RU212939U1

RU212939U1 - ASSOCIATED PETROLEUM GAS SEPARATION DEVICE

Info

Publication number: RU212939U1
Application number: RU2022103017U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович Ожерельев; Виктор Владимирович Шалай
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2022-08-15

Abstract

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. Сепаратор состоит 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. 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 узла сепарации размещена тарелка с прямоточными центробежными сепарационными элементами, представляющими 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. Узел доулавливания выполнен в виде установленной тарелки с коалесцирующими и сепарационными элементами, и сливные трубы для отвода жидкости, стекающей с наружной поверхности сепарационных элементов. Технический результат: повышение эффективности очистки газа за счет снижения вторичного уноса капельной влаги, а также исключения подачи промывочной жидкости на узле сепарации. 1ил.

The utility model relates to separation equipment in the field of gas purification from liquid media and can be used for gas purification at a complex gas treatment plant in the oil and gas industry. The separator consists of three main units - a gas-liquid mixture inlet unit, a separation unit and a fine liquid recapturing unit, located in a housing with a raw gas inlet pipe, a purified gas outlet pipe and a liquid outlet pipe. On the raw gas inlet branch pipe there is a gas inlet assembly, which consists of a cylindrical supporting structure and irregular packing blocks fixed on it. A separation unit is located above the gas inlet unit. As part of the separation unit there is a plate with direct-flow centrifugal separation elements, which are a cylindrical product, on the bottom of which stationary blades are installed to give rotational motion to the gas flow, and on top there is a stripper, along which the liquid film is directed to the outer surface of the element and flows down onto the supporting cloth - plate . Above the specified plate there is a combined separation-filtering section - an after-collection unit. The recapturing unit is made in the form of an installed plate with coalescing and separating elements, and drain pipes for draining liquid flowing from the outer surface of the separating elements. EFFECT: increased efficiency of gas purification by reducing the re-entrainment of droplet moisture, as well as eliminating the supply of flushing liquid at the separation unit. 1ill.

Description

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.The utility model relates to separation equipment in the field of gas purification from liquid media and can be used for gas purification at a complex gas treatment plant in the oil and gas industry, in particular, when a share of associated petroleum gas is involved in the technological process of Cenomanian natural gas preparation.

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.A gas purification separator is known, comprising a housing with pipes for raw gas inlet, purified gas outlet and liquid outlet and a gas distribution device located in the housing, installed against the raw gas inlet pipe with a gap to the housing, and filter sections located above the gas distribution device, containing a mesh droplet eliminator and direct-flow droplet eliminator with centrifugal separation elements, see RU Patent No. 2438757, IPC B01D 45/12, 2006.

Недостатком такого аппарата является его неэффективная работа в условиях вовлечения в процесс подготовки природного газа - попутного нефтяного газа.The disadvantage of this apparatus is its inefficient operation in the conditions of involvement in the process of preparation of natural gas - associated petroleum gas.

При высоком содержании углеводородной жидкости нарушается неразрывность жидкостного потока по аппарату, что приводит к снижению эффективности сепарации.With a high content of hydrocarbon liquid, the continuity of the liquid flow through the apparatus is disturbed, which leads to a decrease in the separation efficiency.

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.The closest to the claimed technical device is a separator for gas purification (RU Patent No. 2469771, publ. 12/20/2012), containing a housing with pipes for raw gas inlet, purified gas outlet and liquid outlet and a gas distribution device installed in the housing and above it a filter section with direct-flow centrifugal separation elements, in which each centrifugal separation element of the filtering section is equipped with a coalescing cartridge made in the form of a perforated frame, on the side surface of which there are alternating drainage and coalescing layers of non-woven material with increasing porosity in the radial direction, fixed on the outside with a metal mesh, while each the coalescing cartridge is installed coaxially under the centrifugal separation element and communicates with the drainage collector located under the filtering section.

Недостатком сепаратора можно признать недостаточную эффективность очистки газа от жидкости, содержащую в своем составе долю попутного нефтяного газа.The disadvantage of the separator can be recognized as the insufficient efficiency of gas purification from liquid, which contains in its composition a proportion of associated petroleum gas.

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.The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of gas purification from liquid, containing in its composition the proportion of associated petroleum gas by improving the operational properties of the separator.

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.The problem is solved by achieving a technical result, which is to reduce the entrainment of condensed moisture from the separation equipment, which improves the quality of the prepared raw materials in terms of the parameter (dew point temperature for hydrocarbons) and ensures compliance with current standards.

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.To achieve this technical result, it is proposed to use a separator for natural gas purification, containing in its composition a proportion of associated petroleum gas, consisting of three main units - a gas-liquid mixture inlet unit, a separation unit and a fine liquid recapturing unit located in a housing with a raw gas inlet pipe, a pipe clean gas outlet and liquid outlet pipe. In the separator, on the raw gas inlet branch pipe, there is a gas inlet assembly, which consists of a cylindrical supporting structure and irregular packing blocks fixed to it. A separation unit is located above the gas inlet unit, which includes a plate with direct-flow centrifugal separation elements, which are a cylindrical product, on the bottom of which stationary blades are installed to give rotational motion to the gas flow, and on top there is a stripper, along which the liquid film is directed to the outer surface of the element and flows down to the supporting canvas (plate). Above said plate there is a combined separation-filtering section - an after-collection unit made in the form of an installed plate with coalescing and separation elements, and drain pipes for draining liquid flowing from the outer surface of the separation elements.

На фиг. изображен сепаратор для очистки природного газа, содержащего долю попутного нефтяного газа.In FIG. a separator for purifying natural gas containing a proportion of associated petroleum gas is shown.

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.The gas purification separator comprises a housing 1 with pipes for raw gas inlet 2, purified gas outlet 3 and liquid outlet 4. In housing 1, on the raw gas inlet pipe 2, there is a gas inlet assembly 5. A gas separation assembly 6 is installed above the inlet assembly 5 - a plate with direct-flow centrifugal elements 8. Above the separation unit 6 there is a unit for additional collection of fine liquid 7 - a plate with coalescing 11 and separation elements 12.

Сепаратор работает следующим образом.The separator works as follows.

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.The initial gas flow containing the dropping liquid enters the apparatus through the flow inlet assembly 5 installed on the inlet pipe 2. The inlet assembly 5 consists of a cylindrical supporting structure with blocks of irregular packing fixed to it. When the gas-liquid flow passes through the packing blocks, liquid drops are separated on its elements. Re-entrainment of droplets is prevented by a significant reduction in the gas flow rate at the outlet of the input node 5, which is due to the large area of its outer surface. The separated liquid flows freely to the bottom of the separator.

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.Further, the gas containing the residual amount of liquid enters the gas separation unit 6. This unit is a support sheet (plate) with separation straight-through elements 8 fixed on it, a collector for removing the trapped liquid 9, a flushing liquid supply pipeline 10, which provides decrease in the salinity of the liquid coming with the purified gas. In this case, the supply of flushing liquid is excluded, because the content of heavy hydrocarbons in the inlet gas stream is high and the supply of the aqueous phase (flushing liquid) leads to additional saturation of the gas being purified with moisture. Without liquid supply from the outside, washing at the separation unit occurs with the liquid contained in the gas being cleaned, without shifting the equilibrium composition of the flow. The captured liquid from the separation unit 6 is discharged into the cubic part of the apparatus.

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.Then the gas for coagulation and trapping of finely dispersed liquid enters the after-collection unit 7 of the apparatus, where the liquid is retained in the filtering layer of the coalescing elements 11, flows down to the lower part of the elements due to the action of gravitational forces and capillary forces and is drained through the drain couples and the liquid drainage collector 9 into the bottom part of the apparatus. With an increase in the gas flow rate, there is a breakdown and removal of enlarged drops from the coalescing elements 11, which are further captured by the separation elements 12. The separation of the liquid in the separation elements 12 occurs due to centrifugal forces. The trapped liquid flows through the liquid outlet manifold 9 to the lower part of the apparatus and is discharged through the pipe 4. The purified gas flow is discharged from the separator through the outlet pipe 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.Thus, the inventive design of the separator due to the implementation of the combined design of the apparatus, consisting of three main units, as well as the exclusion of the supply of flushing fluid at the separation unit, makes it possible to effectively purify natural gas mixed with associated petroleum gas from liquid media.

Заявленное компоновочное решение прошло промышленные испытания и подтвердило эффективность очистки газа.The claimed layout solution has passed industrial tests and confirmed the efficiency of gas purification.

Claims

Separator for gas purification, containing a housing with branch pipes for raw air inlet, purified gas outlet and liquid outlet and a gas-liquid flow gas distribution device installed in the housing, separation elements and filter elements, characterized in that the separator consists of three main units - a gas-liquid mixture inlet unit, a separation unit and a fine liquid recapturing unit located in a housing with a raw gas inlet pipe, a purified gas outlet pipe and a liquid outlet pipe; in the separator, on the raw gas inlet pipe, there is a gas inlet assembly, which consists of a cylindrical supporting structure and irregular blocks fixed to it. nozzles, a separation unit is located above the gas inlet unit, which includes a plate with direct-flow centrifugal separation elements, which are a cylindrical product, from the bottom of which stationary blades are installed to impart rotational motion to the gas near the flow, and on top there is a stripper, along which the liquid film is directed to the outer surface of the element and flows down onto the supporting canvas - a plate, above which there is a combined separation and filtering section - an after-catching unit, made in the form of an installed plate with coalescing and separating elements, and drain pipes for draining liquid flowing from the outer surface of the separation elements.