utenfor eller innenfor den ytterligere separasjonsinnretning, karakterisert ved at deliquidizeren omfatter en ytre kappe ovenfor og rundt gass/væskeseparasjonsrøret, for å samle fraskilt væske, og en ytre kon ovenfor og rundt gassutløpsrøret, som bidrar til at væskestrømmen snus. 180° i forhold til hovedstrømningsretningen, og at deliquidizeren (1) er anordnet med hovedstrømningsretning vertikalt oppover.