Сепарация. 2_Солдаткин_сепарация. Модуль ii сепарация Нежелательные компоненты
 Скачать 1.27 Mb.
|
Модуль IIСепарацияНежелательные компонентыПГ и ПНГ содержат: пары воды – (понижение температуры, рост давления) образование газовых гидратов, которые (особенно в зимнее время) забивают трубы, вентили и другое оборудование; кислые газы (H2S и СО2) - (особенно в присутствии влаги) высокое коррозионное действие, отравление катализаторов; H2S и продукты сгорания ядовиты, вредное воздействие на окружающую среду; механические примеси (песок, окалины из труб и т.д.) капельная жидкость (масла, нефть, углеводородный конденсат, вода) Капли жидкости и механические примеси оказывают ударное воздействие на движущиеся части газовых компрессоров, затрудняют дальнейшую переработку газа, могут забить трубы и оборудование. Подготовки газа для его дальнейшего компримирования; Сепарация газа в различных сепараторах производится с целью: Снижения гидравлических сопротивлений; Подготовки топливного газа, который используется как топливо; Снижения количества влаги в газе (как следствие улучшение осушки газа, предотвращение гидратообразования, недопущение снижения эффективности работы технологического оборудования); Сепарацией газа называют процесс отделения от газообразной фазы жидкой фазы (нефти, воды, конденсата) и механических примесей. Сепараторы условно можно подразделить на следующие категории:по характеру основных действующих сил: гравитационные, инерционные, центробежные, ультразвуковые и т.д. по геометрической форме: цилиндрические, сферические; по назначению: замерные и сепарирующие; по положению в пространстве: вертикальные, горизонтальные и наклонные; Трехфазные служат для разделения потока на 3 фазы (газ, конденсат, вода) По технологическому назначению сепараторы делятся на: Двухфазные применяются для разделения продукции на жидкую и газовую фазу Сепараторы первой ступени сепарации рассчитаны на максимальное содержание газа в потоке и давление I ступени сепарации; Сепараторы-делители потока используются, когда необходимо разделить выходящую из них продукцию на потоки одинаковой массы С предварительным отбором газа: раздельный ввод жидкости и газа По рабочему давлению: среднего давления - 2,5 – 4МПа; вакуумные (давление ниже атмосферного). высокого давления - 6МПа; низкого давления - до 0,6МПа; отражательные устройства (пластины прямоугольной или круглой формы, полусферы), устанавливаемые на входе в сепаратор; Предназначается для отделения основной части жидкости (нефти, газового конденсата, воды) от входящего газожидкостного потока, для обеспечения высокоэффективной предварительной сепарации и равномерного распределения потока по сечению аппарата применяют конструктивные устройства: Основная сепарационная секция тангенциальный ввод потока, при котором жидкость под действием центробежной силы отбрасывается к стенке сосуда и стекает по ней, а газ распределяется по сечению аппарата и выводится; конструкции, позволяющие осуществить раздельный ввод газа и жидкости в сепаратор. встроенный циклон, устанавливаемый на входе в горизонтальный сепаратор; Осадительная секцияВ этой секции в газонефтяных сепараторах происходит дополнительное выделение пузырьков газа из жидкости. В газовых сепараторах жидкость в данной секции отделяется под действием гравитационных сил, а газ движется в сосуде с относительно низкой скоростью. В газовых сепараторах некоторых конструкций для снижения турбулентности применяют различные устройства — пластины, цилиндрические и полуцилиндрические поверхности.Секция сбора жидкостиСлужит для сбора жидкости, из которой почти полностью в предыдущих секциях выделился газ при температуре и давлении в сепараторе. Однако некоторое количество газа в ней имеется. Для сепараторов объем данной секции выбирают так, чтобы он позволил удержать отсепарированную жидкость в течение времени, необходимого для выхода пузырька газа на поверхность и вторичного попадания в газовый поток.Секция каплеулавливанияПредназначена для улавливания частиц жидкости в уходящем из сепаратора газе.Секция состоит обычно из отбойных устройств (насадок) различного вида — керамических колец, жалюзи, пакетов из плетеной проволочной сетки и т. д. Критерием эффективности отделения капельной жидкости от газа является величина удельного уноса жидкости, которая должна находиться в пределах от 10 до 50 мг/м3 газа.равномерная загрузка насадки по площади ее поперечного сечения допустимая скорость набегания газа Эффективность работы отбойных насадок зависит от нескольких факторов, основными из которых являются: определенное количество жидкости, поступающей с газом В конструкциях сепараторов должны предусматриваться элементы, предотвращающие образование пены и гасящие ее, а также снижающие вредное влияние пульсации газожидкостного потока на сепарацию жидкости и газа. Схема устройства горизонтального сепаратораВнутрикорпусные устройства сепараторовРис. 1 - Входная перегородка Рис. 2 - Центробежное входное устройство Рис. 3 - Лопастной каплеотбойник Рис. 4 - Сетчатый каплеотбойник Рис. 5 - Антизавихрители Газосепаратор с центробежными элементами Газосепаратор с центробежными патрубками. Аппарат предназначен для очистки природного газа от жидкости и механических примесей на входных, промежуточных и концевых ступенях сепарации установок осушки, низкотемпературной сепарации, переработки газа. Преимущества: - высокая эффективность очистки от жидкости в большом интервале изменения производительности и давления; - простота конструкции и эксплуатации; - пониженное гидродинамическое сопротивление аппарата;
Технические характеристики: Эффективность очистки: - при начальном содержании жидкости до 200 г/м3 99,5 %; - унос жидкости из концевых ступеней, г/м 3 до 0,02; - гидравлическое сопротивление, МПа до 0,015. Сепараторы снабжены: - эффективными узлами входа, выполняющими функции предварительной сепарации жидкости улавливания мехпримесей; - коагулятором мелкодисперсного аэрозоля (для концевых ступеней сепарации); - высокоэффективными центробежными элементами прямоточной конструкции (для концевых ступеней сепарации). Газосепаратор тонкой очистки газов Газосепаратор тонкой отчистки газов. Аппарат предназначен для высокоэффективной очистки газа от капельной жидкости и механических примесей. Преимущества: - высокая степень очистки от механических примесей и жидкости; - съемные центробежные и сепарационные элементы. Эффективность очистки: - унос жидкости, не более, г/м 3 0,005-0,01; - унос мехпримесей, г/м 3 0,04; - содержание жидкости в газе на входе, г/м 3 200; - гидравлическое сопротивление, МПа 0,03. Неочищенный газ поступает в аппарат через радиально расположенный штуцер на отбойную пластину узла входа газа для частичного отделения крупных капель жидкости, сетчатый коагулятор позволяет укрупнить более мелкие капли жидкости. За счет центробежного эффекта, созданного узлом входа газа, на корпусе аппарата осаждаются капли жидкости и механические частицы, которые стекают в сборник примесей через кольцевую щель между корпусом и защитным листом. После предварительной очистки газ проходит тарелку с центробежными элементами, где происходит отделение капельной жидкости и механических примесей от газа за счет центробежных сил. Очищенный газ выходит из верхней части элементов, а жидкость и механические примеси опускаются в бункер, откуда выводятся через трубу слива в сборник примесей аппарата. Газ после центробежных элементов проходит решетку с сепарационными элементами, где происходит окончательная очистка газа. Жидкость, унесенная газом на верхнюю сепарационную тарелку, стекает через сливную трубу в сборник жидкости. При необходимости аппарат может быть снабжен внутренним или наружным подогревателем. Газосепаратор сетчатый Газосепаратор сетчатый: аппарат предназначен для окончательной очистки природного и нефтяного попутного газа от жидкости (конденсата, ингибитора гидратообразования, воды) в промысловых установках подготовки газа к транспорту на газо- и нефтеперерабатывающие заводы. Преимущества: - высокая эффективность очистки от жидкости в большом интервале изменения производительности и давлений; - простота конструкции и эксплуатации; Эффективность очистки: - унос жидкости, не более, г/м3 0,015; - содержание жидкости в газе на входе, не более, г/м3 200; - гидравлическое сопротивление, МПа до 0,015; - диаметр, мм от 300 до 2400. Неочищенный газ поступает в аппарат через радиально расположенный штуцер на отбойную пластину узла входа газа для частичного отделения крупных капель жидкости. Сетчатый коагулятор позволяет укрупнить более мелкие капли жидкости. За счет центробежного эффекта, созданного узлом входа газа, на корпусе аппарата осаждаются капельки жидкости, которые стекают в сборник жидкости через кольцевую щель между корпусом и защитным листом. После предварительной очистки газ проходит сепарационную насадку, где происходит отделение капельной жидкости от газа. Очищенный газ выводится из аппарата через штуцер выхода газа. Жидкость собирается в нижней части аппарата. Уровня жидкости в сепараторе. Слой жидкости внизу сепаратора является гидрозатвором. Физико-химических свойств сырья: вязкости, способности к пенообразованию. Конструктивных особенностей сепаратора: способ ввода, наличие полок, каплеуловительных насадок и др. Эффективность процесса сепарации зависит от: Средней скорости газа в свободном сечении сепаратора Расходов нефтегазовой смеси: при большом расходе увеличивается коэффициент уноса. Для уменьшения уноса следует увеличить количество сепараторов. Давления и температуры в сепараторе. Эффективность процесса сепарации Схема вертикального газового сепаратора 1 – корпус; 2 – ввод газа; 3 – коагулятор; 7 – сетчатая насадка; 4 – выход газа; 6 – вывод конденсата; 5 – установочный вход для манометра. Схема горизонтального газового сепаратора 1-корпус, 2-ввод газа, 3-блок коалесцирующих насадок, 4-устройство распределения и коалесценции, 5-вывод газового конденсата, 6-выход газа с устройством улавливания капельной жидкости Схема горизонтального газового сепаратора Очистка газов от механических примесейИсточники механических примесей в газе – это остатки строительного мусора, продукты коррозии внутренних поверхностей труб, арматуры и аппаратов; грунт, попавший в газопроводы при проведении ремонтных работ; частицы керна и так далее. Наиболее крупные частицы примеси содержатся в газопроводах в начальных периодах эксплуатации, когда газовым потоком из труб выносятся остатки строительного мусора. Через один – два года эксплуатации размер твердых частиц уменьшается. Для обеспечения нормальной работы оборудования газ необходимо очистить от механических примесей. Этот процесс осуществляется с применением специальных пылеуловителей и в комбинации при разделении газожидкостных потоков в обычных сепараторах. колоннах По принципу работы аппараты для очистки газа от механических примесей подразделяются на следующие: работающие по принципу «сухого» отделения пыли; в таких аппаратах отделение пыли происходит в основном с использованием сил гравитации и инерции; к ним относятся циклонные пылеуловители, гравитационные сепараторы, различные фильтры (керамические, тканевые, металлокерамические и другие); использующие принцип электроосаждения; данные аппараты почти не применяют для очистки природного газа. работающие по принципу «мокрого» улавливания пыли; в этом случае удаляемая из газа взвесь смачивается промывочной жидкостью, которая отделяется от газового потока, выводится из аппарата для регенерации и очистки и затем возвращается в аппарат; к ним относятся вертикальные и горизонтальные масляные пылеуловители и другие; Выбор типа пылеуловителя зависит от размера частиц и требуемой степени очистки. Частицы размером от 100 до 500 мкм улавливаются в осадительных расширительных камерах и циклонах. Объемные сепараторы практически отделяют только крупнодисперсную пыль размерами частиц 50-100 мкм. Для улавливания частиц от 1 до 100 мкм используют циклоны, мокрые пылеуловители, керамические и металлокерамические фильтры. Частицы размером менее 1 мкм находятся в броуновском движении и не осаждаются под действием сил тяжести. Такая взвесь может быть уловлена в электрофильтрах и мокрых пылеуловителях. В последних в качестве орошения должна использоваться жидкость с хорошей смачивающей способностью. Промысловые очистные аппараты работают в основном по принципу выпадения взвеси под действием силы тяжести при уменьшении скорости потока газа или по принципу использования действия центробежных сил при специальной закрутке потока. Принцип работы масляных пылеуловителей основан на поглощении механических примесей и капельной углеводородной жидкости при прохождении газа через слой масла. Через период, определяемый в основном количеством механических примесей в газе, происходит насыщение масла. После чего требуется замена поглотительной жидкости. Для повышения эффективности выделения примесей широкое применение нашли также фильтры – сепараторы. Эти аппараты представляют собой обычные сепараторы с осадочными элементами, которые способствуют укрупнению капель при прохождении через них продукции. Загрязненный газ обычно не поступает непосредственно на элементы фильтра, а проходит предварительно через стояк. Это исключает эрозию фильтрующих элементов. Одновременно стояк служит как распределитель потока и отделения крупных частиц, которые собираются в жидкостном отстойнике первой ступени. После стояка газ проходит через фильтрующие элементы, где отделяются как твердые частицы, так и крупные капли жидкости, а мелкие капли жидкости соединяются в крупные. Газ с капельками жидкости поступает во вторую ступень фильтра и затем – во влагоотделитель, где крупные капли жидкости отделяются и жидкость отводится в отстойник второй ступени. Фильтры – сепараторы изготавливаются как в вертикальном, так и в горизонтальном исполнении, с широким набором фильтрующих материалов. Содержание механических примесей в газе не должно превышать 5 мг/м3. Для очистки газа от механических примесей применяют как масляные пылеуловители, так и циклонные сепараторы. Масляные пылеуловители можно использовать в качестве сепараторов на установках, где вместе с газом поступают взвешенные капли конденсата углеводородов и влаги. |