Система и способы удаления захваченной жидкости
Изобретение относится к способу удаления жидкостей, захваченных из газового потока. Способ удаления захваченных жидкостей включает этапы, на которых вводят поток газа во впуск колонны, содержащей множество циклонов, заключенных в стаканы, в которых поток газа содержит захваченные жидкости, отделяют по меньшей мере часть захваченной жидкости из газового потока с использованием множества циклонов, обеспечивают протекание отделенных захваченных жидкостей противотоком к течению газового потока, вводят контактную жидкость во впуск колонны, удаляют отделенные захваченные жидкости через нижний выпуск колонны, удаляют газовый поток через верхний выпуск колонны. Изобретение обеспечивает эффективное удержание захваченной жидкости и удаление ее при сохранении рабочего давления. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Эта заявка испрашивает приоритетное преимущество патентной заявки США 61/925075, поданной 8 января 2014 года, озаглавленной СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЗАХВАЧЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ, которая в полном объеме включена в настоящее описание посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение в целом относится к способу удаления жидкостей, захваченных из газового потока. В частности, противотуманные циклоны расположены в пределах поперечного сечения стакана для удаления жидкостей, захваченных потоком газа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Этот раздел предназначен для введения в различные проблемы данной области техники, которые могут быть связаны с примерами вариантов способов осуществления настоящего изобретения на существующем уровне техники. Полагаем, что это обсуждение поможет созданию рамок для лучшего понимания конкретных аспектов настоящей технологии. Соответственно, следует понимать, что данный раздел необходимо рассматривать в этом свете, а не обязательно как признание известного до сих пор уровня техники.
[0004] В различных производственных процессах, где газ и жидкость вступают в контакт, газ может захватывать некоторое количество капель жидкости. Во многих промышленных процессах захват может вызвать снижение эффективности процесса, потерю продукта, а также повреждение оборудования. Например, при переработке природного газа захваченные углеводородные жидкости могут способствовать вспениванию газообрабатывающих колоннах, таких как гликолевые или аминовые контакторы, что ведет к эксплуатационным неполадкам, которые могут привести к остановке процесса или увеличению эксплуатационных расходов, связанных с введением противопенных реагентов. Кроме того, захваченные углеводородные жидкости могут также снизить чистоту разделенных компонентов в ректификационных колоннах. В тех случаях, когда захват значителен, он может привести к преждевременному захлебыванию технологического оборудования. Даже микроскопическое количество капель, которое может быть трудно или невозможно визуально обнаружить, может иметь существенное влияние на состав и теплотворную способность природного газа. Соответственно, захваченные жидкости могут задерживаться и удаляться с целью получения очищенного газа и для предотвращения возможного процесса загрязнения или потерь.
[0005] Есть много технологий для удаления захваченных жидкостей. Один их существующих способов может включать в себя установку отдельного скруббера, который может быть установлен перед абсорбционной колонной очистки газа или ректификационной колонной. Скруббер может содержать противотуманный циклон наряду с другими внутренними устройствами удаления капель. Тем не менее, решение со скруббером может привести к дополнительному падению давления в емкости и в связанных с нею измерительных приборах, что приводит к увеличению капитальных затрат.
[0006] Обычно противотуманные циклоны могут быть расположены в нижней части колонны на нижнем уровне, где может быть осуществлен ввод пара. Над нижним уровнем может быть реализован отвод жидкости или использованы собирающие тарелки, содержащие стаканы таким образом, что пар может проходить через колонну. Расстояние между противотуманными циклонами и собирающими тарелками может потребовать дополнительной высоты в сравнении с отдельной автономной колонной и таким образом занять дополнительное пространство внутри колонны.
[0007] MKS Multi CassetteTM от Sulzer и SwirltubeTM от Shell служат другими альтернативными технологиями, которые могут быть использованы для установки циклонных противозахватывающих панелей. Тем не менее, оба способа не могут обеспечить противоточное парожидкостное разделение, как это делает традиционная собирающая тарелка и где циклонный механизм расположен внутри вытяжной трубы на собирающей тарелке.
[0008] Как правило, вышеупомянутые технологии были сосредоточены на реализации автономного оборудования или увеличении размеров оборудования для уменьшения потерь захвата при повышенных давлениях. Тем не менее, существует потребность в компактных колоннах, где захваченные жидкости могут быть эффективно удержаны и удалены при сохранении рабочего давления и управлении капитальными затратами.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Типичный вариант способа осуществления настоящего изобретения, описанный в настоящем документе, предусматривает способ удаления захваченных жидкостей. Способ включает в себя введение потока газа во впуск колонны, содержащей множество циклонов, заключенных в стаканы, где поток газа содержит захваченные жидкости. Способ включает в себя выделение по меньшей мере части жидкости, захваченной из газового потока с использованием множества циклонов. Способ включает в себя протекание потока выделенной захваченной жидкости противотоком по отношению к потоку газа и удаление выделенных захваченных жидкостей через нижний выпуск из колонны. Способ также включает в себя удаление газового потока через верхний выпуск из колонны.
[0010] Другой типичный вариант способа осуществления настоящего изобретения представляет систему для удаления захваченных жидкостей. Система включает в себя газовый поток, в том числе захваченные жидкости, и множество циклонов, выполненных с возможностью разделения потока газа от захваченных жидкостей, где множество циклонов расположены в стаканах. Система включает в себя дренажную линию, выполненную с возможностью обеспечения протекания отделенных жидкостей, захваченных из газового потока. Система включает в себя верхний выпуск, выполненный с возможностью удаления потока газа из системы, и нижний выпуск, выполненный с возможностью удаления отделенной захваченной жидкости из системы.
[0011] Другой типичный вариант способа осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ удаления захваченных жидких углеводородов в противоточном контактном сепараторе для получения газа, обедненного углеводородами. Способ включает введение потока газа во впуск противоточного контактного сепаратора и протекание потока газа через объемный сепаратор, чтобы захватить часть захваченных жидких углеводородов. Способ включает в себя протекание потока газа через множество циклонных узлов, где множество циклонных узлов расположены в стаканах, чтобы захватить оставшуюся часть захваченных жидких углеводородов. Способ включает в себя протекание захваченных жидкостей вниз в дренажную трубу противотоком к газовому потоку. Способ включает в себя удаление захваченных жидкостей через нижний выпуск из противоточного контактного сепаратора. Способ включает в себя удаление обедненного углеводородами газа через верхний выпуск противоточного контактного сепаратора.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0012] Преимущества настоящей методики будут лучше поняты при рассмотрении следующего подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:
[0013] на фиг. 1 представлена блок-схема колонны, выполненной с возможностью разделения жидкостей, захваченных из газа и очистки газа;
[0014] фиг. 2 является иллюстрацией противоточной контакторной колонны со встроенным сепаратором с противотуманными циклонами для удаления захваченной жидкостей из газа;
[0015] фиг. 3A является иллюстрацией вида сбоку противотуманного циклона, расположенного в плоскости поперечного сечения стакана;
[0016] фиг. 3B является иллюстрацией вида сбоку противотуманного циклона, расположенного в плоскости поперечного сечения стакана, включающего сетку;
[0017] фиг. 4 представляет собой технологическую схему способа удаления захваченных жидкостей, а
[0018] фиг. 5 является иллюстрацией насадочной ректификационной колонны, включающей противотуманные циклоны, заключенные в стаканы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0019] В следующем разделе подробного описания описаны конкретные варианты способов осуществления настоящего изобретения по настоящей технологии. Тем не менее, несмотря на то, что следующее описание является специфическим для конкретного варианта способа осуществления настоящего изобретения или конкретного использования настоящей технологии, такое описание предназначено только для примера и просто представляет описание примерных вариантов способа осуществления настоящего изобретения. Соответственно, методика не ограничивается конкретными вариантами осуществления, описанными ниже, а скорее включают в себя все альтернативы, модификации и эквиваленты, попадающие в рамки сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.
[0020] Варианты способа осуществления настоящего изобретения предусматривают систему и способы для удаления жидкостей, захваченных из газового потока. Ряд противотуманных циклонов могут быть включены в стаканы в колонне для отделения и удаления захваченных жидкостей из потоков газа. Дренажные линии в колонне могут составить трубопровод для протекания отделенных захваченных жидкостей через колонну, а нижний выпуск может быть выполнен с возможностью удаления отделенных захваченных жидкостей из колонны.
[0021] Поток газа может содержать различные концентрации загрязняющих веществ и примесей, которые могут повлиять на качество и чистоту газа. Например, добытый природный газ может содержать различные количества углеводородов с высокой молекулярной массой (HMHCs), например от C2 до C5, и другие компоненты, которые практически не добавляют теплотворной способности. В зависимости от концентраций, в которых присутствуют эти компоненты, может потребоваться обработка газа, чтобы уменьшить содержание этих компонентов, которые могут представлять собой воду, диоксид углерода, азот, кислород, серу, и кислые газы. Кроме того, HMHCs и другие компоненты при снижении температуры могут также конденсироваться с образованием захваченных капель жидкости из добытого природного газа. Например, водяной пар в получаемом природном газе может конденсироваться с образованием воды во время снижения температуры газа. Поскольку захваченные жидкости могут привести к вспениванию или к другим проблемам в процессе разделения, устройства для захвата капель может быть полезным. Для защиты таких объектов ниже по течению потока такие устройства могут быть расположены выше по потоку от компрессора, турбин, горелок и другого оборудования, чувствительного к повреждению жидкостью.
[0022] Один из способов захвата и удаления жидкости включает в себя использование противотуманных циклонов в отдельной емкости, чтобы отделить и удалить захваченные жидкости, в виде капель или "осветленного" газового потока. Противотуманные циклоны могут обеспечить высокую эффективность при высоких рабочих давлениях и снижать пенообразование и засорение в емкости. Как правило, противотуманные циклоны используют центробежные, гравитационные и инерционные силы для удаления жидкостей, захваченных в виде капель из газового потока. В процессе работы поток газа подвергается вращательному движению, прилагая центростремительную силу захваченным капелям жидкости, которые могут перемещаться к стенкам циклона, что приводит к их отделению от газовой смеси. Использование противотуманных циклонов для удаления жидкости может помочь в защите оборудования, расположенного ниже по потоку, снижении захвата жидкости и предотвращении загрязнения окружающей среды.
[0023] На фиг. 1 представлена блок-схема колонны, устроенной для отделения жидкостей, захваченных из газа, и очистки газа. Поток газа 102 может быть введен в секцию для отделения капель 104 колонны 100 таким образом, чтобы захваченные капли жидкости могли быть отделены от потока газа 102. Как описано в настоящем документе, когда поток газа 102 поступает в колонну 100, он может быть подвергнут воздействию центробежных сил в противотуманных циклонах, расположенных в секции 104 для отделения капель жидкости. При работе противотуманные циклоны могут вращать поток газа 102 с заданной скоростью для удаления захваченных капель жидкости и любых тяжелых веществ в виде частиц в потоке 102. Из-за воздействия гравитационных сил поток отходов 106, образованный из захваченных капель жидкости и любых тяжелых веществ в виде частиц, может стекать вниз и удаляться из колонны 100.
[0024] После того, как захваченные капли жидкости отделяются и удаляются, поток газа 110 может продолжать двигаться вверх, в секцию 112 очистки газа колонны 100. Поток газа 110 может вступать в противоточный контакт с поглощением растворителя 114, используемого для очистки потока газа 110 путем удаления примесей в процессе химической абсорбции. Примеси из подаваемого потока газа 110 могут быть поглощены абсорбцией растворителя 114 с образованием потока очищенного газа 116, который может выпускаться через верхний выпуск колонны 100. Поток очищенного газа 116 может представлять собой сухой газ или обессеренный газ, который может быть подан в другую секцию разделения для сбора захваченного жидкого растворителя из газовой фазы и затем либо к трубопроводной системе или к газовой установке.
[0025] По мере того как адсорбирующий растворитель 114 проходит вниз через колонну 100, растворитель 114 может поглощать по меньшей мере часть примесей в потоке газа 110 таким образом, что может образовываться поток обогащенного растворителя 118. Поток обогащенного растворителя 118 может выпускаться из колонны 100 и поступать в противоточную систему очистки 120. Система очистки 120 может быть устроена таким образом, чтобы нагревать поток обогащенного растворителя 118, отделять и удалять поглощенные примеси с образованием потока обедненного растворителя или жидкого обедненного растворителя 122, который может быть возвращен обратно в колонну 100 для дополнительного поглощения примесей. Адсорбированные примеси могут покидать систему 120 в качестве потока отходов 124.
[0026] Фиг. 2 является иллюстрацией противоточной контакторной колонны с встроенным сепаратором и противотуманными циклонами для удаления захваченных жидкостей из газа. Поток газа на впуске 102, содержащий захваченные жидкости, может быть введен в колонну 200, которая может включать в себя по меньшей мере один выпуск 206 для пара для введения потока 102. Поток 102 газа на впуске может проходить через объемный сепаратор 208 в качестве средства отделения по меньшей мере части захваченных жидкостей и твердых веществ из потока газа 102 на впуске. Относительно небольшое расстояние между потоком подачи газа 102 и объемным сепаратором 208 может обеспечить более короткое время контакта между газом и захваченными частицами. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения сепаратор 208 может также представлять собой коагулятор, в котором мелкие капельки сливаются в более крупные капли, облегчающую работу циклона для их сбора. Захваченные жидкости, собранные в объемном сепараторе 208, могут включать в себя жидкости в виде капель. Под воздействием гравитационных сил капли могут падать в резервуар для жидкости 210, расположенный в нижней части колонны 200.
[0027] Поток газа и захваченные капли жидкости 212 могут продолжать движение вверх по колонне 200, где капли могут попадать в ряд циклонов 214. В качестве механизма для отделения и удаления захваченных жидкостей из потока газа на впуске 102, противотуманные циклоны 214 могут быть скомпонованы в виде узлов, включая, по меньшей мере, несколько противотуманных циклонов 214 в узле циклонов. При производстве углеводородов, противотуманные циклоны 214 могут быть использованы в качестве замены более крупных и дорогих типов сепараторов. В зависимости от размера частиц, противотуманные циклоны 214 могут быть способны удалять по меньшей мере 99% захваченных капель жидкости.
[0028] По мере того как поток газа и захваченные капли жидкости 212 поступают в противотуманные циклоны 214, капли 212 могут сливаться в более крупные капли захваченных жидкостей, где поверхностное натяжение между сталкивающимися каплями может быть движущей силой для их укрупнения. В процессе работы захваченные капли могут быть отброшены центробежной силой к стенке циклона 214, где капли могут сливаться с жидкой пленкой на стенках противотуманного циклона 214. Жидкая пленка может выйти из противотуманных циклонов 214 для сбора и дренажа через дренажные трубы 216. После удаления захваченных капелек жидкости 212 из газового потока жидкий поток, образовавшийся из ранее захваченной жидкости 215, может протекать через дренажные трубы 216 и собираться в резервуаре для жидкости 210. Нижний выпуск 218 может удалять поток отходов 106, например жидкий поток, образовавшийся из ранее захваченной жидкости, из колонны 200.
[0029] Механизм противодействия захвату для удаления захваченных капель жидкости из потока газа и захваченных капель жидкости 212 может включать в себя стаканы 222 на собирающей тарелке 224. Стаканы 222 могут быть ограничены с помощью стенок стаканов, которые могу устанавливаться на собирающей тарелке 224 так, чтобы дно каждого стакана 222 могло быть на одном уровне с собирающей тарелкой 224. Противотуманные циклоны 214 могут быть расположены в пределах каждого стакана 222.
[0030] При размещении противотуманных циклонов 214 внутри стаканов 222, нижняя часть стакана 222 располагается на одном уровне с собирающей тарелкой 224 и герметизирована так, чтобы предотвратить поток газа 102 в обход циклонов 214. Кроме того, с противотуманными циклонами 214, расположенными внутри стаканов, 222 может быть устранена необходимость в установке дроссельных пластин в области поперечного сечения стаканов 222. Это может быть частично обусловлено характерным падением давления, связанного с циклонами 214, которые могут помогать в распространении пара, поднимающегося из собирающей тарелки 224 в секцию финишной очистки газа, расположенную в верхней части колонны 200.
[0031] Поскольку противотуманные циклоны 214 могут быть расположены в стаканах 222, пространство между циклонами 214 и дном собирающей тарелки 224, которое могло ранее требоваться при обычной технологии сепарации жидкость/газ, может быть устранено, чем обеспечивается дополнительное пространство для другого применения внутри колонны. Кроме того, уменьшение противозахватных механизмов обеспечивает дополнительное пространство в колонне, что ведет к снижению веса и объема колонны. В свою очередь, компактные колонны могут быть менее уязвимыми для движения, тем самым снижая большие инерционные нагрузки на всю структуру и возможные потери из-за снижения эффективности. Это может также способствовать повышению экономической эффективности и снижению максимального веса, особенно в технологических резервуарах с толстыми кожухами и при морских установках.
[0032] Поток газа 110 проходит от противотуманных циклонов 214 вверх по колонне 200. Поток газа 110 может быть очищен с помощью ненасыщенного потока растворителя 122, падающего с верхней части колонны, что приводит к удалению примесей и загрязняющих веществ, остающихся в потоке газа 110. Обедненный поток растворителя 122 может входить в колонну 200 через впускное отверстие 232 и стекать вниз по колонне 200, где он может входить в контакт с поднимающейся вверх газовой смесью 110. Например, ненасыщенный поток растворителя 122 может представлять собой поток триэтиленгликоля (TEG) для удаления водяного пара из газового потока 110, или любой другой тип растворителя для удаления загрязнений. Лоток 224 коллектора может быть использован для того, чтобы собрать множество обогащенного потока растворителя 236 с целью предотвращения обтекания стаканов 222 ненасыщенным потоком растворителя 122 и его попадания в нижнюю часть колонны 200.
[0033] Объединенный обогащенный поток растворителя 236 может быть удален из колонны 200 через отбор жидкой фракции 234 в виде потока обогащенного растворителя 118. После контакта с обедненным потоком растворителя 122 полученный сухой газ или поток очищенного газа 116 может быть удален из колонны 200 через верхний выпуск 240 для дальнейшей переработки или продажи. Поток очищенного газа 116 может содержать по меньшей мере приблизительно от 0,01 до 20% захваченных жидкостей или по меньшей мере приблизительно 0,1 до 30% захваченных жидкостей.
[0034] Фиг. 3A является иллюстрацией вида сбоку противотуманного циклона 214, расположенного в плоскости поперечного сечения 302 стакана 222. Номера позиций на фиг. 3А совпадают с описанными на фиг. 2. Противотуманный циклон 214 имеет впуск, который функционирует в качестве канала для потока газа, содержащего захваченные жидкости, и выпуск, который может быть каналом для полученного сухого газа. Кроме того, противотуманный циклон 214 может включать в себя цилиндрические трубки с вращающимся устройством таким образом, чтобы входящий поток газа мог претерпевать воздействие центробежных сил и чтобы заставить захваченные жидкости отделяться из входящего потока газа.
[0035] По мере того как захваченные жидкости подвергаются воздействию центробежных сил в циклоне 214 и захваченные капли жидкости удаляются из потока газа в виде жидкого потока через дренажную трубу 216, перфорация в противотуманном циклоне 214 может позволить отделенный газ вытекать из трубы циклона в закрытую камеру 304 стакана 222. Ряд захваченных циклонов 214 могут совместно использовать общую закрытую камеру 304 для накопления захваченных жидкостей. Каждый стакан 222 может также включать в себя колпак стакана 306, который может быть расположен в верхней части стакана 222. Следует отметить, что стакан 222 и колпак стакана 306 могут быть любой конкретной формы, в том числе круглой, квадратной, прямоугольной, треугольной, чтобы предотвратить жидкости, такие как отделяемая жидкость, от падения в стакан 222, который расположен выше. Закрытая камера 304 может также помочь в предотвращении вновь захваченных капель жидкости от дальнейшего попадания в колонну. Отверстие 308, расположенное на дне собирающей тарелки 224, может вместить дренажную трубу 216, чтобы направить извлеченные ранее захваченные капели жидкости в резервуар, расположенный в нижней части колонны. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения дренажное отверстие может быть расположено в нижней части закрытой камеры 304 стакана 222 для дополнительного дренажа попутных жидкостей внутри стакана 222.
[0036] Фиг. 3B является иллюстрацией вида сбоку противотуманного циклона, расположенного в плоскости поперечного сечения стакана, включающего сетку. Номера позиций на фиг. 3А могут быть использованы из фиг. 2. Фиг.3В представляет собой детальный вид стакана 222, включая противотуманный циклон 214, расположенный в пределах площади поперечного сечения стакана 222, где сетка 310 может быть использована для удаления оставшихся захваченных капель жидкости, оставшихся после воздействия циклона 214. Сетка 310 может включать в себя насадку из вязаной проволочной сетки, поддерживаемой рамкой, которые могут выступать в качестве блока вторичной финишной очистки. Этот вторичный блок финишной очистки может быть любым противозахватывающим устройством, включающим узел лопаток, насадки или любые подобные им устройства. В процессе работы, по мере того как захваченные капельки жидкости подвергаются быстрому вращению в противотуманном циклоне 214, повторно захваченные капли жидкости могут затем также сталкиваться на поверхности сетки 310, а также на боковых поверхностях стенок циклона 214. Впоследствии, капли жидкости, которые могут включать более крупные капли, могут собираться и коалесцировать на поверхности сетки 310 и падать под воздействием силы тяжести в нижнюю часть колонны. Мелкие капли жидкости могут протекать вокруг сетки 310 и продолжать течь вверх с газовой смесью, которая может продолжать двигаться вверх в колонну. При использовании в сочетании с сеткой 310, противотуманный циклон 214 может достичь более высокого рабочего диапазона и более высокой эффективности сепарации.
[0037] Как показано на фиг. 3B, сетка 310 может быть расположена на окнах стакана 222, чтобы обеспечить полный охват областей, где газообразная смесь может протекать вверх в колонну. Кроме того, сетка 310 может исключить возможность каких-либо зазоров между стаканами 214, где капли жидкости могут уноситься потоком газа. В некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения сетка 310 может быть расположена над противотуманным циклоном 214 или выше как противотуманного циклона 214, так и окон стакана. Кроме того, вместо сетки могут быть использованы узлы лопаток или насадка, чтобы помочь жидкостно-газовой сепарации.
[0038] Следует отметить, что в некоторых вариантах способа осуществления настоящего изобретения стакан 222 может быть устранен, и противотуманные циклоны 214 в виде узла могут выступать в качестве стакана. Над узлом может потребоваться колпак, чтобы вся собранная жидкость могла вытекать из циклона 214 воизбежание повторного контакта стекающей вниз жидкости, покидающей верхнюю часть колонны.
[0039] Фиг. 4 представляет собой технологическую схему способа 400 удаления захваченных жидкостей из газового потока. Способ 400 начинается в блоке 402, где газовый поток может быть введен через впуск колонны, причем поток газа включает в себя захваченную жидкость. Следует отметить, что газовый поток может быть измерен для определения объема захваченных жидкостей с использованием методов измерения плотности и вязкости, радиоактивных индикаторов, акустических методов или тестов на сжимаемость/растяжимость потока. На этапе 404 поток газа может проходить через ряд циклонов, причем циклоны включены в стаканы. Циклоны могут быть использованы на нефтеперерабатывающих заводах, в процессах переработки природного газа, в химической переработке, на газопроводах, в компрессорных системах, в частности, для удаления захваченных жидкости из газовой фазы. На этапе 406 захваченные жидкости могут быть отделены от газового потока с использованием циклонов. На этапе 408 отделенные захваченные жидкости могут протекать в противотоке с газовым потоком и попадать в дренажную трубу. На этапе 410 отделенные захваченные жидкости могут быть удалены через нижний выпуск колонны. На этапе 412 поток газа может быть удален через верхний выпуск колонны.
[0040] Фиг. 5 является иллюстрацией насадочной ректификационной колонны 500, включающей противотуманные циклоны, заключенные в стаканы. Номера позиций на фиг. 5 могут быть использованы из фиг. 2. Подаваемый газовый поток 502 может быть введен в колонну 500 с получением потока газа продукта 504 и жидкого потока, образовавшегося из ранее захваченной жидкости 506. Сырьевой поток газа 502 может включать в себя два или более различных соединений с различными точками кипения и давления паров, такие как захваченные жидкости и загрязняющие газ вещества.
[0041] Сырьевой поток газа 502 может быть введен ниже стаканов 222 и впадать в противотуманные циклоны 214 внутри стаканов 222. Противотуманные циклоны 214 могут быть расположены внутри стаканов 222, где нижняя часть стаканов 222 может быть выровнена с уровнем собирающей тарелки 224 с целью предотвращения прохождения захваченных жидкостей в обход циклонов 214 далее в колонну 500. При работе мелкие капли жидкостей, захваченные в поток сырьевого газа 502, могут быть подвержены воздействию центростремительных сил внутри противотуманного циклона 214 и могут коалесцировать в более крупные капли, которые могут оказаться не в состоянии течь вверх по колонне 500. Более крупные капли захваченных жидкостей могут падать под воздействием гравитационных сил на собирающую тарелку 224. Газ в сырьевом потоке 502 может продолжать движение вверх через колонну 500 через слои насадки 508 и дополнительные стаканы 510. Слои насадки 508 могут быть использованы для улучшения контакта между газовой и жидкой фазами сырьевого потока 502, где жидкая фаза может быть отделена от газовой фазы в виде капель. Дополнительные стаканы 510 могут включать или могут не включать противотуманные циклоны 214 в пределах своей площади поперечного сечения. Дополнительные стаканы 510 в колонне могут считаться полезным вложением во время реконструкции колонны для получения ее дополнительной мощности.
[0042] Компонент, который концентрируется в газовой фазе, может быть удален из верхней части колонны 500 в качестве верхнего потока газа 504, в то время как компонент, который концентрируется в жидкой фазе может быть удален из нижней части колонны 500 в качестве потока, образовавшегося из ранее захваченной жидкости 506. Кроме того, некоторое количество жидкости 512 может собираться в нижней части колонны 500 перед тем как вытекать из колонны 500, для того чтобы обеспечить увеличенное выделение газовой фазы из жидкой фазы.
[0043] Поток, образовавшийся из ранее захваченной жидкости 506, может протекать через дистилляционный куб 518. Дистилляционный куб 518 может повысить температуру потока, образовавшегося из ранее захваченной жидкости 506, испарением части потока 506 с образованием испаренного жидкого потока 520 и потока жидкости 522. Поток 520 может течь обратно в нижнюю часть колонны 500 для передачи тепла жидкости 512, собирающейся в нижней части колонны 500. Может также оказаться полезным установить дополнительные стаканы, расположенные между впуском в дистилляционный куб и слоем насадки 508. Такая конфигурация может обеспечивать распределение пара и позволит исключить удалить любой возможный повторный захват жидкости из жидкостей дистилляционного куба.
[0044] Верхний поток газа 504 может быть охлажден и по меньшей мере частично сконденсирован в теплообменнике 524. Поток охлажденного газа 526 затем может быть разделен на поток газа-продукта 528 и жидкого потока 530 в разделительной колонне 532. Жидкий поток 530 может стекать обратно в верхнюю часть колонны 500 в качестве потока флегмы 534. В колонне 500 поток флегмы 534 может быть использован для повышения производительности колонны 500 за счет увеличения степени разделения между жидкой фазой и газовой фазой. Кроме того, любая жидкость, которая может протекать вверх по колонне 500, может быть повторно введена в верхнюю часть колонны 500 в качестве потока флегмы.
[0045] Колонна 500 может использовать множество других технологий разделения, в зависимости от вида веществ в сырьевом потоке 502. Например, среди прочего, колонна может быть противоточной разделительной колонной, сепараторной емкостью или регенерационной колонной.
[0046] Так как противотуманные циклоны по настоящему изобретению могут быть расположены в стаканах, промежуток между циклонами и дном собирающей тарелки может быть устранен. Таким образом, обеспечивается дополнительное пространство для других целей внутри колонны, тем самым приводя к более легкой и компактной колонне. В свою очередь, компактные колонны могут быть менее уязвимыми для движения, тем самым снижая большие инерционные нагрузки на всю структуру и возможные потери из-за снижения эффективности. Это может также способствовать повышению экономической эффективности и снижению максимального веса, особенно в технологических резервуарах с толстыми оболочками и при морских установках.
[0047] В то время как настоящие способы могут быть восприимчивы к различным модификациям и альтернативным формам, типичные способы осуществления настоящего изобретения, описанные выше, были показаны только в качестве примера. Тем не менее, следует понимать, что настоящие способы не должны быть ограничены конкретными вариантами способа осуществления настоящего изобретения, раскрытыми в данном документе. Разумеется, настоящие способы включают в себя все альтернативы, модификации и эквиваленты, попадающие в рамки сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.
1. Способ удаления захваченных жидкостей, включающий этапы на которых:
вводят поток газа во впуск колонны, содержащей множество циклонов, заключенных в стаканы, в которых поток газа содержит захваченные жидкости,
отделяют по меньшей мере часть захваченной жидкости из газового потока с использованием множества циклонов;
обеспечивают протекание отделенных захваченных жидкостей противотоком к течению газового потока;
вводят контактную жидкость во впуск колонны;
удаляют отделенные захваченные жидкости через нижний выпуск колонны и
удаляют газовый поток через верхний выпуск колонны.
2. Способ по п. 1, в котором, по меньшей мере, приблизительно от 70 до 99,9% захваченной жидкости отделяют от газового потока.
3. Способ по п. 1, включающий протекание потока газа через объемный сепаратор для удаления по меньшей мере части захваченной жидкости до протекания потока газа через множество циклонов.
4. Способ по п. 1, в котором отделение по меньшей мере части захваченной жидкости от потока газа включает выполнение вихревых трубок или противотуманного циклонного механизма во множестве циклонов.
5. Способ по п. 1, содержащий помещение проволочной сетки или других элементов противозахвата выше множества циклонов, внутри стаканов, в открытом окне стакана или любой их комбинации.
6. Способ по п. 1, в котором поток газа содержит примерно от 0,1 до 30% захваченных жидкостей.
7. Способ удаления захваченной углеводородной жидкости в противоточном контактном сепараторе для получения обедненного углеводородами газа, содержащий этапы, на которых:
вводят поток газа во впуск противоточного контактного сепаратора;
обеспечивают протекание потока газа через объемный сепаратор для отделения части захваченных жидких углеводородов;
обеспечивают протекание потока газа через множество циклонных узлов, причем множество циклонных узлов расположены в стаканах для захвата оставшейся части захваченных жидких углеводородов;
обеспечивают протекание отделенных захваченных жидкостей вниз в дренажную трубу противотоком к газовому потоку;
вводят контактную жидкость во впуск колонны;
удаляют отделенные захваченные жидкости через нижний выпуск из противоточного контактного сепаратора и
удаляют обедненный углеводородами газ через верхний выпуск противоточного контактного сепаратора.
8. Способ по п. 7, в котором захват оставшейся части захваченных жидких углеводородов включает выполнение вихревых трубок или противотуманного циклонного механизма внутри множества циклонных узлов.
9. Способ по п. 7, содержащий выравнивание нижней части каждого стакана с собирающей тарелкой в зоне за пределами площади поперечного сечения, в которой расположено множество циклонных узлов.
10. Способ по п. 7, содержащий помещение проволочной сетки выше множества узлов циклонов внутри стаканов, в открытом окне стаканов или любой их комбинации.
11. Способ по п. 7, в котором обедненный углеводородами поток газа содержит примерно от 0,1 до 30% захваченных жидкостей.
