(11)	015603 (13) B1	Разделы: A B C D E F G H
(21)	200701403
(22)	2005.12.29
(51)	B04C 3/00 (2006.01) B04C 3/06 (2006.01) B04C 5/13 (2006.01) B04C 5/103 (2006.01) B04C 5/181 (2006.01) B04C 5/16 (2006.01) B01D 19/00 (2006.01)
(31)	04107068.1
(32)	2004.12.30
(33)	EP
(43)	2007.12.28
(86)	PCT/EP2005/057218
(87)	WO 2006/070019 2006.07.06
(71)	(73) ШЕЛЛ ИНТЕРНЭШНЛ РИСЕРЧ МААТСХАППИЙ Б.В. (NL)
(72)	Беттинг Марко, Коленбрандер Герардус Виллем (NL), Кьюроул Майкл Элвин (US), Клавер Теодорус Корнелис, Пёйк Эрик Йоханнес (NL)
(74)	Иванова О.Ф. (RU)
(54)	ЦИКЛОННЫЙ СЕПАРАТОР И СПОСОБ ДЕГАЗАЦИИ СМЕСИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

(57) 1. Способ дегазации смеси текучей среды в циклонном сепараторе, в котором сырая нефть используется в качестве несущей жидкости, а один или несколько газообразных и/или испаряющихся компонентов содержат природный газ и/или конденсаты, такие как метан, этан, пропан, бутан и пентан, диоксид углерода и/или сероводород, в котором

поток смеси текучей среды ускоряют в секции (6) горловины вихревой трубы (1) таким образом, что снижается статическое давление смеси текучей среды, и испаряющиеся компоненты испаряются в газообразную фазу;

потоку смеси текучей среды придают вихревое движение в вихревой трубе (1) так, чтобы поток смеси текучей среды под действием центробежных сил разделился на поток (L) дегазированной жидкостной фракции и поток (G) обогащенной газом фракции;

индуцируют течение дегазированной жидкостной фракции в выпускной канал (4, 23) для жидкости, который расположен на наружной окружности вихревой трубы (1) или вблизи нее; и

индуцируют течение обогащенной газом фракции в выпускной канал (3) для газа, который расположен по центральной оси (7) вихревой трубы (1) или вблизи нее;

отличающийся тем, что потоку смеси текучей среды придают вихревое движение посредством лопастей (8), обеспечивающих вихревое движение необработанной среды в кольцеобразной секции (6) горловины, образованной между внутренней поверхностью раструба ближайшего конца (1А) вихревой трубы (1) и наружной поверхностью стенки (3А) выпускного канала (3) для газа.

2. Способ по п.1, в котором

индуцируют вихревое течение дегазированной жидкости вдоль внутренней поверхности вихревой трубы (1) в направлении вниз по потоку от ближайшего конца (1А) в направлении к периферийному концу (13) вихревой трубы (1) и выводят через кольцеобразный выпускной канал (4) для жидкости, который расположен коаксиально между пулевидным отражательным элементом (5) и внутренней поверхностью периферийного конца (13) вихревой трубы (1);

индуцируют течение обогащенной газом фракции в режиме вихревого противотока от носовой секции пулевидного отражательного элемента (5) в направлении выпускного отверстия канала (3) для газа, который расположен коаксиально внутри ближайшего конца (1А) вихревой трубы (1); и

ближайший конец (1А) вихревой трубы (1) имеет раструб, который соединен с входным трубопроводом (2) для смеси текучей среды таким образом, чтобы сформировался кольцеобразный канал (2С) для входа смеси текучей среды, который коаксиально окружает стенки выпускного канала (3) для газа, причем в этом канале (2С) расположен ряд лопастей (8), обеспечивающих завихрение, что индуцирует ускоренный поток смеси текучей среды в вихревом режиме внутри вихревой трубы (1).

3. Способ по п.2, в котором пулевидный отражательный элемент (5) имеет коническую носовую часть и в значительной степени цилиндрическую хвостовую секцию и периферийный конец (13) вихревой трубы (1) имеет расходящуюся форму в направлении вниз по потоку.

4. Способ по п.2, в котором выпускной канал (3) для газа расположен коаксиально вокруг торпедообразного центрального элемента (9), имеющего секции конического носа и хвоста и в значительной степени цилиндрическую среднюю секцию; и

обогащенную газом фракцию в выпускном канале (3) для газа стабилизируют с помощью блока (10) лопастей, удаляющих завихрения, который расположен в выпускном отверстии канала (3) для газа, между наружной поверхностью центрального элемента (9) и внутренней поверхностью стенки центрального канала выпускного канала (3) для газа.

5. Способ по п.4, в котором выпускной канал (3) для газа имеет кольцеобразный вход (3В), который играет роль искателя вихря при движении потока обогащенной газом фракции в режиме вихревого противотока (12) вокруг центральной оси (7) вихревой трубы (1), причем этот режим вихревого противотока (12) индуцируется на кромке носовой секции пулевидного отражательного элемента (5) за счет эффекта Ранка-Хилза.

6. Способ по п.2, в котором обеспечивающие завихрение лопасти (8) расположены в секции кольцеобразного впускного канала (2С) для входа текучей среды, в котором входной трубопровод для текучей среды имеет внутренний диаметр больше, чем другие участки трубопровода для входа текучей среды, причем лопасти (8) индуцируют течение потока смеси с дозвуковой скоростью через кольцеобразный впускной канал (2С) для входа текучей среды, и смесь текучей среды ускоряется в значительной степени до околозвуковой или сверхзвуковой скорости в ближайшем конце (1А) вихревой трубы (1) в форме раструба.

7. Циклонный сепаратор для осуществления способа по пп.1-6, который содержит

вихревую трубу (1), имеющую секцию (6) горловины, в которой смесь текучей среды ускоряется таким образом, что снижается статическое давление смеси текучей среды и испаряющиеся компоненты испаряются в газовую фазу;

одну или несколько сообщающих вихревое движение потоку лопастей (8) для индуцирования вихревого потока смеси текучей среды внутри вихревой трубы (1), таким образом обеспечивается разделение смеси под действием центробежных сил на поток (L) дегазированной жидкостной фракции и поток (G) обогащенной газом фракции;

выпускной канал (4) для дегазированной жидкости, который расположен на наружной окружности вихревой трубы (1) или вблизи нее, для выпуска дегазированной жидкой фракции; и

выпускной канал (3) для газа, который расположен по центральной оси (7) вихревой трубы (1) или вблизи нее, для выпуска обогащенной газом фракции;

отличающийся тем, что одна или несколько лопастей (8), сообщающих вихревое движение потоку, расположены в кольцеобразной секции (6) горловины, образованной между внутренней поверхностью раструба ближайшего конца (1А) вихревой трубы (1) и наружной поверхностью стенки (3А) выпускного канала (3) текучей среды, и сообщают потоку необработанной текучей среды вихревое движение в кольцеобразной секции (6) горловины.

8. Циклонный сепаратор по п.7, в котором

вихревая труба (1) включает ближайший конец (1А) и периферийный конец (13);

одна или несколько лопастей (8), предназначенных для индуцирования вихревого потока смеси текучей среды вдоль внутренней поверхности вихревой трубы (1) в направлении вниз по потоку от ближайшего конца (1А) в направлении к периферийному концу (13) вихревой трубы (1);

выпускной канал (4) для жидкости имеет кольцеобразную форму и расположен коаксиально между пулевидным отражательным элементом (5) и внутренней поверхностью периферийного конца (13) вихревой трубы (1);

выпускной канал (3) для газа расположен коаксиально внутри ближайшего конца (1А) вихревой трубы (1);

дополнительно содержащийся пулевидный отражательный элемент (5) имеет носовую секцию для индуцирования течения обогащенной газом фракции в режиме вихревого противотока (12) от носовой секции пулевидного отражательного элемента (5) в направлении выпускного канала (3) для газа;

при этом ближайший конец (1А) вихревой трубы (1) выполнен в виде раструба, который соединен с трубопроводом (2) для входа текучей среды таким образом, что формируется кольцеобразный канал (2С) для входа текучей среды, который коаксиально окружает стенки выпускного канала (3) для газа, причем ряд лопастей (8) расположен в канале (2С).

9. Циклонный сепаратор по п.8, в котором пулевидный отражательный элемент (5) имеет в значительной степени цилиндрическую хвостовую секцию, и периферийный конец (13) вихревой трубы (1) имеет расходящуюся форму по ходу движения потока.

10. Циклонный сепаратор по п.8, в котором выпускной канал (3) для газа расположен коаксиально вокруг торпедообразного центрального элемента (9), имеющего коническую носовую и хвостовую секции и в значительной степени цилиндрическую среднюю секцию; и блок лопастей (10) для удаления завихрения потока расположен в выпускном канале (3) для газа между наружной поверхностью центрального элемента (9) и внутренней поверхностью стенки центрального выпускного канала (3) для удаления завихрения в потоке (G) обогащенной газом фракции в выпускном канале (3) для газа.

11. Циклонный сепаратор по п.7, в котором множество обеспечивающих завихрение лопастей (8) расположено в секции (2С) кольцеобразного впускного канала для текучей среды, в котором трубопровод (2) для входа текучей среды имеет внутренний диаметр больше, чем другие участки трубопровода (2) для входа текучей среды, и имеет форму, обеспечивающую вихревой поток текучей среды с дозвуковой скоростью через кольцеобразный впускной канал (2С) для текучей среды, причем ближайший конец (1А) вихревой трубы (1) с раструбом образует кольцеобразную секцию (6) горловины, форма которой обеспечивает ускорение смеси текучей среды практически до околозвуковой или сверхзвуковой скорости.

12. Циклонный сепаратор по п.7, в котором выпускной канал (4) для дегазированной жидкости соединен с устройством гравитационного сепарирования, которое включает механические пороги ниже и выше проточных систем для разделения потоков нефти, воды и остаточного газа, которая выводится по выпускному каналу (4) для дегазированной жидкости.