[发明专利]一种旋流式气液分离装置与方法

说明书

本发明公开了一种旋流式气液分离装置与方法。旋流式气液分离装置设有立式圆筒形的筒体(3)、气液入口管(1)，筒体内设有立式圆筒形的内筒(5)。筒体与内筒之间形成的环形空间内设有螺旋板(7)，筒体内侧壁、内筒外侧壁与上下相邻两圈螺旋板之间形成螺旋通道(6)。气液入口管倾斜向下设置，气液入口管的出口插入螺旋通道顶部的螺旋通道入口。内筒上设有开孔区，开孔区设有排气孔(8)。筒体内具有气相缓冲空间(12)和旋流分离段(13)。本发明公开了采用上述旋流式气液分离装置进行旋流式气液分离的方法。本发明主要用于对液相粘度较高的低气液比气液混合物进行气液分离。

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旋流式气液分离装置以及旋流式气液分离方法。

背景技术

在油气田油气处理技术领域，常使用柱状旋流式气液分离装置进行气液分离。柱状旋流式气液分离装置设有立式圆筒形的筒体、气液入口管，筒体顶部和底部分别设有气相出口管和液相出口管，气液入口管沿筒体的切向与筒体相连。柱状旋流式气液分离装置内的离心力场是气液进行分离的理想场所，气液密度的差别会造成气液所受离心力存在数量级的差别。但是，上述气液分离的效果受气液比的影响较大。在高气液比的气液多相流动过程中，气相速度较高，气相带动液相会形成段塞流、雾状流等较为剧烈的流型。这一特点对气液旋流分离来说具有天然优势，可以促进气液分离。气液比是气相与液相的体积比；气液比高于8时称为高气液比，低于8时称为低气液比。不同于高气液比的气液混合物，低气液比的气液混合物中液相所占的比例更高，比较有代表性的流型如泡状流。较低的能量密度不利于形成切向速度较大的旋流场，影响到气液分离效果。尤其是在液相粘度较高的情况下(例如重油粘度大于300毫帕秒，粘度在20～50℃的温度范围内测量)，使用柱状旋流式气液分离装置进行气液分离的效果欠佳，分离出的液相中仍会携带直径在200微米以上的气泡。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋流式气液分离装置与方法，以解决现有的旋流式气液分离技术所存在的对液相粘度较高的低气液比气液混合物进行气液分离的效果欠佳的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种旋流式气液分离装置，设有立式圆筒形的筒体、气液入口管，筒体的顶部设有筒体顶板、气相出口管，筒体的底部设有筒体底板、液相出口管，其特征在于：筒体内设有立式圆筒形的内筒，筒体与内筒之间形成的环形空间内设有螺旋板，筒体内侧壁、内筒外侧壁与上下相邻两圈螺旋板之间形成螺旋通道，气液入口管倾斜向下设置，气液入口管的出口插入螺旋通道顶部的螺旋通道入口，内筒上设有开孔区，开孔区设有排气孔，螺旋板的顶部设有盖板，盖板与筒体顶板之间的空间为气相缓冲空间，内筒的下方设有止旋部件，内筒底端与止旋部件顶端之间的空间为旋流分离段。

采用上述的旋流式气液分离装置进行旋流式气液分离的方法，其特征在于：气液混合物由气液入口管的出口进入螺旋通道，顺着螺旋通道向下螺旋流动，进行第一次气液旋流分离，螺旋通道内分离出的气相经排气孔进入内筒的内腔并向上流动、进入气相缓冲空间，经过缓冲后经气相出口管流出，螺旋通道内分离出的液相从螺旋通道底部的螺旋通道出口流入旋流分离段进行第二次气液旋流分离，旋流分离段内分离出的气相向上流动、进入内筒的内腔，与在螺旋通道内分离出的气相合并后进入气相缓冲空间，最后经气相出口管流出，旋流分离段内分离出的液相向下流经止旋部件，最后经液相出口管流出。

采用本发明，具有如下的有益效果：气液分离过程中，气液混合物首先在螺旋通道内进行第一次气液旋流分离，分离出的液相再流入旋流分离段进行第二次气液旋流分离。经过两次分离，液相中基本上没有直径在200微米以上的气泡。本发明主要用于对液相粘度较高的低气液比气液混合物进行气液分离，可以取得较好的分离效果。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

附图说明

图1是本发明旋流式气液分离装置的结构示意图。