RU2612737C2 - Vertical gas and oil separator - Google Patents
Vertical gas and oil separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612737C2 RU2612737C2 RU2015119868A RU2015119868A RU2612737C2 RU 2612737 C2 RU2612737 C2 RU 2612737C2 RU 2015119868 A RU2015119868 A RU 2015119868A RU 2015119868 A RU2015119868 A RU 2015119868A RU 2612737 C2 RU2612737 C2 RU 2612737C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- separated
- mixture
- zone
- oil
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0208—Separation of non-miscible liquids by sedimentation
- B01D17/0211—Separation of non-miscible liquids by sedimentation with baffles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0205—Separation of non-miscible liquids by gas bubbles or moving solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0217—Separation of non-miscible liquids by centrifugal force
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0005—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances
- B01D19/001—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances by bubbling steam through the liquid
- B01D19/0015—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances by bubbling steam through the liquid in contact columns containing plates, grids or other filling elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0042—Degasification of liquids modifying the liquid flow
- B01D19/0052—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused
- B01D19/0057—Degasification of liquids modifying the liquid flow in rotating vessels, vessels containing movable parts or in which centrifugal movement is caused the centrifugal movement being caused by a vortex, e.g. using a cyclone, or by a tangential inlet
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для разделения гетерогенных сред, а именно к области разделения нефтегазовой смеси на нефть и газ, в основе которой лежат сепарационные и массообменные процессы, и может быть использовано в отраслях нефтяной и газовой промышленности.The invention relates to equipment for the separation of heterogeneous media, and in particular to the field of separation of an oil and gas mixture into oil and gas, which is based on separation and mass transfer processes, and can be used in oil and gas industries.
Поступающая на сепарацию нефтегазовая смесь характеризуется своим метастабильным состоянием, т.к. содержит в себе окклюдированный (находящийся в смеси в свободном диспергированном виде) и растворенный газ. Поэтому эффективный массоперенос газа из этой смеси требует проведения взаимоисключающих условий ее сепарации с получением очищенного от нефти газа и очищенной от газа нефти, т.к. эффективный массоперенос растворенного газа из смеси требует ее активного перемешивания, диспергирования и турбулизации, а эффективный массоперенос окклюдированного газа, наоборот, требует придания ей ламинарного режима движения, устранения дробления, перемешивания и снижения скорости движения.The oil and gas mixture arriving for separation is characterized by its metastable state, since contains occluded (which is in a mixture in free dispersed form) and dissolved gas. Therefore, effective mass transfer of gas from this mixture requires mutually exclusive conditions for its separation to obtain gas purified from oil and oil purified from gas, because effective mass transfer of dissolved gas from the mixture requires its active mixing, dispersion and turbulization, and effective mass transfer of occluded gas, on the contrary, requires giving it a laminar mode of motion, eliminating crushing, mixing and reducing the speed of movement.
Известные концевые сепараторы работают при давлении, близком к атмосферному (0,105-0,12) МПа, и температуре (10-45)°С. В них поступает нефть с невысоким остаточным газовым фактором от 3 до 18 для легких нефтей. Причем, поступающая в сепараторы нефть не успевает расслоиться на сплошные фазы в трубопроводе, поскольку дросселируется непосредственно перед сепаратором.Known end separators operate at a pressure close to atmospheric (0.105-0.12) MPa and a temperature of (10-45) ° C. They receive oil with a low residual gas factor of 3 to 18 for light oils. Moreover, the oil entering the separators does not have time to separate into continuous phases in the pipeline, since it is throttled directly in front of the separator.
Известен способ разделения нефтегазовой смеси, предусматривающий ее подачу в корпус сепаратора и последующую технологическую обработку в нем, а именно: распределение, предварительное и окончательное разделение, а также сбор и отведение отсепарированных продуктов (Патент №1799278, приоритет от 28.02.1990 г. ).A known method of separating an oil and gas mixture, providing for its supply to the separator body and subsequent processing in it, namely: distribution, preliminary and final separation, as well as the collection and disposal of the separated products (Patent No. 1799278, priority from 02.28.1990).
Этот известный способ разделения нефтегазовой смеси технологически прост.This known method of separating an oil and gas mixture is technologically simple.
Недостатком этого известного способа разделения нефтегазовой смеси является его малая эффективность из-за неэффективности его процессов разделения, обусловленных отсутствием условий для глубокого разделения смеси из-за необеспеченности условий ее пленочного истечения, предполагающего возможность выхода из нее газа, а также длительность процесса окончательного разделения смеси, требующего ее продолжительного отстаивания в горизонтальном емкостном аппарате.The disadvantage of this known method of separating an oil and gas mixture is its low efficiency due to the inefficiency of its separation processes, due to the lack of conditions for deep separation of the mixture due to the insecurity of its film outflow, suggesting the possibility of gas escape from it, as well as the duration of the process of final separation of the mixture, requiring its continuous upholding in a horizontal capacitive apparatus.
Известно устройство для разделения нефтегазовой смеси, содержащее вертикальный цилиндрический корпус со своими зонами предварительной обработки нефтегазовой смеси и сбора предварительно отсепарированных продуктов, а именно: зоны распределения и предварительного разделения нефтегазовой смеси и зон сбора и отведения предварительно отсепарированных продуктов со своими разнесенными по высоте корпуса сепаратора патрубками: патрубком выхода предварительно отсепарированного газа, патрубком ввода на обработку в корпус разделяемой смеси и патрубком вывода из корпуса отсепарированной нефти, а также горизонтальный отстойник для окончательного разделения смеси (Патент №1799278, приоритет от 28.02.1990 г. ).A device for separating an oil and gas mixture containing a vertical cylindrical body with its zones for pre-processing the oil and gas mixture and collecting pre-separated products, namely, the distribution zone and preliminary separation of the oil and gas mixture and the collection and removal zones of the pre-separated products with their nozzles spaced apart along the height of the separator body : the outlet pipe of the pre-separated gas, the input pipe for processing into the housing of the shared mixture and the outlet pipe from the housing of the separated oil, as well as a horizontal sump for the final separation of the mixture (Patent No. 1799278, priority from 02.28.1990).
Это известное устройство характеризуется простотой конструкции.This known device is characterized by simplicity of design.
Недостатком этого известного устройства является его громоздкость, обусловленная использованием отдельно стоящего горизонтального отстойника для окончательного разделения нефтегазовой смеси, и неэффективность, обусловленная отсутствием конструктивных элементов для глубокого разделения смеси.The disadvantage of this known device is its bulkiness, due to the use of a separate horizontal sump for the final separation of the oil and gas mixture, and inefficiency due to the lack of structural elements for deep separation of the mixture.
Известно также массообменное контактное устройство для взаимодействия жидкости и газа, содержащее зигзагообразные перегородки, образующие сквозные вертикальные зигзагообразные каналы для встречного прохождения нефти и газа, с вертикально установленными на них секционирующими пластинами трапецеидальной формы, формирующими между своими торцами и поверхностями зигзагообразных перегородок пропускные окна для истечения газа и его равномерного распределения по зигзагообразным каналам каждой перегородки, и со своими вертикальными контактно-распределительными стержнями, плотно примыкающими к зигзагообразным перегородкам (Патент на полезную модель РФ №139121 от 03.09.2013 г. ).Also known is a mass transfer contact device for the interaction of liquid and gas, containing zigzag partitions forming through vertical zigzag channels for the oncoming passage of oil and gas, with vertically mounted trapezoidal sectioning plates, forming passage windows for gas outflow between their ends and the surfaces of the zigzag partitions and its uniform distribution over the zigzag channels of each partition, and with its vertical con tact-distribution rods tightly adjacent to zigzag partitions (Patent for a utility model of the Russian Federation No. 139121 from 09/03/2013).
Это известное массообменное устройство обеспечивает качественное отделение газа от нефтегазовой смеси, однако до своего появления оно не использовалось в нефтегазовых сепараторах.This well-known mass transfer device provides high-quality separation of gas from the oil and gas mixture, but before its appearance it was not used in oil and gas separators.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является вертикальный нефтегазовый сепаратор, содержащий цилиндрический корпус со своими следующими сверху вниз технологическими зонами обработки нефтегазовой смеси, накопления и отведения отсепарированных продуктов, а именно: зоной скопления и отведения окончательно отсепарированного газа, закрытой кольцевой зоной предварительного разделения смеси, зоной окончательного разделения продуктов, полученных при предварительном разделении, на нефть и газ и зоной скопления и отведения отсепарированной нефти, а также со своими разнесенными по высоте корпуса сепаратора патрубками: расположенным в верхней части корпуса патрубком вывода окончательно отсепарированного газа, расположенным ниже тангенциальным патрубком ввода обрабатываемой смеси в кольцевую зону предварительного разделения смеси и расположенным в днище корпуса патрубком вывода из корпуса отсепарированной нефти (Патент на полезную модель №101936, опубл. 10.02.2011 г. ).The closest in technical essence to the proposed technical solution is a vertical oil and gas separator containing a cylindrical body with its next top-down technological zones for processing the oil and gas mixture, accumulation and discharge of separated products, namely, the accumulation and discharge zone of the finally separated gas, closed by an annular zone of preliminary separation mixture, the zone of the final separation of the products obtained by preliminary separation into oil and gas and This accumulation and discharge of separated oil, as well as its own nozzles spaced apart along the height of the separator body: a final separated gas outlet pipe located in the upper part of the housing, a tangential nozzle for introducing the processed mixture into the annular zone of preliminary separation of the mixture, and an outlet nozzle located in the bottom of the housing housing separated oil (Patent for utility model No. 101936, publ. 02/10/2011).
Этот наиболее близкий к заявляемому вертикальный нефтегазовый сепаратор по сравнению с описанным выше аналогом компактен из-за проведения в нем одном всех технологических операций по сепарации нефтегазовой смеси.This vertical oil and gas separator closest to the claimed one is compact in comparison with the analogue described above due to the fact that it carries out all the technological operations for the separation of the oil and gas mixture.
Недостатком этого наиболее близкого по технической сущности вертикального нефтегазового сепаратора являются неэффективность, обусловленная отсутствием конструктивных элементов для глубокого разделения смеси, обеспечивающих возможность очищения предварительно отсепарированного газа от остатков смеси в нем и очищения предварительно отсепарированной жидкости от газовых остатков в ней.The disadvantage of this closest in technical essence vertical oil and gas separator is the inefficiency due to the lack of structural elements for deep separation of the mixture, which makes it possible to purify the pre-separated gas from the mixture residues in it and to purify the pre-separated liquid from gas residues in it.
Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности сепарационного процесса и его интенсификации за счет проведения процесса предварительного сепарирования смеси в закрытой зоне с обеспечением в ней раздельного сбора каждого отсепарированного продукта и последующей их окончательной сепарации путем противоточного массообмена в насадке с развитой массообменной поверхностью и элементами, обеспечивающими ее перемешивание и турбулизацию.The technical result from the use of the present invention is to increase the efficiency of the separation process and its intensification due to the process of preliminary separation of the mixture in a closed zone, ensuring separate collection of each separated product in it and their subsequent separation by countercurrent mass transfer in a nozzle with a developed mass transfer surface and elements providing its mixing and turbulization.
Указанный технический результат достигается тем, что вертикальный нефтегазовый сепаратор, содержащий цилиндрический корпус со своими следующими сверху вниз технологическими зонами обработки нефтегазовой смеси, накопления и отведения отсепарированных продуктов, а именно: зоной скопления и отведения окончательно отсепарированного газа, закрытой кольцевой зоной предварительного разделения смеси, зоной окончательного разделения продуктов, полученных при предварительном разделении, на нефть и газ и зоной скопления и отведения отсепарированной нефти, а также со своими разнесенными по высоте корпуса сепаратора патрубками: расположенным в верхней части корпуса патрубком вывода окончательно отсепарированного газа, нижерасположенным на цилиндрической части корпуса сепаратора патрубком вывода предварительно отсепарированного газа из зоны предварительного разделения нефтегазовой смеси; тангенциальным патрубком ввода обрабатываемой смеси в кольцевую зону предварительного разделения смеси и расположенным в днище корпуса патрубком вывода из корпуса отсепарированной нефти, дополнительно снабжен газопроводом со своим газораспределителем, подводящим предварительно отделенный от смеси газ из кольцевой зоны корпуса сепаратора в его зону окончательного разделения предварительно отсепарированных продуктов, и противоточной массообменной насадкой, установленной в зоне окончательного разделения предварительно отсепарированных продуктов, при этом закрытая кольцевая зона предварительного разделения смеси в корпусе сепаратора сформирована обечайкой, сопряженной с внутренней поверхностью корпуса сепаратора с образованием симметричной его оси кольцевой с ситообразным днищем камеры с двумя сопряженными зонами из предварительно отсепарированных продуктов: зоной скопления и отведения предварительно отсепарированной смеси и зоной скопления и отведения предварительно отсепарированного газа.The specified technical result is achieved in that a vertical oil and gas separator containing a cylindrical body with its following downward processing zones for processing the oil and gas mixture, accumulation and discharge of the separated products, namely, the accumulation and discharge zone of the finally separated gas, closed ring zone preliminary separation of the mixture, zone final separation of the products obtained by preliminary separation into oil and gas and the accumulation and discharge zone of separators oil, as well as with its nozzles spaced apart along the height of the separator casing: a finally separated gas outlet pipe located in the upper part of the casing; a pre-separated gas outlet pipe located on the cylindrical part of the separator casing from the preliminary separation zone of the oil and gas mixture; the tangential nozzle for introducing the mixture to be processed into the annular zone of preliminary separation of the mixture and the outlet port for separating oil from the housing of the separated oil located at the bottom of the housing is additionally equipped with a gas pipeline with its own gas distributor supplying gas previously separated from the mixture from the annular zone of the separator body to its zone of final separation of the previously separated products, and counterflow mass transfer nozzle installed in the final separation zone pre-separator products, wherein the closed annular zone of preliminary separation of the mixture in the separator body is formed by a rim conjugated to the inner surface of the separator body with the formation of an annular chamber with a sieve-like bottom of the chamber with two conjugated zones of pre-separated products: the zone of accumulation and removal of the pre-separated mixture and zone of accumulation and discharge of pre-separated gas.
Использование противоточной массообменной насадки для окончательного разделения предварительно разделенной нефтегазовой смеси, выполненной из вертикальных перекрестно установленных сепарирующих секций, каждая со своими вертикально установленными зигзагообразными перегородками, образующими сквозные вертикальные зигзагообразные каналы для встречного прохождения предварительно отсепарированных продуктов, с вертикально установленными секционирующими пластинами трапецеидальной формы, формирующими между своими торцами и поверхностями зигзагообразных перегородок пропускные окна для истечения предварительно отсепарированного газа и его равномерного распределения по сечению секций, и со своими вертикальными контактно-распределительными стержнями, плотно примыкающими к зигзагообразным перегородкам, способствует глубокому разделению предварительно разделенной нефтегазовой смеси.The use of a countercurrent mass transfer nozzle for the final separation of a pre-divided oil and gas mixture made of vertical cross-mounted separating sections, each with its own vertically mounted zigzag partitions, forming through vertical zigzag channels for the opposite passage of pre-separated products, with vertically mounted trapezoidal sectioning plates forming between their ends and on top awns zigzag crossing partitions windows for expiration previously separated gas and its uniform distribution over the cross section sections, and with their vertical contact-distribution rods tightly adjacent to the zig-zag partitions, promotes deep separation preliminary separation of oil and gas mixture.
Выполнение зигзагообразных перегородок массообменной насадки с соотношением Н/А в пределах 0,6÷2,0, где Н - высота ступени контакта, А - ширина ступени контакта, способствует появлению наиболее устойчивых динамических пленок смеси с наименьшим дроблением их на капли, а радиусы гиба этих перегородок в пределах 5÷20 мм предотвращают срыв пленок в месте гиба перегородок, обеспечивают сплошность пленки смеси и ее сохранение на поверхности перегородок в местах их гиба.The implementation of zigzag partitions of the mass transfer nozzle with a ratio of N / A in the range of 0.6 ÷ 2.0, where H is the height of the contact step, A is the width of the contact step, contributes to the appearance of the most stable dynamic films of the mixture with the smallest crushing them into droplets, and bending radii these partitions within 5 ÷ 20 mm prevent the breakdown of films at the bend of the partitions, ensure the continuity of the film of the mixture and its preservation on the surface of the partitions in the places of their bending.
Размещение вертикальных контактно-распределительных стержней друг от друга на расстоянии в пределах 12÷28 мм позволяет предотвратить срыв динамически свободных пленок смеси за каждым стержнем в направлении движения жидкости, т.к. их динамическая устойчивость обуславливается действием сил поверхностного натяжения: с одной стороны, пленка «цепляется» за жидкость, стекающую по стержням, а с другой - за жидкость, стекающую по стенке зигзагообразной перегородки.Placing the vertical contact distribution rods from each other at a distance of 12–28 mm prevents the breakdown of dynamically free mixture films behind each rod in the direction of fluid movement, since their dynamic stability is determined by the action of surface tension forces: on the one hand, the film “clings” to the fluid flowing down the rods, and on the other hand, to the fluid flowing down the wall of the zigzag partition.
Выбор высоты пропускного окна между торцом секционирующей пластины и поверхностью зигзагообразной перегородки в пределах 0,15÷0,30 А позволяет обеспечить дополнительное выравнивание движения газа по сечению аппарата за счет его горизонтального перетока через окна, что в целом положительно влияет на увеличение производительности сепаратора по газу при работе на пенящихся жидкостях.The choice of the height of the passage window between the end of the sectioning plate and the surface of the zigzag partition within 0.15 ÷ 0.30 A allows for additional alignment of the gas movement over the cross section of the apparatus due to its horizontal flow through the windows, which generally positively affects the increase in gas separator performance when working on foaming liquids.
В совокупности все выбранные параметры массообменной насадки способствуют наиболее эффективному разделению смеси в сепараторе.Together, all the selected parameters of the mass transfer nozzle contribute to the most efficient separation of the mixture in the separator.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фигурах:The invention is illustrated by drawings, presented in the figures:
фиг. 1 - вертикальный нефтегазовый сепаратор;FIG. 1 - vertical oil and gas separator;
фиг. 2 - секция массообменной насадки;FIG. 2 - section mass transfer nozzles;
фиг. 3 - узел сопряжения вертикальной секционирующей пластины с зигзагообразной перегородкой.FIG. 3 - interface node of a vertical sectioning plate with a zigzag partition.
Вертикальный нефтегазовый сепаратор содержит цилиндрический корпус 1 (фиг. 1) со своими следующими одна под другой сверху вниз зонами обработки нефтегазовой смеси и сбора отсепарированных продуктов: зоной сбора и отведения отсепарированного газа 2; закрытой кольцевой зоной предварительного разделения нефтегазовой смеси 3; зоной распределения смеси 4, зоной окончательного разделения смеси 5, зоной распределения предварительно отсепарированного газа 6 и зоной сбора и отведения отсепарированной нефти 7 со своими размещенными на различных уровнях по высоте корпуса 1 сепаратора патрубками: расположенным в его верхней части патрубком 8 выхода отсепарированного газа из корпуса 1; нижерасположенным на цилиндрической части корпуса 1 патрубком 9 вывода из зоны предварительного разделения нефтегазовой смеси 3 корпуса 1 предварительно отсепарированного газа; тангенциальным патрубком 10 ввода нефтегазовой смеси на обработку; патрубком 11 вывода из корпуса отсепарированной нефти и патрубком 12 ввода в корпус предварительно отсепарированного газа, а также охватывающую зону предварительного разделения нефтегазовой смеси 3 обечайку 13, сопряженную с внутренней поверхность корпуса 1 сепаратора с образованием симметричной его оси закрытой камеры 14 с зоной предварительного разделения нефтегазовой смеси 3 со своими смежными зонами скопления и отведения предварительно отсепарированных продуктов, а именно: зоны скопления и отведения предварительно отсепарированной нефтегазовой смеси 15 и зоны скопления и отведения предварительно отсепарированного газа 16. Обечайка 13 в своей нижней части имеет отверстия 17 для равномерного распределения в корпусе сепаратора 1 предварительно отсепарированной смеси.The vertical oil and gas separator contains a cylindrical body 1 (Fig. 1) with its following one below the other from top to bottom zones for processing the oil and gas mixture and collecting the separated products: the zone for collecting and discharging the
Под обечайкой 13 расположена формирующая собой зону окончательного разделения смеси 5 массообменная насадка 18 из вертикально расположенных сепарирующих секций 19, каждая со своими образующими сквозные вертикальные зигзагообразные каналы для встречного прохождения предварительно отсепарированных продуктов вертикально установленными зигзагообразными перегородками 20 (фиг. 2) и плотно примыкающими к ним вертикальными контактно-распределительными стержнями 21.Under the
Зигзагообразные перегородки 20 содержат вертикально расположенные секционирующие пластины 22 трапецеидальной формы, формирующие между своими торцами и поверхностями зигзагообразных перегородок пропускные окна 23 (фиг. 3) для истечения предварительно отсепарированного газа и его равномерного распределения по сечению секций 19.
За пределами корпуса 1, сбоку, установлен газопровод 24 (фиг. 1), отводящий газ из кольцевой камеры 14 во внутреннее пространство корпуса под массообменной насадкой 18 с помощью газораспределителя 25.Outside the
Вертикальный нефтегазовый сепаратор работает следующим образом.Vertical oil and gas separator operates as follows.
Сплошной поток нефтегазовой смеси поступает тангенциально через патрубок 10 горизонтально ориентированным потоком в закрытую камеру 14 зоны предварительной сепарации смеси 3 корпуса 1, закручивается в ней под действием центробежных сил и, сталкиваясь с поверхностью обечайки 13 внутри корпуса 1, в динамическом вихревом режиме турбулизируется, при этом заключенный в ее оболочки газ высвобождается и из-за разности удельных весов отсепарированных продуктов газ поднимается в зону скопления и отведения предварительно отсепарированного газа 16 верхней части камеры 14 и выходит через патрубок 9 в газопровод 24, а из него через патрубок 12 в газоразделитель 25 под массообменной насадкой 18 и затем в зону своего распределения 6 корпуса 1.A continuous flow of oil and gas mixture flows tangentially through a
Оставшаяся в камере 14 нефтегазовая смесь, теряя часть своей кинетической энергии, опускается вниз, проникает сквозь отверстия 17 обечайки 13 и струйками стекает в зону распределения смеси 4 внутреннего пространства корпуса 1, равномерно рассеивается по нему и поступает в зигзагообразные каналы массообменной насадки 18, образованные зигзагообразными перегородками 20, стекая вниз по их поверхностям и поверхностям контактно-распределительных стержней 21 и вертикальных секционирующих пластин 22 в виде пленок и падающих капель.The oil and gas mixture remaining in chamber 14, losing part of its kinetic energy, goes down, penetrates through
При движении смеси по секциям 19 массообменной насадки 18 создаются благоприятные условия для массопереноса газа из нефти, а также для выделения пузырькового газа из пленки нефти.When the mixture moves through
Высокоразвитая поверхность секций массообменной насадки 18 способствует интенсификации процесса массообмена в сепараторе.The highly developed surface of the sections of the mass transfer nozzle 18 contributes to the intensification of the mass transfer process in the separator.
Вертикальные контактно-распределительные стержни 21 служат эффективными сепарирующими элементами, так как капли дисперсной смеси образуют на них гораздо более устойчивую кольцеобразную пленку, чем на сепарирующих поверхностях перегородок 20, где кривизна поверхности существенно меньше. Кольцеобразная пленка отсепарированной смеси на них беспрепятственно отводится, не подвергаясь опасности срыва ее потоком смеси или газа. В точке сопряжения этих перегородок 20 с вертикальными контактно-распределительными стержнями 21 смесь из-за изменения направления своего движения, обтекающего перегородки 20, турбулизуется и делится ими на части, истекающие пленкой как по самим этим контактно-распределительным стержням 21, так и по разделенным частям поверхностей противолежащих зигзагообразных перегородок 20. При этом осуществляется постоянно частичный переток смеси со стенок зигзагообразных каналов на стержни 21 и обратно, а также перемешивание пленок смеси, текущих по соседним перегородкам 20.The vertical
Предварительно отсепарированный в камере 14 газ после своего равномерного распределения газораспределителем 25 в зоне 6 корпуса 1 поступает снизу в массообменную насадку 18.Pre-separated in the chamber 14 gas after its uniform distribution by the
В процессе массообмена стекающая вниз смесь насыщается тяжелыми углеводородными компонентами предварительно отсепарированного газа, а поднимающийся вверх предварительно отсепарированный газ освобождается от остатков смеси в нем и концентрирует в себе высвободившиеся из смеси легкие газовые компоненты.In the process of mass transfer, the mixture flowing down is saturated with the heavy hydrocarbon components of the pre-separated gas, and the pre-separated gas rising up is freed from the mixture residues in it and concentrates the light gas components released from the mixture.
Отвод смеси по стержням 21 массообменной насадки 18 происходит более эффективно за счет повышенной стабильности кольцевых пленок, а другая часть смеси, огибающая эти стержни 21 под воздействием идущего снизу газа, образует двухсторонние свободнопадающие вибрирующие пленки с поверхностью массообмена, многократно превышающую площадь контактных элементов.The mixture is removed through the
При этом предварительно отсепарированный газ, поднимаясь по зигзагообразным каналам секций 19 насадки 18, постоянно меняет свою скорость истечения, попадая в разные зоны: от узкой в расширенную и изменяя при этом направление своего движения зигзагообразными перегородками 20 и, перераспределяясь через пропускные окна 23, турбулизируется и в таком виде контактирует с постоянно обновляемой поверхностью пленок смеси, дополнительно интенсифицируя процесс, не нарушая пленочного истечения смеси. Движущийся противотоком навстречу смеси газ не позволяет каплям смеси упасть вертикально, а отклоняет и отбрасывает их в сторону смежной перегородки, обеспечивая, тем самым, орошение всей поверхности насадки. Поднимаясь вверх по каналу, газ поддерживает одни свободно падающие пленки и разрывает другие с выходом их них газа.In this case, the pre-separated gas, rising through the zigzag channels of
Пропускные окна 23 способствуют турбулизации газа и равномерному распределению его по зигзагообразному каналу за счет резкого изменения направления газа, препятствуя быстрому уносу капель смеси и увеличивая длительность взаимодействия их с газом, создавая оптимальные условия для сепарации нефтегазовой смеси.The
Таким образом, при окончательном разделении смеси в массообменном устройстве 18 осуществляется пленочное течение жидкости при высокой турбулентности внутри текущих пленок и постоянном обновлении их поверхности.Thus, during the final separation of the mixture in the mass transfer device 18, a film flow of liquid occurs with high turbulence inside the current films and constant updating of their surface.
Преимуществом предлагаемой конструкции сепаратора является эффективность процесса сепарации, сочетающего в себе и эффективный массоперенос окклюдированного газа из смеси за счет ее активного перемешивания, диспергирования и турбулизации при предварительном сепарировании в закрытой камере, обеспечивающем раздельный сбор и отведение предварительно отсепарированных продуктов, и последующий эффективный окончательный массоперенос из предварительно отсепарированных продуктов остатков неотделенных от них фракций: остатков газа, растворенного в предварительно отсепарированной смеси, и остатков смеси в предварительно отсепарированном газе, за счет придания смеси ламинарного режима движения в противоточной массообменной насадке с пленочным истечением смеси при высокой турбулентности внутри ее текущих пленок и постоянном обновлении их поверхности.The advantage of the proposed design of the separator is the efficiency of the separation process, which combines the efficient mass transfer of occluded gas from the mixture due to its active mixing, dispersion and turbulization during preliminary separation in a closed chamber, which ensures separate collection and removal of pre-separated products, and the subsequent effective final mass transfer from pre-separated products of residues of fractions not separated from them: gas residues, rast burnt in the pre-separated mixture, and the remains of the mixture in the pre-separated gas, due to giving the mixture a laminar mode of movement in a counter-flow mass transfer nozzle with a film outflow of the mixture with high turbulence inside its current films and constant updating of their surface.
Предложенный вертикальный нефтегазовый сепаратор успешно прошел испытания и в настоящее время готовится к использованию на предприятиях нефтяной и газовой промышленности.The proposed vertical oil and gas separator has been successfully tested and is currently being prepared for use in the oil and gas industry.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119868A RU2612737C2 (en) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | Vertical gas and oil separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119868A RU2612737C2 (en) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | Vertical gas and oil separator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015119868A RU2015119868A (en) | 2016-12-20 |
RU2612737C2 true RU2612737C2 (en) | 2017-03-13 |
Family
ID=57759052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015119868A RU2612737C2 (en) | 2015-05-26 | 2015-05-26 | Vertical gas and oil separator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2612737C2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2190854A (en) * | 1986-05-26 | 1987-12-02 | Sasakura Eng Co Ltd | Method and apparatus for separating oil and water |
SU1634295A1 (en) * | 1989-03-20 | 1991-03-15 | Предприятие П/Я Г-4882 | Device for degassing of liquid |
SU1761193A1 (en) * | 1990-05-03 | 1992-09-15 | Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Vertical gas separator |
SU563040A1 (en) * | 1972-10-03 | 1994-01-15 | Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры | Apparatus for separating carbon gases |
RU2306966C1 (en) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Gas-liquid separator |
RU101936U1 (en) * | 2010-09-24 | 2011-02-10 | Леонид Маркович Мильштейн | VERTICAL OIL AND GAS SEPARATOR |
WO2013109345A1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-07-25 | Cameron International Corporation | Apparatus and method for separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water |
RU139121U1 (en) * | 2013-09-03 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Волжский научно-исследовательский и проектный институт топливно-энергетического комплекса" (ООО "Волга НИПИТЭК") | MASS EXCHANGE CONTACT DEVICE FOR INTERACTION OF LIQUID AND GAS |
-
2015
- 2015-05-26 RU RU2015119868A patent/RU2612737C2/en active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU563040A1 (en) * | 1972-10-03 | 1994-01-15 | Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры | Apparatus for separating carbon gases |
GB2190854A (en) * | 1986-05-26 | 1987-12-02 | Sasakura Eng Co Ltd | Method and apparatus for separating oil and water |
SU1634295A1 (en) * | 1989-03-20 | 1991-03-15 | Предприятие П/Я Г-4882 | Device for degassing of liquid |
SU1761193A1 (en) * | 1990-05-03 | 1992-09-15 | Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности | Vertical gas separator |
RU2306966C1 (en) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Gas-liquid separator |
RU101936U1 (en) * | 2010-09-24 | 2011-02-10 | Леонид Маркович Мильштейн | VERTICAL OIL AND GAS SEPARATOR |
WO2013109345A1 (en) * | 2012-01-19 | 2013-07-25 | Cameron International Corporation | Apparatus and method for separation of hydrocarbons from hydrocarbon-containing produced water |
RU139121U1 (en) * | 2013-09-03 | 2014-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Волжский научно-исследовательский и проектный институт топливно-энергетического комплекса" (ООО "Волга НИПИТЭК") | MASS EXCHANGE CONTACT DEVICE FOR INTERACTION OF LIQUID AND GAS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015119868A (en) | 2016-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4187088A (en) | Down flow centrifugal separator | |
CN102671502B (en) | Gas-liquid inertia separation and distribution coupling unit and separator adopting same | |
RU2612741C1 (en) | Liquid-gas separator | |
CN104531248B (en) | Horizontal separator used for oil gas separation and purification | |
US20090159512A1 (en) | Method and Apparatus for Separating Submerged Particles From a Fluid | |
RU2612737C2 (en) | Vertical gas and oil separator | |
EP0038325A1 (en) | Horizontal vapor-liquid separator | |
CN204656167U (en) | gas-liquid separator | |
RU2519418C1 (en) | Gas-liquid separator | |
RU2577055C1 (en) | Vertical separator for separation of inhomogeneous gas-liquid systems of "mist" type | |
RU2635126C1 (en) | Device for separation of vapour-liquid mixtures | |
RU2596754C1 (en) | Pipe device of preliminary separation | |
RU2618057C1 (en) | Water-oil emulsion separation device | |
RU177293U1 (en) | SEPARATION CAPACITY WITH PAIR PARTITIONS | |
RU2346727C1 (en) | Gas separator of vortex type | |
RU2196830C1 (en) | Saturator for sugar production | |
RU68352U1 (en) | SEPARATOR | |
RU101936U1 (en) | VERTICAL OIL AND GAS SEPARATOR | |
RU2191618C2 (en) | Method of separation of unstable dispersed systems and device for realization of this method | |
RU2582314C1 (en) | Gas-liquid separator | |
RU2604377C1 (en) | Liquid-gas separator | |
RU2299757C2 (en) | Screen-separator | |
RU2573469C1 (en) | Settler for separation of gas(vapour)-fluid inhomogeneous system | |
RU2424846C1 (en) | Spiral-gravity flow separator | |
RU2666440C1 (en) | Separator for gas cleaning from impurities |