2.2 Эффективность газосепараторов

Весьма существенно влияют на эффективность работы газосепаратора направление и конструкция ввода смеси в него. На рис 3 представлено несколько типов ввода [8]. Менее эффективным из всех известных конструкций ввода является радиальный ввод без внутренней трубы (рис 3,а). При такой конструкции ввода рабочая площадь осаждения в плане в значительной своей части не используется вследствие наличия так называемых мертвых зон, в которых газ вращается и не участвует в общем движении, а весь поток газа при этом проходит сбоку этих зон, занимая сравнительно небольшую часть площади поперечного сечения. В связи с этим коэффициент использования рабочей площади осаждения в плане в газосепараторе с вводом подобного рода очень незначителен.

Радиальный тип ввода с внутренней трубой (рис 3,б), заглушенной на конце и имеющей прорези внизу, является более совершенным; при этом газ, выделяющийся из смеси, прежде чем подняться в верх газосепаратора, должен повернуть примерно на 180°. Это обстоятельство создает благоприятные условия для выпадения частиц жидкости, увлеченных газовым потоком.

Поток газа после поворота движется вверх газосепаратора с более равномерным распределением скоростей в его рабочей площади осаждения в плане. Во избежание разбрызгивания нефти, находящейся в газосепараторе, иногда в нижней части над уровнем жидкости устанавливают отбойное приспособление.

Рис. 3 Типы ввода смеси в газосепаратор

Радиальный ввод с внутренней трубой применяют преимущественно в газосепараторах с малыми рабочими давлениями. Осевой ввод (рис 3, в) по своей эффективности близок к радиальному с внутренней трубой.

Наиболее эффективным из известных видов следует считать ввод смеси по касательной к образующей газосепаратора (рис 3, г). При этом происходит закручивание потока в газосепараторе с образованием центробежной силы, под влиянием которой частицы жидкости, находящиеся в газовой среде, оседают на стенках газосепаратора. Кроме того, соприкосновение жидкости, поступающей в газосепаратор, с находящейся в нем происходит более плавно, с меньшими всплесками, способствующими захватыванию жидкой средой частиц газа, будут увлечены ею из газосепаратора.

Увеличение эффективности газосепаратора достигается созданием в верхней внутренней его части дополнительных развитых поверхностей из металлических конусов, сеток, решеток и пр. [9], а также из полых неметаллических тел – насадок [10] (кольца Рашига и пр.), располагаемых на металлических решетках.

3 Осушка газа

Содержание влаги в газе при его транспортировании часто вызывает серьезные эксплуатационные затруднения. При определенных внешних условиях (температуре и давлении) влага может конденсироваться, образовывать ледяные пробки и кристаллогидраты [11], а в присутствии сероводорода и кислорода вызывать коррозию трубопроводов и оборудования. Во избежание перечисленных затруднений газ осушают, снижая температуру точки росы на 5...7 °С ниже рабочей температуры в газопроводе.

При транспортировании осушенного газа трубопровод можно прокладывать на меньшую глубину, что уменьшает капиталовложения. Наибольшие трудности при транспортировании газов по магистральным газопроводам возникают при образовании кристаллогидратов. Многие газы (метан, этан, пропан, бутан, углекислый газ и сероводород), насыщенные влагой, при определенных значениях температуры и давления образуют с водой (в жидкой фазе) соединения, называемые кристаллогидратами. Если влага удалена из газа и газ оказывается ненасыщенным, кристаллогидраты не образуются.

Внешне кристаллогидраты похожи на белую снегообразную кристаллическую массу, а при уплотнении напоминают лед. Это неустойчивые соединения, которые при определенных условиях сравнительно легко разлагаются на составные части. Природный газ и вода представляют собой многокомпонентную систему, которая дает смешанные кристаллогидраты. Они устойчивее гидратов индивидуальных углеводородов. Для осушки газа применяют способы абсорбционные, т е. поглощение водяных паров жидкостями, адсорбционные, т. е. поглощение водяных паров твердыми сорбентами, и физические — простое охлаждение или охлаждение с последующей абсорбцией [12]. Широкое распространение получил абсорбционный способ осушки газа диэтиленгликолем и триэтиленгликолем [13], водные растворы которых обладают высокой влагоемкостью, нетоксичны, не вызывают коррозии металла и достаточно стабильны.

В основе способа осушки газа охлаждением лежит охлаждение при постоянном давлении. При этом избыточная влага конденсируется и отводится, а точка росы уменьшается.