[发明专利]一种气液分离器和气液分离方法

说明书

本发明公开了一种气液分离器和气液分离方法。气液分离器设有柱状旋流分离器，柱状旋流分离器包括立管筒体(9)。立管筒体内设有隔板(402)，隔板的中部向上设有升气管(401)，靠近隔板的边缘向下设有一圈降液管(403)。气液分离器还设有管式预分离器，管式预分离器设有气相管(105)和液相管(106)。气相管和液相管均沿立管筒体的切向与立管筒体相连，气相管出口位于升气管顶部出口的上方，液相管出口位于降液管底部出口的下方。立管筒体内具有液滴沉降区(2)和气泡浮升区(5)。本发明公开了采用上述气液分离器进行气液分离的方法。本发明主要用于油气田油气处理技术领域的气液分离。

技术领域

本发明涉及油气田油气处理技术领域的一种用于气液分离的气液分离器和气液分离方法。

背景技术

气液柱状旋流分离器是结构简单、紧凑的气液分离设备，其作为油气井计量分离器、预分分离器、涤气器等在油气处理过程中得到了广泛应用。操作时，气液混合物经倾斜向下的气液入口管沿立管筒体的切向进入立管筒体并绕立管筒体旋转，依靠重力和离心力使气液分离。气液做剧烈的旋流运动，气液柱状旋流分离器内部各点的速度、压力呈现出强烈的波动特征。剧烈的旋流场以及狭小的分离空间致使分离器对气液来流波动的适应能力较差，气液分离效果对入口气液来流参数(流量、压力、气液比等)的变化高度敏感。

气液柱状旋流分离器主要分为入口分流区、漩涡区、液滴沉降区(气相空间)和气泡浮升区(液相空间)。气相空间和液相空间的气液界面在离心力作用下形成漩涡区，气相和液相直接接触导致了气相空间旋流场与液相空间旋流场相互影响和干扰，对气液柱状旋流分离器的分离效果造成不良影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种气液分离器和气液分离方法，以解决现有的气液柱状旋流分离器所存在的气液来流参数变化以及气相空间旋流场与液相空间旋流场相互影响和干扰容易对分离效果造成不良影响的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种气液分离器，设有柱状旋流分离器，柱状旋流分离器包括立管筒体，立管筒体的顶部设有立管筒体顶板、出气管，立管筒体的底部设有立管筒体底板、出液管，其特征在于：立管筒体内设有隔板，隔板的中部向上设有升气管，靠近隔板的边缘向下设有一圈降液管，气液分离器还设有管式预分离器，管式预分离器设有气相管和液相管，气相管和液相管之间设有气相浮升管，气相管和液相管均沿立管筒体的切向与立管筒体相连，气相管出口位于升气管顶部出口的上方，液相管出口位于降液管底部出口的下方，液相管出口的下方设有止旋部件，隔板与立管筒体顶板之间的空间为液滴沉降区，隔板与止旋部件顶端之间的空间为气泡浮升区。

采用上述气液分离器进行气液分离的方法，其特征在于：气液混合物在管式预分离器进行预分离，分离出的气相由管式预分离器的气相管出口沿立管筒体的切向进入液滴沉降区，分离出的液相由管式预分离器的液相管出口沿立管筒体的切向进入气泡浮升区，由气相管出口进入液滴沉降区的气相在旋转上升的过程中，气相中的液滴在立管筒体内侧壁附近区域向下沉降，落到隔板上，再由靠近隔板边缘的降液管向下落入气泡浮升区，除去液滴的气相最后由出气管流出，由液相管出口进入气泡浮升区的液相与由降液管流下的液滴汇合，在旋转下降的过程中，液相中的气泡向立管筒体的轴心线区域聚集并向上流动，经隔板中部的升气管向上进入液滴沉降区，与液滴沉降区内的气相汇合，最后经出气管流出，气泡浮升区内除去气泡的液相向下流经止旋部件，最后经出液管流出。