Сепараторы для очистки газа

курсовая работа

Расчет вертикального гравитационного сепаратора по газу

Еще до входа в сепаратор газ, выделившийся из нефти в результате снижения давления, представляет полидисперсную систему, в которой собственно газ является дисперсионной средой, а частицы нефти (и воды при наличии ее в продукции скважины), диспергированные в газе - дисперсионной фазой. Такую дисперсную систему называют аэрозолем.

В сепараторе диспергирование нефти увеличивается вследствие расширения потока, удара нефти о внутренние поверхности нефтегазового сепаратора и расширения газа. Вследствие этого в сепарационной и осадительной секциях дисперсность системы увеличивается. Частицы дисперсной фазы имеют различные размеры - от характерных для тумана и пыли до более крупных. Последние относительно быстро опускаются вниз вместе с основной массой нефти, более мелкие могут образовывать псевдоожиженный или кипящий слой различной высоты, а самые мелкие частицы увлекаются потоком газа из нефтегазового сепаратора.

Осаждение частиц из газа в гравитационном сепараторе происходит в основном по двум причинам: вследствие резкого снижения скорости газового потока и вследствие разности в плотностях газовой и жидкой (твердой) фаз.

Для эффективной сепарации необходимо, чтобы расчетная скорость движения газового потока в сепараторе была меньше скорости осаждения жидких и твердых частиц, движущихся под влиянием силы тяжести во встречном потоке газа, т.е. высокую степень очистки газа от капельной и твердой взвеси в гравитационном сепараторе можно получить при условии, что скорость газа будет близка к нулю. В реальных условиях эффективность сепарации в гравитационных сепараторах при скорости движения газа более 0,5 м/сек резко падает и составляет лишь 70% капельной жидкости, находящейся во взвешенном состоянии.

Практика эксплуатации гравитационных сепараторов показала, что оптимальной скоростью газа является 0,1 м/с при давлении 5,87 МПа/м2 (60 кГс/см2).

Пропускную способность гравитационных сепараторов обычно определяют в зависимости от допустимой скорости движения газа, при которой происходит осаждение капелек жидкости минимального размера, принятого для расчета. Допустимая скорость движения газа WГ определяется из условия равновесия сил, действующих на частицу, и силы сопротивления среды, возникающей при движении этой частицы.

Добыча и подготовка природного газа:

на установках подготовки газа в качестве факельных сепараторов;

- в качестве предварительного сепаратора газожидкостной смеси на скважинах для подготовки к раздельной транспортировке газа и жидкости до пунктов их дальнейшей утилизации или переработки;

- при подготовке газа методом низкотемпературной сепарации (НТС), в качестве сепаратора первой ступени сепарации;

- на промысловых дожимных компрессорных станциях (ДКС) для защиты компрессорного оборудования от капельной влаги и механических примесей;

- для сепарации сырьевого газа с большим содержанием жидкой фазы на завершающей стадии разработки газовых и газоконденсатных месторождений;

- в передвижных малогабаритных установках для подготовки газа на малых месторождениях;

- как сепаратор первой ступени сепарации в исследовательских передвижных сепарационных установках (ПСУ) для проведения исследований на газовых и газоконденсатных месторождениях.

Делись добром ;)