7.5. Оборудование для сбора и подготовки газа и конденсата

Для подготовки газа и конденсата применяют следующее оборудование: сепараторы; абсорберы и десорберы; теплообменные устройства; пылеуловители; фильтры; аппараты воздушного охлаждения; емкости различного назначения и другое оборудование.

Сепараторы

Сепараторы предназначены для разделения газовых, жидкостных и твердых фаз. В тех случаях, когда сепараторы применяют для грубого разделения жидкости и газа (сепарация нефти от попутного газа или воздуха от масла), их называют трапами или гравитационными сепараторами. В конструкцию трапов иногда включают отбойные козырьки и коагулирующие устройства, что повышает эффективность трапов за счет действия на сепарируемые частицы дополнительных инерционных сил. Эффективность сепарации в трапах не превышает 80-85%.

Для повышения коэффициента сепарации до 90-99% применяют газожидкостные сепараторы, отличие от трапов которых заключается в следующем: в газожидкостных сепараторах обрабатывается газожидкостная система с высоким газовым фактором, а в трапах - газожидкостная система с малым газовым фактором или газосодержанием.

Следующая группа газосепараторов - это пылеуловители, или скрубберы, которые подразделяются на «мокрые» и «сухие».

Для разделения систем «газ-жидкость» применяют трехфазные сепараторы или разделители.

Технологические емкости, используемые для хранения, слива, налива и смешивания различных жидкостей и реагентов, также относятся к сепараторам.

Газосепараторы с центробежными элементами (в дальнейшем - газосепараторы) предназначены для очистки газов от капельной жидкости и механических примесей и используются в основном в качестве входных, промежуточных и концевых сепараторов в промысловых установках подготовки природного и попутного газа к дальнейшему транспорту. Газосепараторы выполняются в виде вертикального цилиндрического аппарата и включают в себя секции: предварительной очистки газа от жидкости и механических примесей; окончательной очистки газа; сбора отсепарированной жидкости и механических примесей.

Конструктивно концевые сепараторы отличаются от входных и промежуточных.

Входные и промежуточные сепараторы состоят из секций: предварительной очистки, которая включает в себя патрубок ввода газожидкостной смеси и узел грубой очистки, установленный у входа смеси; окончательной очистки, которая состоит из сепарационной тарелки с прямоточными центробежными элементами, снабженными каналами с рециркуляцией и отсосом газа (тарелка имеет съемную крышку для осмотра внутренней поверхности газосепаратора и центробежных элементов); сбора отсепарированной жидкости, расположенной в нижней части аппарата, в которой установлен подогреватель.

Концевые сепараторы имеют следующие секции: предварительной очистки, которая включает в себя дополнительно коагулятор мелкодисперсного аэрозоля; окончательной очистки, которая устроена аналогично конструкции входных и промежуточных сепараторов. Отличие заключается в использовании центробежных прямоточных элементов, имеющих дополнительный канал отвода жидкости, который позволяет при тех же скоростях газа обеспечить более высокую эффективность сепарации; сбора отсепарированной жидкости, аналогичной конструкции этой секции у входных и промежуточных сепараторов.

Для поддержания заданного режима работы и удобства обслуживания аппараты снабжены необходимыми технологическими штуцерами, штуцерами для приборов КИП и А (для защиты от превышения давления) и люком-лазом.

Конструктивно газосепараторы изготавливают двух типов (рис. 7.14.) : 1 - с корпусным фланцевым разъемом диаметром до 800 мм; 2 - без корпусного фланцевого разъема диаметрами 1000- 2400 мм.

Особенность газосепараторов, изготавливаемых ДАО ЦКБН [5,8] - применение в них сепарационных элементов центробежного типа с рециркуляцией и отсосом газа, обеспечивающих снижение удельной металлоемкости аппаратов в 1,3—1,6 раза по сравнению с лучшими отечественными аналогами, а также повышение эффективности сепарации и уменьшение в 2-3 раза уноса жидкости.

Сырой газ поступает в аппараты через радиально расположенный штуцер входа на отбойную пластину для частичного отделения крупных капель жидкости и механических примесей из газа. После предварительной очистки газ направляется на центробежные сепарационные элементы тарелки, где за счет действия центробежных сил окончательно очищается и через штуцер выхода газа выводится из аппаратов. Жидкость и механические примеси после центробежных элементов собираются в сепарационной тарелке, далее по сливным трубам поступают в нижнюю часть аппарата (секцию сбора жидкости) и отводятся из аппаратов.

Газосепараторы могут поставляться в блочном исполнении.

Блок является конструктивно законченным элементом технологической установки и состоит из газосепаратора, узла отвода жидкости, состоящего из технологических трубопроводов с запорной и регулирующей арматурой, металлоконструкций и смонтирован на общей раме.

Блок оснащается предохранительными устройствами, приборами контроля и регулирования уровня жидкости, измерения температуры и давления, которые могут обеспечить автоматическое управление при подключении к микропроцессорным средствам автоматизации.

Техническая характеристика

Производительность по газу, млн м3/сут до 20

Давление условное, МПа, не более 16

Масса, кг до 6000

Диаметр, мм до 2400

Эффективность сепарации, % не менее

Для входных сепараторов 99,5

Для концевых сепараторов 99,99

Содержание жидкости в очищенном газе, г/м3, Не более 0,015

Газосепараторы жалгозийные (рис. 7.15) предназначены для тонкой очистки газа от жидкости в промысловых установках подго-товки газа, а также в технологических процессах нефтяной, газовой и газоперерабатывающей отраслях промышленности, где необходи¬мо добиться минимального уноса жидкости с газовым потоком.

Газожидкостная смесь в жалюзийном газосепараторе разделяется на два потока - газ и жидкость благодаря воздействию гравитационных и инерционных сил на капли жидкости. Основная масса жидкости сепарируется из газового потока в средней части корпуса сепаратора и осаждается вниз в сборник жидкости. Туманнообразная масса жидкости (тонкодисперсные капли сепарируется из газового потока в пакетах вертикальных жалюзийных скрубберных насадок, размещаемых в верхней части корпуса сепаратора, откуда отсепарированная жидкость дренируется под уровень жидкости в сборнике. Из сборника жидкость непрерывно или периодически сбрасывается в дренаж или в жидкостную технологическую линию.

Газосепараторы сетчатые предназначены для окончательной очистки природного и попутного нефтяного газа от жидкости (конденсата, ингибитора гидратообразования, воды) в промысловых установках подготовки газа к транспорту, подземных хранилищах, на газо- и нефтеперерабатывающих заводах.

По конструкции различают газосепараторы двух типов: тип 1 - цилиндрические вертикальные диаметром 500,600 и 800 мм с корпусным фланцевым разъемом;

тип 2 - цилиндрические вертикальные диаметром 1000-2400 мм. Газосепаратор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат (рис. 7.16), состоящий из секций: предварительной очистки, включающей штуцер ввода газожидкостной смеси, узел грубой очистки, смонтированный у штуцера ввода, и коагулятор мелкодисперсного аэрозоля; окончательной очистки, состоящей из сетчатой насадки, выполненной из сетчатого рукава; сбора и отвода отсепарированной жидкости, расположенной в нижней части аппа-рата, в которой установлен подогреватель.

Сырой газ через патрубок входа подается в узел грубой очистки, в котором происходит отделение крупных капель жидкости и жидкости в виде пленки. Далее газ с мелкими каплями и мелкодисперсным аэрозолем поступает на коагулятор, где происходит укрупнение капель, которые частично выпадают в зоне осаждения, а частично поступают вместе с газом в секцию окончательной очистки.

В ней укрупненные капли отделяются от газа, стекают к нижней кромке сетки и противотоком газу попадают в виде пленки иди мало-подверженных уносу крупных капель и струек в сборник жидкости.

Отделенная от газа жидкость накапливается в сборнике жидкости, где ее уровень контролируется приборами КИП и А, и периодически отводится из аппарата.

Газосепараторы могут поставляться в блочном исполнении. Блок является конструктивно законченным элементом технологической установки к включает в себя газосепаратор, узел отвода жидкости, состоящий из технологических трубопроводов с запорной и регулирующей арматурой, металлоконструкций и смонтирован на обшей раме. Блок оснащается предохранительными устройствами, приборами контроля и регулирования уровня жидкости, измерения температуры и давления, которые могут обеспечить автоматическое управление при подключении к микропроцессорным средствам автоматизации.

Факельные сепараторы предназначены для очистки от капельной жидкости газа, сбрасываемого на факел.

Они входят в состав факельной системы при обустройстве газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, а также газо- и нефтеперерабатывающих заводов. Кроме того, в обоснованных случаях, по согласованию с ДАО ЦКБН, могут применяться на других объектах.

Сепараторы факельной системы данной конструкции могут эксплуатироваться в условиях умеренного и холодного климата. В зависимости от климатической зоны действующего объекта аппараты размещают на открытой площадке или в обогреваемом помещении.

Отработана базовая конструкция факельных сепараторов. В зоне обслуживания шум, вибрация, загазованность удовлетворяют требованиям санитарных норм и техники безопасности. В конструкции используется до 70% стандартизированных и унифицированных деталей.

Факельные сепараторы представляют собой горизонтальный цилиндрический аппарат, в котором установлены уголковая и вертикальная сетчатая насадки (рис. 7.17). Для поддержания заданного режима работы и удобства обслуживания аппараты снабжены необходимыми технологическими штуцерами, штуцерами для приборов КИП и А и люком-лазом.

Циклонные сепараторы, предназначенные для осушки газа, находят в последние годы все большее применение, особенно при разработке морских и шельфовых месторождений.

Циклонный сепаратор фирмы Twister имеет ряд преимуществ:

- легкость и компактность,-

- работа без химреагентов;

- отсутствие выбросов в окружающую среду.