Россия
В работе выполнен расчет факельного сепаратора высокого давления, произведена оценка эффективности отделения капельной жидкости от газа. Предложен новый подход к определению минимального диаметра капель жидкости, соответствующего условию гравитационного осаждения, который может быть использован в оценке эффективности работы нефтегазовых сепараторов
сепаратор, газ, нефть, гравитационное осаждение, каплеуловитель
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. Базлов, М. Н. Подготовка природного газа и конденсата к транспорту / М. Н. Базлов, А. И. Жуков, Т. С. Алексеев - М.: Из-во «Недра», 1968. - 215 с.
2. Щербин, С. А. Технологический расчет и оценка эффективности фа-кельного сепаратора высокого давления компрессорной станции Сузунского месторождения / С. А. Щербин, Е. В. Подоплелов, А. И. Дементьев // Вестник Ангарского гос. техн. университета. - 2017. - № 12. - С. 130-135.
