專利名稱:混合液減壓法及減壓設備的制作方法
本發(fā)明與降低烴化合物混合液壓力的方法及減壓設備有關。這種方法在石油生產(chǎn)中有使用，當油在油井中因過壓上升，過壓常非常高，例如約為75-100巴時使用。油的成分因油礦不同而有不同。例如，油中可能存在下列較易揮發(fā)的烴化合物如甲烷，乙烷，丙烷，丁烷，異丁烷，戊烷，異戊烷及己烷。
如剛生產(chǎn)的石油中的壓力，暫時下降到接近大氣壓，其中易揮發(fā)的烴化合物的很大部分將蒸發(fā)。因為幾個原因這是不利的。但已經(jīng)證實，假如減壓分級進行，則與降低油相關的烴化合物蒸發(fā)量有很大的下降。因此，在實踐中采用的一種方法，減壓在3-5個步驟中進行。減壓時間很短暫，在兩次減壓之間，由于油從節(jié)流閥中通過，將油流經(jīng)一個容器，油在里面有一個自由表面暴露，朝向一個含有壓力徹底抑制的蒸發(fā)烴化合物的空間。將蒸發(fā)烴化物持續(xù)從相應的容器中取出，而不使容器中壓力下降到預定壓強以下。
考慮到假如油的減壓可按上述方式，在更多而更小的步驟中進行，那么便可保持有更多的液態(tài)油。然而考慮到作3-5個以上步驟的減壓，增加設備的費用會高于可能取得的利潤。
本發(fā)明的目的，是提出一種剛出井石油，即烴化物混合液減壓的新方法和設備，使較大部分的石油，可在合理成本下保持液態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明可用一種方法達此目的，即將混合液向用一個旋轉(zhuǎn)容器形成的腔室的第一徑向高度供給，混合液在預定壓力下，向容器旋轉(zhuǎn)軸線附近的一個區(qū)域供給，再將混合液引導通過在容器內(nèi)徑向外伸的槽道，送到上述第一徑向高度，而使混合液的壓力不比上述壓力下降很多，當混合液達到該第一徑向高度時，和允許混合液在槽道中自由流動，同時又完全由容器的旋轉(zhuǎn)攜帶前進的狀況比較，則壓力有很大的下降;供給腔室的混合液，在里面由容器帶動旋轉(zhuǎn);在腔室內(nèi)該第一高度的徑向內(nèi)側(cè)的第二高度上，保持旋轉(zhuǎn)混合液的自由液面;在腔室的無液部分中，保持低于該預定壓強的氣壓;在該第一高度徑向內(nèi)側(cè)的一個高度上，從腔室內(nèi)取出液體;將氣體從腔室的無液部分中取出。
利用本發(fā)明可以避免混合液受到暫時的壓降。相反，混合液的減壓可以相當緩慢，而同時可保持混合液的無液表面，在合理的壓力下和蒸發(fā)烴化物接觸。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可有若干上述類型的腔室互相串聯(lián)，保持腔室內(nèi)氣壓逐步降低。
在本發(fā)明中，混合液的減壓應通過將混合液在旋轉(zhuǎn)容器中徑向向內(nèi)流動，即使之承受逐步降低的離心力。此外，根據(jù)本發(fā)明，在混合液流向容器中的處理腔室的途中，受到容器旋轉(zhuǎn)的影響，應避免和已在腔室內(nèi)的混合液受到的影響相同。也就是，當混合液在容器中沿徑向向外流的途中，要防止液壓的增高，和自由流動而同時完全由容器旋轉(zhuǎn)攜帶共同旋轉(zhuǎn)的混合液的增壓相同。為了防止混合液在進入容器處理腔的途中，象這樣受離心力的影響，也就是在進入腔室的該第一徑向高度以前，可將混合液按不同方式供給。
在進行本發(fā)明的方法的一個實例中，可將混合液通過一個靜止件上的一個槽道，引入腔室，槽道從中心處伸入旋轉(zhuǎn)容器，通過腔室的無液部分徑向外伸，進入在腔室中旋轉(zhuǎn)的液體中。
在進行本發(fā)明方法的另一實例中，將混合液引導，通過隨容器旋轉(zhuǎn)，并形成基本為環(huán)形槽道的裝置，進入處理腔室，環(huán)形槽從容器旋轉(zhuǎn)軸線附近的一個區(qū)域，伸入腔中的該第一徑向高度，從而容器旋轉(zhuǎn)時，在槽中流動的混合液，僅極少部分被容器的旋轉(zhuǎn)攜帶轉(zhuǎn)動。
下文中將參照附圖對本發(fā)明作較詳細的敘述，圖1示的旋轉(zhuǎn)容器為本發(fā)明裝置的一部分，圖2為圖1中旋轉(zhuǎn)容器的改進進口裝置，圖3簡示本發(fā)明的全部裝置。
圖1示有旋轉(zhuǎn)對稱形的容器1，容器1有周壁2和兩個端壁3及4。容器依靠軸承5及6，用兩個靜止支承件7及8支承作旋轉(zhuǎn)。容器利用一個傳動裝置9，和驅(qū)動電機10連接作旋轉(zhuǎn)(圖3)。
用容器1內(nèi)的一個環(huán)形隔板11，將容器內(nèi)部分隔成兩個腔室12及13。腔12中放置一個環(huán)形靜止進口件14，進口件14有若干分離的進口槽道15，從容器的旋轉(zhuǎn)軸線，伸到容器周壁2的附近，繼而通向腔室12。進口件14的中心有一個圓柱形部分，從容器1中伸出，并有中心進口槽道16，全部槽道15與槽道16接通。
容器1在腔室12中支持一疊在中心上與容器同心放置的圓錐形盤17，互相有一定軸向距離。盤17圍繞一個自由空間18，空間18通過盤間空間和腔12接通，通過一個第一氣體出口槽道19，和靜止支承件8中的一個第一氣體出口20接通。
在容器1的腔室13中支持另一疊與腔室12中盤17相似的錐形圓盤21。盤21圍繞一個自由空間22，空間22通過盤間空間，和腔室13接通，通過一個第二氣體出口槽道23，和靜止支承件8中的一個第二氣體出口24接通。
腔室12通過在容器周壁2和隔板11間形成的環(huán)形間隙25，和腔室13接通。槽孔25處在容器1腔室12內(nèi)，進口槽道15徑向內(nèi)側(cè)的一個高度上。
在腔室12的內(nèi)側(cè)上，周壁2支承一個環(huán)形閾件26。這閾件的徑向最內(nèi)部，靠近腔12及13之間的連接槽孔25，并在徑向上在這槽孔25的稍內(nèi)側(cè)。在閾件26和隔板11之間，有一個環(huán)形通道27形成。
在腔13內(nèi)，容器周壁2支承另一環(huán)形閾件28。這閾件的徑向最內(nèi)部，處在槽孔25徑向內(nèi)側(cè)的一個高度上。閾件28和容器端壁4之間，形成一個環(huán)形槽29，其徑向內(nèi)側(cè)開口。有一個和容器1同心放置的環(huán)形靜止出口件30，一直伸到槽29內(nèi)。出口件30和支承件8連接，有一個或多個出口槽道31。這些槽道31在出口件30的槽29的區(qū)域中，從一個或多個開口徑向內(nèi)伸，再伸出容器1，到達支承件8的出口腔32中。有一個出口導管33和支承件8連接。
在腔12中，支承錐形盤17的元件由容器周壁2，通過若干徑向和軸向伸展的翅片34，在徑向上支承。翅片圍繞容器旋轉(zhuǎn)軸線平均分布。這些翅片還形成腔室12中的卷液件，從而向供入腔中的混合液，給予容器的旋轉(zhuǎn)動作。腔13中也有相似的翅片35。
為將腔12及13和容器周壁密封，在支承件7和端壁3間設有密封件36，支承件8和端壁4間有密封件37，支承件8和中心管39之間有密封件38，中心管39形成腔12的上述該氣體出口槽道19。
在圖2中示混合液容器1進口裝置的另一實施方案。圖2中與圖1相似的部件的細部，用與圖1相同的標圖號。圖2的細部凡與圖1中有相同作用，而形式稍有修改的，則用圖1中的標圖號而附加字母a。
圖2中的進口裝置有一個錐形隔板40，通過翅片34a，和容器的周壁2連接，藉以隨容器1旋轉(zhuǎn)。在容器端壁3a和隔板40之間形成一條環(huán)形槽道41。槽道41在容器軸線上，和端壁3a圓柱形部分形成的中心槽道42接通，槽道41又和支承件7a形成的進口槽道16a接通。
圖3簡示本發(fā)明的一個裝置，圖示旋轉(zhuǎn)容器1有傳動裝置9，10，混合液進口槽道16，氣體出口20及24，以及混合液出口導管33。
氣體出口20有一個傳統(tǒng)類型的控制器43，保持容器腔12內(nèi)氣體的某一預定過壓。氣體出口24有相似的控制器44，保持容器其他腔13中氣體的較低預定過壓。
液體出口導管33有一個反壓裝置45，對從出口件30流出的液體，可用這裝置調(diào)定需要的壓力。
本發(fā)明的裝置的運轉(zhuǎn)方式如下，容器1的進口裝置的形式如圖1所示。假定容器1旋轉(zhuǎn)，進口槽道16和烴化物混合液的過壓源連接。
在進口槽道16中的壓力下，將混合液繼續(xù)引導，通過徑向槽道15，進入容器周壁2附近的腔12。在腔12的這部分中，用翅片34給予混合液與容器1相同的轉(zhuǎn)速?；旌弦涸诔崞?4之間徑向向里流，并在腔12內(nèi)軸向流動，從閾件26上遮過，通過槽孔27流出腔12?；旌弦哼M入腔13后，繼續(xù)在翅片35之間徑向內(nèi)流，然后軸向流向出口件30。閾件28在腔13中形成混合液進入槽29前的溢流出口?；旌弦涸陟o止件30中通過槽道31流出腔13。利用反壓裝置45(圖3)調(diào)定出口導管33中的反壓，使全部流入槽道29的混合液通過出口件30排出，而不使槽29中的自由液面徑向流入閾件28的內(nèi)部。
因此，閾件28將腔13中的自由液面，保持與其徑向最內(nèi)部分有相同的高度。腔13內(nèi)的腔12及13間的連接槽孔25的徑向內(nèi)側(cè)，有液柱中的壓力，這壓力和存在于腔13中、并在其中自由液面上作用的氣體(蒸發(fā)烴化物)過壓，將決定在腔12中形成的自由液面的位置。槽孔25中來自腔12的反壓，由腔12的無液部分中的氣體(蒸發(fā)烴化物)的過壓，和在腔12的自由液面及槽孔25之間的腔12中形成的液柱壓力構(gòu)成。
通過進口槽道16供給容器1的混合液，當通過槽道15流入腔12時，基本保持其壓力。因此需將腔12中槽道15開口附近的旋轉(zhuǎn)液體的壓力調(diào)節(jié)，使之基本和進口槽道16中的混合液的壓力一致。假如旋轉(zhuǎn)液的該壓力過高，則混合液不能流入腔12。如壓力過低，則從槽道15中通過的混合液，便會在中余產(chǎn)生壓降，造成這些槽道中的烴化物的不合理蒸發(fā)。
混合液進入腔12后，便向徑向內(nèi)側(cè)，并在軸向上流到通道27。在這過程中，混合液承受一個緩漸的壓降，其組分的一部分蒸發(fā)，通過腔12的中心部脫離容器?？赡軘y帶的液滴在錐形盤17之間的通道中分離，向后投擲到腔12中的自由液面上。
仍然由在通道27中平均分布的翅片34的旋轉(zhuǎn)攜帶的混合液，繼續(xù)從通道27槽孔25中通過，進入腔13的徑向最外部分。混合液在槽孔27中時壓力略有增高，但當徑向向內(nèi)并在軸向上流向出口件30時，又在腔13中下降。于是又一部分混合液在腔13中蒸發(fā)，通過容器1的無液部分排出。
混合液通過閾件28后，繼續(xù)在槽29中旋轉(zhuǎn)，并由伸入槽一部分中的翅片25攜帶。旋轉(zhuǎn)混合液中的壓力和腔13中的氣壓，完成液體在靜止出口件30的槽道31中徑向向內(nèi)轉(zhuǎn)移，并使之通過出口件32和出口導管33流出?？赡軐⒊隹诩?0形成槽29中的削取件(paring member)，從而甚至可利用混合液在槽的周邊方向上的動作，將液體通過出口槽道31轉(zhuǎn)移。
圖2中的進口裝置的運轉(zhuǎn)如下通過槽道16a進入的混合液有預定的過壓，繼續(xù)通過環(huán)形槽道41，進入腔12a。在槽道41中有一個混合液的薄附面層，由容器的端壁3a和隔板40將其旋轉(zhuǎn)，而對液體的主要部分沒有賦予很大的旋轉(zhuǎn)運動。因此，甚至用這進口裝置，便可能在混合液從中心進口槽道16a進入腔12a時，在腔12a中隨容器1旋轉(zhuǎn)，保持混合液有基本相同的過壓。
為盡可能達到最好的流動狀態(tài)，當混合液分別流入腔12或12a時，可采取不同的安排。例如在圖1的進口裝置處，進口槽道16通入腔12的開口，可按容器1的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。在圖2的進口裝置處，在槽道41的徑向最外側(cè)部分處，可安排若干錐形環(huán)形盤，和容器1同心并隨容器旋轉(zhuǎn)，盤間形成接受進入的混合液的相當窄的環(huán)形通道。這種盤的作用是連續(xù)擴大混合液和容器旋轉(zhuǎn)表面之間的接觸表面，防止在混合液加速到最高旋轉(zhuǎn)速度時，在槽道41和腔12a之間的轉(zhuǎn)移有過大的堵塞。
上述的旋轉(zhuǎn)容器有兩個腔12及13，在里面的各自由液面上保持不同的氣壓?？蓪⑦@視為本發(fā)明基本實施方案的進一步發(fā)展，容器僅有一個腔室，一個蒸發(fā)烴化物的出口。由于槽道12及13通過通道27及槽孔25連接，然而對處理的液體而言，兩腔室可視為同一腔室。只有在蒸發(fā)烴化物方面，才需將腔12及13考慮為分別的腔室。
當然在本發(fā)明范圍內(nèi)，也可以這樣將容器內(nèi)部分隔成甚至更多的腔室，保持里面有逐漸增高的氣體壓力。
在本發(fā)明中還將上述類型的容器的兩個或多個串聯(lián)，就是將一個容器的出液口33，和下一個容器的進液口16連接。例如，可將在第一容器中按某一速度旋轉(zhuǎn)的混合液的壓力，從60巴減到15巴，在同尺寸的第二容器中按較低速度旋轉(zhuǎn)的混合液，壓力可從15巴下降到5巴。
這里所述類型的減壓容器還可作離心分離器用，例如從烴化物混合液中分離出水和/或固體。這種容器可配備錐形分離盤，和傳統(tǒng)離心分離器相似，有組件連續(xù)或間歇排出分離物質(zhì)。
如本發(fā)明權利要求
書所界定，本發(fā)明要求防止在容器中徑向向外，通過槽道進入該第一徑向高度上的處理腔的混合液，其壓力的增高有如使這液體在槽道中自由流動，而同時完全由容器攜帶旋轉(zhuǎn)。在圖中未示的本發(fā)明的一個特殊的實施方案中，上述目的可通過下文中的另一方式達到。
在圖2所示的一個安排中，可將若干截頭圓錐形盤在環(huán)形槽道41中同心放置，與容器1連接，隨同放置，可使這些盤間的距離很小，由盤將在中心上引入盤間隔中的混合液完全攜帶，混合液在流向容器的周壁途中經(jīng)歷很大的動壓降。這種動壓降還可用一種不同形式的組件取得。
權利要求
1.降低烴化物混合液壓力的方法有特征如下在腔室(12)中的一個第一徑向高度上，向旋轉(zhuǎn)容器(1)形成的腔室(12)供給混合液，有預定壓力的混合液在容器旋轉(zhuǎn)軸線附近的一個區(qū)域向容器供給，進一步引導通過槽道(15；14)，在容器中徑向外流，高達該第一徑向高度，使混合液的壓力低于該預定壓力不多，而在達到該第一徑向高度時，則比允許在槽道中自由流動而同時基本由容器旋轉(zhuǎn)帶動的混合液的壓力低相當多，供給腔室(12)的混合液在腔室中由容器攜帶，在里面旋轉(zhuǎn)，保持在腔室(12)中旋轉(zhuǎn)的混合液，在該第一高度的徑向內(nèi)側(cè)的第二高度上，有一個自由液面，在腔室(12)的無液部分中保持氣壓低于預定壓力，在該第一高度徑向內(nèi)側(cè)的一個高度上排出液體，從腔室(12)的無液部分中排出氣體。
2.如權利要求
1中之方法，而特征為用一個通過腔室(12)無液部的靜止件(14)，將混合液向腔室(12)里的第一徑向高度供給。
3.如權利要求
1中之方法，而特征為將混合液從容器旋轉(zhuǎn)軸線附近的一個區(qū)域引導，通過隨容器旋轉(zhuǎn)的組件(3a，40)形成的一個環(huán)形槽道(41)，流至第一徑向高度。
4.如權利要求
1-4中之方法，而特征為用一個溢流出口(28)，在該第二高度上保持腔室中的自由液面。
5.將混合液的壓力從預定壓力降低的設備，特征如下旋轉(zhuǎn)容器(1)圈圍一個腔室(12)，將容器(1)旋轉(zhuǎn)的裝置(9，10)，在腔室(12)中的第一徑向高度上供給混合液的裝置(14，3a，40)，該裝置形成至少一條槽道(15;41)，從容器(1)旋轉(zhuǎn)軸線附近的區(qū)域通至該第一徑向高度，防止因為允許混合液在槽道中自由流動，同時電容器的旋轉(zhuǎn)將其全部攜帶，而造成混合液在槽道中的增壓，和容器(1)連接，在容器旋轉(zhuǎn)時將腔(12)中混合液攜帶旋轉(zhuǎn)的裝置(34)，在該第一高度徑向內(nèi)側(cè)的一個第二高度上，保持腔(12)中混合液自由液面的裝置，在該第一高度徑向內(nèi)側(cè)的一個高度上，排出腔(12)內(nèi)的混合液的裝置(25，27，30)，從腔(12)無液部分中排出氣體的裝置(20)，保持腔(12)無液部分中氣壓低于該預定壓力的設備(43)。
6.如權利要求
5中之裝置，而特征為進口裝置有一個靜止件(14)軸向伸入容器(1)的旋轉(zhuǎn)軸線處，在容器中徑向外伸，達到腔(12)內(nèi)的該第一高度。
7.如權利要求
5中之裝置，而特征為進口裝置有隨容器(1)旋轉(zhuǎn)的裝置(3a，40)，形成基本環(huán)形的槽道(41)，從容器旋轉(zhuǎn)軸線附近的一個區(qū)域，伸展到腔(12)中的該第一徑向高度，槽道基本沒有攜流元件，因此當容器旋轉(zhuǎn)時，通過槽道(41)的混合液，僅有極少量被攜帶旋轉(zhuǎn)。
8.如權利要求
5中之裝置，而特征為用裝置(28)形成腔的溢流出口，并構(gòu)成該流體排出裝置的部分，和保持腔內(nèi)自由液面的該裝置的部分。
9.如權利要求
5中之裝置，而有特征如下容器圈圍腔室(12，13)，一個腔(12)在第一徑向高度有一個混合液進口，在第一高度徑向內(nèi)側(cè)的一個高度上，有混合液出口(27)，有一個出口(18)，當容器旋轉(zhuǎn)時從腔(12)的無液部分排出氣體，另一腔(13)有一個混合液進口(25)，一個在進口(25)高度徑向內(nèi)側(cè)一個高度上的混合液出口，有一個出口(22)，當容器旋轉(zhuǎn)時從腔(13)的無液部分排出氣體，該一腔室(12)的混合液出口，與其它腔的進口(25)接通，一個第一設備保持第一腔(12)無液部分中氣體的預定第一過壓，一個第二設備(44)保持其它腔(13)無液部分中氣體的預定較低的第二過壓，至少保持兩腔中的一個，有自由液面預定高度的裝置。
專利摘要
本發(fā)明提出將油在旋轉(zhuǎn)容器形成的一個腔內(nèi)，徑向向里流動，腔中僅部分充注旋轉(zhuǎn)石油，從而油中壓力減低較為緩慢。腔中保持一個自由液面，在腔的無液部分中保持某種氣壓，蒸發(fā)烴化物通過中央氣體出口排出。利用一個特殊的進口裝置，當石油通過在容器中徑向外伸，達到石油開始徑向向里流動的高度的槽道流動的途中，防止其增壓有如讓油在槽道中自由流動，同時由容器的旋轉(zhuǎn)攜帶。
文檔編號B01D19/00GK87108028SQ87108028
公開日1988年7月13日 申請日期1987年11月23日
發(fā)明者奇耶爾·克林滕斯特次 申請人:艾爾費-拉瓦爾分離技術公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan