ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИХРЕВОЙ АППАРАТ ОЧИСТКИ НЕФТИ ОТ СЕРОВОДОРОДА

Полезная модель относится к способам и аппаратам нефтепереработки и может быть использована для тонкой очистки добываемой нефти от сероводорода в промысловых условиях с помощью центробежной силы.
Известен десорбер (Патент РФ №2363514 С1, дата приоритета 10.08.2009, авторы: Замин Б.А, Маликов Н.Г., RU) для очистки нефти от вредных газов, относящийся к области нефтепереработки, который может быть использован для десорбции сероводорода из добываемой нефти в промысловых условиях. Десорбер содержит емкость с подводящими патрубками очищаемой нефти и десорбирующего газа, отводящий патрубок десорбированной нефти, патрубок отвода отработанного десорбированного газа. Емкость, заполняемая нефтью, образует десорбер третьей ступени. Газопровод десорбирующего газа подводится к третьей ступени, где применено циркуляционное устройство, внутри которого установлено устройство для барботажа десорбирующего газа. Газообразный десорбирующий газ, отработавший в десорбере третьей ступени, через отводящий газопровод подведен к подводящему патрубку десорбирующего газа десорбера первой ступени. Отводящий патрубок нефти из десорбера первой ступени присоединен к емкости десорбера третей ступени через десорбер второй ступени, снабженный диспергатором нефти.
Недостатком известного десорбера является громоздкость, большая металло- и материалоемкость и его дороговизна.
Известен тепломассообменный аппарат, заявленный в патенте (Патент РФ №2095125 С1, дата приоритета 10.11.1997, авторы: Зимин Б.А. и др., RU). Тепломассообменник содержит: корпус, состоящий из емкости, выполненной из цилиндрической обечайки с дном, верхней крышкой. Центробежное контактное устройство, выполненное из двух обечаек (труб), состыкованных между собой при помощи кольца (шайбы). Центробежное контактное устройство имеет верхнюю и нижнюю крышки с центральными отверстиями. К верхней крышке (к отверстию) подсоединен патрубок отвода газовой среды. Центробежное контактное устройство имеет в верхней части тангенциально присоединенные патрубки подвода жидкости, а в нижней части - отверстия, выполненные в виде горизонтальных щелей. В кольцевом пространстве между стенкой емкости корпуса и обечайкой центробежного контактного устройства имеется кольцевая перегородка (шайба), уменьшающая это кольцевое пространство. В верхней части цилиндрической емкости корпуса подсоединен тангенциально или радиально патрубок газообразной среды. В нижней части емкости корпуса имеется тангенциальный патрубок отвода проконтактировавшей жидкости. Способ обработки сырья, реализуемый в теплообменнике, заключается в интенсивном контакте газовой и жидкой среды в поле действия центробежных сил.
Недостатком аппарата является: ограничение по вязкости обрабатываемых жидкостей, обусловленное узкими прямоугольными отверстиями, сложность конструкции, высокая металлоемкость, высокие затраты на очистку нефти, низкая эффективность тепломассообменника.
В качестве прототипа выбран центробежный газожидкостный сепараторный фильтр (патент на полезную модель №50126, приоритет от 12.07.2005, МПК B01D 45/12, B01D 21/26), содержащий вертикальный корпус, тангенциальный ввод смеси, осевую трубу, экранирующие конусные пластины, патрубки вывода очищенного газа и жидкости, корпус снизу и сверху соответственно оснащен конусными крышкой и днищем, а конусное днище снизу оборудовано устройством отбора твердых фракций, осевая труба выполнена в виде набора перфорированных патрубков, нижняя часть которых телескопически вставлена в верхнюю часть другого перфорированного патрубка с возможностью ограниченного раздвижения.
Недостатком прототипа является сложность конструкции и большое количество составляющих деталей, что влечет за собой сложность изготовления и сборки сепараторного фильтра.
Технической задачей настоящей полезной модели является разработка простой и эффективной конструкции аппарата для эффективной очистки нефти от сероводорода.
Для решения технической задачи предложен центробежно-вихревой аппарат для очистки нефти от сероводорода, содержащий корпус, тангенциальный подводящий патрубок очищаемой нефти, отводящий патрубок очищенной нефти и подвижный газоотвод для выброса выделившегося сероводорода, отличающийся тем, что в корпусе расположен рабочий цилиндр, соединенный с тангенциальным подводящим патрубком, при этом по нижнему краю рабочего цилиндра расположены равномерно распределенные по всей окружности отверстия, которые способствуют снижению гидравлического сопротивления и улучшению диспергирования нефти.
На фиг. 1 схематически изображен центробежно-вихревой аппарат для очистки нефти от сероводорода.
Центробежно-вихревой аппарат для очистки нефти от сероводорода содержит внешний цилиндрический корпус 1 и внутренний рабочий цилиндр 3. Внутри рабочего цилиндра 3 расположен газоотвод 7 с регулируемой глубиной Н, проходящий через торцевую часть внешнего цилиндрического корпуса 1. Внешний цилиндрический корпус 1 конусообразно соединен с патрубком отвода очищенной нефти 2. Нефть для очистки подается в рабочий цилиндр 3 через тангенциальный патрубок подвода нефти 4. Рабочий цилиндр ограничен кольцевой шайбой 5, а по его нижнему краю расположены равномерно распределенные по всей окружности круглые отверстия 6. Работает аппарат следующим образом:
Исходная нефть, содержащая сероводород, поступает в рабочий цилиндр 3 через тангенциальный патрубок 4. За счет тангенциального подвода нефть приобретает вращательное движение внутри обечайки 3, при этом возникают значительные центробежные силы, которые во много раз превышают силу тяжести. Согласно закону сохранения момента количества движения при уменьшении радиуса закрутки давление нефти падает, а скорость ее вращения увеличивается. Наивысшей скорости движения и наиболее низкого давления вращающаяся нефть достигает на границе раздела сред. Пузырьки газа с наивысшей скоростью вырываются из нефти и стремятся в зону наиболее низкого давления, к центру рабочего цилиндра. Затем газовая фаза, выделяющаяся на всем этапе дегазации (по всей длине рабочего цилиндра) движется во внутреннем спиральном потоке и отводится из аппарата через газоотвод 7. Регулированием глубины погружения Н газоотвода 7 достигаются максимальные значения стабилизация потока нефти внутри рабочего цилиндра и эффективности разделения нефти и сероводорода. Движение нефти винтовое сверху вниз. В нижней части рабочего цилиндра 3 нефть проходит через круглые отверстия 6, предназначенные для диспергирования и дополнительного повышения эффективности отделения сероводорода. Толщину вращающегося слоя нефти определяет ширина кольца шайбы 5. Большая часть нефти проходит через отверстия 6, а оставшаяся часть через кромку шайбы 5. Нефть дробится на струи и продолжает свое движение по стенкам цилиндрического корпуса 1, а затем удаляется из аппарата через патрубок отвода очищенной нефти 2. Диспергирование нефти через отверстия 6 обеспечивает дополнительную очистку нефти от сероводорода, отделившийся газ выбрасывается через газоотвод 7
Предложенная конструкция расширяет диапазон функционального применения и позволяет использовать предложенный центробежно-вихревой аппарат для очистки нефти, добытой на различных месторождениях, без пересчета параметров в зависимости от физических свойств.