CN106698588A - 一种多段式固气液三相旋流分离系统及分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多段式固气液三相旋流分离系统，包括油砂分离器、气液分离器、油水分离器和多条管路；所述油砂分离器设置在进料管路的末端上，且所述油砂分离器将进料管路分成砂管路和气液管路两条支路；所述气液分离器设置在气液管路的末端上，且所述气液分离器将气液管路分成气管路和液管路两条支路；所述油水分离器设置在液管路的末端上，且所述油水分离器将液管路分成油管路和水管路两条支路。本发明提供的多段式固气液三相旋流分离系统及分离方法，实现了多相介质的分离与提纯，适应了工业生产多样化需求，为后续污油、污水的处理提供了方便，优化了处理工序，降低了生产成本，可获得一定的经济效益。

Description

一种多段式固气液三相旋流分离系统及分离方法

技术领域

本发明属于多相分离技术领域，尤其涉及一种多段式固气液三相旋流分离系统及分离方法。

背景技术

目前，工业生产中，包括采出的原油、油田含油污水、冶金及机械加工制造业含油废水以及国防污水等中往往存在颗粒杂质、气、以及油和水等，倘若依然采用单一的液-液或固-液分离装置以及分离方法只能分离出其中的两相，这远远不能满足工业生产需求，况且分离出的污水中往往含有多种杂质也会增加后续处理污水的成本。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种多段式固气液三相旋流分离系统及分离方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种多段式固气液三相旋流分离系统，其特征是，包括油砂分离器、气液分离器、油水分离器和多条管路；所述油砂分离器设置在进料管路的末端上，且所述油砂分离器将进料管路分成砂管路和气液管路两条支路；所述气液分离器设置在气液管路的末端上，且所述气液分离器将气液管路分成气管路和液管路两条支路；所述油水分离器设置在液管路的末端上，且所述油水分离器将液管路分成油管路和水管路两条支路；

所述进料管路的首端是进料口、末端与油砂分离器相连，所述进料管路从首端至末端的管路上依次设置有第一压力变送器和第一电磁阀；

所述砂管路的首端与油砂分离器相连、末端是出砂口,所述砂管路从首端至末端的管路上依次设置有缓冲减压器、第二电磁阀、储砂罐、第一闸阀、砂仓和输送机；

所述气液管路的首端与油砂分离器相连、末端与气液分离器相连，所述气液管路从首端至末端的管路上依次设置有第三电磁阀、减压阀和第二压力变送器；

所述油砂分离器上设置有第一液位计；

所述气管路的首端与气液分离器相连、末端是出气口，所述气管路上设置有排气阀；

所述液管路的首端与气液分离器相连、末端与油水分离器相连，所述液管路从首端至末端的管路上依次设置有气液两相流(此处应该是实现气液两相流的装置名称)、第二闸阀、第三压力变送器、过滤器、第四压力变送器、第一流量计和第三闸阀，所述气液两相流与气液分离器之间设置有回路；

所述油管路的首端与油水分离器相连、末端是出油口,所述油管路从首端至末端的管路上依次设置有溢流阀、污油缓冲罐、压力表、第四闸阀、输油泵、第五压力变送器、止回阀和第五闸阀，所述污油缓冲罐上设置有第二液位计；

所述水管路的首端与油水分离器相连、末端是出水口,所述水管路从首端至末端的管路上依次设置有第六闸阀、第六压力变送器、第二流量计、调节阀和第七闸阀。

优选地，所述砂管路首端上的缓冲减压器与所述油砂分离器的底部相连；所述气液管路的首端与所述油砂分离器的顶部相连；所述气管路的首端与所述气液分离器的顶部相连；所述液管路的首端与所述气液分离器的底部相连；所述油管路的首端与所述油水分离器的顶部相连；所述水管路的首端与所述油水分离器的底部相连。

本发明提供的多段式固气液三相旋流分离系统，其分离方法为：

含有砂粒、凝析气、油、水等混合物的洗井水来液从进料口通过进料管路带压进入到油砂分离器中；

在油砂分离器中固体颗粒被分离收集于油砂分离器的底部再进入到缓冲减压器中，继而通过砂管路及其上的储砂罐、砂仓、输送机输送至出砂口到达砂仓回收箱中；

在油砂分离器中无固体的流体通过气液管路及其上减压阀进入到气液分离器中；

在气液分离器中凝析气从水压压裂液中分离进而通过气管路输送至出气口排出到气体处理厂作进一步处理；

在气液分离器中油水混合液体通过液管路进入到油水分离器中，在此过程中气液两相流与气液分离器之间的回路将带入液管路中的气体杂质通过气液两相流分离返回到气液分离器中继续分离；

在油水分离器中分离出的水通过水管路输送至出水口到达水处理系统中；

在油水分离器中分离出的污油进入污油缓冲罐中继而通过油管路及其上的输油泵输送至出油口到达原油处理系统中。

进一步地，油砂分离器、气液分离器和油水分离器中轻组分从顶部溢流，重组分走底流。

进一步地，与油砂分离器底部连接的缓冲减压器中充有水。

进一步地，缓冲减压器装满固体后要切换到储砂罐，储砂罐工作时，第二电磁阀关闭，然后重复此过程。

本发明的有益效果是，采用多段式固气液三相旋流分离系统及分离方法实现了多相介质的分离与提纯，适应了工业生产多样化需求，为后续污油、污水的处理提供了方便，优化了处理工序，降低了生产成本，可获得一定的经济效益。

附图说明

图1是本发明多段式固气液三相旋流分离系统的工作原理图。

其中：1-油砂分离器，2-气液分离器，3-油水分离器，4-污油缓冲罐；

1.1-第一压力变送器，1.2-第一电磁阀，1.3-缓冲减压器，1.4-第二电磁阀，1.5-储砂罐，1.6-第一闸阀,1.7-砂仓，1.8-输送机，1.9-第三电磁阀，1.10-减压阀，1.11-第二压力变送器；

2.1-第一液位计，2.2-气液两相流，2.3-第二闸阀，2.4-第三压力变送器，2.5-过滤器，2.6-第四压力变送器，2.7-第一流量计，2.8-第三闸阀，2.9-排气阀；

3.1-溢流阀，3.2-第六闸阀，3.3-第六压力变送器，3.4-第二流量计，3.5-调节阀，3.6-第七闸阀；

4.1-第二液位计，4.2-压力表,4.3-第四闸阀，4.4-输油泵，4.5-第五压力变送器，4.6-止回阀，4.7-第五闸阀；

Ⅰ-进料管路，Ⅱ-砂管路，Ⅲ-气液管路，Ⅳ-气管路，Ⅴ-液管路，Ⅵ-油管路，Ⅶ-水管路，

A-进料口，B-出气口，C-出油口，D-出水口，E-出砂口，a-回路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种多段式固气液三相旋流分离系统，包括油砂分离器1、气液分离器2、油水分离器3和多条管路；其中油砂分离器1设置在进料管路Ⅰ的末端上，且油砂分离器1将进料管路Ⅰ分成两条支路，即砂管路Ⅱ和气液管路Ⅲ；气液分离器2设置在气液管路Ⅲ的末端上，且气液分离器2将气液管路Ⅲ分成两条支路，即气管路Ⅳ和液管路Ⅴ；油水分离器3设置在液管路Ⅴ的末端上，且油水分离器3将液管路Ⅴ分成两条支路，即油管路Ⅵ和水管路Ⅶ。

具体地，进料管路Ⅰ的首端是进料口A、末端与油砂分离器1相连，其从首端至末端的管路上依次设置有第一压力变送器1.1和第一电磁阀1.2；

砂管路Ⅱ的首端与油砂分离器1相连、末端是出砂口E,其从首端至末端的管路上依次设置有缓冲减压器1.3、第二电磁阀1.4、储砂罐1.5、第一闸阀1.6、砂仓1.7和输送机1.8；

气液管路Ⅲ的首端与油砂分离器1相连、末端与气液分离器2相连，其从首端至末端的管路上依次设置有第三电磁阀1.9、减压阀1.10和第二压力变送器1.11；

其中油砂分离器1上设置有第一液位计2.1；

气管路Ⅳ的首端与气液分离器2相连、末端是出气口B，其管路上设置有排气阀2.9；

液管路Ⅴ的首端与气液分离器2相连、末端与油水分离器3相连，其从首端至末端的管路上依次设置有气液两相流2.2、第二闸阀2.3、第三压力变送器2.4、过滤器2.5、第四压力变送器2.6、第一流量计2.7和第三闸阀2.8，其中气液两相流2.2与气液分离器2之间设置有回路a；

油管路Ⅵ的首端与油水分离器3相连、末端是出油口C,其从首端至末端的管路上依次设置有溢流阀3.1、污油缓冲罐4、压力表4.2、第四闸阀4.3、输油泵4.4、第五压力变送器4.5、止回阀4.6和第五闸阀4.7，其中污油缓冲罐4上设置有第二液位计4.1；

水管路Ⅶ的首端与油水分离器3相连、末端是出水口D,其从首端至末端的管路上依次设置有第六闸阀3.2、第六压力变送器3.3、第二流量计3.4、调节阀3.5和第七闸阀3.6。

优选地，砂管路Ⅱ首端上的缓冲减压器1.3与油砂分离器1的底部相连；气液管路Ⅲ的首端与油砂分离器1的顶部相连；气管路Ⅳ的首端与气液分离器2的顶部相连；液管路Ⅴ的首端与气液分离器2的底部相连；油管路Ⅵ的首端与油水分离器3的顶部相连；水管路Ⅶ的首端与油水分离器3的底部相连。

本发明提供的多段式固气液三相旋流分离系统，其分离方法为：

含有砂粒、凝析气、油、水等混合物的洗井水来液从进料口A通过进料管路Ⅰ带压进入到油砂分离器1中；

在油砂分离器1中固体颗粒被分离收集于油砂分离器1的底部再进入到缓冲减压器1.3中，继而通过砂管路Ⅱ及其上的储砂罐1.5、砂仓1.7、输送机1.8输送至出砂口D到达砂仓回收箱中；

在油砂分离器1中无固体的流体通过气液管路Ⅲ及其上减压阀1.10进入到气液分离器2中；

在气液分离器2中凝析气从水压压裂液中分离进而通过气管路Ⅳ输送至出气口B排出到气体处理厂作进一步处理；

在气液分离器2中油水混合液体通过液管路Ⅴ进入到油水分离器3中，在此过程中气液两相流2.2与气液分离器2之间的回路a将带入液管路Ⅴ中的气体杂质通过气液两相流2.2分离返回到气液分离器2中继续分离；

在油水分离器3中分离出的水通过水管路Ⅶ输送至出水口D到达水处理系统中；

在油水分离器3中分离出的污油进入污油缓冲罐4中继而通过油管路Ⅵ及其上的输油泵4.4输送至出油口C到达原油处理系统中。

进一步地，油砂分离器1、气液分离器2和油水分离器2中轻组分从顶部溢流，重组分走底流。

进一步地，与油砂分离器1底部连接的缓冲减压器1.3中充有水，可防止凝析气进入。

进一步地，缓冲减压器1.3装满固体后要切换到储砂罐1.5，储砂罐1.5工作时，第二电磁阀1.4关闭，然后重复此过程。

本发明提供的多段式固气液三相旋流分离系统及分离方法，实现了多相介质的分离与提纯，适应了工业生产多样化需求，为后续污油、污水的处理提供了方便，优化了处理工序，降低了生产成本，可获得一定的经济效益。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种多段式固气液三相旋流分离系统，其特征是，包括油砂分离器、气液分离器、油水分离器和多条管路；所述油砂分离器设置在进料管路的末端上，且所述油砂分离器将进料管路分成砂管路和气液管路两条支路；所述气液分离器设置在气液管路的末端上，且所述气液分离器将气液管路分成气管路和液管路两条支路；所述油水分离器设置在液管路的末端上，且所述油水分离器将液管路分成油管路和水管路两条支路；

所述进料管路的首端是进料口、末端与油砂分离器相连，所述进料管路从首端至末端的管路上依次设置有第一压力变送器和第一电磁阀；

所述砂管路的首端与油砂分离器相连、末端是出砂口,所述砂管路从首端至末端的管路上依次设置有缓冲减压器、第二电磁阀、储砂罐、第一闸阀、砂仓和输送机；

所述气液管路的首端与油砂分离器相连、末端与气液分离器相连，所述气液管路从首端至末端的管路上依次设置有第三电磁阀、减压阀和第二压力变送器；

所述油砂分离器上设置有第一液位计；

所述气管路的首端与气液分离器相连、末端是出气口，所述气管路上设置有排气阀；

所述液管路的首端与气液分离器相连、末端与油水分离器相连，所述液管路从首端至末端的管路上依次设置有气液两相流、第二闸阀、第三压力变送器、过滤器、第四压力变送器、第一流量计和第三闸阀，所述气液两相流与气液分离器之间设置有回路；

所述油管路的首端与油水分离器相连、末端是出油口,所述油管路从首端至末端的管路上依次设置有溢流阀、污油缓冲罐、压力表、第四闸阀、输油泵、第五压力变送器、止回阀和第五闸阀，所述污油缓冲罐上设置有第二液位计；

所述水管路的首端与油水分离器相连、末端是出水口,所述水管路从首端至末端的管路上依次设置有第六闸阀、第六压力变送器、第二流量计、调节阀和第七闸阀。

2.如权利要求1所述的多段式固气液三相旋流分离系统，其特征是，所述砂管路首端上的缓冲减压器与所述油砂分离器的底部相连；所述气液管路的首端与所述油砂分离器的顶部相连；所述气管路的首端与所述气液分离器的顶部相连；所述液管路的首端与所述气液分离器的底部相连；所述油管路的首端与所述油水分离器的顶部相连；所述水管路的首端与所述油水分离器的底部相连。

3.如权利要求1或2所述的多段式固气液三相旋流分离系统的分离方法，其特征是，包括以下操作过程：

含有砂粒、凝析气、油、水等混合物的洗井水来液从进料口通过进料管路带压进入到油砂分离器中；

在油砂分离器中固体颗粒被分离收集于油砂分离器的底部再进入到缓冲减压器中，继而通过砂管路及其上的储砂罐、砂仓、输送机输送至出砂口到达砂仓回收箱中；

在油砂分离器中无固体的流体通过气液管路及其上减压阀进入到气液分离器中；

在气液分离器中凝析气从水压压裂液中分离进而通过气管路输送至出气口排出到气体处理厂作进一步处理；

在气液分离器中油水混合液体通过液管路进入到油水分离器中，在此过程中气液两相流与气液分离器之间的回路将带入液管路中的气体杂质通过气液两相流分离返回到气液分离器中继续分离；

在油水分离器中分离出的水通过水管路输送至出水口到达水处理系统中；

在油水分离器中分离出的污油进入污油缓冲罐中继而通过油管路及其上的输油泵输送至出油口到达原油处理系统中。

4.如权利要求3所述的多段式固气液三相旋流分离系统的分离方法，其特征是，油砂分离器、气液分离器和油水分离器中轻组分从顶部溢流，重组分走底流。

5.如权利要求3所述的多段式固气液三相旋流分离系统的分离方法，其特征是，与油砂分离器底部连接的缓冲减压器中充有水。

6.如权利要求3所述的多段式固气液三相旋流分离系统的分离方法，其特征是，缓冲减压器装满固体后要切换到储砂罐，储砂罐工作时，第二电磁阀关闭，然后重复此过程。