Способ центробежной сепарации газожидкостной смеси, например, углеводородов и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1КЮ УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР413961, кл. В 04 С 5/04, 1972.2. Авторское свидетельство СССР248642, кл. В 01 П 45/12, 1967 (прототип).3. Авторское свидетельство СССР516409, кл. В 01 0 45/06, 1974.4. Патент Франции2368303, кл. В 04 С 5/24, 1978 (прототип). (54) СПОСОБ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ, НАПРИИЕР, УГЛЕВОДОРОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ центробежной сепарации газожидкостной смеси, например, углеводородов, включающий разделение сепарируемого потока на два, имеющих различную температуру, предварительную сепарацию под действием центробежных сил жидкой фазы из потока, имеющего более высокую температуру, и окончательную сепарацию под действием центробежных и инерционных сил жидкой фазы из всего потока при осуществлении теплообмена между двумя " ЯО 1084047 А потоками с различной температурой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сепарации, перед окончательной сепарацией всего сепарируемого потока, поток с более низкой температурой вводят в диспергированном состоянии в поток, имеющий более высокую температуру, в количестве 10-ЗОХ от общего расхода газа, при этом разность температур потоков составляет 3-23 С.2, Устройство для центробежной сепарации газожидкостной смеси, например, углеводородов, содержащее корпус расположенные в нем вертикально ка- . меру сбора жидкого сепарата, первую центробежную сепарационную камеру с входным патрубком, соединенньм с трубопроводом разделяемой смеси, вторую центробежную сепарационную камеру сообщающуюся с первой, и патрубо для отвода газа, расположенный в верхней части корпуса, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сепарации, оно снабжено выносным холодильником и размещенным между первой и второй сепарационными камерами распылителем, соединенным через холодильник с трубопроводом для разделяемой смеси.4047 1Однако в известном устройстве не-,возможно осуществить конденсацию содержащихся в газе углеводородов иобеспечить высокое качество сепарации еЦель изобретения - повышение качества сепарации.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающему.разделение сепарируемого потока надва, имеющих различную температурупредварительную сепарацию под действием центробежных сил жидкой фазыиз потока, имеющиго более высокуютемпературу, и окончательную сепарацию под действием центробежных иинерционных сил жидкой фазы из всегопотока при осуществлении теплообмена между двумя потоками с различнойтемпературой, перед окончательнойсепарацией всего сепарируемого потока поток с более низкой температуройвводят в диспергированном состояниив поток, имеющий более высокую температуру в количестве 10-ЗОЕ от общего расхода газа, при этом разностьтемператур потоков составляет 3-23 С.Предложенное устройство, содержащее корпус, расположенные в нем вертикально камеру сбора жидкого сепарата, первую центробежную сепарационнуюкамеру с входным патрубком, соединенным с трубопроводом разделяемой сме,си, вторую центробежную сепарационнуюкамеру, сообщающуюся с первой, и патрубок для отвода газа, расположенныйв верхней части корпуса, снабженовыносным холодильником и размещенныммежду первой и второй сепарационными камерами распылителем, соединенным через холодильник с трубопроводом дляразделяемой смеси.На чертеже изображено устройстводля осуществления предложенного способа.Устройство содержит корпус 1, первую центробежную сепарационную камеру 2 с входным патрубком 3, соединенным с трубопроводом 4 для подводаразделяемой смеси,вторую центробежную сепарационную камеру 5 с закручивающим устройством 6, камеру 7 сборажидкого сепарата, выносной холодильник 8, распыпитель 9 и патрубок 10для отвода очищенного газа.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Исходный газожидкостный поток предварительно разделяется на два пото-1 108Изобретение относится к разделению гетерогенных систем и может быть применено в химической, нефтехимической и газовой промышленности.Известен способ центробет.ного разделения, согласно кбторому внутрь5 вихревого потока подают два концен, трических вихревых потока, из которыз наружный представляет собой грубый аэрозоль, а внутренний чистый газ 1.13.Недостатком известного способа является сравнительно низкая эффективность разделения тазожидкостного потока вследствие того, что процесс15 фазового разделения происходит при одной и той же температуре подачи вихревых потоков.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ20 центробежной сепарации газожидкостной смеси природного газа, включаю, щий разделение сепарируемого потока на два, имеющих различную температуру, предварительную сепарацию под25 действием центробежных сил жидкой фазы изпотока, имеющего более высокую температуру, и окончательную сепарацию под действием центробежных и инерционных сил жидкой фазы из него потока при осуществлении тепло- обмена между двумя потоками с различной температурой 1,2.Однако эффективность разделения недостаточна ввиду неполной конденсации углеводородов. 35Известен. аппарат для центробежной сепарации газожидкостного потока(природного газа), содержащий корпус, прямоточные сепарационные элементы, усновленные двумя группами последа О вательно, устройство для дросселирования, внутренний теплообменник, установленные между двумя группами сепарационных элементов ГЗ 3.Наиболее близким к предлагаемому 45 по конструктивному выполнению является устройство для центробежной сепарации газожидкостной смеси, например, углеводородов, содержащее корнус, расположенные в нем вертикально 50 камеру сбора жидкого сепарата, первую центробежную сепарационную камеру с входным патрубком, соединенным с тру: бопроводом разделяемой смеси, вторую центробежную сапарационную камеру,. 55 сообщающуюся с первой, патрубок дляотвода газа, расположенный в верхней части корпуса 41,1) 15 (5 1) 15 (5 1) 1 5,1) г,асхо оток т/ч) новногоас.Е 23,46) 69 (23,46 17) 94) 69 94) 91 Расход дополнительного пото 30"б 16 6 Разность температур основного и дополнительного потоков, С 2 24 Общее количес во отсепариро ванной жидкос 98,94,87) (2,47) 4,2 (4,8) 954 (4,86) 95,3 (4,86) 9 и, мас.Х ч 4,59) 90 (4,9059) 90. (4,59) (225) основнотупени 0 90 42 (021) 54. (О 8,9(0,27) 5,6 (0,28) (0,22) в дополнителной 5,Эффективность разделения, 7. 5,4 8 5,3 4,3 1084047 4 ка - основной и дополнительный, Ос- леводородных газожидкостных смесей нонной поток поступает в первую се-991 достигается, если количество парационную камеру 2 через патрубок газа в дополнительном потоке состав, а дополнительный - в холодильник ляет 10-30% от общего расхода газа, 8 и далее на распылитель 9. При эром 5 а разность температур основного и доэкспериментальные исследования пока- полнительного потока 3-23 С. Экспезывают, что эффективная сепарация .уг- риментальные данные приведены в таблице1084047 Продолжение таблицы Примеры Показатели 10 Общий расход газожидкостного потока, 100(25)мас.7(т/ч) 75(33) 5(1,25) 25(6,25) 7(1,75) 28(7,0) 30(7,5) 25(11) Температура ос- новного 18 потока,С Температура до- полнительного 11 потока, С Разность температур основного и дополнитель 16 26 20 18 ногопотоков С Расход дЬполнительного потока, мас.Х (т/ч) 100(25) 100(25) 100(25) 100(25) 100(44)10(25) 10(25) 10(25) 10(25) 20(88)1084047 Продолжение таблицы Показатели Примеры 8 10 Общее количествоотсепарированной жидкости,мас.7. 99,0(т/ч) в основной сто(225) 90(225) 90(2,25) 90(2,25) 90(2,25) 90(7,92) пени 5,2(0, 13) 9,0(0,22) 4,8(0, 12) 6,6(0, 16) 9,7(0,24) 5,3(0,47) в дополнительной Эффективность 99,0 разделения, Е 97,3 99,7 94,8 96,6 95,2 Продолжение таблицы Показатели Примеры 14 16 Содержание жидкости Общий расход гаэо" жидкостного потока, мас.З (т/ч) Расходосновногопотока,мас.й10Продолжение табли 9 1084047 4 насей (т/ч) 0 0 Раеост тендера 10 Об КОЛИ чес отс ва) 95,8(8 7,2) 90( 90(7,92) 90(7,92 0 7,9 8,4(0,73) 5,3( 8(0,51) 5(0,84) 9,1 ел Щфектеоствраэделеа Х 99 в 5 99 е 1 98 ф 4 95 ю 3 95 ф данных примерах полученное эначение эффективности может бьостигнуто при условии исключения гидратообразования. РасодДООйТЕЛЬОГООтоар Тендера тура Ос оведо ДеотОКа, С Тендература доДОДффтелвогоДОТОКЯ тур Осювоео довщтелвюгортоков,С ой ддкостинас.Х., Составитель Н,Кекишеваедактор Т.Колб Техред С.МигуноваКорректор А.Ильин Тираж 682 .ПодписГосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д.4Ш ЮМАМ и каз 1855/6ВНИИПИ е по д3035,филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная 11 108404712После холодильника 8 с помощьюпотока с дополнительным, имеюпрюм эжектора в распылитель 9 может пода- более низкую температуру, вызывает ваться абсорбент. Смесь охлажденно- интенсивную конденсацию содержащихся го потока и абсорбента через распы- в газе жидких углеводородов, которые литель 9 направляется навстречу вос-отделяются из потока во второй сепаходящему потоку газа из первой сепа-. рационной камере 5, откуда очищенные рационной камеры 2. Контакт основного газы выводятся через патрубок 10.