[go: up one dir, main page]

RU2798104C2 - Flare separator with cyclone droplet eliminator - Google Patents

Flare separator with cyclone droplet eliminator Download PDF

Info

Publication number
RU2798104C2
RU2798104C2 RU2023100445A RU2023100445A RU2798104C2 RU 2798104 C2 RU2798104 C2 RU 2798104C2 RU 2023100445 A RU2023100445 A RU 2023100445A RU 2023100445 A RU2023100445 A RU 2023100445A RU 2798104 C2 RU2798104 C2 RU 2798104C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flare
gas
cyclone
horizontal tank
separator
Prior art date
Application number
RU2023100445A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2023100445A (en
Inventor
Евгений Валериевич Казарцев
Original Assignee
Евгений Валериевич Казарцев
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Валериевич Казарцев filed Critical Евгений Валериевич Казарцев
Publication of RU2023100445A publication Critical patent/RU2023100445A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2798104C2 publication Critical patent/RU2798104C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention is related to a gas separation device designed to capture aerosol and fine liquid particles from a gas stream in flare systems, and can be used in oil and gas, oil and gas processing, petrochemical and other industries. A flare separator with a cyclone droplet eliminator consists of a horizontal tank having gas inlet and outlet pipes, a liquid outlet pipe and an external remote cyclone connected in series to the horizontal tank, connected by its inlet pipe to the gas outlet pipe of the horizontal tank through a pipeline. To remove condensate from the cyclone, there is a drain pipe and a drain line, which is installed through the pipe of the horizontal tank and falls below the minimum level of filling of the horizontal tank. An obligatory condition for preventing an unacceptable pressure drop across the device is the equal capacity of the gas flow channels through the entire structure of the claimed invention.
EFFECT: device provides an increase in the efficiency of flare gas purification from dropping liquid while ensuring the safe operation of the flare system.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к газовым сепарационным аппаратам, предназначенным для улавливания аэрозольных и мелкодисперсных жидких частиц из газового потока в факельных системах, и может быть использовано в нефтегазовой, нефтегазоперерабатывающей, нефтегазохимической и других отраслях промышленности.The invention relates to gas separation apparatus designed to capture aerosol and fine liquid particles from a gas stream in flare systems, and can be used in oil and gas, oil and gas processing, petrochemical and other industries.

Факельная система предназначена для сброса и последующего сжигания горючих газов и паров при срабатывании устройств аварийного сброса (предохранительных клапанов, гидрозатворов и др.), а также при постоянных, предусмотренных технологическим регламентом на производство сдувок.The flare system is designed for discharge and subsequent combustion of combustible gases and vapors when emergency discharge devices (safety valves, hydraulic seals, etc.) are triggered, as well as at constant ones, provided for by the technological regulations for the production of vents.

Устройства аварийного сброса предусмотрены для технологического оборудования, работающего под давлением газообразных и жидких сред.Emergency release devices are provided for technological equipment operating under the pressure of gaseous and liquid media.

В соответствии с требованиями Правил безопасной эксплуатации факельных систем ПБ 03-591-03: In accordance with the requirements of the Rules for the Safe Operation of Flare Systems PB 03-591-03:

- п. 3.8. В газах и парах, сбрасываемых в общую и отдельную факельные системы, не должно быть капельной жидкости и твердых частиц. Для этих целей в границах технологической установки необходимо устанавливать сепараторы;- item 3.8. Gases and vapors discharged into the common and separate flare systems should not contain dropping liquid and solid particles. For these purposes, it is necessary to install separators within the boundaries of the process plant;

- п. 5.7. На факельных установках, предназначенных для сжигания горючих газов и паров, следует применять сепаратор с постоянным отводом жидкости;- clause 5.7. In flare installations intended for combustion of combustible gases and vapors, a separator with a permanent liquid withdrawal should be used;

- п. 5.8 …. Конструкция сборников конденсата должна исключать унос жидкости…- clause 5.8 .... The design of condensate collectors must exclude liquid entrainment…

Таким образом, для соблюдения требований безопасности обязательна установка факельного сепаратора, который должен обеспечивать не только сбор аварийных сбросов технологических, в том числе жидких сред, но и отделение и удержание капельной жидкости, содержащейся в газе.Thus, in order to comply with safety requirements, it is mandatory to install a flare separator, which should ensure not only the collection of emergency discharges of technological, including liquid media, but also the separation and retention of the droplet liquid contained in the gas.

Из уровня техники известны горизонтальные сепарационные аппараты и емкости, применяемые в качестве факельных сепараторов и конденсатосборников и работающие на принципе гравитационного разделения разных по плотности фаз (Газосепараторы факельные типа ФС. Технические характеристики. Спецнефтехиммаш, https://snhm.nt-rt.ru/images/manuals/3.pdf).From the prior art, horizontal separation apparatuses and tanks are known that are used as flare separators and condensate collectors and operate on the principle of gravitational separation of phases of different density (Flame gas separators of the FS type. Technical characteristics. Spetsneftekhimmash, https://snhm.nt-rt.ru/ images/manuals/3.pdf).

Недостатком известного устройства является неполная сепарация газа при наличии мелкодисперсной жидкой фазы, находящейся в потоке газа в виде аэрозоля. В таких условиях гравитационные сепараторы малоэффективны, а для достижения приемлемой эффективности требуют гораздо больший объем, так как в соответствии с расчетом гравитационных сепараторов, эффективность отделения капель находится в зависимости от его линейных размеров.The disadvantage of the known device is the incomplete separation of gas in the presence of a fine liquid phase in the gas stream in the form of an aerosol. Under such conditions, gravity separators are ineffective, and to achieve acceptable efficiency they require a much larger volume, since, in accordance with the calculation of gravity separators, the efficiency of droplet separation depends on its linear dimensions.

Также из уровня техники известно, что для повышения эффективности разделения дисперсных систем в виде аэрозолей успешно используются циклонные установки, где разделение более плотного компонента - жидкой фазы осуществляется за счет действия центробежной силы, которая по величине может быть в несколько раз больше силы тяжести, используемой в гравитационных сепараторах (Зарембо К.С. Справочник по транспорту горючих газов).It is also known from the prior art that to increase the efficiency of separation of dispersed systems in the form of aerosols, cyclone installations are successfully used, where the separation of a denser component - the liquid phase is carried out due to the action of centrifugal force, which can be several times greater than the force of gravity used in gravity separators (Zarembo K.S. Handbook on the transport of combustible gases).

Циклонные устройства нашли широкое применение в сепарационной технике, в т.ч. для улавливания капельной жидкости из потока газа. Разработано множество конструкций и компоновок циклонов для различных условий работы, в т.ч. батарейные (мульти-) циклоны.Cyclone devices are widely used in separation technology, incl. for capturing dropping liquid from a gas stream. Many designs and layouts of cyclones have been developed for various operating conditions, incl. battery (multi-) cyclones.

Недостатком известных циклонных устройств является ограничение их использования в факельной системе в виду того, что функцией факельного сепаратора является сбор и отвод аварийных сбросов, в том числе жидких сред, а при поступлении жидкости в центробежное сепарационное устройство, рассчитанное на работу с газом, нарушается нормальный режим работы как циклона, так и всей факельной системы, при этом не выполняются требования Правил безопасности при эксплуатации установок подготовки нефти на предприятиях нефтяной промышленности, утв. Госгортехнадзором СССР 16.07.76: The disadvantage of the known cyclone devices is the limitation of their use in the flare system in view of the fact that the function of the flare separator is to collect and remove emergency discharges, including liquid media, and when liquid enters the centrifugal separation device, designed to work with gas, the normal mode is disturbed operation of both the cyclone and the entire flare system, while not meeting the requirements of the Safety Rules for the operation of oil treatment plants at oil industry enterprises, approved. Gosgortekhnadzor of the USSR 16.07.76:

- из-за увеличения плотности рабочей среды в циклоне возникает недопустимый перепад давления на устройстве, что влечет превышение предельного давления факельной системы и ее «запирание» - нарушение п.2.13.13. Давление газа в общем факельном трубопроводе до выхода из факельной трубы не должно превышать 0,5 кгс/см 2 ); - due to the increase in the density of the working medium in the cyclone, an unacceptable pressure drop occurs on the device, which leads to the excess of the maximum pressure of the flare system and its "locking" - violation of clause 2.13.13. The gas pressure in the common flare pipeline before exiting the flare stack should not exceed 0.5 kgf/cm2 ) ;

- в связи с тем, что объемный расход капельной жидкости значительно меньше объемного расхода потока газа, патрубок выхода жидкой фазы из циклона имеет меньший диаметр, чем патрубок входа газа в циклон, соответственно жидкость не успевает удаляться из циклона и направляется прямо в факельный ствол - нарушение п.2.13.7. Во избежание попадания конденсата в факел его необходимо своевременно удалять из сепараторов».- due to the fact that the volumetric flow rate of the dropping liquid is much less than the volumetric flow rate of the gas flow, the liquid phase exit pipe from the cyclone has a smaller diameter than the gas inlet pipe into the cyclone, respectively, the liquid does not have time to be removed from the cyclone and goes directly to the flare stack - violation clause 2.13.7. To prevent condensate from entering the flare, it must be removed from the separators in a timely manner .

Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа для заявленного изобретения, является «Способ модернизации сепарационного узла газового и сепаратор газовый» (патент RU 2310497, МПК B01D 45/12, В04С 5/00 опубл. Бюл. №32 20.11.2007), где модернизируется газовый сепарационный узел на базе промышленно выпускаемого малогабаритного сепаратора, который содержит корпус, входной, выходной, сливной патрубки, а также вихревое (центробежное) сепарационное устройство.The closest technical solution adopted as a prototype for the claimed invention is the "Method of upgrading the gas separation unit and the gas separator" (patent RU 2310497, IPC B01D 45/12, B04C 5/00 publ. Bull. No. 32 20.11.2007), where a gas separation unit is being modernized based on a commercially produced small-sized separator, which contains a housing, inlet, outlet, drain pipes, as well as a vortex (centrifugal) separation device.

Недостатками указанного устройства является невозможность его использования в факельных системах, поскольку оно предусматривает использование вертикального газосепаратора, в то время как в факельных системах используются горизонтальные сепараторы, конструкция и ориентация которых создает достаточный объем для улавливания аварийных сбросов жидкости.The disadvantages of this device is the impossibility of its use in flare systems, since it involves the use of a vertical gas separator, while in flare systems horizontal separators are used, the design and orientation of which creates a sufficient volume to trap emergency liquid discharges.

Техническое противоречие между задачей повышения эффективности сепарации газа от капельной жидкости и задачей обеспечения безопасной эксплуатации факельной системы в части улавливания аварийных залповых сбросов жидкости решено за счет включения внешнего выносного циклона (циклонов) в компоновку факельного сепаратора, причем входной патрубок внешнего выносного циклона (циклонов) соединен с патрубком выхода газа из факельной емкости, что позволяет беспрепятственно проводить сбор аварийных сбросов технологических жидкостей и образующегося конденсата непосредственно в факельной емкости, тем самым обеспечивая выполнение требование правил безопасности.The technical contradiction between the task of increasing the efficiency of gas separation from the dropping liquid and the task of ensuring the safe operation of the flare system in terms of catching emergency salvo liquid discharges is solved by including an external remote cyclone (cyclones) in the flare separator layout, and the inlet pipe of the external remote cyclone (cyclones) is connected with a branch pipe for gas outlet from the flare tank, which makes it possible to freely collect emergency discharges of process liquids and the resulting condensate directly into the flare tank, thereby ensuring compliance with the safety requirements.

Для оптимального включения внешних выносных циклонных элементов в компоновку факельного сепаратора может применяться принцип разделения единого потока газа на отдельные потоки с батареей внешних выносных циклонов, т.е. использования мультициклонной установки, что позволит достичь необходимую эффективность отделения капель без образования недопустимого перепада давления.For optimal inclusion of external remote cyclone elements in the layout of the flare separator, the principle of dividing a single gas stream into separate flows with a battery of external remote cyclones can be applied, i.e. the use of a multi-cyclone unit, which will achieve the required efficiency of droplet separation without the formation of an unacceptable pressure drop.

Совмещение высокоэффективных циклонных сепарационных элементов снаружи факельной емкости, в сравнении с внутренним размещением циклонов, не занимает полезное рабочее пространство сепаратора и позволяет снизить потери легких фракций продукта (нефти) и вовлечь их в производство, сократить выброс и сжигание парниковых газов, снизить углеродный след производства.The combination of highly efficient cyclone separation elements outside the flare tank, in comparison with the internal placement of cyclones, does not occupy the usable working space of the separator and allows to reduce the loss of light fractions of the product (oil) and involve them in production, reduce the emission and combustion of greenhouse gases, and reduce the carbon footprint of production.

Изобретение можно применять как при проектировании новых, так и при модернизации существующих факельных сепараторов.The invention can be applied both in the design of new and in the modernization of existing flare separators.

Суть технического решения заключается в объединении в одном узле двух сепарационных устройств:The essence of the technical solution is to combine two separation devices in one node:

- горизонтальной емкости, назначение которой - улавливание аварийных залповых объемов жидкости, а также накопление конденсата за счет гравитационного отделения капель жидкости из потока газожидкостной смеси;- a horizontal tank, the purpose of which is to capture emergency salvo volumes of liquid, as well as the accumulation of condensate due to the gravitational separation of liquid droplets from the gas-liquid mixture flow;

- внешнего выносного циклона, назначение которого - эффективное улавливание капель жидкости из факельного газа за счет центробежного отделения.- an external remote cyclone, the purpose of which is the effective trapping of liquid droplets from the flare gas due to centrifugal separation.

Подключение указанных сепарационных устройств выполняется последовательно с поэтапным прохождением газожидкостного потока сначала через горизонтальную емкость, где отделяются крупные капли и свободная жидкая фаза в т.ч. жидкостные пробки, а затем через внешний выносной циклон, где на его внутренней поверхности за счет центробежного отделения улавливается мелкодисперсная фаза и под действием силы тяжести стекает в горизонтальную факельную емкость.The connection of these separation devices is carried out sequentially with the phased passage of the gas-liquid flow first through a horizontal tank, where large drops and a free liquid phase are separated, incl. liquid plugs, and then through an external remote cyclone, where a finely dispersed phase is trapped on its inner surface due to centrifugal separation and flows under the action of gravity into a horizontal flare tank.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемым изобретением, является повышение эффективности очистки факельного газа от капельной жидкости, при обеспечении безопасной эксплуатации факельной системы, выражающейся в обеспечении приема, удержания и отвода залповых аварийных сбросов жидких сред, что способствует:The technical result achieved by the invention is to increase the efficiency of cleaning flare gas from dropping liquid, while ensuring the safe operation of the flare system, which is expressed in ensuring the reception, retention and removal of volley emergency discharges of liquid media, which contributes to:

- сокращению потерь углеводородов при сжигании газа на факеле;- reduction of hydrocarbon losses during gas flaring;

- снижение дымности горения пламени факела;- reduction of opacity of burning of a flame of a torch;

- уменьшение углеродного следа в рамках декарбонизации производства;- reducing the carbon footprint as part of the decarbonization of production;

- сокращение вредных выбросов от продуктов сгорания.- reduction of harmful emissions from combustion products.

Технической задачей, стоящей перед автором, является создание компоновки сепарационного узла факельной установки, обеспечивающего эффективность очистки факельного газа от капельной жидкости при одновременном обеспечении безопасной эксплуатации факельной системы.The technical task facing the author is to create a layout of the separation unit of the flare unit, which ensures the efficiency of cleaning the flare gas from dropping liquid while ensuring the safe operation of the flare system.

Для этого используется факельный сепаратор с циклонным каплеуловителем, конструкция которого представлена на фиг. 1, состоящий из горизонтальной емкости 1, имеющей патрубок входа газа 2, патрубок выхода газа 3 и патрубок отвода жидкости 4. Горизонтальная емкость 1 может быть оборудована дополнительными внутренними конструкционными элементами, повышающими эффективность сепарации газа от капель конденсата. Последовательно к горизонтальной емкости 1 подключается внешний выносной циклон 5, соединяясь своим входным патрубком 6 с патрубком выхода газа 3 горизонтальной емкости 1 через трубопровод 7. Поток газа, содержащий мелкие капли, раскручивается в тангенциальном завихрителе внешнего выносного циклона 5 и из-за возникновения центростремительного ускорения происходит выпадение мелких капель на внутреннюю поверхность конуса и их стекание в нижнюю часть внешнего выносного циклона 5. Очищенный от капельной жидкости газ отводится из внешнего выносного циклона 5 через выходной патрубок 8. Для отвода конденсата из внешнего выносного циклона 5 имеются дренажный патрубок 9 и дренажная линия 10, которая устанавливается через патрубок 11 горизонтальной емкости 1 и опускается ниже минимального уровня заполнения емкости 1, и по которой свободно стекают отделяемая капельная влага из внешнего выносного циклона 5 и накапливается в емкости 1. Минимальный уровень заполнения емкости 1 поддерживается постоянно за счет устройства среза патрубка отвода жидкости 4 на уровне выше среза дренажной линии 10 на величину, определяемую расчетом из условия исключения прорыва потока газа во внешний выносной циклон 5 обратным током через дренажную линию 10. Сепарационные устройства: факельная емкость 1 и внешний выносной циклон 5 могут иметь отсекающую и регулирующую арматуру, а также приборы контроля расхода газа, уровня жидкости и давления в линиях и аппаратах, обеспечивающих эффективность и безопасность процесса (на схеме не показаны). Для применения заявленного изобретения к существующим факельным сепараторам и емкостям их модернизация выполняется включением в существующую компоновку внешнего выносного циклона (циклонов) согласно описанию конструкции изобретения, с возможностью установки внешнего выносного циклона как непосредственно на горизонтальную емкость, так и на отдельном основании при выполнении условия свободного дренирования капель конденсата самотеком по дренажной линии 6, для подключения которой используется подходящий патрубок или люк-лаз горизонтальной емкости 1. Обязательным условием для исключения недопустимого перепада давления на устройстве является равная пропускная способность каналов для потока газа через всю конструкцию заявленного изобретения, а именно, площадь поперечного сечения каналов для потока газ устройства должна быть не меньше площади поперечного сечения подводящего трубопровода.For this, a flare separator with a cyclone droplet eliminator is used, the design of which is shown in Fig. 1, consisting of a horizontal tank 1 having a gas inlet pipe 2, a gas outlet pipe 3 and a liquid outlet pipe 4. The horizontal tank 1 can be equipped with additional internal structural elements that increase the efficiency of gas separation from condensate drops. In series, an external remote cyclone 5 is connected to the horizontal tank 1, connecting its inlet pipe 6 to the gas outlet pipe 3 of the horizontal tank 1 through the pipeline 7. The gas flow containing small drops is spun in the tangential swirler of the external remote cyclone 5 and due to the occurrence of centripetal acceleration small drops fall onto the inner surface of the cone and flow into the lower part of the external remote cyclone 5. The gas purified from the dropping liquid is removed from the external remote cyclone 5 through the outlet pipe 8. To drain the condensate from the external remote cyclone 5, there is a drain pipe 9 and a drainage line 10, which is installed through the branch pipe 11 of the horizontal tank 1 and falls below the minimum filling level of the tank 1, and through which the separated droplet moisture flows freely from the external remote cyclone 5 and accumulates in the tank 1. The minimum filling level of the tank 1 is maintained constantly due to the nozzle cutting device removal of liquid 4 at a level above the cutoff of the drainage line 10 by an amount determined by the calculation from the condition of excluding the breakthrough of the gas flow into the external remote cyclone 5 by reverse current through the drainage line 10. Separation devices: flare tank 1 and external remote cyclone 5 can have shut-off and control valves , as well as devices for monitoring gas flow, liquid level and pressure in lines and apparatuses that ensure the efficiency and safety of the process (not shown in the diagram). To apply the claimed invention to existing flare separators and tanks, their modernization is carried out by including an external remote cyclone (cyclones) in the existing layout according to the description of the design of the invention, with the possibility of installing an external remote cyclone either directly on a horizontal tank or on a separate base when the condition of free drainage is met drops of condensate by gravity through the drainage line 6, to connect which is used a suitable branch pipe or a manhole of a horizontal tank 1. A prerequisite for eliminating an unacceptable pressure drop across the device is the equal capacity of the channels for gas flow through the entire structure of the claimed invention, namely, the area of the transverse cross-section of the channels for the gas flow of the device must not be less than the cross-sectional area of the supply pipeline.

Новым является то, что в компоновке факельного сепаратора последовательно используются внешний выносной циклон или батарея циклонов, повышающие эффективное улавливание капельной жидкости из потока газа после прохождения факельной горизонтальной емкости, обеспечивающей безопасность эксплуатации факельной системы за счет приема, удержания и отвода залповых аварийных сбросов жидких сред.What is new is that in the layout of the flare separator, an external remote cyclone or a battery of cyclones is sequentially used, which increase the effective trapping of dropping liquid from the gas stream after passing through the horizontal flare tank, which ensures the safety of the flare system by receiving, retaining and removing volley emergency discharges of liquid media.

Новым также является то, что исключение недопустимого перепада давления на устройстве обеспечивается за счет организации равной пропускной способности каналов устройства для потока факельного газа через всю конструкцию заявленного изобретения.What is also new is that the exclusion of an unacceptable pressure drop across the device is ensured by organizing an equal throughput of the device channels for the flow of flare gas through the entire design of the claimed invention.

Новым также является то, что для накопления и дегазации конденсат дренируется в горизонтальную емкость самотеком под уровень минимального заполнения горизонтальной емкости, что не требует использования дополнительных емкости и насоса.What is also new is that for accumulation and degassing, the condensate is drained into a horizontal tank by gravity below the level of the minimum filling of the horizontal tank, which does not require the use of additional tanks and a pump.

Заявленное устройство не требует серьезных вмешательств в существующее и действующее оборудование, может быть адаптировано к действующим процессам и применено на действующих факельных установках.The claimed device does not require major interventions in existing and operating equipment, can be adapted to existing processes and applied to existing flare installations.

Совокупность признаков осуществления заявляемого факельного сепаратора с циклонным каплеуловителем повышает эффективность отделения капельной жидкости из потока газа, сохраняя безопасность эксплуатации факельной системы.The set of features of the implementation of the proposed flare separator with a cyclone droplet eliminator increases the efficiency of separating the droplet liquid from the gas stream, while maintaining the safety of the flare system.

Перечисленные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения указанного технического результата.The listed features are essential and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the specified technical result.

Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники показал, что оно отличается от известных аналогов, поэтому заявленное изобретение является новым. Заявленные отличительные признаки изобретения явным образом не следуют из уровня техники, являются неочевидными для среднего специалиста в области проектирования и эксплуатации факельных систем, в связи с чем, заявленное изобретение имеет изобретательский уровень. С учетом возможности использования устройства на производстве, изобретение является промышленно применимым и позволяет сделать вывод о его соответствии критериям патентоспособности.The comparative analysis of the proposed technical solution with the identified analogues of the prior art showed that it differs from the known analogues, therefore the claimed invention is new. The claimed distinguishing features of the invention do not explicitly follow from the prior art, are not obvious to the average specialist in the design and operation of flare systems, and therefore, the claimed invention has an inventive step. Taking into account the possibility of using the device in production, the invention is industrially applicable and allows us to conclude that it meets the patentability criteria.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером применения факельного сепаратора с циклонным каплеуловителем, который наглядно демонстрирует возможность получения указанного технического результата. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия изобретения, определенные прилагаемой формулой.The present invention is illustrated by a specific example of the use of a flare separator with a cyclone mist eliminator, which clearly demonstrates the possibility of obtaining the specified technical result. Various modifications and improvements are permitted without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

Один из вариантов применения изобретения описывается далее на основе работы факельной системы (фиг. 2) установки подготовки нефти (УПН).One application of the invention is described below based on the operation of the flare system (FIG. 2) of an oil treatment unit (OTU).

Факельный газ, в результате постоянного или периодического сброса со ступеней сепарации УПН поступает в сборный коллектор 1 факельной системы УПН, где может происходить естественное охлаждение газа и конденсация паров воды и углеводородов, содержащихся в факельном газе. Таким образом, в сборный коллектор 1 периодически поступает газонефтяная смесь в виде аэрозоля и/или пены, а также нефтяная эмульсия после срабатывания устройств аварийного сброса (предохранительные клапаны сепараторов и отстойников), и далее на вход горизонтальной емкости 2 факельного сепаратора, где укрупненные капли конденсата и нефтяная эмульсия осаждаются за счет гравитации на дно горизонтальной емкости 2, жидкость накапливается, дегазируется и при достижении максимального уровня откачивается насосом 3 для утилизации на подготовку в «голову» процесса УПН. Факельный газ, освободившийся от нефтяной эмульсии и крупных капель конденсата, покидает горизонтальную емкость 2 и направляется по трубопроводу 4 во внешний выносной циклон 5, где из потока факельного газа улавливается мелкодисперсная фаза конденсата, которая свободно удаляется самотеком из корпуса внешнего выносного циклона 5 через дренажную линию 6 на дно факельной емкости 2 под минимальный уровень жидкости. Очищенный от капель газ покидает внешний выносной циклон 5 и по факельному коллектору 7 отводится на факельный стояк 8 для сжигания.Flare gas, as a result of continuous or periodic discharge from the separation stages of the OTP, enters the collection header 1 of the flare system of the OTP, where natural gas cooling and condensation of water vapor and hydrocarbons contained in the flare gas can occur. Thus, a gas-oil mixture in the form of an aerosol and/or foam, as well as an oil emulsion periodically enters the collection manifold 1 after the emergency discharge devices (safety valves of separators and settling tanks) are activated, and then to the inlet of the horizontal tank 2 of the flare separator, where the enlarged drops of condensate and oil emulsion are deposited due to gravity on the bottom of the horizontal tank 2, the liquid is accumulated, degassed and, when the maximum level is reached, it is pumped out by pump 3 for disposal for preparation at the “head” of the OPF process. The flare gas, freed from the oil emulsion and large drops of condensate, leaves the horizontal tank 2 and is directed through the pipeline 4 to the external remote cyclone 5, where the fine phase of the condensate is captured from the flare gas flow, which is freely removed by gravity from the body of the external remote cyclone 5 through the drainage line 6 at the bottom of the flare tank 2 under the minimum liquid level. The gas cleaned from drops leaves the external remote cyclone 5 and is discharged through the flare collector 7 to the flare riser 8 for combustion.

Эффективность улавливания капельной жидкости при использовании заявленного изобретения относительно известных конструкций факельных сепараторов достигается за счет того, что дополнительно к емкостному оборудованию, обеспечивающему безопасность эксплуатации факельной системы, подключено внешнее выносное циклонное устройство, заведомо обладающее высокой эффективностью разделения мелкодисперсных систем в виде аэрозолей.The efficiency of capturing droplet liquid when using the claimed invention with respect to known designs of flare separators is achieved due to the fact that, in addition to the capacitive equipment that ensures the safety of the flare system, an external remote cyclone device is connected, which obviously has a high separation efficiency of fine systems in the form of aerosols.

Использование факельного сепаратора с циклонным каплеуловителем позволяет эффективно очищать факельный газ от капельной жидкости, одновременно обеспечивая безопасную эксплуатацию факельной системы.The use of a flare separator with a cyclone droplet eliminator makes it possible to effectively clean the flare gas from dropping liquid, while ensuring the safe operation of the flare system.

Claims (4)

1. Факельный сепаратор с циклонным каплеуловителем, имеющий корпус, входной, выходной, сливной патрубки и содержащий сепарационное устройство центробежного типа, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде горизонтальной емкости, для гравитационного отделения свободной жидкости из потока газожидкостной смеси, а центробежное сепарационное устройство представлено внешним выносным циклоном для центробежного отделения капель жидкости из факельного газа, при этом внешний выносной циклон последовательно подключен к горизонтальной емкости трубопроводом, соединяющим входной патрубок внешнего выносного циклона с выходным патрубком горизонтальной емкости.1. A flare separator with a cyclone droplet eliminator, having a body, inlet, outlet, drain pipes and containing a centrifugal-type separation device, characterized in that the body is made in the form of a horizontal tank, for the gravitational separation of free liquid from the gas-liquid mixture flow, and the centrifugal separation device is represented an external remote cyclone for centrifugal separation of liquid droplets from the flare gas, while the external remote cyclone is connected in series to the horizontal tank by a pipeline connecting the inlet pipe of the external remote cyclone with the outlet pipe of the horizontal tank. 2. Факельный сепаратор с циклонным каплеуловителем по п. 1, отличающийся тем, что исключение недопустимого перепада давления на устройстве обеспечивается за счет организации равной пропускной способности каналов для потока факельного газа.2. A flare separator with a cyclone droplet eliminator according to claim 1, characterized in that the exclusion of an unacceptable pressure drop across the device is ensured by organizing an equal throughput of the channels for the flare gas flow. 3. Факельный сепаратор с циклонным каплеуловителем по п. 2, отличающийся тем, что для накопления и дегазации, конденсат дренируется в горизонтальную емкость самотеком по дренажной линии под уровень минимального заполнения горизонтальной емкости, поддерживаемого постоянно за счет устройства среза патрубка отвода жидкости на уровне выше среза дренажной линии на величину, определяемую расчетом из условия исключения прорыва потока газа во внешний выносной циклон обратным током через дренажную линию.3. A flare separator with a cyclone droplet eliminator according to claim 2, characterized in that for accumulation and degassing, condensate is drained into a horizontal tank by gravity along the drainage line to the level of the minimum filling of the horizontal tank, which is constantly maintained by the cut device of the liquid outlet pipe at a level above the cut the drainage line by the value determined by the calculation from the condition of excluding the breakthrough of the gas flow into the external remote cyclone by reverse current through the drainage line. 4. Факельный сепаратор с циклонным каплеуловителем по п. 3, отличающийся тем, что установка внешнего выносного циклона возможна как непосредственно на горизонтальную емкость, так и на отдельном основании при выполнении условия свободного дренирования капель конденсата самотеком по дренажной линии.4. A flare separator with a cyclone droplet eliminator according to claim 3, characterized in that the installation of an external remote cyclone is possible both directly on a horizontal tank and on a separate base when the condition of free drainage of condensate drops by gravity along the drainage line is met.
RU2023100445A 2023-01-12 Flare separator with cyclone droplet eliminator RU2798104C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2023100445A RU2023100445A (en) 2023-04-26
RU2798104C2 true RU2798104C2 (en) 2023-06-15

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU731993A1 (en) * 1978-11-30 1980-05-05 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Текстильный Институт Vortical dust trap for cleaning dust laden gases
DE3109607A1 (en) * 1981-03-13 1982-09-30 Ruhrkohle-Carborat GmbH, 4152 Kempen Dedusting for furnaces
US4516994A (en) * 1984-04-11 1985-05-14 Vilter Manufacturing Corporation Apparatus for separating liquid droplets from gas
RU2236282C1 (en) * 2003-05-29 2004-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" Apparatus for cleaning gas from liquid and solid admixtures
RU2310497C1 (en) * 2006-04-19 2007-11-20 Валерий Григорьевич Биндас Method of improving separation unit of gas separator and gas separator
RU2472570C1 (en) * 2011-11-16 2013-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" Gas separator
RU2571766C1 (en) * 2014-08-26 2015-12-20 Илшат Минуллович Валиуллин Gas scrubbing method and device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU731993A1 (en) * 1978-11-30 1980-05-05 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Текстильный Институт Vortical dust trap for cleaning dust laden gases
DE3109607A1 (en) * 1981-03-13 1982-09-30 Ruhrkohle-Carborat GmbH, 4152 Kempen Dedusting for furnaces
US4516994A (en) * 1984-04-11 1985-05-14 Vilter Manufacturing Corporation Apparatus for separating liquid droplets from gas
RU2236282C1 (en) * 2003-05-29 2004-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения" Apparatus for cleaning gas from liquid and solid admixtures
RU2310497C1 (en) * 2006-04-19 2007-11-20 Валерий Григорьевич Биндас Method of improving separation unit of gas separator and gas separator
RU2472570C1 (en) * 2011-11-16 2013-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" Gas separator
RU2571766C1 (en) * 2014-08-26 2015-12-20 Илшат Минуллович Валиуллин Gas scrubbing method and device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8657897B2 (en) Wet gas separator
US4872890A (en) Multi-stage gas-entrained liquid separator
CN109758850B (en) Gas-liquid coalescent filter element with preseparation function
CN101721875A (en) Oil, water and solid multi-phase separation method for natural gas
US7927394B2 (en) Apparatus and method for enhanced droplet collection in gas flows
US10105625B2 (en) Method for extending turndown in a gas-liquid separator
WO2013018029A1 (en) High flow rate separator having paired coalescer and demister
RU2475294C2 (en) Method of removing drops of contaminant from gas flow and rinsing chute
RU2798104C2 (en) Flare separator with cyclone droplet eliminator
US3483678A (en) Apparatus for removing suspended particles from gases
WO1981001110A1 (en) Horizontal vapor-liquid separator
CN209809776U (en) Gas-liquid coalescing filter element with pre-separation function
CN116042264A (en) Thermal high pressure separator and method for improving separation efficiency in a hydroprocessing unit
KR101267585B1 (en) MultiCyclone
RU2625661C1 (en) Device for collecting oil
CN214513465U (en) Combined type multistage spraying dust removal equipment
CN114426345B (en) Suspended matter separator
US6589322B2 (en) Oil seal liquid separator
RU48277U1 (en) SEPARATOR
CN201823342U (en) Oil-gas-liquid three-phase separator of manifold
RU2812620C2 (en) Flare separator with liquid storage device
ITMI20002282A1 (en) DEVICE FOR THE SEPARATION OF LIQUID AND / OR SOLID POLLUTANTS DRIVEN BY GASEOUS FLOWS
RU2776909C1 (en) Separator-drop catcher
RU211920U1 (en) SEPARATOR
RU165515U1 (en) SEPARATOR