Подготовка природного газа с использованием сверхзвукового сепаратора

происходит конденсация тяжелых фракций природного газа и воды. Образующиеся капли за счет центробежных сил, обусловленных закруткой потока, двигаются к стенкам рабочей части. На выходе из рабочей части формируется центральное ядро потока, очищенное от целевых фракций, и пристеночный двухфазный пограничный слой, состоящий из жидких углеводородов, воды и газа, который выводится посредством двухфазного сепаратора газ-жидкость. Посредством щелевого отбора двухфазный пристеночный слой отделяется от ядра потока и направляется в диффузор 5, в котором происходит торможение потока.

Список литературы

1. Абросимов Б.Ф., Артамонов Н.А. В кн: Вихревой эффект и его применение в технике // Материалы V Всесоюзной науч.-техн. конф. Куйбышев: Куйбышевский ордена трудового красного знамени авиационный институт им. С.В. Королева, 1988.

2. Азаров А.И. Вихревые трубы: энергосбережение как фактор инновационного процесса // Межвуз. сб. науч. трудов: Проблемы экономии топливно-энергетических ресурсов на промпредприятиях и ТЭС. С.-Петербург: СПб ГТУРП, 2006. С. 42-52.

3. Берлин М.А., Аношина К.В. Не попутчик неудобный, а равноправный «пассажир» // Сфера. Нефть и газ, 2013. № 4. С. 106-110.

4. Мияссаров Р.Ф., Ишмурзин А.А., Махмутов Р.А. Увеличение эффективности разделения компонентов природного и попутного нефтяного газа с использование газодинамических процессов // Инженер-нефтяник, 2017. № 2. С. 64-66.

ПОДГОТОВКА ПРИРОДНОГО ГАЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕРХЗВУКОВОГО СЕПАРАТОРА

1 2 3

Ишмурзин А.А. , Мияссаров Р.Ф. , Махмутов Р.А.

1 Ишмурзин Абубакир Ахмадуллович - профессор, доктор технических наук;

2Мияссаров Руслан Фуарисович - аспирант, кафедра технологических машин и оборудования;

3Махмутов Рустам Афраильевич - кандидат технических наук, инженер по ремонту 1 категории, ООО «Газпром добыча Ямбург», Уфимский государственный нефтяной технический университет,

г. Уфа

Аннотация: природный газ (ПГ) и попутный нефтяной газ (ПНГ) в последние годы расширили свои функции, перестав просто быть нефтехимическим сырьем, а становясь заменителями нефти. Поэтому актуальной задачей является более четкое отделение от метана высших сопутствующих компонентов на базе создания инновационного оборудования, используя современные газодинамические процессы, которые обеспечат углубленное извлечение целевых компонентов. Ключевые слова: снижение температуры, сверхзвуковой сепаратор, сопло Лаваля, углеводородный конденсат, центробежные силы.

УДК 66.071.7

Россия является мощной газовой державой, располагающей огромными запасами природных газов и газоконденсата. Разведанные запасы природного газа и конденсата достаточны для организации их крупномасштабной добычи [1]. Природные газы - это газы, добываемые непосредственно из земных недр, в зависимости от условий

16

залегания они имеют различный состав. Обычно с нарастанием глубины и, соответственно, пластового давления изменяется состав газа. Для так называемого сеноманского газа, например, на Уренгойском газоконденсатном месторождении характерны глубины 1040-1230 м и содержание метана в природном газе более 98% [2]. Ачимовские залежи Уренгойского ГКМ расположены в диапазоне 3370-3800 м, содержание метана в пластовом газе ачимовских залежей составляет менее 80% [3]. Содержание этана этих месторождений колеблется от 4,5 до 6% для валажинских залежей и свыше 8% для ачимовских отложений газа. Газоконденсатные залежи северных месторождений являются потенциально важным поставщиком товарного нестабильного углеводородного конденсата. На газоконденсатных месторождениях (ГКМ) РФ для подготовки газа к дальнему транспорту применяется метод низкотемпературной сепарации (НТС). Целью данного метода является охлаждение потока пластового флюида и разделения образовавшихся жидкой и газовой фаз. Технология промысловой обработки природных газов газоконденсатных месторождений в настоящее время характеризуется низкой степенью извлечения жидких углеводородов: этана — около 4%, пропан-бутанов — 30%, компонентов С5 + В — до 95 мас. % от их потенциального содержания в пластовом газе [4]. Относительно низкий уровень извлечения углеводородов на промысловых установках обусловлен применением процесса низкотемпературной сепарации (НТС) на температурном уровне до — 30°С. Актуальной задачей освоения перспективных нефтегазоконденсатных месторождений является проектирование и строительство установок комплексной подготовки газа и конденсата (далее - УКПГ), оборудование которых обеспечит углубленное извлечение из газа компонентов С5+, пропан-бутанов и этана (на уровне температуры точки росы по углеводородам ниже -40°С), с использованием современных газодинамических процессов [5].

Сверхзвуковой сепаратор - это термогазодинамический сепаратор, в канале которого реализуются сверхзвуковые скорости потока. За счет реализации высоких скоростей, соответствующих по величине числу Маха М от 1.3 до 2, удается понизить температуру газа на 70°С и более градусов, и таким образом обеспечить условия для конденсации и сепарации тяжелых фракций, содержащихся в газе. Данные сепараторы используются в нефтяной и газовой промышленности для извлечения из природного газа целевых фракций, таких как углеводородный конденсат, пропан-бутановая и этановая фракции. Схема сверхзвукового сепаратора показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема сверхзвукового сепаратора: 1 - завихряющее устройство; 2 - сопло Лаваля; 3 - рабочая секция; 4 - двухфазный сепаратор газ-жидкость; 5 - диффузор; 6 - направляющий аппарат

В таком сепараторе входной поток газа закручивается в лопатках неподвижного завихрителя 1, далее закрученный поток ускоряется до сверхзвуковой скорости в сверхзвуковом сопле Лаваля 2. В сверхзвуковом потоке за счет преобразования потенциальной энергии газа в кинетическую энергию происходит сильное охлаждение газа. Охлажденный поток направляется в рабочую часть 3, в которой происходит конденсация тяжелых фракций природного газа и воды. Образующиеся капли за счет центробежных сил, обусловленных закруткой потока, двигаются к стенкам рабочей части. На выходе из рабочей части формируется центральное ядро потока, очищенное от целевых фракций, и пристеночный двухфазный пограничный слой, состоящий из жидких углеводородов, воды и газа, который выводится посредством двухфазного сепаратора газ-жидкость. Посредством щелевого отбора двухфазный пристеночный слой отделяется от ядра потока и направляется в диффузор 5, в котором происходит торможение потока.

Список литературы

1. Берлин М.А., Аношина К.В. Не попутчик неудобный, а равноправный «пассажир» // Сфера. Нефть и газ, 2013. № 4. С. 106-110.

2. БерлинМ.А. «Неудобный попутчик» Сфера. Нефть и газ, 2013. № 1. С. 90-92.

3. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. Самара: Оптима, 1997. 348 с.

4. Мияссаров Р.Ф., Ишмурзин А.А. Газодинамические процессы при промысловой подготовке природного и попутного нефтяного газа // 5 международная научно-практическая конференция «Вопросы современных исследования». Омск: Научный центр «Орка», 2017. С. 98-101.

5. Мияссаров Р.Ф., Ишмурзин А.А., Махмутов Р.А. Оборудование низкотемпературной подготовки природного газа газоконденсатных месторождений // Технологии нефти и газа, 2017. № 3. С. 57-61.

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ

КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА 12 Аралов Р.С. , Курбатов В.Л.

1Аралов Роман Сергеевич - экономист первой категории, Фонд капитального ремонта г. Москвы, г. Москва; 2Курбатов Владимир Леонидович - директор, Северо-Кавказский филиал Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова,

г. Минеральные Воды

Аннотация: рассмотрены основные методы повышения энергоэффективности зданий при проведении капитального ремонта. Дана оценка показателей теплозащиты ограждающих конструкций до и после капитального ремонта. Приведены показатели потребления электроэнергии за счет модернизации систем освещения.

Ключевые слова: капитальный ремонт, энергоэффективность зданий, утепление ограждающих стеновых конструкций, модернизация систем освещения, теплопотери.