ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР

Центробежный сепаратор.
Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использована в ректификационых колоннах установок первичной переработки нефти.
Из предшествующего уровня техники известен центробежный сепаратор, содержащий соединённые с тангенциальными патрубками подачи исходной парожидкостной смеси короба, каждый из которых снабжён верхней крышкой, внешней и внутренней боковыми стенками, при этом на внутренней стороне внешних боковых стенок закреплены горизонтальные пластины переменной длины 1. Кроме того, короба выполнены плавноизогнутыми и установлены навстречу друг дрзту, причём один из коробов расположен по периферии корпуса колонны, а другой смещён к его центру. В известном сепараторе происходит равномерное распределение отсепарированной жидкости по всей длине коробов за счёт того, что горизонтальные пластины имеют разную длину по периметру коробов.
Недостаток известного центробежного сеператора заключается в том, что при его использовании не обеспечивается равномерного распределения паров нефтепродуктов по сечению колонны, поскольку верхние крышки коробов имеют постоянную ширину по всей длине коробов.
Известен также центробежный сепаратор, взятый в качестве прототипа и содержащий соединённые с патрубками подачи исходной парожидкостной смеси короба, каждый из которых снабжён верхней крышкой, ширина которой монотонно уменьшается, а также внешней и внутренними боковыми стенками и днищем, при этом короба выполнены плавноизогнутыми 2. Кроме того, внутренняя боковая стенка каждого короба содержит нижнюю и верхнюю части, причём верхняя внутренняя боковая стенка каждого короба выполнена из составных частей с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, при этом каждая последующая от входа короба составная часть имеет меньший вес по сравнению с предыдущей на постоЯ1шую величину, пропорциональную общему числу составных частей.
Недостаток известного центробежного сепаратора заключается в том, что короба имеют сложную конструкцию, а расположение коробов навстречу друг другу приводит к недостаточно эффективной сепарации парожидкостной смеси, поскольку происходящее на выMIIK B01D45/12
ходе из коробов взаимное столкновение потоков приводит к брызгоуносу капель отсепарираванной жидкости и её захлёбыванию.
В основу полезной модели поставлена задача разработать центробежный сепаратор, в котором за счёт конструктивного выполнения узла подачи исходной смеси, взаимного расположения коробов, а также изменения размеров верхней крышки по длине короба обеспечивалось бы повышение степени сепарации при одновременном упрощении конструкции и высокой равномерности парожидкостного потока по сечению колонны.
Поставленная задача решена тем, что центробежный сепаратор, содержапщй патрубок для подачи исходного парожидкостного потока, по крайней мере, два изогнутых короба, каждый из которых включает внешнюю и внутреннюю боковые стенки и верхнюю 1фышку, ширина которой изменяется в направлении потока, согласно полезной модели, дополнительно содержит распределительный короб, вход которого соединён с патрубком, выход его сопряжён с входными участками коробов, причём внутри распределительного короба установлена, по крайней мере, одна перегородка для разделения парожидкостного потока, а каждая верхняя крышка выполнена с участком постоянной ширины, расположенным между з астками, ширина которых монотонно уменьшается в направлении потока.
Кроме того, внешние боковые стенки коробов выполнены с горизонтальными рёбрами, обраш;ёнными к оси корпуса колонны, а ширина верхней крышки на участке между распределительным коробом и j iacTKOM крышки, имеющим постоянную величину, изменяется в диапазоне от 1 до 3 миллиметров, а на конечном участке в диапазоне от 1 до 2 миллиметров на каждый градус азимутального угла корпуса колонны.
Такое выполнение центробежного сепаратора обеспечивает не только упрощение конструкции ( за счёт использования для ввода исходного парожидкостного потока в колонну одного патрубка, а также выполнение верхних крышек с участком, имеющим постоянную пшрину и расположенным между участками, пшрина которых монотонно уменьшается) и более равномерное распределение парожидкостного потока по сечению колонны (за счёт возможности разделения исходного потока в таких соотношениях, при которых на единицу площади поперечного сечения колонны приходится примерно одинаковое количество паров и жидкости), но и повышение степени сепарации за счёт исключения взаимного столкновения потоков на выходах коробов.
На фиг.1 изображён центробежный сепаратор (исполнение тангенциальный ввод парожидкостной смеси в колонну) - вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1. На фиг.4 изображён центробежный сепаратор (исполнение - радиальный ввод парожидкостной смеси в колонну) - вид сверху; на фиг.5 разрез А-А на фиг.4; на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.4. Центробежный сепаратор установлен в корпусе 1 колонны и содержит входной патрубок 2, соединённый с распределительным коробом 3, например, прямоугольного сечения. Распределительный короб разделён на части при помощи одной или нескольких перегородок 4, при этом каждая часть соединена с соответствующим ей коробом 5. Каждый короб 5 имеет плавно изогнутую форму с Г-образным сечением и состоит из боковых внешней 6 и внутренней 7 стенок и верхней крышки 8. Участок 9 крышек 8 имеет постоянную ширину, а на участках 10 и 11 ширина крышек 8 монотонно уменьшается в диапазонах соответственно 1-3 мм и 1-2 мм на каждый градус азимутального угла Ф корпуса колонны. На внутренних поверхностях внешних боковых стенок 6 выполнены горизонтальные рёбра 12. Количество коробов 5, а следовательно количество и расположение перегородок в распределительном коробе 3 зависит от величины проходного сечения колонны, а также от расхода сырья. При этом, чем больше диаметр колонны, тем больше должно быть перегородок и коробов из условия равномерного распределения отсепарированных паров и жидкости по сечению колонны. Кроме того, количество устанавливаемых перегородок 4 и коробов 5 увеличивается и при большем расходе сырья в колонну для разделения сырьевой смеси на несколько потоков с целью увеличения поверхности раздела фаз.
В случае, если конструктивные особенности колонны ( небольшой диаметр, наличие других устройств) не позволяют установить необходимое количество коробов в одной плоскости, то для экономии площади короба располагаются смещёнными относительно друг дрзта по вертикальной оси, при этом соответствующее им перегородки 4 размещены в распределительном коробе 3 наклонно или горизонтально.
Центробежный сепаратор работает следующим образом.
Парожидкостная смесь через входной патрубок 2 поступает в распределительный короб 3, где разделяется с помощью одной или нескольких перегородок 4 на потоки, каждый из которых продолжает своё движение в соответствующем коробе 5. Ноступив в короб 5, парожидкостной поток под действием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности внешней боковой стенки 6. Жидкая фаза скапливается у внешних стенок коробов и, огибая рёбра 12, направляется на контактное устройство, а паровая фаза с внутренней боковой стенки 7 поступает в основное пространство колонны. Уменьшение ширины верхних крышек 8 на участке 10 позволяет поддерживать на заданном уровне количество паровой фазы, поступаюш;ей в основное пространство колонны, иными словами, позволяет компенсировать резкое снижение расхода и кинетической энергии паров, движущихся на начальном участке коробов 5. При дальнейшем движении паров по коробам 5 кинетические параметры потока меняются незначительно, что позволяет выполнить верхние крыппси 8 на участке 9 с постоянной шириной. При движении паров на конечных з астках коробов стабилизация количества паров, поступаюпщх в основное пространство колонны, обеспечивается дальнейшим уменьшением ширины верхних стенок 8, при этом на участке 11 ширина крышек коробов сужается менее интенсивно, чем на З астке 10. Соотношение длин участков 9, 10 и 11 подбирается экспериментально, при этом длина участков 10 и 11 не должна превышать длины участка 9.
Источники информации:
1.Авторское свидетельство СССР № 1498538. кл. В01 D 45/12, 1989.
2.Авторское свидетельство СССР № 1562012, кл. В01 D 45/12, 1990.
Президент НПФ ПАУФ  .Б.И.Брондз