專利名稱：用于分離混合物的系統(tǒng)及入口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)把包含至少一種氣體和至少一種液 體的混合物分離為主要包含液體的較重部分和主要包含氣體的較輕部 分。本發(fā)明還涉及一種入口裝置，該入口裝置用于預(yù)處理包含至少一 種氣體和至少 一種液體的、將被分離為較重部分和較輕部分的混合物。
背景技術(shù)：
在油和氣行業(yè)，人們知道，分離器用于將供應(yīng)的液體(油和/或水) 和氣體的混合物分離為基本上氣流束和基本上液流束。眾所周知，有 多種分離器用于分離這種氣液混合物。
WO 03/074156 Al告知了一種由直立圓柱(直立罐)構(gòu)成的分離 器，該分離器為待分離的混合物提供了一個入口，并提供了第一個和 第二個出口，分別用于排出已分離的混合物的較重部分和較輕部分。 在這種已知的分離器中，進來的混合物分三個階段被分離。
在第一分離階段，第一液/氣分離通過一個與入口相連接的預(yù)處理 單元來實現(xiàn)。已知的預(yù)處理單元是一個葉片式入口裝置，入口裝置放 置在分離罐的入口管接頭上，并裝有許多曲刃，可以均勻地吸收進入 的氣液流的動量。然后，曲刃引導(dǎo)氣液流橫向地進入分離罐的下部隔 倉。氣液混合物的這種受控流入的結(jié)果是，液體的第一部分已被分離， 由此，安裝在下游的凝聚單元和分離器上的液體負載減少了相當數(shù)量。
在第二分離階段，混合物被迫通過一個水平的"除霧器"或"聚 結(jié)器"，比如以金屬絲網(wǎng)或"絲網(wǎng)襯墊"的形式，除霧器設(shè)置在罐下部 和罐上部之間。如上所述，液體的一部分在供應(yīng)的過程中已被預(yù)處理 裝置從混合物中分離出來。已分離的液體積聚在下部隔倉的底部。然 后，氣液混合物的剩余部分被引入聚結(jié)器。引向金屬絲網(wǎng)的混合物中的液滴與金屬絲相碰撞，于是生長為液層。如果供應(yīng)的氣液混合物的 速度充分低，那么來自液層的液體會在重力的影響下滴落到下部隔倉 中，落入已出現(xiàn)在此的液體中。
在第三分離階段，混合物被引入一個或多個旋流器，旋流器設(shè)置 在上部隔倉中凝聚單元的下游，用于進一步將混合物分離為充分包含 液體的混合部分和充分包含氣體的混合部分。進入旋流器的混合物被 設(shè)置為旋轉(zhuǎn)運動，由此，存在著相對較大數(shù)量液體的較重部分被拋向 旋流器的外壁，并經(jīng)由側(cè)壁上的孔穴排出，從而實現(xiàn)了較重部分和較 輕部分的進一步分離。
已知一些旋流器具有很高的分離效率，如EP 1 154 862 A中所披 露的，可以認為這里引述了其內(nèi)容。這里描述的是一種裝置，其中，
多個裝有高效率軸向再循環(huán)旋流器的盒子設(shè)置在罐的上部隔倉中。
與上文提及的葉片式入口裝置有所不同，分離過程的第一階段可 以由一個或多個旋流式預(yù)處理裝置來完成。進入分離罐的入口管嘴的 氣液混合物被引向一個旋流器，使用包括一個或多個導(dǎo)向葉片的渦旋 元件，或者對旋流器主體使用切向入口，使得混合物在此處被設(shè)置為 旋轉(zhuǎn)狀態(tài)?；旌衔锏妮^重部分被拋向旋流器主體的外壁，與此同時， 較輕部分集中到旋流器流動主體的中心。氣體通過一條設(shè)置在旋流器 流動主體內(nèi)部的通道向上逃逸。
傳統(tǒng)的設(shè)計是，液體浸沒了入口旋流器的底部，即入口旋流器的 較重部分出口。這是因為一個事實，要有必需的液體落差，以防止氣 體從旋流器的底部逸出。應(yīng)用時，可用的液體落差過于缺乏，以致不 能使用這種類型的旋流式入口裝置。這是因為，如果氣體從旋流器的 底部逸出，那么當氣體加入包圍旋流器的液體時，就有可能大量液體 被向上提升。繼而這些液體可能使安裝在入口旋流器下游的第二階段 分離單元承受過重的負擔(dān)。
如果要安裝的入口旋流器沒有(部分地)浸沒在下部隔倉的液體 中，就可能會出現(xiàn)以下問題。在某些情況下，會有很多氣體從入口旋 流器的液體出口逸出。如果從這個液體出口逸出的氣體太多，那么當這些氣體從液體出口離開旋流器的底部之后，可能會有足夠的速度向 上帶走液體。還有，離開底部液體出口的氣體的數(shù)量可能太多，以至 于它會影響液面。這可能導(dǎo)致液體從液面處被帶走，從而惡化分離效 率。
另一個問題是，來自分離罐內(nèi)部的氣體可能經(jīng)由旋流器的液體出 口被吸入入口旋流器。這種情況可能發(fā)生，其原因是，歸因于旋轉(zhuǎn)的 流體，入口旋流器內(nèi)部有一個低壓帶。如果氣體通過液體出口被吸入 入口旋流器，就會阻礙液體完全流出。其結(jié)果是液體不得不跟隨氣體 經(jīng)由流動主體內(nèi)的通道和入口旋流器的氣體出口向上流動。這是最糟 糕的一種設(shè)想，因為液體的分離效率幾乎變成了零。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標是提供一種入口裝置和系統(tǒng)，解決上述已確認 的問題。本發(fā)明進一步的目標是提供一種具有改良的分離特性的入口 裝置和系統(tǒng)。
依本發(fā)明的第一個方面，通過一種將包含至少一種氣體和至少一 種液體的混合物分離為主要包含液體的較重部分和主要包含氣體的較
輕部分的系統(tǒng)，這一目標得以實現(xiàn)。該系統(tǒng)包括
——分離罐，具有罐入口、上部罐出口和下部罐出口，罐入口用 于供應(yīng)待分離的混合物，上部罐出口用于排出較輕部分，下部罐出口 用于排出較重部分；
——至少一個入口裝置，用于預(yù)處理進入的混合物，在應(yīng)用時，
入口裝置設(shè)置在分離罐內(nèi)，并與罐入口相連接，入口裝置包括
— 一具有液體出口的外殼，液體出口用于將主要包含液體的
第一混合部分排向分離罐的下部隔倉；
一一流動主體，基本同軸地排列在外殼中；
_一排出通道，從氣體入口開始延伸，經(jīng)由流動主體，直到
氣體出口 ，用于將主要包含氣體的第二混合物部分排向分離罐的上部
隔倉；_一旋轉(zhuǎn)裝置，用于使進入入口裝置的混合物處于旋轉(zhuǎn)運動 狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)裝置的運轉(zhuǎn)使相對較重的混合物部分被拋向外殼的壁，而
使相對較輕的混合物部分流入靠近流動主體的區(qū)域；
一一至少一個除霧元件，設(shè)置在氣體出口下方的位置，用于 分離從液體出口流出的第一混合部分中的液體和氣體。
在一個優(yōu)選實施例中，入口裝置包括一個動量緩沖器，動量緩沖 器安裝在外殼的液體出口的下方，以至少部分地吸收第一混合部分的 動量，而除霧元件置于動量緩沖器的上游。例如，動量緩沖器可以是 一個板狀元件，垂直于從入口裝置的下部出口流出的相對較重的混合 物部分而延伸，所述板設(shè)置在液體出口的下方，阻止氣液混合物賊入 罐的下部隔倉內(nèi)的集液池。這就減少了可能被氣液混合物從液面處帶 走的液體數(shù)量。只要提供所述至少一個除霧元件，分離效率就能夠得 到更進一步的提升。于是，在排出液體的同時，離開旋流器出口的氣 液混合物的動量會被部分地吸收。代表性的是，液體經(jīng)由除霧元件的 下部被排入分離器的下部隔倉。氣體改變方向，向上運動。這一效果 是對入口裝置的總體分離效率的進一步改進。
在一個優(yōu)選實施例中，這個除霧元件置于動量緩沖器的頂部，但 是除霧元件可以安裝在動量緩沖器和旋流器的液體出口之間的任何位 置。例如，如果我們使用一個下面帶有固體板的絲網(wǎng)，那么氣體會散 布在絲網(wǎng)中，以低得多的速度離開動量緩沖器。絲網(wǎng)中還會發(fā)生液滴 的合并，因此，我們看見液體在絲網(wǎng)中的分離。既然氣體是以低得多 的速度離開動量緩沖器，那么氣體就不可能像在板那樣帶走很多的液 體。較少的液體被帶走意味著較少的液體向上輸送到下游的除霧器。
板(絲網(wǎng)或其它類型的多孔材料，例如結(jié)構(gòu)化隨機組合)的排列， 是為了阻止氣體和液體直接濺入裝置。如果發(fā)生這種情況，而且罐內(nèi) 的液體水平面足夠接近動量緩沖器，就會導(dǎo)致液體被帶走。
在一些優(yōu)選實施例中，免除了形狀為一個或多個板元件的動量緩 沖器，在入口旋流器的液體出口的下方只設(shè)置有一個或多個除霧元件。
具體實施時，動量緩沖器可以是一個固體板。然而，動量緩沖器優(yōu)選為包括一個穿孔板。
在另一個實施例中，系統(tǒng)包括第二除霧元件，第二除霧元件設(shè)置 在流動主體的附近，其位置在入口裝置的液體出口的上方和氣體出口 的下方。如前文說明，離開液體出口的混合物包含一定數(shù)量的液體。 例如，第二除霧元件是一個絲網(wǎng)襯墊和/或一個葉片組和/或一個多重 旋流器，在混合物被引入進一步(第二或第三)分離階段之前，將提 供氣液混合物的輔助分離，前提條件是，離開液體出口的氣體數(shù)量還 不是很多，不至于使第二除霧元件過載。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在應(yīng)用時，分離罐基本垂直延伸。 在一個直立的分離罐中，第二除霧元件至少有一個，第二除霧元件圍 繞流動主體基本上設(shè)置在罐的整個橫截面上，以捕獲基本上全部的向 上的混合物流體。
在另一個優(yōu)選實施例中，在應(yīng)用時，分離罐基本水平延伸。在一 個平躺的分離罐中，第二除霧元件設(shè)置在外殼和動量緩沖器之間，以 形成一個基本封閉的區(qū)域，來自入口裝置的下部出口處的混合物將流 經(jīng)這一區(qū)域。這樣，從入口裝置的液體出口處流出的基本上全部混合 物會經(jīng)過所述至少一個除霧元件。
如前文所述，分離罐的內(nèi)部，即第一、第二和第三階段分離器， 在具體實施時使得入口裝置的下部出口在分離罐的下部隔倉中所聚集 的液體的氣液分界面的上方延伸，這意味著所述出口不會被浸沒在所 述液體中。
依本發(fā)明的第二個方面，提供一種入口裝置，用于預(yù)處理包含至 少一種氣體和一種液體的將被分離為主要包含液體的較重部分和主要
包含氣體的較輕部分的混合物，入口裝置包括
一一帶有液體出口的外殼，液體出口用于排出主要包含液體的第 一混合物部分；
一一流動主體，基本同軸地排列在外殼中；
一_排出通道，從氣體入口處開始延伸，穿過流動主體，直到氣 體出口，用于排出主要包含氣體的笫二混合物部分；一 一旋轉(zhuǎn)裝置，用于使進入入口裝置的混合物處于旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)， 旋轉(zhuǎn)裝置的運轉(zhuǎn)使相對較重的混合部分被拋向外殼的壁，而使相對較
輕的混合部分流入靠近流動主體的區(qū)域；
——至少一個除霧元件，設(shè)置在氣體出口下方的位置，用于進一 步分離笫一混合部分中的液體和氣體。
令人欣慰的是，盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述是針對三個階段 的分離過程，但依本發(fā)明的入口裝置可以應(yīng)用于不含進一步分離階段 或者只含第二或第三分離階段的分離罐。事實上，依本發(fā)明的入口裝 置可以與任何進一步分離裝置結(jié)合使用，進一步分離裝置設(shè)置在分離 罐的內(nèi)部，用于進一步分離混合物。
然而，在進一步優(yōu)選的實施例中可以獲得特別令人滿意的結(jié)果， 其中，分離裝置包括一個或多個第三除霧元件(第二階段)，比如一個 或多個凝聚器/聚結(jié)器，例如，在直立罐中，第三除霧元件基本上水平 延伸覆蓋罐的整個橫截面。或者/此外，分離結(jié)果還會改進，如果系統(tǒng) 在上部罐出口和所述入口裝置之間包括一個或多個軸向旋流器，優(yōu)選 為再循環(huán)旋流器，用于進一步分離混合物。
本發(fā)明還涉及所描述的系統(tǒng)或入口裝置的操作方法。


本發(fā)明的進一步優(yōu)勢、特征和細節(jié)將在以下說明的基礎(chǔ)上加以闡 明，并參考附圖
圖l給出了依本發(fā)明的一個直立分離罐的被部分截去的透視圖， 其中設(shè)置了依本發(fā)明的第一個實施例的入口裝置；
圖2示意性地給出了依本發(fā)明的一個分離罐內(nèi)的入口裝置的第二 個優(yōu)選實施例的截面圖3示意性地給出了圖1所示的入口裝置的第一個實施例的截面
圖4示意性地給出了依本發(fā)明的一個入口裝置的第三個優(yōu)選實施 例的截面圖；圖5示意性地給出了依本發(fā)明的一個平躺分離罐的入口裝置的第 四個優(yōu)選實施例的截面圖。
具體實施方式
圖l給出了分離系統(tǒng)l的一個優(yōu)選實施例。圖中展示了一個直立 的分離罐2 (分離柱)，用于把進入的混合物分離為基本上包含氣體的 部分，也稱為較輕部分，以及基本上包含液體的部分(水和/或油)， 也稱為較輕部分。罐2裝有一個用于供給氣液混合物的管接頭3， 一 個用于排出較重部分(這里為方便起見，也稱為液體)的管接頭5， 以及一個用于排出較輕部分(這里為方便起見，也稱為氣體)的管接 頭6。管接頭5置于罐2的下部隔倉(A)內(nèi)，用于排出罐2底部收集 的液體Fp管接頭6置于罐2的上部隔倉(B)內(nèi)，用于排出氣體。如圖1和圖3所示，氣液混合物經(jīng)由一個自立的(即未浸沒的) 入口旋流器7被引入罐2內(nèi)。從管接頭3流入的混合物(Pj通過入 口管20被引入一個流動空間(P2)，該流動空間位于一般垂直延伸的 旋流器外殼21的內(nèi)部，頂部被頂板16封閉，底部開放。在流動空間 內(nèi)部，設(shè)置有一個流動主體22。在流動主體22和外殼21之間，設(shè)置 有多個導(dǎo)向葉片23，用于使沿此流動的油氣混合物處于旋轉(zhuǎn)運動(P3) 狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生離心力于混合物，使油氣混合物的較重部分被拋 向旋流器7的壁21上，較重部分中存在著相對較多數(shù)量的液體。混合 物的較重部分隨后從較重部分出口孔排出，較重部分出口孔也稱為液 體出口孔26，位于旋流器外殼21的底部(方向為P4)。較輕部分中存 在著相對較多數(shù)量的氣體，保留在流動主體22周圍的中心區(qū)域。較輕 部分改變方向(P5)，最終被向上引導(dǎo)經(jīng)過通道31的入口 24，通道31 設(shè)置在流動主體22的內(nèi)部，較輕部分經(jīng)由出口孔25 ( P6)在旋流器7 的上端排出。在入口旋流器的開口孔26的下方設(shè)置有一個板28。利用支撐條 33將板28安裝在旋流器7的外殼21上，或者可選地安裝在分離罐2 自身上。板達到特定的尺寸，使其作為流自旋流器的出口孔26的混合物的動量緩沖器(momentum breaker )，防止氣液混合物濺落在液體 Fi的液面上，液體Fi聚集于罐2底部。在圖2和圖3所示的優(yōu)選實施 例中，板28裝有金屬絲網(wǎng)襯墊27。金屬絲網(wǎng)襯墊27置于動量緩沖器 的頂部。離開旋流器底部的氣液混合物連同液體一起撞擊(P7)板狀的動 量緩沖器28，使得混合物分叉(P8)。分叉混合物的一部分(P9)最 終將流向聚集在罐2底部的流體F,，同時，混合物的剩余部分將被迫 向上(P1Q)。動量緩沖器板28的頂部的金屬絲網(wǎng)襯墊27會部分地吸 收混合物的動量，同時，該金屬絲網(wǎng)襯墊會從氣液混合物中排出一些 液體。代表性的可見情形是，液體通過金屬絲網(wǎng)襯墊27的下部向下排 出。液體的吸收會提高分離器的分離效率。而且，離開動量緩沖器的 氣體變得更為有效地分布。依賴于氣體負載量，我們也許可以真正看 到動量緩沖器內(nèi)部的分離過程，因為液滴的合并發(fā)生在除霧元件的內(nèi) 部。因為氣體/液體以低得多的速度離開動量緩沖器，與在替代的板中 相比，氣體/液體不可能帶走那么多的液體。較少液體被帶走，意味著 較少的液體被向上傳輸?shù)较掠畏蛛x器中。旋流器的出口孔26與板28之間的距離(k)是選定的，以便為從 旋流器的出口孔26流出的混合物提供所需的動量阻斷。這一距離依賴 于流入旋流器的混合物的裝載量以及旋流器的特性。在實踐中，這一 距離在5厘米和50厘米之間變化。絲網(wǎng)襯墊的厚度(a)可以在3厘 米和40厘米之間變化。既然離開液體出口的氣體會帶走一些液滴，那么就一定要在氣體/ 液體與離開入口旋流器的氣體出口 25的主要氣體混合之前除去這些液滴。如果不能除去這些液體，就意味著被置于入口旋流器上方的除 霧器(如果有的話)必須處理相對較多數(shù)量的液體。如果在進一步除 霧元件上的液體負載太多，就可能過載，從而可能看到液體通過氣體 出口 6保留下來。圖2展示了本發(fā)明的另一個實施例。圖2的實施例在很大程度上 對應(yīng)于前面的實施例。不是絲網(wǎng)襯墊放置在動量緩沖器的頂端，而是一個水平的金屬絲網(wǎng)襯墊30設(shè)置在入口旋流器的外殼21的外表面的 周圍，基本上覆蓋罐2的整個橫截面。絲網(wǎng)襯墊放置在液體出口孔26 和氣體出口孔25之間的某個位置。氣液混合物在被動量緩沖器板28偏折后，被引導(dǎo)(P1())穿過絲 網(wǎng)襯墊30。存在于氣液混合物中的一部分液體在絲網(wǎng)襯墊30中凝聚， 也就是說，液體在絲網(wǎng)襯墊中聚集或積累為相對較大的液滴。相對較 大的液滴在重力的影響下向下落入罐底部的集液池Fp并經(jīng)由液體出 口 5 (P15)流出。剩余的氣液混合物向上流動，因此只包含較少量的 液體，這將進一步提高分離器的分離效率。在入口旋流器的上方，剩 余的氣液混合物與來自氣體出口孔25的氣體再結(jié)合，并被引入一個或 更多進一步分離階段(如果有的話)，下文將對此說明。圖4軸向展示了本發(fā)明的第三個實施例。在這個實施例中，罐2 內(nèi)既在動量緩沖器板28上方設(shè)置了金屬絲網(wǎng)襯墊27，也設(shè)置了金屬 絲網(wǎng)襯墊30。圖l給出了進一步分離階段的例子，在來自氣體出口 25和液體出 口 26的混合物再結(jié)合之后，將液體從氣液混合物或較輕部分中分離出 來。盡管與外部供應(yīng)的混合物相比，已分離的較輕部分包含的液體較少，但它依然具有一定的液體比例，在分離過程的第二階段中首先以 高速度被引入(P12 )穿過一個凝聚元件IO(也稱為除霧元件或聚結(jié)器)。 凝聚元件水平地放置在罐2中，從而分隔了罐1的下部隔倉.A和上部 隔倉B。 WO 03/074156 Al對合適的凝聚元件的一個例子給出了詳盡 說明。凝聚元件導(dǎo)致了液體的凝結(jié)，也就是說，液體聚集或積累為相對 較大的液滴。凝聚元件優(yōu)選釆用絲網(wǎng)，比如多層金屬薄紗。然而，也 可以應(yīng)用其它類型的凝聚部件，比如一層或多層結(jié)構(gòu)化組合或葉片或 葉片組。聚結(jié)器被設(shè)計用于被浸沒的情形。為了防止過多的液體聚集 在凝聚部件的表面，并防止轉(zhuǎn)移到進一步分離器的液體的分布還受到 不利影響，液體經(jīng)由一個收集槽或者集液池ll排出，集液池能夠收集 液體F2。經(jīng)由在下部隔倉的底部的液體F,的液面之下延伸的兩條排出管道12，收集的液體F2可以被傳送到罐2的下部隔倉A，在這里，液 體可以經(jīng)由排出管接頭5排出。進一步向上轉(zhuǎn)移(箭頭P13)的混合物，在第三階段被多個旋流分 離器進一步分離，其中，相對較大的液滴中存在著相對較多的氣體和 液體。出于這一目的，在罐2的上部隔倉B內(nèi)放置多個盒子13(圖1 )。 其下游處設(shè)置成管接頭6，用于排出氣體(P")，這些氣體已干燥到相 當可觀的程度。盒子13單獨地或共同地裝有下導(dǎo)管14，下導(dǎo)管14與 罐底的液體F,相通，用于排出各個盒子中的液體。每個盒子13內(nèi)都放置了八個旋流器15。在一個特別有效的實施 例中，這些旋流器是軸向再循環(huán)旋流器，優(yōu)選為WO 00/25931中所描 述的類型，這里以參考的方式引入WO 00/25931的披露內(nèi)容。在這個 實施例中，每個旋流器15都包括一個圓柱壁15，圓柱壁在下側(cè)為氣 液混合物形成了一個入口，并在其上側(cè)有一個流出孔16。圓柱壁所封 閉的空間的大體中央位置放置有一個所謂的渦旋元件，渦旋元件帶有 刀刃，用于使混合物處于旋轉(zhuǎn)運動的狀態(tài)。這種旋轉(zhuǎn)運動使得混合物 的一部分被向外拋出，并經(jīng)由一個空隙被傳送到循環(huán)導(dǎo)管。循環(huán)導(dǎo)管 延伸通過渦旋元件。下導(dǎo)管6進一步連接到壁和盒壁之間的空間，下 導(dǎo)管6連接在用于收集液體F,的罐底的空間的另一側(cè)。這種類型的軸 向再循環(huán)旋流器，結(jié)合這里描述的入口裝置，尤其是結(jié)合這里描述的 凝聚元件IO,其分離效率特別高，此外這使之成為整套裝備的一個簡 潔的實施例。上述含三個階段的直立分離罐是一種有效的分離器，用于分離氣 液混合物，比如油/氣混合物，并在垂直方向延伸。盡管直立分離器十 分簡潔，而且可以用于許多實際應(yīng)用，但是分離罐也可以置于平躺狀 態(tài)。圖5軸向展示了本發(fā)明的又一個實施例，其中，入口旋流器可以 與上述入口旋流器完全相同或者操作類似，入口旋流器安裝在水平分 離罐或重力罐2'中。為了給離開液體出口孔26的氣體/液體除霧，一 個金屬絲網(wǎng)襯墊35附連在外殼21和動量緩沖器板28上，于是形成了 一個封閉區(qū)域，來自入口裝置的下部出口的混合物必須通過這一封閉區(qū)域。氣液混合物中的一部分液體橫穿金屬絲網(wǎng)襯墊35并在那里凝 聚。然后，液體落入罐2'底部的集液池F,，并經(jīng)由罐2'內(nèi)的一個 液體出口 (圖中未標示)排出。剩余的氣體/液體連同來自出口孔25 的氣液混合物一起被供應(yīng)給一個或多個進一步階段(如果有的話)，以 對液體和氣體進行另外的分離。上述實施例中使用了一個絲網(wǎng)圍繞入口旋流器的液體出口，盡管 上述實施例的描述是關(guān)于平躺分離罐，但在別的優(yōu)選實施例中，圍繞 液體出口的這種絲網(wǎng)也可以在直立分離罐中使用。這里描述的實施例中，分離罐裝有一個入口裝置。在其它實施例 中，罐內(nèi)部中安裝有兩個或更多入口裝置(旋流器)。例如，如果入口距液面的高度太小而不能裝下入口旋流器，就使用兩個或更多較小尺 寸的入口裝置。可以是每個入口旋流器都有其自身的動量緩沖器板和/ 或絲網(wǎng)，或者可以是全部的入口旋流器共享一個公共的動量緩沖器或 絲網(wǎng)襯墊。附圖所示的實施例中，入口旋流器的旋轉(zhuǎn)裝置包括一個或多個導(dǎo) 向葉片。混合物沿著導(dǎo)向葉片流動，導(dǎo)向葉片將旋轉(zhuǎn)運動賦予混合物。 然而，在其它實施例中，入口裝置包括一個切向入口部分，比如由外 殼的內(nèi)壁部分組成，使內(nèi)壁部分彎曲，以便引領(lǐng)流向那里的混合物進 入旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)。切向入口使得進入入口裝置的混合物旋轉(zhuǎn)起來。本發(fā)明并不限于上述提及的實施例；尋求的權(quán)利由以下權(quán)利要求 書定義，在權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)可以設(shè)想對本發(fā)明做出許多修改。
權(quán)利要求
1、用于把含有至少一種氣體和至少一種液體的混合物分離為主要包含液體的較重部分和主要包含氣體的較輕部分的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括——分離罐，具有罐入口，用于供應(yīng)待分離的混合物；上部罐出口，用于排出所述較輕部分；以及下部罐出口，用于排出所述較重部分?！辽僖粋€入口裝置，用于預(yù)處理進入的混合物，在應(yīng)用時，所述入口裝置安裝在分離罐內(nèi)，并與罐入口相連接，所述入口裝置包括——外殼，具有液體出口，用于將主要包含液體的第一混合物部分排出到分離罐的下部隔倉；——流動主體，基本上同軸地設(shè)置在外殼內(nèi)；——排出通道，從一氣體入口開始延伸，穿過所述流動主體到達氣體出口，用于將主要包含氣體的第二混合物部分排出到分離罐的上部隔倉；——旋轉(zhuǎn)裝置，用于使進入入口裝置的混合物處于旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)裝置的運轉(zhuǎn)使相對較重的混合物部分被拋向外殼的壁，而使相對較輕的混合物部分流入靠近流動主體的區(qū)域；——至少一個除霧元件，設(shè)置在氣體出口下方的位置，用于使從液體出口流出的第一混合物部分中的液體與氣體分離。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，包括設(shè)置在外殼的液體出口下方 的動量緩沖器以便至少部分地吸收第一混合物部分的動量，還包括設(shè) 置在動量緩沖器上游的第一除霧元件。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一除霧元件放置在動量緩沖器的頂部。
4、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，包括一個設(shè)置在流動主體 周圍的第二除霧元件，第二除霧元件位于入口裝置的液體出口的上方 和氣體出口的下方。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，在使用時分離罐基本豎直 地延伸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，第二除霧元件圍繞流動主 體設(shè)置在罐的基本上整個橫截面上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，在使用時分離罐基本水平 地延伸。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，第二除霧元件設(shè)置在外殼和動量緩沖器之間，以形成一個基本上封閉的區(qū)域，來自入口裝置的 下部出口的混合物流經(jīng)這一區(qū)域。
9、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，在使用時入口裝置 的下部出口延伸到液體的氣液交界面的上方，該液體聚集在分離罐的 下部隔倉中。
10、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中，在分離罐的內(nèi)部， 上部罐出口和所述入口裝置之間設(shè)置有一個或多個分離裝置，用于混 合物的進一步分離。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，分離裝置包括一個或多 個第三除霧元件。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所迷的系統(tǒng)，其中，分離罐是一個直立罐， 第三除霧元件在基本上罐的整個橫截面上基本水平地延伸。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其中，第三除霧元件裝 有排泄裝置，排泄裝置延伸到分離罐的下部隔倉，用于排出由第三除 霧元件所積聚的液體。
14、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，在上部罐出口和所述入 口裝置之間的一位置包括一個或多個軸向旋流器，優(yōu)選為再循環(huán)旋流 器，用于進一步分離混合物。
15、 一種入口裝置，用于預(yù)處理包含至少一種氣體和至少一種液 體的混合物，該混合物將被分離為主要包含液體的較重部分和主要包 含氣體的較輕部分，所述入口裝置包括——外殼，帶有液體出口，用于排出主要包含液體的第一混合物部分；一一流動主體，基本上同軸地布置在所述外殼中； ——排出通道，從一氣體入口開始延伸，穿過所述流動主體，直 至氣體出口，用于排出主要包含氣體的第二混合物部分；— 一旋轉(zhuǎn)裝置，用于使進入入口裝置的混合物處于旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)， 所述旋轉(zhuǎn)裝置的運轉(zhuǎn)使相對較重的混合部分被拋向外殼的壁，而使相 對較輕的混合部分流入靠近流動主體的區(qū)域；— 一至少一個除霧元件，設(shè)置在氣體出口下方的位置，用于進一 步使第 一混合物中的液體與氣體分離。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的入口裝置，包括設(shè)置在外殼的液體出 口下方的動量緩沖器，以及置于動量緩沖器頂部的第一除霧元件，使 得至少部分地吸收第一混合部分的動量。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的入口裝置，包括設(shè)置在流動主 體周圍的第二除霧元件，第二除霧元件位于液體出口的上方和氣體出 口的下方。
18、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或入口裝置，其中，旋轉(zhuǎn) 裝置包括一個切向入口部分。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)或入口裝置，其中，切向入口部 分由外殼的內(nèi)壁部分形成，所述內(nèi)壁部分是彎曲的，以使流過那里的 混合物進入旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)。
20、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或入口裝置，其中，旋轉(zhuǎn) 裝置包括一個或多個設(shè)置在流動主體和外殼之間的導(dǎo)向葉片，導(dǎo)向葉 片至少部分地彎曲，以使流過那里的混合物進入旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)。
21、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或入口裝置，其中，除霧 元件包括穿孔板。
22、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或入口裝置，其中，除霧 元件包括絲網(wǎng)村墊。
23、 根椐前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或入口裝置，其中，除霧 元件包括葉片組。
24、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或入口裝置，其中，除霧 元件包括穿孔板與絲網(wǎng)襯墊或葉片組的組合。
25、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或入口裝置，其中，所述 較輕部分包括天然氣，較重部分包括油和/或水。
26、 一種如權(quán)利要求1-14中任一項所述的系統(tǒng)中的入口裝置。
27、 一種操作根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)或入口裝置的方
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將氣體和液體的混合物分離為較重部分和較輕部分的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有罐入口、上部罐出口、下部罐出口的分離罐，罐入口用于供給待分離的混合物，上部罐出口用于排出較輕部分，下部罐出口用于排出較重部分；至少一個用于對進入的混合物進行預(yù)處理的入口裝置，該入口裝置包括具有液體出口的外殼，該液體出口用于將主要包含液體的第一混合物部分排向分離罐的下部隔倉；以及至少一個除霧元件，所述除霧元件設(shè)置在液體出口下方的位置，用于分離從液體出口流出的第一混合部分中的液體和氣體。
文檔編號B01D45/12GK101222964SQ200680025967
公開日2008年7月16日 申請日期2006年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者P-R·拉爾恩霍爾姆, R·斯霍克 申請人:Fmc科技有限合伙公司