Трубчатый сепаратор, установка и способ разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти. Электростатический коагулятор нефти


Электростатические коагуляторы - Справочник химика 21

    Устройства для ускорения отстаивания. Для ускорения разделения фаз используют коагуляторы, разделительные мембраны и электростатические коагуляторы. Кроме того, можно добавлять реагенты, облегчающие разрушение стабильных эмульсий, при образовании которых применение жидкостной экстракции в промышленном масштабе становится, как правило, невозможным. [c.502]

    Для ускорения процесса разделения фаз рекомендуется соблюдать массовое соотношение дисперсной и сплошной фаз, равное 3 1 (система вода в масле ). Процессы коалесценции и отстаивания существенно ускоряются, если в качестве дисперсной фазы используется соединение полярного строения или если к эмульсии добавляется вещество полярного строения. Повышение степени разделения фаз может быть достигнуто в результате многократной рециркуляции фазы, содержащей остатки диспергированных капель, однако данный метод приводит к увеличению объема рециркулирующей жидкости и снижению производительности аппарата. Для ускорения процесса коалесценции используются электростатические коагуляторы и разделительные мембраны. В коагуляторах эмульсию пропускают через слой пористого или волокнистого материала. При движении эмульсии через слой разрываются вязкие пленки, окружаю- [c.74]

    Электростатические коагуляторы предусматривают создание переменного или постоянного электрического поля, в котором капли поляризуются и располагаются цепочками вдоль силовых линий поля, что приводит к увеличению числа столкновений капель и ускорению процесса коалесценции. Данный способ широко применяется для удаления диспергированной воды из непроводящей ток сплошной органической фазы. Напряженность электрического поля зависит от свойств экстракционной системы. [c.75]

    Укрупнения частиц можно достигнуть, например, действием электростатических сил, звуковых волн, а также применением в некоторых случаях специальных реагентов (коагуляторов). [c.191]

    Снижение -потенциала обусловлено сжатием диффузионного слоя, уменьшением толщины ионной атмосферы под влиянием электростатического воздействия ионов введенного электролита и может быть вычислено из теории сильных электролитов Дебая — Гюккеля. Мюллер, учитывая только электростатические взаимодействия, путем расчетов пришел к обоснованию правила Шульце — Гарди и к зависимости между снижением -потенциала и концентрацией прибавляемого электролита. Однако ряд явлений не получил удовлетворительного объяснения электростатической теорией. Экспериментальный материал, полученный различными исследователями, убедительно доказывал, что коагуляция лиофобных коллоидов электролитами сопровождается адсорбцией ионов-коагуляторов, причем в большинстве случаев эта адсорбция носит обменный характер. Ионы-коагуляторы адсорбируются, вытесняя одновременно из двойного слоя в жидкость одноименно заряженные ионы, образующие наружную обкладку. [c.340]

    Аддитивностью коагулирующего действия обладают, как правило, ионы, имеющие одинаковую валентность и близкую степень сольватации, например ионы Na " и с одним и тем же ионом-партнером. Антагонизм и синергизм ионов обусловлены электростатическим их взаимодействием с возможным наложением на этот эффект реакций комплексообразования и специфической адсорбции ионов-коагуляторов. [c.349]

    Самое же сжатие диффузного слоя (иначе—уменьшение толщины подвижной ионной атмосферы вокруг гранулы) происходит под электростатическим воздействием ионов электролита-коагулятора и тем большим, чем больше концентрация последнего. Пользуясь сложным математическим аппаратом теории Дебая— Гюккеля, Мюллер достаточно убедительно обосновывает зависимость снижения С-потенциала от концентрации прибавленного электролита (его порога концентрации), в частности, объясняет и правило Шульце—Гарди. [c.147]

    Большим шагом в понимании механизма коагуляции и в построении будущей наиболее общей теории коагуляции являются работы Б. В. Дерягина с сотрудниками и учение о расклинивающем давлении , основанное на электростатических представлениях. Согласно взглядам Б. В. Дерягина, коагулирующее действие электролитов заключается не столько в непосредствен- ном уменьшении сил отталкивания между частицами через понижение С-потенциала, сколько в том, что изменение строения двойного слоя и сжатие его диффузной части, вызванное прибавкой к золю электролита-коагулятора, влечет за собою понижение механической прочности ( расклинивающего действия) сольватных (гидратных) оболочек диффузных ионов, разъединяющих коллоидные частицы. [c.148]

    Электростатические коагуляторы. Если дисперсию воды в непроводящей сплошной фазе, стабилизированную ионами, поместить в электрическое поле, то капли поляризуются и располагаются в цепочки вдоль силовых линий поля . Это приводит к увеличению числа столкновений капель и, следовательно, к коалесценции. Данный метод широко применяют для обессолива-ния эмульсий, образованных сырыми нефтепродуктами и рассолом, а также в других промышленных экстракционных процессах Кроме того, электрические методы используют в процессах экстракции урана дл-я уменьшения уноса водной фазы экстрактом 8 . [c.505]

    Существующие теории устойчивости и коагуляции можно подразделить на адсорбционные и электростатические. Так, адсорбционная теория коагуляции Г. Фрейдлиха исходит из положения, что при коагуляции золей ионы-коагуляторы адсорбируются коллоидными час- [c.141]

    Шлам откачивают обычно в количестве около 1% на фракцию с низа колонны его можно пропускать через гидроциклоны типа Дорркпон или фильтры Фрама и коагуляторы, отделяя частицы катализатора ниже 5 мкм. Кроме того, возможно использование центриф или испытанных в США электростатических сепараторов 86]. Обычно плотность шлама до 1,12 кг/м при температуре внизу колонны 354-366°С не вызывает осложнжий в работе. С повышением плотности до [c.58]

    Однако позднейшие исследования показали, во-первых, что электростатическая теория также не в состоянии объяснить все явления, во-вторых,—самый механизм электролитной коагуляции лиофобных золей все же носит адсорбционный характер, / что при коагуляции в большинстве случаев происходит обмен ионов ионы-коагуляторы, благодаря своей большой адсорбируемости, проникают в адсорбционный слой частицы и одновременно вытесняют из двойного слоя в жидкость одноименно заряженные ионы (противоионы). Именно в этом направлении в тридцатых годах были проведены многочисленные опыты А. И. Рабиновичем и его школой. Теория Рабиновича является как бы синтезом предшествовавших теорий—адсорбционной (а с ней и химической) и электростатической, из которых первая не учитывала электростатических межионных сил, а вторая совершенно игнорировала ионную обменную адсорбцию. [c.147]

chem21.info

трубчатый сепаратор, установка и способ разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти - патент РФ 2353765

Группа изобретений относится к разделению нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти и газа из месторождений, находящихся под морским дном. Обеспечивает повышение эффективности способа и повышение надежности работы устройства. Сущность изобретения: сепаратор содержит протяженный трубчатый корпус с входным и выходным концами, который имеет диаметр на входном и выходном концах, равный или немного больший, чем диаметр транспортной трубы, к которой присоединен корпус сепаратора. Далее сепаратор содержит электростатический коагулятор, выполненный в форме трубы. При этом коагулятор включает электроды, выполненные с возможностью подвода к ним электрического напряжения для создания электростатического поля внутри трубы. Согласно изобретению электростатический коагулятор объединен с корпусом сепаратора, образует с ним единый элемент и установлен на расстоянии от входа, где имеет место предварительное разделение воды и нефти. При этом коагулятор содержит верхний и нижний электроды. Установка для разделения содержит упомянутый выше сепаратор и циклон. Способ разделения предусматривает использование вышеупомянутого сепаратора. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2353765

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к трубчатому сепаратору, предназначенному для разделения текучих сред, например для разделения нефти, газа и воды, производимого в связи с добычей и получением нефти и газа из месторождений, находящихся под морским дном, содержащему протяженный трубчатый корпус, диаметр которого на входном и выходном концах по существу равновеликий диаметру транспортировочной трубы, к которой подсоединен трубчатый сепаратор, циклон, расположенный выше по потоку от корпуса сепаратора и служащий для отделения какого бы то ни было количества газа, находящегося в текучей среде, и электростатический коагулятор, подсоединенный к сепаратору.

Уровень техники

В заявках на выдачу патентов Норвегии № № 19994244, 20015048, 20016216, 20020619 и 20023919, поданных заявителем, описаны известные из уровня техники сепараторы для разделения нефти, воды и/или газа, поступающих из скважин, находящихся на дне моря или поверхности земли, на платформе или тому подобных местах расположения скважин. В частности, в заявке № 20023919 раскрыто техническое решение, в котором используют отдельный компактный электростатический коагулятор совместно с трубчатым сепаратором. Поток нефти из трубчатого сепаратора направляют в коагулятор, расположенный ниже по потоку от трубчатого сепаратора, и затем подают в дополнительный сепаратор для разделения нефти и воды, который удаляет из потока воду, оставшуюся после прохождения трубчатого сепаратора. Это известное решение предназначено, в частности, для текучей среды, включающей в себя умеренно тяжелую нефть и воду, которую отделяют от нефтяной фазы до содержания воды 0,5% с помощью циклона или другого типа газожидкостного сепаратора, предназначенного для отделения газа перед трубчатым сепаратором (известное решение не ограничено только такой указанной текучей средой).

Такое решение требует наличия дополнительного сепаратора, имеющего сложную конструкцию и высокую стоимость, при этом сам коагулятор, представляющий собой вертикально расположенное устройство, не может быть расширен или обработан скребком (очищен внутри) известным образом. Это также является существенным недостатком известного решения.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение представляет собой решение со значительно упрощенным процессом разделения, при котором вышеупомянутые недостатки устраняются. Изобретение отличается тем, что электростатический коагулятор объединен с корпусом сепаратора и представляет собой встроенный элемент корпуса сепаратора, как это изложено в пункте 1 формулы изобретения.

Зависимые пункты 2-5 отражают предпочтительные особенности настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет раскрыто более подробно ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Фиг.1 - элементарная схема трубчатого сепаратора в соответствии с данным изобретением.

Фиг.2 - часть сепаратора, изображенного на фиг.1, находящаяся в зоне расположения коагулятора, показанная в увеличенном масштабе в поперечном сечении а) и продольном сечении b).

Осуществление изобретения

Техническое решение, иллюстрируемое на фиг.1, включает в себя трубчатый корпус 1 сепаратора, гидравлический затвор 6, расположенный ниже по потоку от корпуса сепаратора, для водяной фазы текучей среды, содержащей нефть/воду и протекающей через сепаратор, дренажное устройство 7, снабженное трубой 8 для отвода отделенной воды, батарею 5 скребков, размещенную выше по потоку от корпуса сепаратора, соединенного с оборудованием 9 устья скважины, соединительный трубопровод 10, который соединяет устье скважины с корпусом 1 сепаратора, и транспортный трубопровод 11 для нефти, расположенный ниже по потоку от корпуса сепаратора. Характерная особенность настоящего изобретения заключается в том, что коагулятор 4 размещен в корпусе 1 сепаратора как встроенный в него элемент. Коагулятор подходящим образом установлен на расстоянии от 1/3 до 1/2 длины корпуса сепаратора от входа корпуса сепаратора. Однако расположение коагулятора не ограничено вышеуказанным. На фиг.2 в увеличенном масштабе показана в поперечном и продольном разрезах часть корпуса сепаратора, в которую встроен коагулятор. Как показано на чертеже, коагулятор содержит верхний электрод 12 и нижний электрод 13, которые подходящим образом заключены в изоляционный материал в стенке 14 корпуса сепаратора. Электроды выполнены с возможностью подвода к ним подходящего переменного напряжения V (не показано более детально) для создания электрического поля, которое обеспечивает повышение степени отделения воды от текучей среды (нефть и вода), протекающей через сепаратор. Как показано на фиг.1, циклон 3 (или другой тип подходящего устройства для разделения газа и жидкости) установлен выше по потоку от корпуса 1 сепаратора и служит для удаления любого количества газа из текучей среды, которая добывается из скважин 9. Цель отделения газа заключается в том, чтобы избежать снижения эффективности действия коагулятора, поскольку газ имеет слабую электропроводность. Другая цель заключается в предотвращении формирования в сепараторе пробкового (поршневого) режим течения.

Способ работы сепаратора в соответствии с настоящим изобретением в остальном заключается в следующем.

Текучая среда, которую добывают, т.е. газ, нефть и вода, проходит сначала через циклон 3, где большая часть газа отводится и поступает в отдельный трубопровод 9 для повторного возможного ввода в транспортную трубу 11 за сепаратором.

Жидкую фазу, которая может содержать небольшие количества газа, направляют в корпус 1 сепаратора. Свободная вода будет быстро отделена с формированием под нефтяной фазой водяной фазы. Газовые пузырьки будут собираться вверху трубы сепаратора и в соответствии с их концентрацией образуют свободную газовую фазу. После завершения предварительного разделения (т.е. водяная фаза находится в нижней части трубы, нефтяная фаза вместе с небольшими каплями нефти - в центре, и, возможно, тонкий слой газовой фазы - вверху) текучая среда будет поступать во встроенный коагулятор 4.

В коагуляторе 4 падение напряжения будет происходить главным образом по нефтяной зоне, поскольку водяная зона проводит электрический ток, и газовая зона также обладает хорошими токопроводящими свойствами.

Падение напряжения (переменный ток) в нефтяной зоне приводит к увеличению степени объединения капель и возмущению поверхности раздела фаз "нефть/вода". После того как текучая среда вновь входит в корпус 1 трубчатого сепаратора, капли воды увеличиваются в размере и быстро отделяются.

В указанном корпусе 1 сепаратора, ниже по потоку от коагулятора 4, объединившиеся капли воды будут отделяться (от текучей среды) и скапливаться в зоне 7 аккумуляции, где вода сливается через отводящую трубу 8. Нефть, проходя через гидравлический затвор 6, будет поступать в транспортный трубопровод 11.

Настоящее изобретение, характеризуемое формулой изобретения, не ограничено описанным выше и иллюстрируемым примером осуществления. Сепаратор может быть снабжен двумя или более коагуляторами 4, установленными последовательно в корпусе 1 сепаратора. В особенности это может быть существенным для таких сортов нефти, разделение которых затруднено, например для более тяжелой нефти.

Циклоны 3 могут быть размещены также в местах, отличных от устья скважин, как это показано на фиг.1. Доказано, что выгодно размещать циклон вместе с таким оборудованием, которое создает высокие касательные напряжения в текучей среде, поскольку это обеспечивает хорошие условия для разделения фаз. Однако в тех случаях, когда сепаратор расположен далеко от устья скважины, может быть также выгодным размещение циклона в непосредственной близости от входа сепаратора.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Трубчатый сепаратор для разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти и газа из месторождений под морским дном, содержащий протяженный трубчатый корпус (1) сепаратора с входным и выходным концами, который имеет диаметр на входном и выходном концах, равный или немного больший, чем диаметр транспортной трубы, к которой присоединен корпус сепаратора, далее трубчатый сепаратор содержит электростатический коагулятор (4), выполненный в форме трубы, при этом коагулятор включает электроды, выполненные с возможностью подвода к ним электрического напряжения для создания электростатического поля внутри трубы, отличающийся тем, что электростатический коагулятор (4) объединен с корпусом сепаратора, образует с ним единый элемент и установлен на расстоянии от входа, где имеет место предварительное разделение воды и нефти, причем коагулятор содержит верхний электрод (12) и нижний электрод (13).

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что ниже по потоку от корпуса (1) сепаратора установлен гидравлический затвор (6) и вместе с гидравлическим затвором установлено устройство (7), предназначенное для слива воды, отделенной внутри корпуса (1) сепаратора.

3. Сепаратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус (1) сепаратора содержит два или более последовательно размещенных коагуляторов.

4. Установка для разделения нефти, газа и воды, содержащая трубчатый сепаратор по любому из пп.1-3 и устройство разделения, расположенное выше по потоку от корпуса (1) сепаратора для отделения большинства присутствующего газа.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что устройство разделения представляет собой циклон (3).

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что циклон (3) установлен во взаимосвязи с дроссельным клапаном, создающим высокие касательные напряжения в текучей среде.

7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что циклон (3) размещен в непосредственной близости от входа корпуса (1) сепаратора.

8. Способ разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти и газа из месторождений под морским дном, включающий:пропускание текучей среды через трубчатый сепаратор, содержащий протяженный трубчатый корпус (1) сепаратора с входным и выходным концами, который имеет диаметр на входном и выходном концах, равный или немного больший, чем диаметр транспортной трубы, к которой присоединен корпус сепаратора, при этом трубчатый сепаратор содержит электростатический коагулятор (4) с электродами;подачу на электроды электрического напряжения для создания электростатического поля внутри трубы,при этом электростатический коагулятор (4) объединен с корпусом сепаратора и образует с ним единый элемент и установлен на расстоянии от входа, где имеет место предварительное разделение воды и нефти, причем коагулятор содержит верхний электрод (12) и нижний электрод (13).

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что для отделения большинства присутствующего газа текучую среду перед прохождением через трубчатый сепаратор пропускают через устройство разделения, расположенное выше по потоку от корпуса (1) сепаратора.

www.freepatent.ru

Коагулятор: применение и основные функции

Коагулятор является аппаратом, который способен быстро останавливать кровотечение и коагулировать (объединять) ткани. Используют данный прибор во многих медицинских направлениях (зачастую это хирургические операции).

Без коагулятора невозможно провести ни одно оперативное вмешательство, в том числе классическую, эндоскопическую, нейрохирургическую и стоматологическую операцию. Его часто применяют офтальмологи, оториноларингологи, дерматологи и гинекологи.

Что такое коагулятор?

Работа прибора основана на высокочастотном токе. Он пропускается сквозь ткани и нагревает их. В результате этого процесса белок в тканях сворачивается, и кровь перестает выделяться. Основной целью коагулятора является остановка кровотечения, однако это не единственная ситуация, в которой его применяют в медицине.

Коагулятор можно назвать прибором точечного действия, но если его перемещать, то можно обработать и большие участки мягкой ткани. Это позволяет врачам девитализировать отдельные участки человеческого тела. Таким образом происходит терапия опухолей доброкачественного и злокачественного характера.

Любое медицинское оборудование, в том числе и коагулятор, бывает стационарного и мобильного вида, а также может работать в нескольких режимах. С помощью этого у специалистов появляется возможность регулировать мощность для каждой проблемы индивидуально – это способствует результативному обрабатыванию тканей, которые повреждены.

При разработке новых моделей производители добавили в медицинский прибор новые технологии, которые позволяют проводить облитерации сосудов. Этот процесс называется термостеплером, а с помощью него в медицине появились такие процедуры, как аргоноплазменная и электрохирургическая коагуляция.

Чтобы провести санацию большого участка ткани, необходимо настроить коагулятор на бесконтактный режим, а именно, спрей-коагуляцию. В данном случае работа проводится с помощью электрической дуги, которая возникает между живыми тканями и электродами.

Главный плюс такой методики заключается в том, что полностью отсутствует контакт с телом пациента, времени на операцию тратится гораздо меньше, а также нет риска прилипания деталей прибора. Последние версии коагуляторов отличаются от своих предшественников абсолютной безопасностью и удобством в применении. На новых моделях можно заметить сенсорные панели, с помощью которых специалист выбирает необходимый режим.

Основные функции коагулятора

Как уже упоминалось выше, данный прибор используется практически во всех отраслях медицины. С помощью него можно:

  • разрезать ткани для более глубокого хирургического вмешательства;
  • соединять ткани после операции;
  • эпилировать ткани.

Во время процедуры медицинский аппарат начинает выпускать высокие частоты, которые проходят через локальное пространство кожных покровов. Как только ткань максимально нагреется, то начнется процесс испарения лишней жидкости внутри клеток. Также в это время начинает сворачиваться белок, именно в том месте, где ткани соприкасаются с активными электродами.

Как правило, коагуляторы имеют точечное воздействие, но если врач начнет перемещать электрод, то площадь воздействия значительно увеличится. Благодаря этому, данное медицинское оборудование используется с целью девитализации патологических очагов.

Прибор используют специалисты разных отраслей, в том случае, когда необходимо проведение оперативного вмешательства. Как правило, это дерматологи, хирурги, гинекологи, урологи, косметологи, офтальмологи и другие.

Разновидности коагуляторов

На сегодняшний день существует два основных вида подобных медицинских препаратов – это стационарные и мобильные. Но и они, в свою очередь, делятся на подвиды. Разделение происходит по режиму воздействия биологической ткани с электродами прибора.Монополярный коагулятор отличается активным электродом, который установлен отдельно от остальных. Этот электрод подкладывают под больного.

Биполярный коагулятор представлен в виде пинцета с двумя активными электродами.

Также в медицинской практике используют электрохирургический коагулятор, но это происходит достаточно редко, так как во время процедуры электроды очень медленно пропускают необходимые импульсы, а иногда бывают ситуации, когда жизнь пациента зависит от каждой секунды. Было замечено, что подобные импульсы оказывали негативное влияние на другие электрические приборы.

При разработке последних моделей все недостатки были устранены, а вместо них появилась звуковая и световая сигнализация. Помимо этого, они легкие в управлении и сохраняют заданные параметры настроек.

Перед тем, как приступить к операции, необходимо правильно подобрать коагулятор. Медицинский прибор выбирается в зависимости от методики коагуляции.

Для радиоволнового оперативного вмешательства предназначен бесконтактный коагулятор. В данном случае разрез мягких тканей будет осуществляться высокочастотными волнами до 4 МГц. Рассечение ткани происходит в результате теплового воздействия, которое образуется в процессе сопротивляемости тканей.

При проведении инфракрасной коагуляции бесконтактные коагуляторы не вызывают излишнее парообразование при температуре 100°С. Стоит отметить, что при использовании, не рассеиваются электромагнитные помехи, которые могут помешать работе других приборов.

Во время проведения различных оперативных вмешательств важно, чтобы кровь оперативно сворачивалась – только так можно добиться эффективного результата. Зачастую врачи настаивают, чтобы пациенты перед операцией переставали принимать лекарственные препараты, которые разжижают кровь, а также просят соблюдать определенную диету. Но не всегда, соблюдая эти простые рекомендации, кровь сворачивается так, как нужно специалистам. Для этого современные изобретатели и придумали медицинский прибор, который называется коагулятором, и сейчас без него не обходится ни одна хирургическая операция.

 

foodandhealth.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Коагулятор

Cтраница 1

Коагулятор - вещество ( или смесь веществ), способное вызвать коагуляцию золя.  [1]

Коагулятор вызывает осаждение резины из латекса, что дает возможность избежать длительную сушку формы после каждого ее погружения в латекс.  [2]

Коагуляторы имеют важное значение для разрушения часто встречающихся в природе водно-нефтяных эмульсий.  [3]

Коагуляторы применяются в тех случаях, когда мелкодисперсные взвешенные примеси и вещества, находящиеся в коллоидном состоянии в отработанных маслах, не поддаются отделению отстоем, центрифугированием и фильтрацией. Добавление в масла коагуляторов ведет к укрупнению примесей, которые затем легко удаляются названными выше методами.  [4]

Коагулятор вводят при непрерывном перемешивании сырья в течение 20 - 30 мин. Кубовые кислоты и омыленно-окисленный петролатум предварительно растворяют в регенерируемом масле и применяют в виде раствора.  [5]

Горизонтальный сетчатый коагулятор ( рис. 1.7, а, б) устанавливается в обечайке сепаратора, соосной корпусу, и выполняет роль устройства предварительного отделения жидкости. На входе газа в сепаратор ( рис. 1.7 6) расположен винтовой завихритель. Окончательная секция очистки газа выполнена в виде горизонтальной сетчатой насадки.  [6]

Вертикальные сетчатые коагуляторы ( рис. 1.7, в, г, д) расположены в сепараторах за патрубком ввода газа в аппарат. Окончательное отделение газа проводится в сетчатой насадке или центробежных прямоточных элементах.  [8]

Коагуляторами могут служить сернокислый алюминий А12 ( 5О4) з или сернокислое железо FeSO4, а также другие вещества.  [9]

Коагуляторами могут служить сернокислый алюминий A12 ( SO4) 3 или сернокислое железо FeSO4, а также другие вещества.  [10]

Коагуляторами могут служить сернокислый алюминий А12 ( 5О4) з или сернокислое железо FeSO4, а также другие вещества.  [11]

Наиболее ходовым коагулятором является хлористый кальций.  [12]

Наиболее активным коагулятором является концентрированная серная кислота, которая в весьма небольших количествах ( от 0 25 до 0 5 % на сырье) эффективна для любых отработанных масел любой степени загрязненности.  [13]

Многие промышленные коагуляторы основаны на нескольких принципах сепарации, поэтому очень трудно, а иногда невозможно определить эффективность каждого из них или их взаимное влияние. С математической точки зрения, каждый принцип сепарации необходимо рассматривать отдельно.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Трубчатый сепаратор, установка и способ разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти

Группа изобретений относится к разделению нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти и газа из месторождений, находящихся под морским дном. Обеспечивает повышение эффективности способа и повышение надежности работы устройства. Сущность изобретения: сепаратор содержит протяженный трубчатый корпус с входным и выходным концами, который имеет диаметр на входном и выходном концах, равный или немного больший, чем диаметр транспортной трубы, к которой присоединен корпус сепаратора. Далее сепаратор содержит электростатический коагулятор, выполненный в форме трубы. При этом коагулятор включает электроды, выполненные с возможностью подвода к ним электрического напряжения для создания электростатического поля внутри трубы. Согласно изобретению электростатический коагулятор объединен с корпусом сепаратора, образует с ним единый элемент и установлен на расстоянии от входа, где имеет место предварительное разделение воды и нефти. При этом коагулятор содержит верхний и нижний электроды. Установка для разделения содержит упомянутый выше сепаратор и циклон. Способ разделения предусматривает использование вышеупомянутого сепаратора. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к трубчатому сепаратору, предназначенному для разделения текучих сред, например для разделения нефти, газа и воды, производимого в связи с добычей и получением нефти и газа из месторождений, находящихся под морским дном, содержащему протяженный трубчатый корпус, диаметр которого на входном и выходном концах по существу равновеликий диаметру транспортировочной трубы, к которой подсоединен трубчатый сепаратор, циклон, расположенный выше по потоку от корпуса сепаратора и служащий для отделения какого бы то ни было количества газа, находящегося в текучей среде, и электростатический коагулятор, подсоединенный к сепаратору.

Уровень техники

В заявках на выдачу патентов Норвегии №№19994244, 20015048, 20016216, 20020619 и 20023919, поданных заявителем, описаны известные из уровня техники сепараторы для разделения нефти, воды и/или газа, поступающих из скважин, находящихся на дне моря или поверхности земли, на платформе или тому подобных местах расположения скважин. В частности, в заявке №20023919 раскрыто техническое решение, в котором используют отдельный компактный электростатический коагулятор совместно с трубчатым сепаратором. Поток нефти из трубчатого сепаратора направляют в коагулятор, расположенный ниже по потоку от трубчатого сепаратора, и затем подают в дополнительный сепаратор для разделения нефти и воды, который удаляет из потока воду, оставшуюся после прохождения трубчатого сепаратора. Это известное решение предназначено, в частности, для текучей среды, включающей в себя умеренно тяжелую нефть и воду, которую отделяют от нефтяной фазы до содержания воды 0,5% с помощью циклона или другого типа газожидкостного сепаратора, предназначенного для отделения газа перед трубчатым сепаратором (известное решение не ограничено только такой указанной текучей средой).

Такое решение требует наличия дополнительного сепаратора, имеющего сложную конструкцию и высокую стоимость, при этом сам коагулятор, представляющий собой вертикально расположенное устройство, не может быть расширен или обработан скребком (очищен внутри) известным образом. Это также является существенным недостатком известного решения.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение представляет собой решение со значительно упрощенным процессом разделения, при котором вышеупомянутые недостатки устраняются. Изобретение отличается тем, что электростатический коагулятор объединен с корпусом сепаратора и представляет собой встроенный элемент корпуса сепаратора, как это изложено в пункте 1 формулы изобретения.

Зависимые пункты 2-5 отражают предпочтительные особенности настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет раскрыто более подробно ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Фиг.1 - элементарная схема трубчатого сепаратора в соответствии с данным изобретением.

Фиг.2 - часть сепаратора, изображенного на фиг.1, находящаяся в зоне расположения коагулятора, показанная в увеличенном масштабе в поперечном сечении а) и продольном сечении b).

Осуществление изобретения

Техническое решение, иллюстрируемое на фиг.1, включает в себя трубчатый корпус 1 сепаратора, гидравлический затвор 6, расположенный ниже по потоку от корпуса сепаратора, для водяной фазы текучей среды, содержащей нефть/воду и протекающей через сепаратор, дренажное устройство 7, снабженное трубой 8 для отвода отделенной воды, батарею 5 скребков, размещенную выше по потоку от корпуса сепаратора, соединенного с оборудованием 9 устья скважины, соединительный трубопровод 10, который соединяет устье скважины с корпусом 1 сепаратора, и транспортный трубопровод 11 для нефти, расположенный ниже по потоку от корпуса сепаратора. Характерная особенность настоящего изобретения заключается в том, что коагулятор 4 размещен в корпусе 1 сепаратора как встроенный в него элемент. Коагулятор подходящим образом установлен на расстоянии от 1/3 до 1/2 длины корпуса сепаратора от входа корпуса сепаратора. Однако расположение коагулятора не ограничено вышеуказанным. На фиг.2 в увеличенном масштабе показана в поперечном и продольном разрезах часть корпуса сепаратора, в которую встроен коагулятор. Как показано на чертеже, коагулятор содержит верхний электрод 12 и нижний электрод 13, которые подходящим образом заключены в изоляционный материал в стенке 14 корпуса сепаратора. Электроды выполнены с возможностью подвода к ним подходящего переменного напряжения V (не показано более детально) для создания электрического поля, которое обеспечивает повышение степени отделения воды от текучей среды (нефть и вода), протекающей через сепаратор. Как показано на фиг.1, циклон 3 (или другой тип подходящего устройства для разделения газа и жидкости) установлен выше по потоку от корпуса 1 сепаратора и служит для удаления любого количества газа из текучей среды, которая добывается из скважин 9. Цель отделения газа заключается в том, чтобы избежать снижения эффективности действия коагулятора, поскольку газ имеет слабую электропроводность. Другая цель заключается в предотвращении формирования в сепараторе пробкового (поршневого) режим течения.

Способ работы сепаратора в соответствии с настоящим изобретением в остальном заключается в следующем.

Текучая среда, которую добывают, т.е. газ, нефть и вода, проходит сначала через циклон 3, где большая часть газа отводится и поступает в отдельный трубопровод 9 для повторного возможного ввода в транспортную трубу 11 за сепаратором.

Жидкую фазу, которая может содержать небольшие количества газа, направляют в корпус 1 сепаратора. Свободная вода будет быстро отделена с формированием под нефтяной фазой водяной фазы. Газовые пузырьки будут собираться вверху трубы сепаратора и в соответствии с их концентрацией образуют свободную газовую фазу. После завершения предварительного разделения (т.е. водяная фаза находится в нижней части трубы, нефтяная фаза вместе с небольшими каплями нефти - в центре, и, возможно, тонкий слой газовой фазы - вверху) текучая среда будет поступать во встроенный коагулятор 4.

В коагуляторе 4 падение напряжения будет происходить главным образом по нефтяной зоне, поскольку водяная зона проводит электрический ток, и газовая зона также обладает хорошими токопроводящими свойствами.

Падение напряжения (переменный ток) в нефтяной зоне приводит к увеличению степени объединения капель и возмущению поверхности раздела фаз "нефть/вода". После того как текучая среда вновь входит в корпус 1 трубчатого сепаратора, капли воды увеличиваются в размере и быстро отделяются.

В указанном корпусе 1 сепаратора, ниже по потоку от коагулятора 4, объединившиеся капли воды будут отделяться (от текучей среды) и скапливаться в зоне 7 аккумуляции, где вода сливается через отводящую трубу 8. Нефть, проходя через гидравлический затвор 6, будет поступать в транспортный трубопровод 11.

Настоящее изобретение, характеризуемое формулой изобретения, не ограничено описанным выше и иллюстрируемым примером осуществления. Сепаратор может быть снабжен двумя или более коагуляторами 4, установленными последовательно в корпусе 1 сепаратора. В особенности это может быть существенным для таких сортов нефти, разделение которых затруднено, например для более тяжелой нефти.

Циклоны 3 могут быть размещены также в местах, отличных от устья скважин, как это показано на фиг.1. Доказано, что выгодно размещать циклон вместе с таким оборудованием, которое создает высокие касательные напряжения в текучей среде, поскольку это обеспечивает хорошие условия для разделения фаз. Однако в тех случаях, когда сепаратор расположен далеко от устья скважины, может быть также выгодным размещение циклона в непосредственной близости от входа сепаратора.

Формула изобретения

1. Трубчатый сепаратор для разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти и газа из месторождений под морским дном, содержащий протяженный трубчатый корпус (1) сепаратора с входным и выходным концами, который имеет диаметр на входном и выходном концах, равный или немного больший, чем диаметр транспортной трубы, к которой присоединен корпус сепаратора, далее трубчатый сепаратор содержит электростатический коагулятор (4), выполненный в форме трубы, при этом коагулятор включает электроды, выполненные с возможностью подвода к ним электрического напряжения для создания электростатического поля внутри трубы, отличающийся тем, что электростатический коагулятор (4) объединен с корпусом сепаратора, образует с ним единый элемент и установлен на расстоянии от входа, где имеет место предварительное разделение воды и нефти, причем коагулятор содержит верхний электрод (12) и нижний электрод (13).

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что ниже по потоку от корпуса (1) сепаратора установлен гидравлический затвор (6) и вместе с гидравлическим затвором установлено устройство (7), предназначенное для слива воды, отделенной внутри корпуса (1) сепаратора.

3. Сепаратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус (1) сепаратора содержит два или более последовательно размещенных коагуляторов.

4. Установка для разделения нефти, газа и воды, содержащая трубчатый сепаратор по любому из пп.1-3 и устройство разделения, расположенное выше по потоку от корпуса (1) сепаратора для отделения большинства присутствующего газа.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что устройство разделения представляет собой циклон (3).

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что циклон (3) установлен во взаимосвязи с дроссельным клапаном, создающим высокие касательные напряжения в текучей среде.

7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что циклон (3) размещен в непосредственной близости от входа корпуса (1) сепаратора.

8. Способ разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти и газа из месторождений под морским дном, включающий:пропускание текучей среды через трубчатый сепаратор, содержащий протяженный трубчатый корпус (1) сепаратора с входным и выходным концами, который имеет диаметр на входном и выходном концах, равный или немного больший, чем диаметр транспортной трубы, к которой присоединен корпус сепаратора, при этом трубчатый сепаратор содержит электростатический коагулятор (4) с электродами;подачу на электроды электрического напряжения для создания электростатического поля внутри трубы,при этом электростатический коагулятор (4) объединен с корпусом сепаратора и образует с ним единый элемент и установлен на расстоянии от входа, где имеет место предварительное разделение воды и нефти, причем коагулятор содержит верхний электрод (12) и нижний электрод (13).

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что для отделения большинства присутствующего газа текучую среду перед прохождением через трубчатый сепаратор пропускают через устройство разделения, расположенное выше по потоку от корпуса (1) сепаратора.

bankpatentov.ru

Трубчатый сепаратор, установка и способ разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти

Группа изобретений относится к разделению нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти и газа из месторождений, находящихся под морским дном. Обеспечивает повышение эффективности способа и повышение надежности работы устройства. Сущность изобретения: сепаратор содержит протяженный трубчатый корпус с входным и выходным концами, который имеет диаметр на входном и выходном концах, равный или немного больший, чем диаметр транспортной трубы, к которой присоединен корпус сепаратора. Далее сепаратор содержит электростатический коагулятор, выполненный в форме трубы. При этом коагулятор включает электроды, выполненные с возможностью подвода к ним электрического напряжения для создания электростатического поля внутри трубы. Согласно изобретению электростатический коагулятор объединен с корпусом сепаратора, образует с ним единый элемент и установлен на расстоянии от входа, где имеет место предварительное разделение воды и нефти. При этом коагулятор содержит верхний и нижний электроды. Установка для разделения содержит упомянутый выше сепаратор и циклон. Способ разделения предусматривает использование вышеупомянутого сепаратора. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к трубчатому сепаратору, предназначенному для разделения текучих сред, например для разделения нефти, газа и воды, производимого в связи с добычей и получением нефти и газа из месторождений, находящихся под морским дном, содержащему протяженный трубчатый корпус, диаметр которого на входном и выходном концах по существу равновеликий диаметру транспортировочной трубы, к которой подсоединен трубчатый сепаратор, циклон, расположенный выше по потоку от корпуса сепаратора и служащий для отделения какого бы то ни было количества газа, находящегося в текучей среде, и электростатический коагулятор, подсоединенный к сепаратору.

Уровень техники

В заявках на выдачу патентов Норвегии №№19994244, 20015048, 20016216, 20020619 и 20023919, поданных заявителем, описаны известные из уровня техники сепараторы для разделения нефти, воды и/или газа, поступающих из скважин, находящихся на дне моря или поверхности земли, на платформе или тому подобных местах расположения скважин. В частности, в заявке №20023919 раскрыто техническое решение, в котором используют отдельный компактный электростатический коагулятор совместно с трубчатым сепаратором. Поток нефти из трубчатого сепаратора направляют в коагулятор, расположенный ниже по потоку от трубчатого сепаратора, и затем подают в дополнительный сепаратор для разделения нефти и воды, который удаляет из потока воду, оставшуюся после прохождения трубчатого сепаратора. Это известное решение предназначено, в частности, для текучей среды, включающей в себя умеренно тяжелую нефть и воду, которую отделяют от нефтяной фазы до содержания воды 0,5% с помощью циклона или другого типа газожидкостного сепаратора, предназначенного для отделения газа перед трубчатым сепаратором (известное решение не ограничено только такой указанной текучей средой).

Такое решение требует наличия дополнительного сепаратора, имеющего сложную конструкцию и высокую стоимость, при этом сам коагулятор, представляющий собой вертикально расположенное устройство, не может быть расширен или обработан скребком (очищен внутри) известным образом. Это также является существенным недостатком известного решения.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение представляет собой решение со значительно упрощенным процессом разделения, при котором вышеупомянутые недостатки устраняются. Изобретение отличается тем, что электростатический коагулятор объединен с корпусом сепаратора и представляет собой встроенный элемент корпуса сепаратора, как это изложено в пункте 1 формулы изобретения.

Зависимые пункты 2-5 отражают предпочтительные особенности настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение будет раскрыто более подробно ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Фиг.1 - элементарная схема трубчатого сепаратора в соответствии с данным изобретением.

Фиг.2 - часть сепаратора, изображенного на фиг.1, находящаяся в зоне расположения коагулятора, показанная в увеличенном масштабе в поперечном сечении а) и продольном сечении b).

Осуществление изобретения

Техническое решение, иллюстрируемое на фиг.1, включает в себя трубчатый корпус 1 сепаратора, гидравлический затвор 6, расположенный ниже по потоку от корпуса сепаратора, для водяной фазы текучей среды, содержащей нефть/воду и протекающей через сепаратор, дренажное устройство 7, снабженное трубой 8 для отвода отделенной воды, батарею 5 скребков, размещенную выше по потоку от корпуса сепаратора, соединенного с оборудованием 9 устья скважины, соединительный трубопровод 10, который соединяет устье скважины с корпусом 1 сепаратора, и транспортный трубопровод 11 для нефти, расположенный ниже по потоку от корпуса сепаратора. Характерная особенность настоящего изобретения заключается в том, что коагулятор 4 размещен в корпусе 1 сепаратора как встроенный в него элемент. Коагулятор подходящим образом установлен на расстоянии от 1/3 до 1/2 длины корпуса сепаратора от входа корпуса сепаратора. Однако расположение коагулятора не ограничено вышеуказанным. На фиг.2 в увеличенном масштабе показана в поперечном и продольном разрезах часть корпуса сепаратора, в которую встроен коагулятор. Как показано на чертеже, коагулятор содержит верхний электрод 12 и нижний электрод 13, которые подходящим образом заключены в изоляционный материал в стенке 14 корпуса сепаратора. Электроды выполнены с возможностью подвода к ним подходящего переменного напряжения V (не показано более детально) для создания электрического поля, которое обеспечивает повышение степени отделения воды от текучей среды (нефть и вода), протекающей через сепаратор. Как показано на фиг.1, циклон 3 (или другой тип подходящего устройства для разделения газа и жидкости) установлен выше по потоку от корпуса 1 сепаратора и служит для удаления любого количества газа из текучей среды, которая добывается из скважин 9. Цель отделения газа заключается в том, чтобы избежать снижения эффективности действия коагулятора, поскольку газ имеет слабую электропроводность. Другая цель заключается в предотвращении формирования в сепараторе пробкового (поршневого) режим течения.

Способ работы сепаратора в соответствии с настоящим изобретением в остальном заключается в следующем.

Текучая среда, которую добывают, т.е. газ, нефть и вода, проходит сначала через циклон 3, где большая часть газа отводится и поступает в отдельный трубопровод 9 для повторного возможного ввода в транспортную трубу 11 за сепаратором.

Жидкую фазу, которая может содержать небольшие количества газа, направляют в корпус 1 сепаратора. Свободная вода будет быстро отделена с формированием под нефтяной фазой водяной фазы. Газовые пузырьки будут собираться вверху трубы сепаратора и в соответствии с их концентрацией образуют свободную газовую фазу. После завершения предварительного разделения (т.е. водяная фаза находится в нижней части трубы, нефтяная фаза вместе с небольшими каплями нефти - в центре, и, возможно, тонкий слой газовой фазы - вверху) текучая среда будет поступать во встроенный коагулятор 4.

В коагуляторе 4 падение напряжения будет происходить главным образом по нефтяной зоне, поскольку водяная зона проводит электрический ток, и газовая зона также обладает хорошими токопроводящими свойствами.

Падение напряжения (переменный ток) в нефтяной зоне приводит к увеличению степени объединения капель и возмущению поверхности раздела фаз "нефть/вода". После того как текучая среда вновь входит в корпус 1 трубчатого сепаратора, капли воды увеличиваются в размере и быстро отделяются.

В указанном корпусе 1 сепаратора, ниже по потоку от коагулятора 4, объединившиеся капли воды будут отделяться (от текучей среды) и скапливаться в зоне 7 аккумуляции, где вода сливается через отводящую трубу 8. Нефть, проходя через гидравлический затвор 6, будет поступать в транспортный трубопровод 11.

Настоящее изобретение, характеризуемое формулой изобретения, не ограничено описанным выше и иллюстрируемым примером осуществления. Сепаратор может быть снабжен двумя или более коагуляторами 4, установленными последовательно в корпусе 1 сепаратора. В особенности это может быть существенным для таких сортов нефти, разделение которых затруднено, например для более тяжелой нефти.

Циклоны 3 могут быть размещены также в местах, отличных от устья скважин, как это показано на фиг.1. Доказано, что выгодно размещать циклон вместе с таким оборудованием, которое создает высокие касательные напряжения в текучей среде, поскольку это обеспечивает хорошие условия для разделения фаз. Однако в тех случаях, когда сепаратор расположен далеко от устья скважины, может быть также выгодным размещение циклона в непосредственной близости от входа сепаратора.

1. Трубчатый сепаратор для разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти и газа из месторождений под морским дном, содержащий протяженный трубчатый корпус (1) сепаратора с входным и выходным концами, который имеет диаметр на входном и выходном концах, равный или немного больший, чем диаметр транспортной трубы, к которой присоединен корпус сепаратора, далее трубчатый сепаратор содержит электростатический коагулятор (4), выполненный в форме трубы, при этом коагулятор включает электроды, выполненные с возможностью подвода к ним электрического напряжения для создания электростатического поля внутри трубы, отличающийся тем, что электростатический коагулятор (4) объединен с корпусом сепаратора, образует с ним единый элемент и установлен на расстоянии от входа, где имеет место предварительное разделение воды и нефти, причем коагулятор содержит верхний электрод (12) и нижний электрод (13).

2. Сепаратор по п.1, отличающийся тем, что ниже по потоку от корпуса (1) сепаратора установлен гидравлический затвор (6) и вместе с гидравлическим затвором установлено устройство (7), предназначенное для слива воды, отделенной внутри корпуса (1) сепаратора.

3. Сепаратор по п.1 или 2, отличающийся тем, что корпус (1) сепаратора содержит два или более последовательно размещенных коагуляторов.

4. Установка для разделения нефти, газа и воды, содержащая трубчатый сепаратор по любому из пп.1-3 и устройство разделения, расположенное выше по потоку от корпуса (1) сепаратора для отделения большинства присутствующего газа.

5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что устройство разделения представляет собой циклон (3).

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что циклон (3) установлен во взаимосвязи с дроссельным клапаном, создающим высокие касательные напряжения в текучей среде.

7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что циклон (3) размещен в непосредственной близости от входа корпуса (1) сепаратора.

8. Способ разделения нефти, газа и воды при добыче и производстве нефти и газа из месторождений под морским дном, включающий:пропускание текучей среды через трубчатый сепаратор, содержащий протяженный трубчатый корпус (1) сепаратора с входным и выходным концами, который имеет диаметр на входном и выходном концах, равный или немного больший, чем диаметр транспортной трубы, к которой присоединен корпус сепаратора, при этом трубчатый сепаратор содержит электростатический коагулятор (4) с электродами;подачу на электроды электрического напряжения для создания электростатического поля внутри трубы,при этом электростатический коагулятор (4) объединен с корпусом сепаратора и образует с ним единый элемент и установлен на расстоянии от входа, где имеет место предварительное разделение воды и нефти, причем коагулятор содержит верхний электрод (12) и нижний электрод (13).

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что для отделения большинства присутствующего газа текучую среду перед прохождением через трубчатый сепаратор пропускают через устройство разделения, расположенное выше по потоку от корпуса (1) сепаратора.

www.findpatent.ru

Коагуляторы - Справочник химика 21

из "Очистка и переработка природных газов"

При сепарации газа и жидких углеводородов часто применяют коагулирующие элементы ударного типа, представляющие собой своего рода заслонки, скрепленные проволокой (рис. 50). Элементы коагулятора образуют лабиринт, состоящий из параллельных металлических пластинок, образующих своего рода карманы для сбора жидкости. Газ, проходя между этими пластинками, многократно перемешивается и изменяет направление движения. Таким образом, газу придается центробежное направление движения. При этом частицы жидкости движутся к периферии и улавливаются в карманах коагулятора. Благодаря такому перемешиванию потока газа и наличию поверхности коагулятора происходит коалесценцня мелких частиц в более крупные, которые могут оседать под действием силы тяжести. Поверхность сепарирующих элементов обычно мокрая, и мелкие частицы, ударяясь о нее, абсорбируются. Так как карманы коагулятора расположены перпендикулярно направлению движения газа, то жидкость из них не может вновь уноситься потоком газа. Благодаря этому компактные установки имеют большую производительность. [c.90] Коагуляторы отличаются между собой конструкцией деталей. Расчет их является эмпирическим. Если сепаратор оборудован такими коагуляторами, изготовители гарантируют унос не более 13,4 л жидкости tia 1 млн. м отсепа-рированного газа. [c.90] Если пластинки коагулятора расположены близко одна к другой и имеется большое число карманов, то возрастают интенсивность перемешивания и центробежные силы, увеличивается поверхность для сбора капель. Одновременно увеличивается перепад давления в сепараторе. Таким образом, при данной скорости потока эффективность улавливайия капель в сепараторе — некоторая функция перепада давления в нем. Обычно гидравлическое сопротивление сепараторов равно 25,4 + 254 мм вод. ст. [c.90] Для уменьшения перепада и исключения возможности движения потока газа мимо коагулятора используется устройство для сбора и дренирования жидкости (противень). Коагуляторы такого типа эффективно улавливают частицы размером до 10 мкм. Если в газе содержатся твердые частицы меньших размеров и отсутствует жидкость, то эффективность таких коагуляторов очень мала. [c.90] Все более широкое применение находят д коагуляторы, изготовленные из проволочной сетки. Они недороги и эффективно улавливают дд из газа капельки жидкости. Проволочные элементы устанавливают в специальную мягкую подставку, имеющую ряд асимметрично расположенных отверстий. Эти элементы похожи на до фильтры, но отличаются от них прйрципом действия. Проволочные элементы расположены довольно плотно и имеют мелкие отверстия. [c.91] Для сепараторов средних размеров К изменяется в пределах 0,12—0,43 в зависимости от условий эксплуатации и места установки сепаратора. При расчете сепараторов для Отделения нефти от газа К обычно принимается равным 0,35. [c.91] Уравнение (69) по виду похоже на уравнение, применяемое для определения скорости газа в сепараторах, абсорберах, ректификационных колоннах и др. Однако в этих случаях К находится в пределах 0,12—0,17, поэтому в сепараторе площадь сечения коагулятора может быть несколько меньше площади поперечного сечения, например абсорбера или ректификационной колонны. Это достигается тем, что часть несущей решетки остается не заполненной сеткой коагулятора. Эффективность коагуляции достигается за счет подбора высоты коагулятора, изменения диаметра проволокп и плотности применяемой ткаии. [c.91] Для изготовления сепараторов может применяться любой металл, например углеродистая и нержавеющая стали, алюминий и др. Перепад давления в сепараторе зависит от нагрузки по улавливаемым примесям, конструкции коагулятора, скорости газа, однако в сепараторах средней производительности он не долл ен превышать 25,4 мм вод. ст. Благодаря такому незначительному гидравлическому сопротивлению нет необходимости в жестком креплении элементов коагулятора. Их достаточно слегка закрепить с помощью проволоки только для того, чтобы они не скользили. [c.92] Как показал опыт эксплуатации, решетка для монтан а коагулятора должна иметь не менее 90% свободного пространства, чтобы не было никаких препятствий для стока жидкости из коагулятора. Так как масса насадки коагулятора сравнительно мала, то для изготовления решетки вполне пригоден материал из легкого уголка. Если в газе содержатся капли жидкости и твердые частицы, то последние вместе с жидкостью улавливаются в сепараторе практичесгси полностью. Если газ содержит только твердые частицы, то эффективность сепаратора по их улавливанию резко падает. Поэтому сепараторы следует рассматривать только как аппараты, предназначенные для улавливания из газа жидкости. [c.92] Проблема уноса возникает при эксплуатации многих технологических аппаратов. Главная причина уноса — вспенивание. Для улавливания гликолей, аминов и других подобных им веществ, склонных к пеиообразованию, рекомендуется устанавливать двухступенчатые коагуляторы нижний (шиберного типа) и верхний (с проволочной насадкой) — с расстоянием 15—30 см между ними. Коагулятор шиберного типа эффективен при улавливании больших количеств жидкости, однако он плохо улавливает капли мелких ра змеров. Его назначе1гие — удалить из газа основную массу жидкости и скоагулировать пену. Коагулятор с проволочной насадкой, имеющий ограниченную производительность но жидкости, эффективно улавливает из газа мельчайшие капельки жидкости. Применяя коагуляторы шиберного тина, необходимо помнить, что гидравлический перепад в них не должен достигать своей максимальной величины над уровнем жидкости, если в них применены направленные вниз трубки, так как жидкость будет всасываться по этим трубкам в верхнюю часть аппарата. Таким образом, эти трубки могут создать своеобразную пробку жидкости, которая потоком газа будет вынесена из аппарата. В таких случаях лучше устанавливать два коагулятора из проволочной насадки, первый из которых (по ходу газа) предназначен для улавливания крупных капель. Как правило, поверхность насадки первого коагулятора берется в два раза меньше поверхности насаДки второго коагулятора. Любой коагулятор с проволочной насадкой должен устанавливаться перпендикулярно потоку газа. [c.92] Размер капель, улавливаемых в сепарато- ° рах с циклонными коагуляторами, обратно пропорционален корню квадратному из скорости газа. Поэтому эффективность этих 93 коагуляторов зависит от скорости газа. Для улавливания частиц любых размеров скорость газа должна быть тем больше, чем меньше плотность жидкости. Кроме того, коагулятор должен иметь эффективное приспособление для сбора и удаления жидкости, исключающее возможность повторного уноса. [c.93] В сепараторах комбинированного типа используется тот же принцип, что и в кон 1,енсационных горшках , однако в них газ дополнительно проходит через лабиринт перегородок, где он многократно изменяет направление движения, благодаря чему полнее используется эффект соударения капель. Эксплуатационные характеристики этих аппаратов такие же, как коагуляторов других конструкций, однако некоторые типы этих сепараторов сравнительно сложны по конструкции и дороги. [c.93] Из уравнения (70) и рис. 52 следует, что эффективность сепарации определяется величиной гидравлического сопротивления аппарата, которое является практическим ограничением скорости потока и, следовательно, производительности сепаратора. [c.94] Мультициклонные сепараторы применяются для эффективного улавливания из газа как твердых частиц, так и капель жидкости. Они являются самоочищающимися и могут применяться для отделения от газа сравнительно больших количеств пыли и жидкости. Иногда перед циклонными элементами устанавливали элементы ударного типа, которые предназначались для укрупнения мелких капель, отделяемых затем в центробежных сепараторах. Общая эффективность сепарации при этом повышалась. [c.94] Основной недостаток центробежных сепараторов — резкое падение их эффективности при скорости потока газа, отличной от расчетной. Сепараторы этого типа не рекомендуется применять при переменных нагрузках. Исключением являются случаи, когда при изменении скорости гидравлическое сопротивление возрастает в допустимых пределах. [c.94]

Вернуться к основной статье

chem21.info