Низкотемпературный 3S сепаратор | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 15 августа, печатный экземпляр отправим 2 сентября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Билянский, К. В. Низкотемпературный 3S сепаратор / К. В. Билянский, О. М. Дарбазанов, В. И. Зернов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 10 (300). — С. 86-88. — URL: https://moluch.ru/archive/300/67975/ (дата обращения: 07.08.2020).



В статье рассмотрен принцип действия 3s сепаратора, эффективность его применения в технологии низкотемпературной сепарации и его преимущества в сравнении с обычным сепаратором.

Ключевые слова: сепарация, газ, газоконденсат, сверхзвуковой, низкотемпературная., осушка.

Для подготовки природного газа, который идет вместе с конденсатом и водометанольным раствором обычно используют технологию низкотемпературной сепарации, где низкотемпературная сепарация (НТС) происходит за счёт эффекта Джоуля-Томпсона. Однако данная технология уже не отвечает задачам снижения капитальных и эксплуатационных затрат при строительстве и обустройстве месторождений.

3S сепаратор — это низкотемпературный сепаратор принцип действия которого основан на сверхзвуковых скоростях, принципиальная схема на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема 3S сепаратора: 1 — закручивающие устройство, 2 — сверхзвуковое сопло, 3 — рабочая секция, где происходит сепарация, 4 — отводы для жидкости, 5 — сверхзвуковой и дозвуковой диффузоры

На вход подается поток сырого газа, который может содержать до 20 % жидкости по массе, на выходе имеется два потока, первый это полностью подготовленный природный газ, второй это газожидкостная смесь, обогащенная водой и углеводородами С5+.

Входящий поток закручивается в насадке 1 с центробежной силой более 100G и попадает в сопло 2, где его давление и температура снижается, но резко возрастает скорость. Из-за сильного снижения температуры из природного газа выпадают капли жидкости. Увеличение объема выпадающей жидкости продолжается в рабочей секции 3, где создается пограничный слой, состоящий преимущественно состоящий из жидкости, центральный поток состоит из очищенного газа. Далее поток подготовленного газа проходит диффузоры 4, где гасится скорость и возрастает давление.

3s сепарация сопровождается такими сложными процессами как:

  1. Эффект Джоуля-Томпсона, охлаждение газа из-за адиабатического расширения.
  2. Выпадение капельной жидкости в поле центробежных сил.
  3. Создание двухфазной пограничной среды на поверхности сверхзвукового сопла.

В сверхзвуковом сепараторе жидкость выпадает в условиях низкой температуры при снижении давления в сверхзвуковом сопле, обеспечивая более эффективную сепарацию чем при использовании стандартной низкотемпературной сепарации. [1]

В сравнении с обычной низкотемпературной сепарацией сверхзвуковая имеет такие преимущества как:

  1. Снижение точки росы по воде и углеводородам, увеличение удельного выхода нестабильного газоконденсата;
  2. Предотвращение безвозвратных потерь конденсата из-за уноса вместе с газом из последнего низкотемпературного сепаратора.

Главные преимущества сверхзвукового сепаратора:

  1. Низкая металлоёмкость, малогабаритность, размещение в ограниченных условиях;
  2. Использование 3S сепаратора параллельно с оборудованием НТС;
  3. Низкие капитальные и эксплуатационные затраты;

В таблице 1 и таблице 2 приводятся сравнительные параметры работы установки комплексной подготовки газа с установкой сверхзвуковой сепарации и без неё. [2] [3]

Таблица 1

Сравнительные характеристики блока НТС для северных месторождений

Показатели блока НТС

Блок НТС

с 3S-сепаратором

без 3S-сепаратора

Давление в первичном сепараторе, МПа (абс.)

12,0

12,0

Температура газа на входе в теплообменник, °С

7

7

Давление на выходе из блока 3S, МПа (абс.)

7,6

7,6

Расход газа на выходе из сепаратора 10С-1, м3/ч

10300

10300

Температура точки росы газа по углеводородам на выходе из УКПГ, °С (при давлении 75 атм)

ниже -40

—21,4

Температура точки росы газа по воде на выходе из 3S-сепаратора, °С (при давлении 75 атм)

ниже -25

—25,2

Давление газа на выходе УКПГ, МПа (абс)

7,5

7,5

Содержание компонентов С5+ в товарном газе на выходе из 3S- сепаратора, г/м3

менее 4

8

Содержание капельной жидкости в товарном газе на выходе из 3S- сепаратора, г/м3

отсутствует

1,5

Таблица 2

Сравнительные характеристики блока НТС для Киринского месторождения

Показатели блока НТС

Блок НТС

с 3S-сепаратором

без 3S-сепаратора

Давление в первичном сепараторе, МПа (абс.)

10

10

Температура газа на входе в теплообменник, °С

7

7

Давление на выходе из блока 3S, МПа (абс.)

7,6

7,6

Расход газа на выходе из сепаратора 10С-1, м3/ч

10300

10300

Температура точки росы газа по углеводородам на выходе из УКПГ, °С (при давлении 75 атм)

ниже -30

—15

Температура точки росы газа по воде на выходе из 3S-сепаратора, °С (при давлении 75 атм)

ниже -25

—25

Давление газа на выходе УКПГ, МПа (абс)

6,6

6,6

Содержание компонентов С5+ в товарногазе на выходе из 3S- сепаратора, г/м3

менее 4

9

Содержание капельной жидкости в товарном газе на выходе из 3S- сепаратора, г/м3

0,6

1,3

Литература:

  1. Андреев О. П., Минигулов Р. М., Корытников Р. В., Багиров Л. А., Имаев С. З. Технологические схемы УКПГ на основе 3S-технологии для северных нефтегазоконденсатных месторождений // Наука и техника в газовой промышленности. 2009. № 2. С. 4–10.
  2. Фарахов Т. М., Исхаков А. Р., Минигулов Р. М. Высокоэффективное сепарационное оборудование очистки природного газа от дисперсной среды // Электронный научный журнал “Нефтегазовое дело”. 2011. № 6. С. 263–277.
  3. Куринов В. В. Анализ эффективности низкотемпературной сепарации на Киринском месторождении: дипл. работа (диссертация магистра технических наук). Тюменский индустриальный университет, Тюмень, 2020.
Основные термины (генерируются автоматически): выход, роса газа, капельная жидкость, низкотемпературная сепарация, сверхзвуковое сопло, товарный газ, давление, сепаратор, первичный сепаратор, принципиальная схема.


Ключевые слова

газ, газоконденсат, сепарация, сверхзвуковой, низкотемпературная, осушка

Похожие статьи

Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения...

Принципиальная схема охлаждения базируется на использовании охлаждения газа в сверхзвуковом закрученном потоке природного газа.

По сравнению с традиционными схемами подготовки газа использование 3S-сепараторов имеет следующие преимущества

Низкотемпературная сепарация углеводородов из природного...

Низкотемпературная сепарация является наиболее эффективным процессом для выделения и отделения из сырого газа всех высококипящих компонентов. Кроме того, сепарация газа при низкой температуре является отличным средством для дегидратации его...

Исследование процесса низкотемпературной сепарации...

Исследование процесса низкотемпературной сепарации природного газа на

 блок вертикального низкотемпературного газосепаратора С-103 сепарации газа

Принципиальная схема УНТС газас указанием технологических параметров материальных...

Исследование сепараторного устройства для утилизации...

Уровень в Трехфазном сепараторе регулируется с помощью клапана регулятора уровня (3), расположенного на линии выхода конденсата в бензиновую емкость. Далее поток газа с температурой 50 0 С, давлением 6 МПа поступает в Молекулярно-ситовой осушитель газа.

Повышение эффективности разделения компонентов природного...

Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения... Принципиальная схема охлаждения базируется на использовании охлаждения газа в сверхзвуковом закрученном потоке природного газа. Перспективы применения переохлажденного сжиженного...

Исследование комплексной подготовки газа месторождений...

Впрыск в поток обрабатываемого газа перед низкотемпературным сепаратором С-103 насыщенного углеводородного конденсата не производится, т. е. в какой-то степени снижается общий выход сырого конденсата за счет отсутствия абсорбционного эффекта.

Эффективные методы стабилизации нефти и газового конденсата

Рис. 1. Технологическая схема установки низкотемпературной сепарации газа: I — сепаратор первой ступени; II — газовый теплообменник.

Принципиальная схема охлаждения базируется на использовании охлаждения газа в сверхзвуковом закрученном потоке природного газа.

Выбор режима работы процесса низкотемпературной сепарации...

Энергия газа концевой ступени сепарации рекуперируется с использованием теплообменника.

Низкотемпературная сепарация газа — процесс промысловой обработки природного газа c целью извлечения из него газового конденсата и удаления влаги.

Методы регенерации гликолей в газовой промышленности

Низкотемпературная сепарация газа — процесс промысловой обработки природного газа c

На УКПГ (установка комплексной подготовки газа) подготовка газа осуществляется методом низкотемпературной сепарации с

Несмотря на общность принципиальных решений...

Анализ видов предвключенных устройств и способов компановок...

Принцип действия: Сырой газ поступает в сепаратор С-1, где за счет действия гравитационных сил из газа отделяется жидкая фаза. И подается на вход завихрителя устройства 1 и поступает в сопло 3, где резко возрастает скорость, происходит снижение давления и...

Похожие статьи

Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения...

Принципиальная схема охлаждения базируется на использовании охлаждения газа в сверхзвуковом закрученном потоке природного газа.

По сравнению с традиционными схемами подготовки газа использование 3S-сепараторов имеет следующие преимущества

Низкотемпературная сепарация углеводородов из природного...

Низкотемпературная сепарация является наиболее эффективным процессом для выделения и отделения из сырого газа всех высококипящих компонентов. Кроме того, сепарация газа при низкой температуре является отличным средством для дегидратации его...

Исследование процесса низкотемпературной сепарации...

Исследование процесса низкотемпературной сепарации природного газа на

 блок вертикального низкотемпературного газосепаратора С-103 сепарации газа

Принципиальная схема УНТС газас указанием технологических параметров материальных...

Исследование сепараторного устройства для утилизации...

Уровень в Трехфазном сепараторе регулируется с помощью клапана регулятора уровня (3), расположенного на линии выхода конденсата в бензиновую емкость. Далее поток газа с температурой 50 0 С, давлением 6 МПа поступает в Молекулярно-ситовой осушитель газа.

Повышение эффективности разделения компонентов природного...

Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения... Принципиальная схема охлаждения базируется на использовании охлаждения газа в сверхзвуковом закрученном потоке природного газа. Перспективы применения переохлажденного сжиженного...

Исследование комплексной подготовки газа месторождений...

Впрыск в поток обрабатываемого газа перед низкотемпературным сепаратором С-103 насыщенного углеводородного конденсата не производится, т. е. в какой-то степени снижается общий выход сырого конденсата за счет отсутствия абсорбционного эффекта.

Эффективные методы стабилизации нефти и газового конденсата

Рис. 1. Технологическая схема установки низкотемпературной сепарации газа: I — сепаратор первой ступени; II — газовый теплообменник.

Принципиальная схема охлаждения базируется на использовании охлаждения газа в сверхзвуковом закрученном потоке природного газа.

Выбор режима работы процесса низкотемпературной сепарации...

Энергия газа концевой ступени сепарации рекуперируется с использованием теплообменника.

Низкотемпературная сепарация газа — процесс промысловой обработки природного газа c целью извлечения из него газового конденсата и удаления влаги.

Методы регенерации гликолей в газовой промышленности

Низкотемпературная сепарация газа — процесс промысловой обработки природного газа c

На УКПГ (установка комплексной подготовки газа) подготовка газа осуществляется методом низкотемпературной сепарации с

Несмотря на общность принципиальных решений...

Анализ видов предвключенных устройств и способов компановок...

Принцип действия: Сырой газ поступает в сепаратор С-1, где за счет действия гравитационных сил из газа отделяется жидкая фаза. И подается на вход завихрителя устройства 1 и поступает в сопло 3, где резко возрастает скорость, происходит снижение давления и...

Задать вопрос