分離碳氫化合物乳劑的噴嘴組件和分離碳氫化合物的方法技術

公開了用于分離流體中的碳氫化合物乳劑的噴嘴組件和相關方法。所述噴嘴組件包括沖擊板，碳氫化合物乳劑噴射到所述沖擊板，導致流體中的大型乳劑顆粒在撞擊所述沖擊板時被分解，由此允許更容易地分離乳劑的各種組成組分。在特定實施方式中，碳氫化合物乳劑撞擊所述沖擊板還暴露了乳劑流體的各種組分的干凈表面，所述干凈表面更容易與可以與所述流體混合的表面劑相互作用。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術一般涉及用于分解碳氫化合物流體中的乳劑的噴嘴組件，具體地說，涉及 其中具有用于分解原油中的碳氫化合物乳劑的可調節沖擊板的噴嘴組件。
技術介紹
在提煉分離之前的原油處理中，存在難處理的碳氫化合物乳劑經常帶來嚴重的操 作問題，導致油料損耗、污染、腐蝕、結垢或者堵塞以及昂貴的環境處理/廢物處置成本。在 原油為API比重大約為20以下、特別是API比重從7到12的重質原油時，通常存在這種碳 氫化合物乳劑。這種原油特別難于生產，并且在生產時導致提煉出現操作困難。這種難處理的碳氫化合物乳劑通常包括作為組成組分的彌散在油中的水或彌散 在水中的油、油浸濕和/或水浸濕的固體以及其他多種難于分離的組成組分。伴隨油存 在于地下地層中的一些蠟和浙青以及細微分離的無機固體諸如沙子或粘土作為乳劑穩定 劑，在油-水界面上形成防護層，阻止水滴聚集。這種難處理的乳劑帶來了嚴重的廢物 處置問題，并且代表大量的經濟浪費。先前用于分解碳氫化合物乳劑的過程在美國專利 4，938，876,5, 738，762,5, 882，506和5，948，242中公開，這些專利文件每一篇的全部內容 都包含在本說明書中。原油也會被重金屬和不希望的有機化合物諸如氧、硫和氮所污染。這些材料通常 與乳劑的有機界面間結構密切關聯，因此加劇了乳劑的難處理程度，而且也導致提煉過程 中發生腐蝕和不希望的污染。因此，通常，難于處理的重質原油在世界的許多地方都被認為是不值得生產和提 煉的。因此，需要適合用于重質原油生產油田附近的油料乳劑分解/分離技術，重質原油在 油田中從生產油井中排出，結合有大量的水和固體。本領域已知采用流體流噴嘴，諸如文氏(Venturi)噴嘴，通過噴嘴閃蒸 (flashing)乳劑并降低乳劑的壓力將碳氫化合物乳劑分解和分離成各種組成組分。
技術實現思路
本專利技術具有優勢地提供一種用于分離包含在流體中的碳氫化合物乳劑的噴嘴組 件和相關方法。寬泛地說，公開了具有一個或多個沖擊板的流體噴嘴以及使用所述噴嘴的 方法。文中公開的所述噴嘴組件和相關方法將生產的原油中的碳氫化合物乳劑分解成各種 組成組分。在一種具體實施方式中，所述噴嘴組件還允許有選擇地改變各種組成組分的回 收量。此外，在另一種具體實施方式中，所述噴嘴組件提供更大量的可提煉油料供回收并進 入提煉過程。在一種特定實施方式中，噴嘴組件包括殼體；殼體流體入口 ；殼體流體出口 ；用 于促使流體從所述殼體流體入口流向所述殼體流體出口的流動腔；設置在所述殼體流體出 口附近的噴嘴頭部，所述噴嘴頭部具有第一端和第二端，所述第一端設置在所述殼體流體 出口附近，所述第一端和所述第二端在它們之間限定流體流動通道，用于促使流體從所述第一端流向所述第二端；和沖擊板，所述沖擊板與所述噴嘴頭部的所述第二端成隔開關系 設置，以便流體流在離開所述噴嘴頭部的所述第二端的之后撞擊所述沖擊板，并且由此將 流體中的碳氫化合物乳劑分離成各種組成組分。所述噴嘴組件的進一步特征在于，所述沖 擊板可以相對于所述噴嘴頭部移動，以便所述沖擊板和所述噴嘴頭部的所述第二端之間的距離可以變化。 在來自所述噴嘴頭部的所述第二端的流體流被導向所述沖擊板并撞擊沖擊板時， 流體中的大型乳劑顆粒被具有優勢地分解。在乳劑顆粒被分解時，乳劑流體的各種組成組 分的干凈表面暴露出來。然后，這些暴露的表面更容易與可以與所述流體混合的任何反乳 化劑相互作用。在另一方面，包含在流體中的碳氫化合物乳劑可以通過下述步驟分解讓流體經 過流體流噴嘴的第一區段而在流體中產生壓力降；讓流體經過流體流噴嘴的第二膨脹區 段，匯聚流體的定向流；和在流體流噴嘴的第三區段內，將流體偏離沖擊板，以便流體中的 碳氫化合物乳劑分離成各種組成組分。在一種特定實施方式中，所述方法進一步包括步驟 在將流體偏離所述沖擊板的步驟之前，調節所述沖擊板的位置。附圖說明圖1是用于分離碳氫化合物乳劑的噴嘴組件的具體實施方式的部分截面視圖；圖2是用于圖1所示噴嘴組件的支撐板的頂視圖；圖3是沿著線3-3截取的圖1所示噴嘴組件的截面圖；圖4是圖1所示噴嘴組件的沖擊板的頂視圖；圖5是用于圖1所示噴嘴組件的噴嘴頭部的具體實施方式的平面圖；圖6是用于圖1所示噴嘴組件的噴嘴頭部的具體實施方式的透視圖；圖7是用于圖1所示噴嘴組件的噴嘴頭部的具體實施方式的分解透視圖；圖8是用于圖1所示噴嘴組件的噴嘴頭部的具體實施方式的分解截面透視圖。具體實施例方式雖然將根據優選實施方式描述本專利技術，但是應該理解，用意并非將本專利技術限制于 這些實施方式。相反，用意在于覆蓋可以包括在由附帶的權利要求書所限定的本專利技術的精 神和范圍內的全部替代方案、改型方案和等同方案。現在參照圖1至4，提供了噴嘴組件20。噴嘴組件20優選包括低摩擦等熵噴嘴， 該噴嘴包括殼體22和與殼體流體入口 26和殼體流體出口 28流體連通的殼體流動腔24。 帶有按壓塞頭31的調節構件30設置在殼體流動腔24內，以便可以控制或調解經由殼體流 動腔24流過的流體。殼體流體出口 28與噴嘴頭部40流體連通。如圖5至6所示，噴嘴頭部40包括截頭錐形部分42，該部分42在第一端42較窄 而在第二端46較寬。換句話說，截頭錐形部分42的外徑和內徑可變并且擴張，就是說從第 一端44向著第二端46逐漸變大。截頭錐形部分42優選具有光滑的拋光內表面，以便于流 體加速和以最小的摩擦損耗進行閃蒸。回頭參照圖1至4，噴嘴頭部40借助支撐板50固緊到殼體22。支撐板50可以利 用本領域已知的設備或方法連接到殼體22，例如利用焊接或利用緊固件諸如螺栓100。支撐板50還包括用于將支撐板50固緊例如到閃蒸鼓、也稱為閃蒸分餾器或閃蒸器(文中未示出，但是在美國專利4，938，876,5, 738，762,5, 882，506和5，948，242中有更為詳細的描 述)的設備，諸如螺栓120。支撐板50包括用于插入并固緊噴嘴頭部40的開口 52。在圖1至4所示具體實施方式中，乳劑流體在第一端44進入噴嘴頭部40的截頭 錐形部分42，并經由開口 77在第二端46離開噴嘴頭部40的截頭錐形部分42。在另一種 實施方式(未示出)中，第二端46可以包括噴嘴40的額外柱狀部分，該額外柱狀部分的外 側并非截頭錐形，而是具有恒定外徑。流體流被加速，并且流體在噴嘴頭部40的截頭錐形部分42內側出現壓力降。來 源于該壓力降的能量優選通過流體的加速而轉化為動能。隨著噴嘴頭部40內的壓力降低， 流體發生膨脹，并且沸點最低的流體組成組分在噴嘴頭部40的截頭錐形部分發生閃蒸，結 果是流體向著噴嘴40的開口 77和/或通過開口 77進一步加速。在離開開口 77之后，加速的乳劑流線被導向沖擊板70的前面部75并撞擊前面部 75。在來自噴嘴頭部40的流體流撞擊沖擊板70時，流體中的較大乳劑顆粒具有優勢地被 分解。在乳劑顆粒被分解時，暴露出乳劑流體各組成組分的干凈表面。然后所述暴露表面 更容易和可以與所述流體混合的表面劑相互作用。利用動能結合突然膨脹的熱力學效應實現了被加速乳劑流線的分離效果。穿過噴 嘴頭部40第一端44的壓力降將流體流線加速，而熱力學膨脹產生流體流線的持續加速度。一個或多個連接構件60沿著噴嘴頭部40的外壁表面設置，從而將沖擊板70可釋 放本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于分離流體中的碳氫化合物乳劑的噴嘴組件，包括：殼體；殼體流體入口；殼體流體出口；用于促使流體從所述殼體流體入口流向所述殼體流體出口的流動腔；具有第一端和第二端的噴嘴頭部，所述第一端設置在所述殼體流體出口附近，所述第一端和所述第二端在它們之間限定流體流動通道，用于促使流體從所述第一端流向所述第二端；和沖擊板，所述沖擊板與所述噴嘴頭部的所述第二端成隔開關系設置，以便離開所述噴嘴頭部的所述第二端的流體流撞擊所述沖擊板，并且由此將流體中的碳氫化合物乳劑分離。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肯尼斯E德伯里，克雷格R格林，
申請(專利權)人：尤尼普瑞能源公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]