УСТРОЙСТВО СЕПАРАЦИИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к сепарационному оборудованию в области очистки газа от жидких сред и может быть использована для очистки газа на установке комплексной подготовки газа в нефтегазовой промышленности, в частности при вовлечении доли попутного нефтяного газа в технологический процесс подготовки Сеноманского природного газа.
Известен сепаратор для очистки газа, содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода очищенного газа и выхода жидкости и расположенные в корпусе газораспределительное устройство, установленное против патрубка входа неочищенного газа с зазором к корпусу, и фильтрующие секции, расположенные над газораспределительным устройством, содержащие сетчатый каплеуловитель и прямоточный каплеуловитель с центробежными сепарационными элементами, см. RU Патент №2438757, МПК B01D 45/12, 2006.
Недостатком такого аппарата является его неэффективная работа в условиях вовлечения в процесс подготовки природного газа - попутного нефтяного газа.
При высоком содержании углеводородной жидкости нарушается неразрывность жидкостного потока по аппарату, что приводит к снижению эффективности сепарации.
Наиболее близким к заявляемому техническому устройству является сепаратор для очистки газа (RU Патент №2469771, опубл. 20.12.2012), содержащий корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода очищенного газа и выхода жидкости и установленные в корпусе газораспределительное устройство и над ним фильтрующую секцию с прямоточными центробежными сепарационными элементами, в котором каждый центробежный сепарационный элемент фильтрующей секции снабжен коалесцирующим патроном, выполненным в виде перфорированного каркаса, на боковой поверхности которого расположены чередующиеся дренажные и с увеличивающейся в радиальном направлении пористостью коалесцирующие слои нетканого материала, закрепленные снаружи металлической сеткой, при этом каждый коалесцирующий патрон установлен соосно под центробежным сепарационным элементом и сообщен с расположенным под фильтрующей секцией дренажным коллектором.
Недостатком сепаратора можно признать недостаточную эффективность очистки газа от жидкости, содержащую в своем составе долю попутного нефтяного газа.
Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности очистки газа от жидкости, содержащую в своем составе долю попутного нефтяного газа за счет улучшения эксплуатационных свойств сепаратора.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в снижении уноса капельной влаги из сепарационного оборудования, что повышает качество подготавливаемого сырья по параметру (температура точки росы по углеводородам) и обеспечивает соблюдение действующих стандартов.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать сепаратор для очистки природного газа, содержащий в своем составе долю попутного нефтяного газа, состоящего из трех основных узлов - узел входа газожидкостной смеси, узел сепарации и узел доулавливания мелкодисперсной жидкости расположенных в корпусе с патрубком входа неочищенного газа, патрубком выхода очищенного газа и патрубком выхода жидкости. В сепараторе на патрубке входа неочищенного газа расположен узел входа газа, который состоит из цилиндрической несущей конструкции и закрепленных на ней блоков нерегулярной насадки. Над узлом входа газа расположен узел сепарации, в составе которого размещена тарелка с прямоточными центробежными сепарационными элементами, представляющие собой цилиндрическое изделие, снизу которого установлены стационарные лопатки для придания вращательного движения газовому потоку, а сверху расположен съемник, по которому пленка жидкости направляется на внешнюю поверхность элемента и стекает на опорное полотно (тарелку). Над указанной тарелкой расположена комбинированная сепарационно-фильтрующая секция - узел доулавливания, выполненный в виде установленной тарелки с коалесцирующими и сепарационными элементами, и сливные трубы для отвода жидкости, стекающей с наружной поверхности сепарационных элементов.
На фиг. изображен сепаратор для очистки природного газа, содержащего долю попутного нефтяного газа.
Сепаратор для очистки газа содержит корпус 1 с патрубками входа неочищенного газа 2, выхода очищенного газа 3 и выхода жидкости 4. В корпусе 1 на патрубке входа неочищенного газа 2 расположен узел входа газа 5. Над узлом входа 5 установлен узел сепарации газа 6 - тарелка с прямоточными центробежными элементами 8. Над узлом сепарации 6 расположен узел доулавливания мелкодисперсной жидкости 7 - тарелка с коалесцирующими 11 и сепарационными элементами 12.
Сепаратор работает следующим образом.
Исходный газовый поток, содержащий капельную жидкость, поступает в аппарат через узел входа потока 5, установленный на входном патрубке 2. Узел входа 5 состоит из цилиндрической несущей конструкции, с закрепленной на ней блоков нерегулярной насадки. При прохождении газожидкостного потока через насадочные блоки на ее элементах сепарируются капли жидкости. Вторичный унос капель предотвращается за счет значительного снижения скорости газового потока на выходе из узла входа 5, что обусловлено большой площадью его внешней поверхности. Сепарированная жидкость свободно стекает в нижнюю часть сепаратора.
Далее газ, содержащий остаточное количество жидкости, поступает на узел сепарации газа 6. Данный узел представляет собой опорное полотно (тарелку) с закрепленными на нем сепарационными прямоточными элементами 8, коллектор для отвода уловленной жидкости 9, трубопровод подачи промывочной жидкости 10, с помощью которого обеспечивается снижение минерализации жидкости, приходящей с очищаемым газом. В данном случае подача промывочной жидкости исключена, т.к. содержание тяжелых углеводородов во входном потоке газа высоко и подача водной фазы (промывочной жидкости) приводит к дополнительному насыщению очищаемого газа влагой. Без подачи жидкости извне промывка на узле сепарации происходит жидкостью, содержащейся в очищаемом газе, без смещения равновесного состава потока. Уловленная жидкость с узла сепарации 6 отводится в кубовую часть аппарата.
Затем газ для коагуляции и улавливания мелкодисперсной жидкости поступает в узел доулавливания 7 аппарата, где жидкость задерживается в фильтрующем слое коалесцирующих элементов 11, за счет действия сил гравитации и капиллярных сил стекают в нижнюю часть элементов и дренируется через сливные парубки и коллектор отвода жидкости 9 в кубовую часть аппарата. При увеличении скорости потока газа происходит срыв и вынос укрупненных капель из коалесцирующих элементов 11, которые улавливаются далее сепарационными элементами 12. Отделение жидкости в сепарационных элементах 12 происходит за счет центробежных сил. Уловленная жидкость стекает через коллектор отвода жидкости 9 в нижнюю часть аппарата и выводится через патрубок 4. Очищенный газовый поток выводится из сепаратора через выходной патрубок 3.
Таким образом, заявляемая конструкция сепаратора за счет реализации комбинированной конструкции аппарата, состоящего из трех основных узлов, а также исключения подачи промывочной жидкости на узле сепарации позволяет эффективно очищать природный газ в смеси с попутным нефтяным газом от жидких сред.
Заявленное компоновочное решение прошло промышленные испытания и подтвердило эффективность очистки газа.