Доклад Тема: "Сепарация газа"

науки и высшего образования Российской Федерации
ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный

университет»
ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Казань — 2020

и сопутствующих газов, происходит при снижении давления и повышении температуры,

а так же вследствие молекулярной диффузии, содержащихся в нефти веществ в пространстве с их меньшей концентрацией над нефтью

скважине
в трубопроводах
в сепараторах 
в резервуарах
  
Вывод отсепарированного газа осуществляется в газосепараторах, сырьевых

резервуарах, технологических резервуарах.
Каждый пункт отвода отсепарированного газа называется ступенью сепарации. 

предприятия химической и нефтяной промышленности с целью очистки материала от

попутных газов и воды. Его основные функции:
разделение нефти и газа при ее перегонке по стволовой части, скважине, сборному коллектору;
удаление лишней воды;
снижение пульсации при доставке от резервуара забора до установки подготовки в окончательной переработке.

е. под действием их силы тяжести. Газосепараторы, работающие на этом

принципе, называются гравитационными.

резкого расширения и потери скорости происходит укрупнение капель жидкости и

ее отделение от газа за счет силы гравитации (газ и жидкость имеют разную плотность).
По всей длине аппарата установлены вертикальные секции сепарационных насадок (поз. 1), позволяющие уравнять скорости потока газа по всему сечению аппарата и интенсифицировать процесс отделения капельной жидкости из газовой фазы. Конструктивное исполнение вертикальных секций (сепарационные решетки, либо уголковые насадки), а также количество секций может варьироваться, исходя из требований технологического процесса.
Для предотвращения волнообразования, перемешивания жидких фаз и капельного уноса отделившейся с поверхности жидкости, на поверхностях раздела фаз в гравитационных сепараторах предусмотрены горизонтальные секции сепарационных решеток (поз. 2).
Для увеличения эффективности сепарации перед выходом из сепаратора перпендикулярно газовому потоку расположены сетчатые каплеуловители (поз. 3).
Выходной штуцер газа выполнен загнутым в сторону, противоположную потоку газа, что позволяет уменьшить унос капельной влаги с газовым потоком.

этого жидкость, как наиболее инерционная, продолжает двигаться по прямой, а

газ меняет свое направление. В результате происходит их разделение. На этом принципе построена работа гидроциклонного газосепаратора, осуществляемая подачей газонефтяной смеси в циклонную головку, в которой жидкость отбрасывается к внутренней поверхности и затем стекает вниз в нефтяное пространство газосепаратора, а газ двигается по центру циклона.

расположенный тангенсиально в верхней его части. Установка входного патрубка, смещенного

по горизонтам относительно осевой линии корпуса на 1/2 его диаметра позволяет решить задачу сохранения величины центробежного эффекта на входе газожидкостной смеси в аппарат, практически не ослабив надежности корпуса сепаратора.
Дефлектор (6) препятствует поступлению газа в осевую зону сепарационного пакета (8) без предварительного разделения газовзвеси.
Использование дефлектора с изменяющимся данным сечением (в начале увеличивает свое сечение до максимально допустимой величины, после чего сужается по горизонтали и возрастает по высоте, сохраняя при этом площадь поперечного сечения в максимально широком участке) позволяет удалить по горизонтали на выходе из дефлектора газожидкостный поток от щелевых отверстий сепарационного пакета (8), а по высоте равномерно рассредоточить и в тоже время за счёт минимальной щели «придавить» жидкую фазу к внутренней поверхности сепаратора, что в конечном счете, улучшает процесс сепарации.

газового потока выделяется основная масса жидкости. Капли жидкости отбрасываются центробежной

силой на стенки корпуса (1) сепаратора и под действием гравитационных сил, по ходу газового потока, нисходящей спирали транспортируются через кольцевой зазор (19) к сливному патрубку (18).
Исполнение дефлектора с узкой щелью удаленного от направляющих щелевых сепарационного пакета создает значительный зазор между вращающейся по внутренней поверхности корпуса жидкостной пленке и щелевыми каналами, засасывающими газовый поток в направляющие пакета, при этом условия сепарации отделенной жидкой фазы идеальные.
Из-за того, что по ходу движения жидкостного потока установлена карман-ловушка, состоящая из боковых направляющих корпуса (1) и изогнутой пластины (20), а также крышки, составляющей часть перегородки (2), условия для удаления жидкой фазы идеальные, в этом конструктивном исполнении дефлектор полностью изолирует наличие жидкой фазы вблизи вертикальных лопастей. Направляемая жидкость сливается через открытую нижнюю часть ловушки-кармана.
Мелкодисперсная капельная жидкость, не осевшая на корпусе (1) попадает на наружную поверхность пластин (9) и транспортируется газовым потоком через входные тангенциальные щели, попадая на их внутреннюю поверхность.
В конце верхней суженой части дефлектора (6) установлена дугообразная пластина (7) нисходящая по ходу газожидкостного потока и направленная по отношению к горизонтальной прямой под углом 25°, такое инженерное решение позволило вращающийся между корпусом и сепарационным пакетом вектор газожидкостного потока направить по нисходящей кривой, в результате чего газовый слой, вращающийся непосредственно по внутренней поверхности сепарационного пакета разделился на три слоя со своими векторами осевых скоростей: непосредственно у стенки направлен вниз, далее незначительный слой «неподвижный» и следующий третий основной слой направлен вверх. Наличие первого слоя с направлением вектора осевой скорости вниз позволило сгонять (в зависимости от режима - росу, капли, пленку) вниз избежав дополнительных направляющих, удаляющих по спирали вниз, частицы жидкой фазы. Опускаясь по внутренней поверхности пластин (9) частицы жидкости, приблизившись к нижней кромке, соскальзывают и попадают на поверхность шайбы (17), откуда через кольцевой зазор (19) транспортируются в направлении сливного патрубка (18).

поверхности. При прохождении потока газа с некоторым содержанием жидкости через

жалюзийные насадки (каплеуловители) капли жидкости, соприкасаясь с металлической поверхностью, смачивают ее и образуют на ней сплошную жидкостную пленку. Жидкость на этой пленке держится достаточно хорошо и при достижении определенной толщины начинает непрерывно стекать вниз. Это явление называется эффектом пленочной сепарации или адгезией. На этом принципе работают жалюзийные сепараторы.

насадки (каплеуловители) сепаратора капли жидкости, соприкасаясь с металлической поверхностью, смачивают

ее и образуют на ней сплошную жидкостную пленку. Жидкость на этой пленке держится достаточно хорошо и при достижении определенной толщины начинает непрерывно стекать вниз, накапливается и извлекается из сепаратора.

цилиндра, оснащенный короткими трубками для ввода пластовой жидкости и вывода

жидкой и газовой фаз, арматурой для предохранения и регуляции, а также специальными элементами для отделения жидкостей.

полками, расположенными под наклоном, пеногаситель, отделитель жидкостей и устройство, предотвращающее

возникновение воронки в процессе дренажа нефти. Горизонтальный нефтесепаратор оснащен трубкой для ввода пластовой жидкости, штуцерами для выхода фаз и люк – лазом.

из одноточных гидроциклонов. Одноточный циклон – это устройство в форме

цилиндра с тангенциальным вводом пластовой жидкости, направляющей трубкой и отделом перетока.

давления:
до 0,6 Мпа;
от 0,6 до 2,5 Мпа;
выше 2,5 Мпа.