Russian Federation
In the work, a high-pressure flare separator is calculated, the efficiency of separating the droplet liquid from the gas is evaluated. A new approach to determining the minimum diameter of liquid droplets corresponding to the gravity deposition condition is proposed, which can be used in evaluating the efficiency of oil and gas separators
separator, gas, oil, gravitational deposition, droplet catcher
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. Качество сепарационного оборудования факельного типа напрямую зависит от корректности проектирования: при правильной конструкции устройство способно очищать газ на 99 %. В качестве объекта исследования взят факельный сепаратор высокого давления, расположенный на установке подготовки газа с дожимной компрессорной станцией Сузунского месторождения. Факельный сепаратор (рис. 1) представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат объемом 140 м3, с внутренним диаметром корпуса 3200 мм. Для эффективного обезвоживания газа внутри сепаратора имеются брызгоотбойник (1), узел фильтров (2) и каплеуловители (4). Газ поступает через входной штуцер и проходит сначала через брызгоотбойник, где происходит первичное отделение капельной жидкости. Дальнейшее отделение капельной влаги осуществляется в зоне гравитационного осаждения (3) и в каплеуловителях КСУ-430, установленных на выходе из сепаратора. Под действием силы тяжести капельная жидкость оседает в нижнюю часть сепаратора и отводится снизу через штуцер для выхода жидкости. Очищенный газ выходит через штуцер, расположенный в верхней части корпуса.
|
Рисунок 1 – Схема аппарата: 1 – брызгоотбойник; 2 – узел фильтров; 3 – зона гравитационного осаждения; 4 – каплеуловители |
В расчетах принимались следующие исходные данные: максимальная производительность по газу 56530 м3/ч, рабочее давление 0,23 МПа (изб.), рабочая температура плюс 72,5 °С, плотность газа 3,03 кг/м3, допустимая массовая концентрация жидкости в газе на выходе из сепаратора 0,001 г/м3. Размер капель жидкости (конденсата) исходными данными не задавался. По опытным данным Р. И. Щищенко [1-2], в нефтяных трапах преобладают капли диаметром 100 мкм, однако для сепараторов природных газов таких данных нет. Поэтому в работе определялся размер капель жидкости, которые будут полностью осаждаться на дно аппарата за время пребывания в сепараторе.
По результатам, выполненного технологического расчета факельного сепаратора можно сделать следующие выводы:
- минимальный диаметр капель жидкости, соответствующий условию гравитационного осаждения в сепараторе составил 142 мкм;
для отделения от газа капель жидкости размером 5 мкм и более, уносимых газовым потоком из зоны гравитационного осаждения, в факельном сепараторе используются каплеуловители, которые целесообразно установить в зоне выхода газового потока из сепаратора после отделения капель жидкости сравнительно крупного размера в зоне гравитационного осаждения капельной жидкости.
1. Bazlov, M. N. Podgotovka prirodnogo gaza i kondensata k transportu / M. N. Bazlov, A. I. Zhukov, T. S. Alekseev - M.: Iz-vo «Nedra», 1968. - 215 s.
2. Scherbin, S. A. Tehnologicheskiy raschet i ocenka effektivnosti fa-kel'nogo separatora vysokogo davleniya kompressornoy stancii Suzunskogo mestorozhdeniya / S. A. Scherbin, E. V. Podoplelov, A. I. Dement'ev // Vestnik Angarskogo gos. tehn. universiteta. - 2017. - № 12. - S. 130-135.
