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KR100939460B1 - 다단계 유체 분리 장치 및 방법 - Google Patents

다단계 유체 분리 장치 및 방법 Download PDF

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KR100939460B1
KR100939460B1 KR1020047010438A KR20047010438A KR100939460B1 KR 100939460 B1 KR100939460 B1 KR 100939460B1 KR 1020047010438 A KR1020047010438 A KR 1020047010438A KR 20047010438 A KR20047010438 A KR 20047010438A KR 100939460 B1 KR100939460 B1 KR 100939460B1
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KR
South Korea
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fluid
condensable
fluid separation
solidified
vessel
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KR1020047010438A
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KR20040070294A (ko
Inventor
바커힐레곤다
테르하르막스로베르트안토니
오키모토프레드토시오
톈크빌린크코넬리스안토니
Original Assignee
쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이.
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Publication date
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Application filed by 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. filed Critical 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이.
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Abstract

각각 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질 농후 유체 출구 (8) 를 갖는 1 이상의 1 차 가스 냉각 장치 (1), 및 수직 관형부 (10) 를 가지며, 상기 응축가능물질 농후 유체를 관형부 (10) 로 접선 방향으로 분사하는 2차 유체 분사관 (3) 을 통해 상기 1 차 가스 냉각 장치 (1) 의 응축가능물질 농후 유체 출구 (8) 에 연결되는 2 차 유체 분리 용기 (2) 를 포함하며,
액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질의 3 차 스트림 (17) 은 중력과 원심력에 의해 용기의 관형부 (10) 의 내면을 따라서 선회하면서 하방으로 유동하여, 상기 응축가능물질을 수집하기 위해 상기 용기 (2) 의 바닥 또는 바닥 부근에 배치된 액체 수집 탱크 (19) 내로 들어가며, 상기 탱크 (19) 에는 응고된 응축가능물질의 양을 감소시키기 위해 3 차 혼합물을 가열하기 위한 1 이상의 가열기 (20) 와 탱크로부터 3 차 혼합물을 배출하기 위한 1 이상의 출구 (23, 26) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 다단계 유체 분리 장치가 개시되어 있다.

Description

다단계 유체 분리 장치 및 방법{MULTISTAGE FLUID SEPARATION ASSEMBLY AND METHOD}
본 발명은 다단계 유체 분리 장치 및 방법에 관한 것이다.
여러 오일, 가스 또는 오일 및 가스 발생 웰 (well) 에서, 웰 유출물은 원유, 천연 가스 (메탄), 물, 소금물, 응축물, 황, 황화수소 및 다른 성분을 함유하는 복합 유체 혼합물을 포함할 수 있다.
제조시, 웰 유출물은 팽창하며, 일반적으로 섭씨 100 내지 200 도의 저장 온도로부터 상당히 낮은 대기 온도 또는 해저 온도까지 냉각된다.
이 때문에, 제조 관형부와 장치에서 다양한 성분의 응축 및/또는 응고가 발생되고 발생시킨다. 수산화물, 왁스 및/또는 아스팔트 침적물이 형성된다.
US 특허 4,026,120 에는, 초크에서 웰 유출물을 냉각시키고, 소위 'LTX' (저온 팽창) 용기내로 냉각된 웰 유출물을 분사하여 웰헤드 (wellhead)에서 제조된 웰 유출물로부터 응축, 응고 또는 응축 및 응고가능한 성분을 제거하는 방법이 개시되어 있으며, 상기 LTX 용기에서 물, 왁스, 아스팔트 및 수산화물과 같은 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 성분은, 이들을 펌프 작용가능한 액체 슬러리를 생성하기 위해 약 섭씨 20 도로 가열하는 바닥으로 떨어지고, 그 다음 LTX 용기의 바닥부에서 액체 배출관으로 펌프 작용하게 된다. 가스 성분은 LTX 용기의 상단부 부근의 가스 출구관을 통해 LTX 용기로부터 제거된다.
US 특허 4,208,196 는 웰 유출물이 초크에서 우선 팽창 없이 분사되는 LTX 용기를 개시하고 있다. 공지된 LTX 용기에는 웰 유출물이 원심력에 의해 가스 성분으로부터 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 성분의 분리를 강화하도록 수직 배향된 관형 입구부가 제공된다. 관형 입구부에는, LTX 탱크의 바닥에 액체 수집 영역으로 입구부에서 유도된 선회 팽창을 억제하기 위해 그 하단부에 격자 구조가 제공되어 덮이게 된다. 관형 입구부는 원통형 및 수평 분리 탱크 내부에 위치되며, 이 탱크에서 중력 분리에 의해 물과 오일이 수집되고 서로로부터 분리되며, 탱크의 하부 부근의 분리된 물 및 오일 배출 튜브를 통해 실질적으로 분출된다. 가스 성분은, 관형 입구부로부터 분리 탱크 내로 격자 다운을 통해 유동하게 되고, 입구부로부터 일정한 거리로 분리 탱크의 상방으로부터 제거된다.
국제 특허 출원 PCT/NL00/00382 은, 용기의 내부 및 외부 역류 선회가 용기의 중심 및 외주변 부근에 배치된 역류 선회 분리 날개에 의해 가스 혼합물로부터 액체 또는 고체와 같은 무거운 성분을 분리하기 위한 분리 용기를 개시하고 있다. 이 공지된 장치의 단점은 선회 분리 날개가 오염되기 쉽다는 것이다.
국제 특허 출원 PCT/EP98/04178 은, 초음속 노즐에서 초음속으로 가속된 결과로서 단열 팽창에 의해 발생된 웰 유출물이 철저하게 냉각되는 초음속 싸이클론 관성 분리기를 개시하고 있다. 초음속 노즐에서 발생된 선회는 가벼운 가스 성분으로부터 응축, 응고 또는 응축 및 응고된 무거운 성분을 분리한다. 응축가 능물질이 고갈된 가스 성분은 중심 1 차 가스 출구관을 통해 분리기로부터 배출되고, 응축가능물질 농후 성분이 노즐의 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 신장하는 1 이상의 2 차 출구관으로부터 배출된다.
초음속 싸이클론 관성 분리기의 2 차 응축가능물질 농후 유체 출구는 LTX 용기와 연결될 수 있고, 분사된 액화 및/또는 응고된 응축가능물질 농후 성분의 높은 속도는 LTX 용기의 중력 분리 효과의 감소된다. 청구항 1 내지 17 의 전제부에 따른 다단계 유체 분리 장치 및 방법은 US 특허 2,825,423 에 공지되어 있다. 공지된 장치에서 유체는, 분사된 유체의 압력과 속도가 변동하는 경우, 2 차 분리 용기에서 보텍스와 2 차 분리 용기의 분리 성능의 불안정을 유발할 수 있는 단일 2 차 유체 분사관을 통해 2 차 분리 용기의 관형부로 분사된다.
본 발명의 목적은, 초음속 및/또는 아음속 싸이클론 관성 분리기와 같은 1 이상의 가스 냉각 장치의 액화 및/또는 응고된 응축가능물질 농후 유체 출구에 LTX 형의 분리 용기가 연결되어, 싸이클론 관성 분리기와 같은 가스 냉각 장치의 성능과 LTX 분리 용기의 성능 사이에서 공동 효과가 얻어지는 복합 다단계 유체 분리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 싸이클론 관성 분리기와 같은 가스 냉각 장치와 종래의 LTX 용기의 병합 보다 더 콤팩트한 복합 다단계 유체 분리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 싸이클론 관성 분리기와 같은 다수의 가스 냉각 장치가 비교적 짧은 액화된 그리고/또는 응축가능물질 농후 유체 출구관에 의해 단일의 콤팩트한 LTX 용기에 연결되어 이러한 2 차 출구관에서 고체, 왁스 및/또는 수산물이 침적되는 위험이 최소화되는 복합 다단계 유체 분리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질 농후 유체 출구를 갖는 1 차 가스 냉각 장치, 및
중심 축선이 실질적으로 수직 또는 경사진 관형부를 가지며, 상기 1 차 가스 냉각 장치의 응축가능물질 농후 유체 출구에 연결되는 2 차 유체 분리 용기를 포함하며,
상기 용기의 정상 작동시 응축가능물질 농후 유체는 용기의 관형부의 중심 축선 주위를 선회하게 되어, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질의 3 차 스트림은 중력과 원심력에 의해 용기의 관형부의 내면을 따라서 선회하면서 하방으로 유동하여, 상기 응축가능물질을 수집하기 위해 상기 용기의 바닥 또는 바닥 부근에 배치된 액체 수집 탱크 내로 들어가며, 상기 탱크에는 응고된 응축가능물질의 양을 감소시키기 위해 3 차 혼합물을 가열하기 위한 1 이상의 가열기와 탱크로부터 3 차 혼합물을 배출하기 위한 1 이상의 출구가 제공되며, 다수의 1 차 가스 냉각 장치의 다수의 2 차 유체 분사관이 일정한 원주 방향 간격으로 2 차 유체 분리 용기의 관형부에 연결되며, 상기 2 차 유체 분사관은 사용시 응축가능물질 농후 유체를 적어도 부분적으로 접선 방향으로 2 차 유체 분리 용기의 내부로 분사하는 것을 특징으로 하는 다단계 유체 분리 장치가 제공된다.
2 차 유체 분리 용기의 관형부에는, 관형부의 중심 축선 또는 그 축선 부근에 위치된 입구를 가지며, 3 차 가스 입구가 2 차 유체 분리 용기의 관형부의 상단부를 통과하여 신장하는 3 차 가스 도관이 설치되는 것이 바람직하다.
적절하게는, 2 차 유체 분리 용기는 관형부의 상부에 장착된 돔형 또는 디스크형 상부를 가지며, 3 차 가스 출구관은 실질적으로 관형부의 중심 축선에 동축으로 배치되고 상부의 중심을 통과한다.
바람직하게는, 싸이클론 유체 분리기와 같은 1 이상의 1 차 냉각 장치의 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질 농후 유체 출구는, 응축가능물질 농후 유체는 부분적으로 접선 방향으로 2 차 유체 분리 용기의 관형부 내로 분사하는 2 차 유체 분사관과 연결된다.
또한, 바람직하게는, 2 차 유체 분리 용기의 관형부의 중심 축선은 실질적으로 수직으로 배향되고, 2차 유체 분사관은 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질 농후 유체를 2 차 유체 분리 용기의 내부 안으로 적어도 부분적으로 접선 방향으로 그리고 부분적으로 하방으로 분사한다.
적절하게는, 액체 수집 탱크는 중심 축선과 실질적으로 동축이며, 2 차 유체 분리 용기의 상부 이상의 내부 폭을 갖는 상기 용기의 컵형 관형 하부로 형성되고, 보텍스 브레이커 (vortex breaker) 는 관형부의 하부와 액체 수집 탱크 사이의 2 차 유체 분리 용기의 내부에 배치된다.
장치에는, 장치 내에 얼음, 왁스 및/또는 수산화물과 같은 응고된 응축가능물질의 침적을 억제하도록 2 차 유체 분사 튜브와 보덱스 브레이커와 같은, 1 이상의 장치 성분에 20 내지 200 KHz 의 주파수의 초음파 진동을 부과하는 1 이상의 초음파 진동 변환기가 제공될 수 있다.
액체 수집 탱크는, 탱크에서 액체 유체 및 고체 유체 혼합물을 섭씨 15 도 이상의 온도로 가열하도록 구성된 가열 튜브의 그리드 (grid) 가 제공될 수 있다.
1 이상의 1 차 가스 냉각 장치는, 실질적으로 등엔트로피 팽창에 의해 유체 혼합물이 섭씨 0 도 이하의 온도로 냉각되는 팽창 노즐을 구비하는 1 차 싸이클론 관성 분리기를 포함하며, 상기 팽창 노즐 안에서는 유체는 1 이상의 선회 분리 날개에 의해 확산 출구부 안으로 선회하게 되며, 상기 확산 출구부에는 중심의 1 차 응축가능물질 고갈 유체 출구관 및 외부의 2 차 응축가능물질 농후 유체 출구관이 설치될 수 있다.
싸이클론 관성 분리기와 같은 적절한 각 1 차 가스 냉각 장치는, 노즐 내에서 초음속으로 유체 혼합물을 가속하여 실제로 유체는 섭씨 - 20 이하의 온도로 노즐을 통과하도록 구성되는 팽창 노즐을 포함한다.
본 발명에 따른 유체 분리 장치는, 다수의 1 차 싸이클론 관성 분리기를 포함하며, 이 분리기의 팽창 노즐들은 2 차 유체 분리 용기의 관형부의 중심 축선에 실질적으로 평행하고 등거리에 있으며, 또한 상기 분리기의 2 차 응축가능물질 농후 유체 출구는 2 차 유체 분사관에 연결되어 있고, 이 분사관은 일정한 원주 방향 간격으로 또한 적어도 부분적으로 접선 방향으로 2 차 유체 분리 용기의 관형부의 벽을 가로지르며, 각 2 차 유체 분사관의 길이는 4 m 이하이다.
가스 냉각 장치는 가스가 팽창에 의해 가속되고 냉각되는 줄 톰슨 밸브로서 공지된 초크를 포함할 수 있어, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질 농후 유체가 발생하고 결과적으로 2 차 유체 분리 용기로 공급된다.
본 발명은 또한 다단계 유체 분리 장치에서 유체 혼합물로부터 응축가능한 성분을 분리하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
1 이상의 1 차 가스 냉각 장치 안으로 유체 혼합물을 분사하는 단계, 및
관형부를 갖는 2 차 유체 분리 용기 안으로 응축가능물질 농후 유체 성분의 스트림을 분사하는 단계를 포함하며,
상기 가스 냉각 장치 안에서 유체 혼합물은 팽창 및 냉각되며, 응축가능한 성분은 액화, 응고 또는 액화 및 응고되고, 선택적으로 원심력에 의해 가스 성분으로부터 분리되며, 응축가능물질 농후 유체 성분의 스트림이 2 차 유체 출구로 보내지며,
상기 관형부의 중심 축선은 실질적으로 수직 또는 경사져 있으며, 응축가능물질 농후 유체는 용기의 관형부의 중심 축선 주위를 선회하게 되어, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질의 3 차 혼합물은 중력과 원심력에 의해 용기의 관형부의 내면을 따라서 선회하면서 하방으로 유동하여 상기 응축가능물질을 수집하기 위해 상기 용기의 바닥 또는 바닥 부근에 배치된 액체 수집 탱크 내로 들어가며, 상기 탱크에서 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질의 3 차 혼합물이 수집되고 응고된 응축가능물질의 양을 감소시키 위해 가열되며, 상기 탱크로부터 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 성분은 1 이상의 출구를 통해 배출되며, 다수의 1 차 가스 냉각 장치의 다수의 2 차 유체 분사관이 일정한 원주 방향 간격으로 2 차 분리 용기의 관형부에 연결되며, 상기 2 차 유체 분사관은 응축가능물질 농후 유체를 적어도 부분적으로 접선 방향으로 2 차 유체 분리 용기의 내부로 분사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다단계 유체 분리 장치의 적절한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 설명된다.
도 1 은, 4 개의 1 차 싸이클론 관성 분리기가 수직으로 배향된 관형의 2 차 유체 분리 용기 내로 응축가능물질 농후 유체 혼합물을 배출하는, 본 발명에 따른 다단계 유체 분리 장치의 적절한 제 1 실시예의 개략적인 수직 분리 단면도.
도 2 는, 도 1 의 다단계 유체 분리 장치의 평면도.
도 3 은, 2 개의 1 차 싸이클론 관성 분리기가 수평으로 배향된 관형의 2 차 유체 분리 용기 내로 응축가능물질 농후 유체 혼합물을 배출하는, 본 발명에 따른 다단계 유체 분리 장치의 다른 적절한 실시예의 개략적인 수직 분리 단면도.
도 4 는, 위로부터 본 1 차 싸이클론 관성 분리기를 가로로 취하는 도 3 의 다단계 유체 분리 장치의 수평 단면도.
도 5 는 1 차 가스 냉각 장치가 줄 톰슨 밸브로 공지된 초크로 이루어진 단순화된 다단계 유체 분리 장치의 개략적인 수평 단면도.
도 6 은 도 5 에 도시된 장치의 개략적인 수직 단면도.
도 1 에는, 2 차 유체 분사관 (3) 에 의해 2 차 유체 분리 용기 (2) 에 연결된 1 차 싸이클론 관성 분리기 (1) 가 도시되어 있다.
1 차 싸이클론 관성 분리기 (1) 는 천연가스, 수증기, 응축물, 수산화물 및 다른 응축가능한 성분이 발생되는 천연 가스 제조 웰의 웰헤드 (도시되지 않음) 에 연결된 유체 입구 (4) 를 포함한다.
1 차 분리기 (1) 내로 유동하는 유체 혼합물은, 우선적으로 노즐 (5) 에서 고속, 바람직하게는 초음속으로 가속되고, 바람직하게는 섭씨 - 20 도 이하로 냉각되어, 단열 팽창에 의해 수증기 및/또는 다른 응축가능물질이 응축, 응고 또는 응축 및 응고되고 이어서 경사 날개 (6) 에 의해 선회 유동하게 되어, 냉각된 유체 혼합물은 원심력에 의해 응축가능물질 고갈 천연 가스의 중심 플럭스와 응축가능물질 농후 유체의 환상 외부 플럭스로 분리된다.
응축가능물질 고갈 천연 가스의 중심 플럭스는 중심의 1 차 응축가능물질 고갈 출구 (7) 를 통해 가스 분배 도관 (도시되지 않음) 으로 배출되고, 화살표 (9) 로 나타낸 바와 같이, 응축가능물질 농후 유체의 환상 외부 플럭스는 환상의 응축가능물질 농후 유체 배출 챔버 (8) 를 통해 2 차 유체 분사관 (3) 안으로 배출된다.
2차 유체 분사관 (3) 은, 응축가능물질 농후 유체를 실질적으로 건조 가스, 물 그리고 액화 탄화수소 및 수산화물로 더 분리하기 위해, 2 차 유체 분리 용기 (2) 의 수직부 (10) 내로 공급한다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 일련의 4 개의 1 차 관성 분리기 (1, 1B, 1C 및 1D) 는, 일련의 4 개의 2차 유체 분사관 (3, 3B, 3C 및 3D) 을 통해 응축가능물질 농후 유체를 2 차 유체 분리 용기 (2) 의 수직 관형부 (10) 내로 접선 방향으로 공급한다.
도 1 은 1 차 관성 분리기 (1) 와 2 차 유체 분리 용기 (2) 의 개략적인 수직 단면도이며, 다른 3 개의 1 차 관성 분리기 (1B, 1C 및 1D) 가 점선으로 도시되어 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 2 차 유체 분리 용기 (2) 는, 수직 관형부 (10) 아래에 3 차 액체 스트림이 수집되고 더 분리되는 대경 바닥부 (11), 관형부 (10) 와 바닥부 (11) 사이에 위치된 보텍스 브레이커 (12), 그리고 3 차 가스 출구관 (14) 이 관형부 (10) 안으로 들어갈 때 통과하는 돔형 상부 (13) 를 포함한다.
3 차 가스 출구관 (14) 의 입구 (15) 는, 2차 유체 분사관 (3) 이 2 차 유체 분리 용기 (2) 의 관형부 (10) 내로 진입한 높이 아래에 위치된다.
2차 유체 분사관 (3) 을 통해 관형부 (10) 내로 분사된 유체는, 화살표 (17) 로 나타낸 바와 같이, 위에서 볼 때 반시계 방향으로 관형부 (10) 의 내벽을 따라 순환한다. 액체, 고체 또는 액체 및 고체 성분의 3 차 스트림은 관형부 (10) 의 내부의 외주변에 모이고, 중력에 의해 보텍스 브레이커 (12) 의 외주의 측면을 따라 환상 갭 (16) 을 통해 2 차 유체 분리 용기 (2) 의 대경 바닥부 (11) 내의 액체 수집 탱크 (19) 안으로 떨어진다.
2차 유체 분사관 (3, 3B, 3C 및 3D) 을 통해 관형부 (10) 내로 분사된 유체 혼합물의 저밀도 가스 성분은, 관형부 (10) 의 중심 부근에 모이고, 3 차 가스 출구 (14) 로 상방으로 유동한다. 2차 유체 분사관 (3, 3B, 3C 및 3D) 이 관형부 (10) 내로 유체를 분사하는 높이 아래에 3 차 가스 출구 (14) 의 입구 (15) 가 배치되어 있기 때문에, 가스 성분은 위에서 볼 때 반대되는 시계 방향 와류 (18) 로서 선회하게 된다. 히르시 - 랜킨 (Hirsh - Rankin) 효과에 의해 응축가능물질의 외부 스트림 (17) 의 반대 방향으로 순환하는 실질적으로 건조 가스의 시계 방향 순환 와류 (18) 는, 액체, 고체 또는 액체 및 고체 성분으로부터 건조 가스의 분리를 더욱 향상시킨다. 보텍스 브레이커 (12) 는 원뿔형이며, 보텍스 브레이커 (12) 의 상부는 건조 가스의 시계 방향 회전 중심 와류 (18) 를 위한 보텍스 시커 (vortex seeker) 로서 기능한다.
관형부 (10) 는 용기의 내부의 플러깅 (plugging), 오염 또는 플러깅 및 오염의 위험을 최소화하기 위한 회전 부여 날개가 없는 실질적으로 개방된 용기이다.
액체 수집 탱크 (19) 에는, 수집된 액체 성분과 고체 성분을 실질적으로 섭 씨 15 내지 25 도 사이의 일정한 온도로 유지하는 가열 코일 (20) 이 설치된다. 이 온도에서 왁스 및 수산화물은 용융되고, 액체 수집 탱크의 물 위에 부유하여, 왁스, 수산화물, 응축물 및 다른 탄화수소 액체의 상부층 (21) 은 물의 하부층 (22) 위에 부유한다.
물 (H2O) 은 액체 수집 탱크 (19) 의 하부에서 물 배출관 (23) 을 통해 배출되고, 왁스, 수산화물, 응축물 및 다른 탄화수소의 혼합물은, 액체 수집 탱크 (19) 의 상부 림 (24) 을 넘어, 탄화수소 액체 배출관 (26) 이 설치된 환상 탄화수소 액체 수집 구역 (25) 내로 유동한다. 물 배출관 (23) 에는 물/탄화수소 액체 경계면 (27) 이 실질적으로 일정한 높이로 유지되도록 제어하는 밸브 (도시되지 않음) 가 장착된다.
선택적으로, 2차 유체 분사관 (3, 3B, 3C 및 3D) 과 2 차 유체 분리 용기 (2) 의 수직 관형부 (10) 의 벽과 보텍스 브레이커 (12) 가 가열되고, 그리고/또는 이들 요소에 왁스, 스케일 및 수산화물 그리고 다른 오염 물질이 쌓이는 것을 억제하기 위해 초음파 진동 변환기 (도시되지 않음) 가 설치된다. 바람직하게, 초음파 진동 변환기는, 오염물질을 떨어뜨리기 위해 오염물질에 민감한 상기 요소의 벽을 20 내지 200 KHz 의 주파수로 진동시킨다.
본 발명에 따른 다단계 분리 장치의 콤팩트한 구성은 갑판공간이 한정되어 있는 오프쇼어 (offshore) 플랫폼에 매우 적합하게 사용될 수 있으며, 오염에 취약하고 어떤 오염물질을 제거하기 위해 가열 및 진동될 수 있는 짧은 2차 유체 분사관 (3, 3B, 3C 및 3D) 및 2 차 유체 분리 용기 (2) 내의 작은 표면 영역의 존재는, 물, 수산화물, 왁스 및/또는 응축, 응고 또는 응축 및 응고가능한 다른 성분의 최대량이 관련된 주변 2차 유체 분사관 (3, 3B, 3C 및 3D) 과 2 차 유체 분리 용기 (2) 를 방해하지 않고 응축, 응고 또는 응축 및 응고되도록, 섭씨 - 20 도 이하 또는 심지어 - 40 이하의 아주 낮은 온도로 습가스가 단열 냉각되는 1 차 싸이클론 분리기의 사용을 가능케 한다.
도 3 및 4 에는, 본 발명에 따른 다단계 유체 분리 장치의 다른 적절한 구성이 도시되어 있으며, 2 개의 1 차 싸이클론 관성 분리기 (31 및 31A) 는, 2차 유체 분사관 (33 및 33A) 을 통해 응축가능물질 농후 유체 혼합물을 접선 방향으로 2 차 유체 분리 용기 (32) 의 수직 관형 상부 (30) 안으로 배출한다.
2 개의 1 차 싸이클론 관성 분리기 (31 및 31A) 는 수평으로 배치되어 있다는 점을 제외하고는 도 1 및 2 에 도시된 1 차 싸이클론 관성 분리기 (1 - 1D) 와 유사하며, 또한 습가스 출구 (34) 와 노즐 (35, 35A) 을 포함한다. 상기 노즐 안에서 천연 습가스 스트림은 바람직하게는 초음속 또는 음속에 가까운 속도로 가속되어 섭씨 - 20 내지 - 40 의 온도로 단열 냉각되어, 물 및 응축, 응고 또는 응축 및 응고가능한 다른 성분은 응축, 응고 또는 응축 및 응고되고, 냉각된 유체 혼합물은 1 이상의 회전 부여 날개 (36, 36A) 에 의해 선회되고, 원심력에 의해 중앙 가스 출구 (37, 37A) 를 통해 배출되는 실질적으로 건조 가스의 중심 플럭스와, 환상 수집 구역 (38, 38A) 을 통해 2차 유체 분사관 (33 및 33A) 으로 배출되는 응축가능물질 농후 유체의 환상 플럭스로 분리된다.
2 차 유체 분리 용기 (32) 는 수직 관형 상부 (30) 아래에 액체가 수집되고 더 분리되는 기다란 수평 관형 하부 (41), 관형 상부 (30) 와 관형 하부 (41) 사이에 위치된 보텍스 브레이커 (42), 그리고 3 차 가스 출구관 (44) 이 관형 상부 (38) 내로 들어오면서 통과하는 돔형 캡 (43) 을 포함한다.
3 차 가스 출구관 (44) 의 입구 (45) 는 2차 유체 분사관 (33 및 33A) 이 2 차 유체 분리 용기 (32) 의 관형 상부 (30) 내로 진입한 높이 아래에 위치된다.
2차 유체 분사관 (33 및 33A) 을 통해 관형 상부 (30) 내로 분사된 유체는, 화살표 (47) 로 나타낸 바와 같이, 위에서 볼 때 시계 방향으로, 관형 상부 (30) 의 내벽을 따라서 순환한다. 액체, 고체 또는 액체 및 고체 성분은 관형부 (30) 의 내부의 외주변에 모이고, 중력에 의해 보텍스 브레이커 (42) 의 외주면을 따라 환상 갭 (46) 을 통해 2 차 유체 분리 용기 (32) 의 대경 바닥부 (41) 내로 떨어진다.
2차 유체 분사관 (33 및 33A) 을 통해 관형 상부 (30) 내로 분사된 유체 혼합물의 저밀도 가스 성분은, 관형부 (30) 의 중심 부근에 모이고, 3 차 가스 출구 (44) 로 상방으로 유동된다. 2차 유체 분사관 (33) 이 관형부 (30) 내로 유체를 분사하는 높이 아래에 3 차 가스 출구 (44) 의 입구 (45) 가 배치되어 있기 때문에, 가스 성분은 위에서 볼 때 반대되는 반시계 방향 와류 (48) 로서 가스 성분을 회전하게 한다. 응축가능물질의 외부 스트림 (47) 의 반대 방향으로 순환하는 실질적으로 건조 가스의 반시계 방향 순환 와류 (48) 는 액체, 고체 또는 액체 및 고체 성분으로부터 건조 가스의 분리를 더욱 향상시킨다. 보텍스 브레이커 (42) 는 원뿔형이며, 보텍스 브레이커 (42) 의 상부는 건조 가스의 반시계 방향 회전 중심 와류 (48) 를 위한 보텍스 시커로서 기능한다.
액체 수집 탱크 (49) 에는, 수집된 액체 성분과 고체 성분을 실질적으로 섭씨 15 내지 45 도 사이의 일정한 온도로 유지하는 가열 코일 (50) 이 설치된다. 이 온도에서 왁스 및 수산화물은 용융되고, 액체 수집 탱크의 물 위에 부유하여, 왁스, 수산화물, 응축물 및 다른 탄화수소 액체의 상부층 (51) 은 물의 하부층 (52) 위에 부유한다. 거품 상부층 (51) 은 또한 액체 탄화수소의 재증발을 최소화하여, 2차 유체 분리 용기 (2) 의 내부의 상부에서 탄화수소의 이슬점 (dewpoint) 을 낮게 유지한다.
물 (H2O) 은 액체 수집 탱크 (49) 의 바닥부에서 물 배출관 (53) 을 통해 배출되고, 왁스, 수산화물, 응축물 및 다른 탄화수소의 혼합물은, 액체 수집 탱크 (49) 의 우측에 있는 벌크헤드 (58) 의 상부 림 (54) 을 넘어, 탄화수소 액체 배출관 (56) 에 설치된 탄화수소 액체 수집 구역 (55) 내로 유동한다. 물 배출관 (53) 에는 물/탄화수소 액체 경계면 (57) 이 실질적으로 일정한 높이로 유지되도록 제어하는 밸브 (도시되지 않음) 가 설치된다.
선택적으로, 2차 유체 분사관 (33 및 33A) 과 2 차 유체 분리 용기 (32) 의 수직 관형부 (30) 의 벽과 보텍스 브레이커 (42) 가 가열되고, 그리고/또는 이들 요소에 왁스, 스케일 및 수산화물 그리고 다른 오염 물질이 쌓이는 것을 억제하기 위해 초음파 진동 변환기 (도시되지 않음) 가 설치된다. 바람직하게, 초음파 진동 변환기는, 오염물질을 떨어뜨리기 위해 오염물질에 민감한 상기 요소의 벽을 20 내지 200 KHz 의 주파수로 진동시킨다.
액체 수집 탱크 (49) 의 큰 부피와 수평한 표면 영역은, 분리된 물과 액화 탄화수소 성분의 액체 속도를 낮추어, 액체와 탄화수소 상의 최적의 중력 분리가 탱크 (49) 에서 일어난다.
벌크헤드 (58) 는 2차 유체 분리 용기 (32) 의 관형 바닥부 (41) 에서부터 제거될 수 있고, 탄화수소 액체 출구 (56) 는 탄화수소 액체의 거품 상부층 (51) 의 상부면 바로 아래에서 상기 관형 바닥부 (41) 의 측벽을 통과할 수 있다.
도 5 및 6 에는, 4 개의 접선 방향 2 차 유체 분사관 (63, 63B, 63C 및 63D) 세트에 의해 2 차 유체 분리 용기 (62) 와 연결된 4 개의 1 차 냉각 장치 (61, 61B, 61C 및 61D) 세트가 도시되어 있다.
각 1 차 냉각 장치는, 천연가스, 수증기, 응축물, 수산화물 및 다른 응축가능한 성분의 혼합물이 발생되는 천연 가스 발생 웰의 웰헤드 (도시되지 않음) 에 연결되어 있는 유체 입구 (64) 를 포함한다.
각 1 차 냉각 장치 (61, 61B, 61C 및 61D) 내로 유동하는 유체 혼합물은, 벤투리, 쵸크 또는 쥴 톰슨 밸브와 같은 유동 제한부 (65) 에서 높은 속도, 바람직하게는 초음속으로 가속되어, 바람직하게는 섭씨 - 20 도 이하로 냉각되고, 수증기 및/또는 다른 응축가능물질은 단열 팽창의 결과로 응축, 응고 또는 응축 및 응고되어, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질 농후 유체 혼합물이 좁은 2 차 유체 분사관 (63, 63B, 63C 및 63D) 내로 유동된다.
각 2차 유체 분사관 (63, 63B, 63C 및 63D) 은, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질 농후 유체를 실질적으로 건조가스, 물 및 액화 탄화수소 및 수산화물로 분리하기 위해, 높은 속도로 2 차 유체 분리 용기 (62) 의 수직부 (70) 에 공급한다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 일련의 4 개의 1 차 관성 분리기 (61, 61B, 61C 및 61D) 는, 일련의 4 개의 2차 유체 분사관 (63, 63B, 63C 및 63D) 을 통해 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 농후 유체 혼합물을 2 차 유체 분리 용기 (62) 의 수직 관형부 (70) 내로 접선 방향으로 공급한다.
도 6 은, 제 1 차 관성 분리기 (61 및 61C) 와 2 차 유체 분리 용기 (62) 의 개락적인 수직 단면도이다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 2 차 유체 분리 용기 (62) 는 수직 관형부 (70) 아래에 3 차 액체 스트림이 수집되고 더 분리되는 바닥부 (71), 관형부 (70) 와 바닥부 (71) 사이에 위치된 보텍스 브레이커 (72), 그리고 3 차 가스 출구관 (74) 이 관형부 (70) 안으로 들어가면서 통과하는 돔형 상부 (73) 를 포함한다.
3 차 가스 출구관 (74) 의 입구 (75) 는 2차 유체 분사관 (63, 63A, 63B 및 63C) 이 2 차 유체 분리 용기 (62) 의 관형 상부 (70) 내로 진입한 높이 아래에 위치된다.
2차 유체 분사관 (63) 을 통해 관형 상부 (70) 내로 분사된 유체는, 위에서 볼 때 반시계 방향으로, 화살표 (77) 로 나타낸 바와 같이, 관형 상부 (70) 의 내벽을 따라서 순환한다. 액체, 고체 또는 액체 및 고체 성분의 3 차 스트림은 관형부 (70) 의 내부의 외주변에 모이고, 중력에 의해 보텍스 브레이커 (72) 의 외주의 측면을 따라 환상 갭 (76) 을 통해 2 차 유체 분리 용기 (62) 의 대경 바닥부 (71) 내의 액체 수집 탱크 (79) 로 떨어진다.
2차 유체 분사관 (63, 63B, 63C 및 63D) 을 통해 관형부 (70) 내로 분사된 유체 혼합물의 메탄 (CH4) 과 같은 저밀도 가스 성분은, 관형부 (70) 의 중심 부근에 모이고, 3 차 가스 출구 (74) 로 상방으로 유동한다. 2차 유체 분사관 (63, 63B, 63C 및 63D) 이 관형부 (70) 내로 유체를 분사하는 높이 아래에 3 차 가스 출구 (74) 의 입구 (75) 가 배치되어 있기 때문에, 일반적으로 가스 성분은 위에서 볼 때 시계 방향 와류 (78) 로서 회전하게 한다. 히르쉬 - 랜킨 효과에 의해 응축가능물질의 외부 스트림 (77) 의 반대 방향으로 순환하는 실질적으로 건조 가스의 시계 방향 순환 와류 (78) 는 액체 고체 또는 액체 및 고체 성분으로부터 건조 가스의 분리를 더욱 향상시킨다. 보텍스 브레이커 (72) 는 원뿔형이며, 보텍스 브레이커 (72) 의 상부는 건조 가스의 시계 방향 회전 중심 와류 (48) 를 위한 보텍스 시커로서 기능한다.
2차 유체 분리 용기 (62) 의 바닥부 (71) 에는, 수집된 액체 성분 및 고체 성분을 실질적으로 섭씨 15 및 25 도 사이의 일정한 온도로 유지하는 가열 코일 (80) 이 설치된다. 이 온도에서 왁스와 수산화물은 용융되고, 액체 수집 탱크의 물 위에 부유하며, 왁스, 수산화물, 응축물 및 다른 탄화수소 (CxHy) 액체의 상부층 (81) 은 물의 하부층 (82) 위에 부유한다.
물 (H2O) 은 2차 유체 분리 용기 (62) 의 바닥에서 물 배출관 (64) 을 통해 배출되고, 왁스, 수산화물, 응축물 및 다른 탄화수소 (CxHy) 의 혼합물은, 중앙 탄화수소 액체 배출관 (83) 을 통해 배출된다. 배출관 (83 및 84) 에는 물/탄화수소 액체 경계면 (87) 이 실질적으로 일정한 높이로 유지되도록 제어될 수 있는 밸브 (도시되지 않음) 가 설치된다.
필요하면 물과 탄화수소는, 2차 유체 분리 용기 (62) 의 하류에 있는 분리 유닛 (도시되지 않음) 에서 더 분리되기 위해 2차 유체 분리 용기 (62) 의 바닥에 있는 단일 액체 입구를 통해 2차 유체 분리 용기 (62) 로부터 배출될 수 있다.
선택적으로, 2차 유체 분사관 (63, 63B, 63C 및 63D) 과 2 차 유체 분리 용기 (62) 의 수직 관형부 (70) 의 벽과 보텍스 브레이커 (72) 가 가열되고, 그리고/또는 이들 요소에 왁스, 스케일 및 수산화물 그리고 다른 오염 물질이 쌓이는 것을 억제하기 위해 초음파 진동 변환기 (도시되지 않음) 가 설치된다. 바람직하게, 초음파 진동 변환기는, 오염물질을 떨어뜨리기 위해 오염물질에 민감한 상기 요소의 벽을 20 내지 200 KHz 의 주파수로 진동시킨다.
본 발명에 따른 다단계 유체 분리 장치는 또한 가스 스트림으로부터 고체 입자를 분리하는데 유용하다. 가스 냉각 장치에서, 고체 입자는 액화된 응축가능물질의 액적 성장을 촉진하는 핵으로서 역활한다. 고체 입자는 액화된 응축가능물질과 함께 2 차 유체 분리 용기의 액체 수집 탱크로 유동하여, 2 차 유체 분리 용기의 상방으로부터 배출되는 응축가능물질 고갈 실질적인 건조 가스의 3 차 스트림으로부터 분리된다.

Claims (18)

  1. 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축 가능물질 농후 유체 출구를 갖는 1 차 가스 냉각 장치 (1, 31, 61), 및
    중심 축선이 실질적으로 수직 또는 경사진 관형부 (10, 30, 70) 를 가지며, 상기 1 차 가스 냉각 장치 (1, 31, 61) 의 상기 응축가능물질 농후 유체 출구에 연결되는 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 를 포함하며,
    상기 용기 (2, 32, 62) 의 정상 작동시 응축가능물질 농후 유체는 용기의 관형부 (10, 30, 70) 의 중심 축선 주위를 선회하게 되어, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질의 3 차 스트림 (17, 77) 은 중력과 원심력에 의해 용기의 관형부 (10, 30, 70) 의 내면을 따라서 선회하면서 하방으로 유동하여, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질의 3 차 혼합물을 수집하기 위해 상기 용기의 바닥 또는 바닥 부근에 배치된 액체 수집 탱크 (11, 41, 71) 내로 들어가며, 상기 탱크 (11, 41, 71) 에는 응고된 응축가능물질의 양을 감소시키기 위해 3 차 혼합물을 가열하기 위한 1 이상의 가열기 (20, 52, 80) 및 탱크 (11, 41, 71) 로부터 3 차 혼합물을 배출하기 위한 1 이상의 출구 (23, 26, 53, 56, 83, 84) 가 제공되는 다단계 유체 분리 장치에 있어서,
    다수의 1 차 가스 냉각 장치 (1, 31, 61) 의 다수의 응축가능물질 농후 유체 출구가 일정한 원주 방향 간격으로 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 관형부 (10, 30, 70) 에 연결되며, 상기 응축가능물질 농후 유체 출구는 사용시 응축가능물질 농후 유체를 적어도 부분적으로 접선 방향으로 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 내부로 분사하고,
    보텍스 브레이커 (12, 42, 72) 가 관형부 (10, 30, 70) 의 하단부와 액체 수집 탱크 (11, 41, 71) 사이에서 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 다단계 유체 분리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 액체 수집 탱크 (11, 41, 71) 는 저밀도 액체 성분을 위한 상부 액체 출구 (26, 56, 83) 와 고밀도 액체 성분을 위한 하부 액체 출구 (23, 53, 84) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 관형부 (10, 30, 70) 에는, 관형부 (10, 30, 70) 의 중심 축선 또는 그 중심 축선 부근에 위치된 입구를 갖는 3 차 가스 출구관 (14, 44, 74) 이 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 는 관형부 (10, 30, 70) 의 상부에 장착된 돔형 또는 디스크형 상부 (13, 43, 73) 를 가지며, 3 차 가스 출구관 (14, 44, 74) 은 관형부의 중심 축선에 실질적으로 동축으로 배치되고 상기 상부를 관통해 있는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 1 이상의 1 차 가스 냉각 장치 (1, 31, 61) 의 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질 농후 유체 출구는, 사용시 응축가능물질 농후 유체를 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 관형부 (10, 30, 70) 내로 적어도 부분적으로 접선 방향으로 분사하는 2 차 유체 분사관 (3, 33, 63) 과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 2 차 분리 용기의 관형부 (10, 30, 70) 의 중심 축선은 실질적으로 수직으로 배향되고, 상기 다수의 2 차 유체 분사관 (3, 33, 63) 은 사용시에 응축가능물질 농후 유체를 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 내부 안으로 적어도 부분적으로 접선 방향으로 그리고 부분적으로 하방으로 분사하는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 액체 수집 탱크 (11, 41, 71) 는, 중심 축선과 실질적으로 동축이며 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 상부 (10, 30, 70) 보다 넓은 내부 폭을 갖는 상기 용기의 컵형 관형 하부로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 유체 분리 장치 내에 얼음, 왁스 또는 수산화물과 같은 응고된 응축가능물질이 쌓이는 것을 저지하기 위해 상기 장치의 1 이상의 요소에 초음파 진동을 부여하기 위한 1 이상의 초음파 진동 변환기가 제공되는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  10. 제 5 항 또는 제 9 항에 있어서, 적어도 2 차 유체 분사관 (3, 33, 63) 과 보텍스 브레이커 (12, 42, 72) 에는 초음파 진동 변환기가 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 초음파 진동 변화기는 20 내지 200 KHz 사이의 주파수로 장치의 1 이상의 요소를 진동시키는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 액체 수집 탱크 (11, 41, 71) 에는, 탱크 내의 액체 유체 및 고체 유체 혼합물을 섭씨 15 도 이상의 온도로 가열하도록 구성된 가열 튜브 (20, 52, 80) 의 그리드가 제공되는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  13. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 9 항, 제 11 항 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 각 가스 냉각 장치는, 실질적으로 등엔트로피 팽창에 의해 유체 혼합물이 섭씨 0 도 이하의 온도로 냉각되는 팽창 노즐 (5, 35) 을 구비하는 1 차 싸이클론 관성 분리기 (1, 31) 를 포함하며, 상기 팽창 노즐 안에서는 유체는 1 이상의 선회 부여 날개 (6, 36) 에 의해 확산 출구부 (8, 38) 안으로 선회하게 되며, 상기 확산 출구부에는 중심의 1 차 응축가능물질 고갈 유체 출구 (7, 37) 및 외부의 2 차 응축가능물질 농후 유체 출구가 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 각 1 차 싸이클론 관성 분리기 (1, 31) 는 팽창 노즐 (5, 35) 을 포함하며, 이 팽창 노즐 내에서 유체 혼합물은 초음속으로 가속되어 사용시 노즐을 통과하는 유체의 온도가 섭씨 - 20 이하로 냉각되는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 다수의 1 차 싸이클론 관성 분리기 (1, 31) 를 포함하며, 이 분리기의 팽창 노즐 (5, 35) 들은 2 차 유체 분리 용기 (2, 32) 의 관형부 (10, 30) 의 중심 축선에 실질적으로 평행하고 등거리에 있으며, 또한 상기 분리기의 2 차 응축가능물질 농후 유체 출구는 2 차 유체 분사관 (3, 33) 에 연결되어 있고, 이 2 차 유체 분사관은 일정한 원주 방향 간격으로 또한 적어도 부분적으로 접선 방향으로 2 차 유체 분리 용기 (2, 32) 의 관형부 (10, 30) 의 벽을 가로지르며, 각 2 차 유체 분사관 (3, 33) 의 길이는 4 m 이하인 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  16. 제 1 항에 있어서, 가스 냉각 장치는 줄 톰슨 밸브와 같은 초크 (65) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분리 장치.
  17. 다수의 1 차 가스 냉각 장치 (1, 31, 61) 의 다수의 응축가능물질 농후 유체 출구가 일정한 원주 방향 간격으로 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 관형부 (10, 30, 70) 에 연결되며, 상기 응축가능물질 농후 유체 출구는 응축가능물질 농후 유체를 적어도 부분적으로 접선 방향으로 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 내부로 분사하고, 보텍스 브레이커 (12, 42, 72) 가 관형부 (10, 30, 70) 의 하단부와 액체 수집 탱크 (11, 41, 71) 사이에서 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 의 내부에 배치되는 다단계 유체 분리 장치에서 유체 혼합물로부터 응축가능한 성분을 분리하는 방법으로서,
    1 이상의 1 차 가스 냉각 장치 (1, 31, 61) 안으로 유체 혼합물을 분사하는 단계, 및
    관형부 (10, 30, 70) 를 갖는 2 차 유체 분리 용기 (2, 32, 62) 안으로 응축가능물질 농후 유체 성분의 스트림을 분사하는 단계를 포함하며,
    상기 가스 냉각 장치 안에서 유체 혼합물은 팽창 및 냉각되며, 응축가능한 성분은 액화, 응고 또는 액화 및 응고되고, 선택적으로 원심력에 의해 가스 성분으로부터 분리되며, 응축가능물질 농후 유체 성분의 스트림은 2 차 유체 분사관 (3, 33, 63) 으로 보내지며,
    상기 관형부의 중심 축선은 실질적으로 수직 또는 경사져 있으며, 응축가능물질 농후 유체는 용기의 관형부의 중심 축선 주위를 선회하게 되어, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질의 3 차 혼합물은 중력과 원심력에 의해 용기의 관형부의 내면을 따라서 선회하면서 하방으로 유동하여 용기의 바닥 또는 바닥 부근에 배치된 액체 수집 탱크 (11, 41, 71) 내로 들어가며, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 응축가능물질의 3 차 혼합물은 상기 탱크에 모이고 응고된 응축가능물질의 양을 감소시키 위해 가열되며, 액화, 응고 또는 액화 및 응고된 성분은 1 이상의 출구 (23, 26, 53, 56, 83, 84) 를 통해 탱크로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 다단계 유체 분리 장치에서 유체 혼합물로부터 응축가능한 성분을 분리하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 유체 혼합물은, 1 이상의 1 차 싸이클론 관성 분리기 (1, 31)를 포함하는 가스 냉각 장치에서 섭씨 0 도 이하의 온도로 냉각되어 액상의 탄화수소 응축물 및 가스 수산화물이 응축, 응고 또는 응축 및 응고되는 천연가스 스트림이며, 그리고 3 차 유체 혼합물은 물, 얼음, 탄화수소 응축물 및 가스 수산화물을 포함하고, 3 차 유체 수집 탱크 (11, 41, 71) 에서 가스 수산화물의 양을 감소시키도록 섭씨 15 도 이상의 온도로 가열되며, 탱크로부터 저밀도 탄화수소 응축물이 상부 액체 출구 (26, 56, 83) 를 통해 배출되고, 고밀도 액상 성분은 하부 액체 출구 (23, 53, 84) 를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 다단계 유체 분리 장치에서 유체 혼합물로부터 응축가능한 성분을 분리하는 방법.
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