RU207853U1

RU207853U1 - THERMOHYDROCYCLONE

Info

Publication number: RU207853U1
Application number: RU2021121398U
Authority: RU
Inventors: Николай Дмитриевич Шишкин; Марина Александровна Марышева
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2021-11-22

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, в частности к конструкциям тепломассообменных аппаратов, и может быть использована для проведения процесса депарафинизации нефти с извлечением парафинового продукта на нефтегазопромысловых объектах.Технический результат - повышение эффективности работы устройства при его использовании.Устройство содержит цилиндро-конический корпус, тангенциальный патрубок для ввода подогретой парафинистой нефти, выходной патрубок для отвода очищенной нефти, сливной патрубок для отвода парафинового продукта, для непрерывного действия термогидроциклона теплоизолированная рубашка имеет верхнюю часть для охлаждения парафинистой нефти, а нижнюю - для расплавления и удаления парафинового продукта, причем между верхней охлаждающей частью рубашки и нижней нагревающей частью рубашки устанавливается теплоизолирующая перегородка, а чтобы не допустить попадания нефти в расплавляемый парафиновый продукт в нижней части корпуса термогидроциклона, ниже уровня теплоизолирующей перегородки размещается изолирующая диафрагма, например, в форме пластины с изогнутыми элементами для ее фиксации с зазором относительно корпуса на уровне металлического кольца для стекания расплавленного парафинового продукта через нижний патрубок термогидроциклона в приемную емкость для его хранения и последующей транспортировки.The utility model relates to the oil and gas industry, in particular to the structures of heat and mass transfer devices, and can be used for the process of oil dewaxing with the extraction of a paraffin product at oil and gas production facilities. The technical result is an increase in the efficiency of the device during its use. The device contains a cylindrical-conical body, tangential a branch pipe for injecting heated paraffinic oil, an outlet branch pipe for removing refined oil, a drain branch pipe for removing a paraffin product, for continuous action of a thermohydrocyclone, a thermally insulated jacket has an upper part for cooling paraffinic oil, and a lower one for melting and removing the paraffinic product, and between the upper cooling part of the jacket and the lower heating part of the jacket, a heat-insulating partition is installed, and in order to prevent oil from entering the melted paraffin product in the lower part of the thermohydrocyclone body, below the level of those An insulating diaphragm is placed on the flat-insulating partition, for example, in the form of a plate with bent elements for fixing it with a gap relative to the body at the level of a metal ring for draining the molten paraffin product through the lower branch pipe of the thermohydrocyclone into a receiving container for its storage and subsequent transportation.

Description

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, в частности к конструкциям тепломассообменных аппаратов, и может быть использована для проведения процесса депарафинизации нефти с извлечением парафинового продукта на нефтегазопромысловых объектах.The utility model relates to the oil and gas industry, in particular to the structures of heat and mass transfer devices, and can be used to carry out the process of oil dewaxing with the extraction of a paraffin product at oil and gas production facilities.

Известна конструкция гидроциклона, содержащая цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок для ввода исходной суспензии, патрубок для отвода осветленной фракции и шламовый патрубок, в котором с целью защиты внутренней поверхности аппарата от абразивного износа путем намораживания ледяной корки, аппарат снабжен теплоизолирующей рубашкой, внутри которой установлен охлаждающий элемент холодильной системы (Патент РФ №341531, 1972).The known design of a hydrocyclone containing a cylindrical body, a tangential pipe for introducing the initial suspension, a pipe for removing the clarified fraction and a slurry pipe, in which, in order to protect the inner surface of the apparatus from abrasive wear by freezing the ice crust, the apparatus is equipped with a heat-insulating jacket, inside which a cooling element is installed refrigeration system (RF Patent No. 341531, 1972).

Недостатком конструкции гидроциклона является повышенный износ рабочих частей гидроциклона и подающего насоса, высокое потребление энергии, отсутствие возможности автоматического бесперебойного управления процессом гидроциклонной очистки без остановки технологического процесса.The disadvantage of the hydrocyclone design is increased wear of the working parts of the hydrocyclone and the feed pump, high energy consumption, and the inability of automatic uninterrupted control of the hydrocyclone cleaning process without stopping the technological process.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для депарафинизации нефти, содержащий цилиндрический корпус, тангенциальный патрубок для ввода исходной суспензии, патрубок для отвода осветленной фракции и шламовый патрубок, в котором для депарафинизации нефти аппарат снабжен охлаждающе-подогревающим змеевиком, помещенным в теплоизолированную рубашку для охлаждения и кристаллизации, а также последующего плавления парафинового продукта на стенках термогидроциклона. (см. ст. Шишкин Н.Д., Марышева М.А., Мамитов Д.С. Разработка промысловых депарафинизаторов нефти с получением товарного асфальсмолопарафинового продукта // Вестник АГТУ. №1(63), 2017Астрахань: АГТУ, 2017. С. 77-84).The closest analogue (prototype) is a device for oil dewaxing, containing a cylindrical body, a tangential pipe for entering the initial suspension, a pipe for removing the clarified fraction and a slurry pipe, in which for oil dewaxing the apparatus is equipped with a cooling-heating coil placed in a heat-insulated jacket for cooling and crystallization, as well as the subsequent melting of the paraffin product on the walls of the thermohydrocyclone. (see Art. Shishkin N.D., Marysheva M.A., Mamitov D.S. 77-84).

Недостатком конструкции является низкая производительность и периодичность действия.The disadvantage of the design is low productivity and frequency of action.

Техническая задача - создание модернизированной конструкции термогидроциклона для осуществления непрерывной и эффективной его работы, позволяющей получить очищенный парафиновый продукт, состоящий из парафина, нефти и асфальтосмолистых веществ.The technical task is to create a modernized design of a thermohydrocyclone for its continuous and efficient operation, which makes it possible to obtain a purified paraffin product consisting of paraffin, oil and asphalt-resinous substances.

Технический результат повышение эффективности работы устройства при его использовании.The technical result is an increase in the efficiency of the device when using it.

Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем корпус, расположенный тангенциально в верхней части корпуса патрубок для подачи парафинистой нефти, патрубок в крышке гидроциклона для вывода очищенной от парафина нефти, патрубок в нижней части корпуса для слива парафинистого продукта и теплоизолированную рубашку вокруг корпуса для периодической подачи холодного и горячего теплоносителя, при этом теплоизолированная рубашка имеет верхнюю часть для охлаждения парафинистой нефти и нижнюю - для расплавления и удаления парафинового продукта, причем между верхней охлаждающей частью рубашки и нижней нагревающей частью рубашки установлена теплоизолирующая перегородка, выполненная в виде кольца в нижней части корпуса, ниже уровня перегородки размещена изолирующая диафрагма в форме круглой пластины с фиксирующими элементами, закрепленная на корпусе и разделяющая потоки нефти и парафина.It is achieved by the fact that in the known device containing a body, located tangentially in the upper part of the body, a branch pipe for supplying paraffinic oil, a branch pipe in the hydrocyclone cover for removing paraffin-free oil, a branch pipe in the lower part of the body for draining a paraffinic product and a heat-insulated jacket around the body for periodic supply of cold and hot heat carrier, while the heat-insulated jacket has an upper part for cooling paraffinic oil and a lower part for melting and removing a paraffin product, and between the upper cooling part of the jacket and the lower heating part of the jacket there is a heat-insulating partition made in the form of a ring in the lower part of the body, below the level of the baffle there is an insulating diaphragm in the form of a round plate with fixing elements, fixed to the body and separating the flows of oil and paraffin.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже (фиг. 1 - общий вид), изолирующая диафрагма (фиг. 2 - вид сверху).The proposed device is shown in the drawing (Fig. 1 - General view), an insulating diaphragm (Fig. 2 - top view).

Устройство содержит цилиндроконический корпус 1, тангенциальный патрубок в верхней части корпуса для ввода подогретой парафинистой нефти 2, патрубок с гидроциклонной трубкой в верхней части корпуса для отвода очищенной нефти 3, патрубок для слива парафинового продукта в нижней части корпуса 4, теплоизолированную рубашку вокруг корпуса для периодической подачи холодного и горячего теплоносителя, при этом теплоизолированная рубашка имеет верхнюю часть для охлаждения парафинистой нефти и нижнюю для расплавления и удаления парафинового продукта 5, входные 7 и выходные патрубки 8 холодной и горячей воды в нижней части корпуса 1, теплоизолирующую перегородку 6 между верхней и нижней частями теплоизолированной рубашки 5, изолирующую диафрагму 9 ниже уровня перегородки для разделения нефти и парафина.The device contains a cylindrical-conical body 1, a tangential pipe in the upper part of the body for injecting heated paraffinic oil 2, a pipe with a hydrocyclone tube in the upper part of the body for removing refined oil 3, a pipe for draining the paraffin product in the lower part of the body 4, a heat-insulated jacket around the body for periodic cold and hot coolant supply, while the heat-insulated jacket has an upper part for cooling paraffinic oil and a lower part for melting and removing a paraffin product 5, inlet 7 and outlet pipes 8 of cold and hot water in the lower part of the housing 1, an insulating partition 6 between the upper and lower parts of the heat-insulated jacket 5, an insulating diaphragm 9 below the level of the baffle for separating oil and paraffin.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Нагретая до 55-65°С нефть подается через тангенциальный патрубок 2 в верхнюю часть цилиндроконического корпуса 1, заключенного в верхнюю часть теплоизолированной рубашки 5, с циркулирующей в ней холодной водой. Поступающий поток нефти движется по спиральной траектории по стенкам корпуса 1. В нижней конусообразной части поток приобретает ускорение, которое придает ему большую центробежную силу, происходит отложение парафина на охлажденных стенках корпуса 1. Далее очищенная нефть поступает наверх через патрубок 3 в приемную емкость. В нижней части корпуса 1, заключенной в теплоизолированную рубашку 5 с циркулирующей горячей водой, осуществляется подогрев и плавление парафинового продукта, который через нижний патрубок 4 стекает во вторую приемную емкость. Чтобы не допустить попадания нефти в расплавляемый парафиновый продукт в корпусе 1 ниже уровня перегородки 6, разделяющей верхнюю и нижнюю части теплоизолированной рубашки 5, размещена изолирующая диафрагма 9. Изолирующая диафрагма препятствует смешиванию поступающего в нижнюю часть корпуса закрученного потока нефти с расплавленной парафиновой смесью.Oil heated to 55-65 ° C is supplied through a tangential pipe 2 to the upper part of the cylindrical-conical body 1, enclosed in the upper part of the heat-insulated jacket 5, with cold water circulating in it. The incoming oil flow moves along a spiral trajectory along the walls of the housing 1. In the lower cone-shaped part, the flow acquires acceleration, which gives it a large centrifugal force, and paraffin is deposited on the cooled walls of the housing 1. Then, the refined oil goes upward through the branch pipe 3 into the receiving tank. In the lower part of the housing 1, enclosed in a heat-insulated jacket 5 with circulating hot water, the paraffin product is heated and melted, which flows through the lower branch pipe 4 into the second receiving container. To prevent oil from entering the molten paraffin product, an insulating diaphragm 9 is placed in the casing 1 below the level of the partition 6 separating the upper and lower parts of the insulated jacket 5. The insulating diaphragm prevents the swirling oil flow entering the lower part of the casing from mixing with the molten paraffin mixture.

Предлагаемая теплоизолированная рубашка, состоящая из охлаждающей и нагревающей частей, позволяет совмещать процессы охлаждения и нагревания, повышать производительность и ускорять процесс кристаллизации и плавления парафина. Установленные теплоизолирущая перегородка и изолирующая диафрагма разделяют процессы охлаждения и плавления парафина и не допускают попадания нефти в расплавляемый парафиновый продукт.The proposed heat-insulated jacket, consisting of cooling and heating parts, allows you to combine the processes of cooling and heating, increase productivity and accelerate the process of crystallization and melting of wax. The installed heat-insulating baffle and insulating diaphragm separate the processes of cooling and melting of paraffin and prevent oil from entering the melted paraffin product.

Примером конкретного исполнения могут быть термогидроциклоны изготовленные за счет модернизации серийно выпускаемых гидроциклонов, например, гидроциклонов ПВО-ГЦ-1050, ПВО-ГЦ-1080, ПВО-ГЦ-1100. Например, для термогидроциклона на основе гидроциклона ПВО-ГЦ-1080 высота составит Н=1,70 м, диаметр D=0,50 м, производительность по нефти при концентрации парафина в нефти С_П=10,0% достигнет 65 т/ч, по парафину 1,9 т/ч, эффективность очистки (КПД) η_ТГЦ=0,38-0,43. Для повышения производительности может быть использован термогидроциклон большего типоразмера или несколько параллельно установленных гидроциклонов. Для повышения КПД до 0,68-0,72 может быть использована двухступенчатая депарафинизационная установка на основе последовательно соединенных термогидроциклонов.An example of a specific design can be thermohydrocyclones manufactured by upgrading commercially available hydrocyclones, for example, hydrocyclones PVO-GC-1050, PVO-GC-1080, PVO-GC-1100. For example, for a thermohydrocyclone based on a PVO-GC-1080 hydrocyclone, the height will be H = 1.70 m, the diameter D = 0.50 m, the oil productivity with a paraffin concentration in oil C _P = 10.0% will reach 65 t / h, for paraffin 1.9 t / h, purification efficiency (efficiency) η _THC = 0.38-0.43. To increase productivity, a thermohydrocyclone of a larger standard size or several parallel hydrocyclones can be used. To increase the efficiency up to 0.68-0.72, a two-stage dewaxing unit based on series-connected thermohydrocyclones can be used.

Положительный эффект - предлагаемое устройство по сравнению с известными позволяет повысить производительность и эффективность процесса очистки нефти от парафина, совместив процессы кристаллизации и плавления парафина.Positive effect - the proposed device, in comparison with the known ones, makes it possible to increase the productivity and efficiency of the process of cleaning oil from paraffin by combining the processes of crystallization and melting of paraffin.

Claims

A thermohydrocyclone containing a housing having a branch pipe located tangentially in the upper part of the housing for supplying paraffinic oil, a branch pipe in the hydrocyclone lid for removing paraffin-free oil, a branch pipe in the lower part of the housing for draining a paraffinic product and a heat-insulated jacket around the housing, characterized in that the heat-insulated jacket has an upper part for cooling paraffinic oil and a lower part for melting and removing a paraffin product, and between the upper cooling part of the jacket and the lower heating part of the jacket there is a heat-insulating partition made in the form of a ring in the lower part of the body, below the level of the partition there is an insulating diaphragm in the form of a round plates with fixing elements, fixed on the body, separating the flows of oil and paraffin.