2. Төмен температуралы сепарациялау қондырғысын сипаттау

Төмен температуралы сепарация (ТТС) қондырғысында температурасы төмен газдыконденсатты қоспаны бір рет кондесациялау жолымен құрамынан сұйық көмірсуларды бөліп алу процесі жүреді.

Газды дайындау кезіндегі оның температурасы газдың изоэнтальпиялы немесе изоэнтропиялы ұлғаюы және ауамен салқындату аппараттарын қолдану нәтижесінде төмендейді.

ТТС қондырғыларының тиімді жұмыс жасауына шиікізат газдың құрамы, температурасы, қысымы, қондырғының тиімділігі және сепарациялау сатысы әсер етеді.

ТТС технологиясы кез келген климаттық аумаққа жарамды, 97% дейінгі конденсатты бөліп алу дәрежесін қамтамасыз етеді. Сондықтан газдыконденсатты кен орындарында табиғи газды өңдеудің төмен температуралы тәсілі кең таралған.

ТТС қондырғыларының артықшылықтары:

• еркін қысым айырымасы болған жағдайда төмен капиталдық салымдар және эксплуатациялық шығындар;

• сепарация процесімен қатар газды магистральды газ құбырларымен тасымалдауға қажетті шық нүктесіне дейін құрғату процесі орындалады;

• қондырғыларды эксплуатациялау және оларға техникалық қызмет көрсету жеңіл, сондықтан қызметкерлер біліктілігі орта дәрежелі болуы жеткілікті;

• технологиялық процесті өндірістік жағдайда автоматтандырудың және реттеудің жеңілдігі;

• қабаттағы газ қысымының төмендеуіне байланысты технологияны біртіндеп толықтыру және жетілдіру мүмкіндігі.

ТТС қондырғыларының кемшіліктері:

• дроссельденген қысым мен температура кезіндегі қажетті компоненттерді ажыратудың бастапқы қоспа құрамына тәуелділігі, яғни газдың құрамы жеңілдесе және ТТС температурасы жоғарыласа процестің тиімділігі төмендейді;

• еркін қысым айырымы таусылғаннан кейін салқындату көзін ауыстыру арқылы қондырғыда реконструкция жасау қажеттілігі;

• гидрат түзілу ингибиторын қолдану қажеттілігі.

Газды кешенді дайындау қондырғыларында екісатылы және үшсатылы ТТС схемалары қолданылады. Сепарациялау сатысына байланысты қоспа құрамынан бөлініп алынатын салмақталған тамшылар өлшемдері өзгереді:

• кіріс аумағында газ ағынындағы диаметрі 100-1000 мкм аралығындағы тамшылар;

• сепарацияның бірінші сатысынан кейін диаметрі 30-150 мкм тамшылар;

• сепарацияның екінші сатысынан кейін диаметрі 1-50 мкм аралығындағы ең ұсақ тамшылар.

ТТС қондырғысы келесі элементтерден тұрады:

• гидрат түзілу ингибиторын алдын – ала бүрку және регенерациялау жүйелері;

• рекуперацялы жылу алмастырғыш;

• бір немесе бірнеше сепаратор;

• салқындатқыш құрылғылар;

• конденсатты тұрақтандыру жүйесі.

Газдыконденсатты ұңғымаларды ұзақ уақыт эксплуатациялау кезінде ТТС қондырғыларының жұмысының тиімділігі екі себеп бойынша кемиді:

• қабаттағы газ қысымның төмендеуі нәтижесіндегі еркін қысым айырмасының азаюы;

• газ құрамының жеңілдеуі.

Ұзақ уақыт эксплуатацияланған газоконденсатты кен орындарындағы кезінде ТТС қондырғыларының жұмысының тиімділігін арттыру үшін үшін сепарация процесін әлдеқайда төмен температурада жүргізу қажет.

3. Газ өнеркәсібіндегі табиғи газды сепарациялау процесі

Газдыконденсатты қоспаның – негізгі компоненттері шекті сутек, гелий, көмірсутектер, оттек, азот, көміртек диоксиді (көмірқышқыл газы) және күкіртті сутек болып табылады. Кен орнынан шығарылған газ механикалық қоспаларға, сұйықтыққа қанық болады. Бұл қоспалар газды тасымалдауды қиындатады және құбырлардың, кәсіптік қондырғылардың коррозиясының себебі болып табылады. Сондықтан газды сепарациялау процесі газ өнеркәсібінде маңызды кәсіптік процесс болып саналады.

Сепарация – әртекті қатты материалдардың қоспаларын, әртүрлі тығыздықтағы сұйықтық қоспаларын, газдағы немесе будағы қатты бөлшектерді немесе сұйықтықтарды бөлу процессі. Газды сепарациялау процесі кезінде әртекті газды сепараторлар қолданылады. Газды жинау, дайындау және тасымалдауға арналған кәсіби нысандарында сепараторлар маңызды жабдық болып табылады. Бұл жабдық газды сұйықтықтан, сұйықтықты газдан бөлуге арналған.

Газды өндіру жүйесінде сепарторлар қолданылады:

• газды, газды конденсатты кен орындарында газды тасымалдауға дайындау мақсатында;

• компрессорлы станциялардың алдында және олардан кейін кіруші және шығушы газ құрамындағы сұйықтық тамшыларды және механикалық қоспаларды кеміту мақсатында;

• төмен температуралы конденсация түйінен кейін газды пайда болған конденсаттан тазарту үшін;

• әртүрлі мақсатқа арналған колонналардан кейін жоғарғы өнімді бөлу үшін;

• сұйық фазаның шығуын болдырмау мақсатында колонна ішінде қолданылады.

Орналастыру орнына және мақсатына байланысты сепараторларға келесі міндеттер қойылады:

• сұйықтық – газ фазасының теңдігіне жету;

• газдан механикалық қоспаларды максималды бөлу;

• шығудағы газды сұйықтық тамшыларынан тазалау;

• көпіріктің пайда болуын болдырмау;

• газ ағыны пульсациясының әсерін төмендету;

• сұйық фазаларды нақты бөлу.

Сепаратор келесі секциялар мен жабдықтардан тұрады:

• газдан сұйықтық тамшыларын жоюға арналған бас сепарациялық секция, ауырлық күшінің әсерінен сұйықтықтың ұсақ тамшыларының тұнуына қамтамасыз ететіндей биік болуы керек;

• газ құбырынан келіп түскен үлкен ауқымды сұйықтықты ұстауға арналған сыйымдылық;

• сұйықтық тамшыларының жақсы тұнуын қамтамасыз ететін аппараттағы турбуленттік ағынды кемітуге арналған құрал;

• ауырлық күші әсерінен тұнбайтын газдағы ұсақ тамшыларды ұстауға арналған коагулятор;

• қысым және сұйықтық деңгейін бақылауға арналған құралдар.

Барлық сепарациялайтын құралдарды екі топқа жіктеуге болады: сепараторлар және скрубберлер. Скруббер деп сұйықтықты жинауға арналған сыйымдылығы, тамшылардың тұнуына арналған сепарациялық секциясы жоқ, қысым және сұйықтық деңгейін бақылауға арналған құралдары жабдықталмаған, тек газдан сұйықтықты бөлуге арналған құрылғыны айтады.