Низкотемпературные процессы подготовки природного газа

Принцип действия основан на разделении двухфазного потока, разделяемая смесь через входной патрубок и завихритель 1 приобретает круговое движение, возникают значительные центробежные силы, которые во много раз превышают силу сопротивления, которую испытывает частица при перемещении в жидкости и под действием которых более тяжелая фаза движется от оси сепаратора к его стенкам по спиральной траектории и через нижний патрубок 3 происходит выход твердой фазы. Более легкая фаза движется во внутреннем спиральном потоке, и выбрасывается через патрубок 4 для отвода продукта. На частицу в сепараторе действуют:

1. центробежная сила;

2. сила тяжести;

3. силы динамического давления жидкости и трения на поверхности раздела частица-жидкость, зависящие от кинематической и турбулентной вязкости;

4. архимедова сила, зависящая от плотности суспензии;

5. подъемная сила, возникающая в турбулентном потоке;

6. силы, связанные с турбулентной вязкостью;

7. силы сопротивления, возникающие при ударе о другие частицы и о стенки разделителя. Учесть в аналитических расчетах влияние совокупности всех этих сил, величина которых

изменяется в зависимости от параметров работы и характеристики обрабатываемого материала, не представляется возможным. Поэтому некоторыми силами пренебрегают, так как их воздействие очень мало [1].

Самое большое влияние на частицу оказывают центробежная сила и сила радиального потока. От их соотношения зависит направление движения частицы. Если центробежная сила будет больше силы сопротивления среды, то частицы будут отброшены к стенке сепаратора и вместе с внешним потоком переместятся вниз и выйдут через нижнее отводное отверстие.

Список литературы

1. БашаровМ.М., Сергеева О.А. Устройство и расчет гидроциклонов: учебное пособие. Под ред. А.Г. Лаптева. Казань: Вестфалика, 2012. 92 с.

2. Коныгин С.Б., Иваняков С.В. Процессы седиментации в дисперсных системах Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2009-21 с.

3. Костюк С.В., Рязанов А.В., Апарин А.К. О возможности использования центробежного ректификационного аппарата для регенерации метанола // Молодой ученый, 2016. № 10. С. 246-249.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА Ишмурзин А.А.1, Мияссаров Р.Ф.2, Махмутов Р.А.3

'Ишмурзин Абубакир Ахмадуллович - профессор, доктор технических наук; Мияссаров Руслан Фарисович — аспирант, кафедра технологических машин и оборудования, Уфимский государственный нефтяной технический университет;

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

Аннотация: Россия является мощной газовой державой, располагающей огромными запасами природных газов и газоконденсата. Разведанные запасы природного газа и конденсата, достаточны для организации их крупномасштабной добычи. Природный газ (ПГ) и попутный нефтяной газ (ПНГ) в последние годы расширили свои функции, перестав просто быть нефтехимическим сырьем, а становясь заменителями нефти. Нефть, природный газ, а также продукты их переработки составляют основу топливно-энергетического комплекса Российской Федерации и определяют экономическое развитие других отраслей и страны в целом.

Ключевые слова: низкотемпературная сепарация, газовый конденсат, дроссель, сепаратор.

В низкотемпературных процессах, применяемых на газоконденсатных промыслах Западной Сибири, в основном используются процессы с внутренним холодильным циклом, когда охлаждение потока газа происходит путем их дроссельного (изоэнтальпийного) или детандерного (изоэнтропийного) расширения. Традиционные установки комплексной подготовки газа (УКПГ), базируются на использовании процесса низкотемпературной сепарации. Сначала сырая газоконденсатная смесь попадает в сепаратор, где отделяется конденсат, выпавший в скважине и промысловых сборных шлейфах и трубопроводах [1]. На газоконденсатных месторождениях используют двух- или трехступенчатую сепарацию газа, его охлаждение между ступенями сепарации в рекуперативных теплообменниках, за счет чего конденсируется часть жидких углеводородов, которая смешивается с жидкостью отделенной в первом сепараторе и поступает в отстойники. В отстойниках происходит разделение углеводородов на нестабильный конденсат и водный раствор ингибитора гидратообразования с частичной их дегазацией [2]. А газовая смесь проходит дальше в теплообменники, где еще сильнее охлаждается и подается на дросселирование для еще более глубокого охлаждения газа за счет перепада давления. Охлаждение приводит к дальнейшей конденсации жидкой фазы, которая отделяется на следующем сепараторе, который называется низкотемпературным. На нем выделяется «сухой» газ и остаток углеводородной жидкости - конденсат. Дросселирование осуществляется за счет естественного, пластового давления газа, достигаемое охлаждение минус 25 - минус 30°С [3].

Дросселяция газа основана на применении эффекта Джоуля-Томпсона. Впервые для извлечения жидких фаз на газоконденсатных месторождениях эффект Джоуля-Томпсона был применен в США в 1951 году. Это связано с тем, что в начальный период эксплуатации газоконденсатных месторождений давление сырья на входе в установки комплексной подготовки газа (УКПГ), как правило, значительно больше, чем давление, при котором газ подается в магистральный газопровод. Изоэнтальпийное расширение осуществляется с применением дроссельных устройств. Преимущества таких схем - их меньшая металлоемкость и высокая надежность в работе. Однако эта технология возможна при наличии большого запаса пластовой энергии, что наблюдается при больших глубинах залегания газоносных пластов. Установка НТС с дросселем, на газоконденсатных месторождениях используют двух- или трехступенчатую сепарацию газа, его охлаждение между ступенями сепарации в рекуперативных теплообменниках, разделение образованной жидкости в разделителях на нестабильный конденсат и водный раствор ингибитора гидратообразования с частичной их дегазацией. Данная схема подготовки газа, характеризуется низкими капитальными вложениями, в тоже время позволяет эффективно готовить газ к транспорту, но имеет ряд недостатков:

• По мере разработки месторождения, при его истощении, следовало бы для поддержания заданного уровня добычи жидких углеводородов из все облегчающегося состава исходной смеси снижать температуру сепарации. На практике же из-за непрерывного снижения свободного перепада давления температура сепарации постоянно растет;

• ввод дожимной компрессорной станции (ДКС) на ранних сроках эксплуатации.

Установки НТС оправдывают себя на начальных стадиях эксплуатации скважин или на небольших месторождениях, где экономически нецелесообразно строительство более сложных и дорогих установок.

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. Ишмурзин А.А., Мияссаров Р.Ф., Махмутов Р.А. Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения целевых компонентов // Молодой ученый, 2017. № 7. С. 69-72.

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.

6. Ишмурзин А.А., Мияссаров Р.Ф., Махмутов Р.А. Извлечение целевых компонентов в сверхзвуковом потоке газа // Проблемы науки, 2017. № 7 (20). С. 14-16.

7. Ишмурзин А.А., Мияссаров Р.Ф., Махмутов Р.А. Подготовка природного газа с использованием сверхзвукового сепаратора // Проблемы науки, 2017. № 7 (20). С. 16-18.