[发明专利]烃-水分离器

说明书

一种用于从水中分离烃的装置(100)，包括罐区段(110)，罐区段包括穿过圆柱形罐壁(101)的流体入口管(111)，后续的气体混合器(109)，流体入口管(111)随后进入位于罐区段(110)内的截断的锥形罐区段(113)。截断的锥形罐区段(113)包括管道扩展(114)，确保流体沿着锥形罐区段(113)的内壁朝向锥形罐区段(113)的上部切向分布，其中环形安装的间隔导向叶片(1140)布置在锥形罐区段(113)的上部。

技术领域

本发明涉及一种用于分离烃类和水的设备，特别是使用工艺气体从水相中气举油的方式从与石油和天然气生产相关的生产水或从油污水中提取油的设备。

此外，公认的事实是环境条件由监管机构管理，其要求在某些脆弱的位置100％的清洁效率，这导致操作人员面临越来越多的挑战。本发明解释了这些要求。

背景技术

几种情况下需要分离烃(即油和/或气)和水。一个典型的例子是从船上的舱底水中分离油。另一个例子是从海上石油或天然气田生产的井液中分离石油和/或天然气。在两个实例中，输入流体通常具有高含量的水。此外，输入流体的速率可能很大，而船上或海上平台上的分离罐的可用空间可能是有限且昂贵的。

水力旋流器和其他快速液-液分离器在本领域中是已知的，这里不再进一步讨论。本发明涉及一种用于输入工艺流体的分离器，该分离器主要包括例如来自水力旋流器的油污水。

本文所述类型的分离器使用工艺气体(例如N₂或CO₂)来形成气泡。输入流体中的油附着在气泡上，并上升到表面，而水则下沉。气态烃也形成气泡，并与工艺气体和油一起从分离罐的顶部除去。由于液体中溶解的气体量与液体上方的压力成比例，输出液体中的压力通常等于环境压力以确保气体在分离罐内释放。入口处的压力可以在一个或多个级中降低，并且可以包括低于大气压的压力以增强气泡形成和脱气。

WO02/41965公开了一种分离罐，其中涡流设置在垂直的圆柱形罐内以增强分离。更具体地，罐在其内表面上具有螺旋引导件以产生旋转流动。旋转流动迫使较轻的组份，例如油和气体液滴，朝向内部同心圆柱形壁，在那里它们聚结并上升到液体表面，而较重的组份径向向外和向下移动。水通过罐下部的出水口排出。

EP 1779911A1，EP 2263768A1和EP 2442881B1描述了不同类型的立式圆柱形罐，其中通过设置至少一个涡流来增强分离。这些类型在罐的下部的出水口附近具有盘式的涡流破碎器。通过这些已知方法获得的效率不令人满意。

WO9965588A1描述了一种用于从油中除去水的分离罐，其中在将混合物引入第一部分的底部之前将工艺气体添加到油中。调节压力使得气体形成通过流体上升的气泡。气泡中的气体被环境油迅速加热，因此其相对湿度降低并从油中抽出水蒸气。从容器的顶部抽出气体和水蒸气，同时从第二部分的底部除去油。容器的第一和第二部分由分隔壁隔开，优选以管的形式。效率仍然不令人满意，并且还需要人工预热流体和包装装置以获得最大表面积。

WO2010080035和WO2013109345A1提供了垂直的圆柱形分离罐的实例，其中将气体例如N₂加入到输入流体中，混合物通过罐内的中心管进入罐中。中心管包括分支和切向取向的喷嘴以建立涡流。还提供了顶部的烃类出口、内表面的螺旋导向装置，涡流破碎器和底部的清洁水出口。需要导板，并且没有安装用于阻止或减少旋转流体作用或在烃类和气体离开水相的位置处的不希望的流体振荡的装置。这大大地降低了每个级的效率。

EP2263767A1描述了一种用于从水中分离油和气的分离罐，该分离罐包括圆柱形垂直罐和内锥形段，其中液体和气体的混合物被驱动沿锥形壁的外部旋转向上运动和锥形顶部出口处的相邻区域运动。分离罐没有提供对烃类气体释放区中液体流动的充分控制，效率不尽如人意。