Was ist ein Gaskonditionierscheider: Konstruktion, Funktionen und Pipeline-Spezifikation

Die Antwort auf die Kernfrage:Was ist ein Gas-Konditionierungsseparator?Ein Gas-Konditionierungs-Separator ist das Behälter an der Spitze eines Gasreinigungsträgers, das freie Flüssigkeiten, eingetragenen Nebel und Feststoffe aus einem erzeugten Gasstrom entfernt.und kontrolliert Druck und TemperaturEs hat fünf Funktionen: Schwereflüssigkeitstrennung, Feinschmelzeentfernung durch einen Nebelentferner, Feststoffe und Sandentfernung.,Die Ziele, die er erfüllen muss, werden durch die Rohrleitung und die Ausrüstungsspezifikation festgelegt: keine freien Flüssigkeiten,ein Kohlenwasserstofftaupunkt, der bei einem Abgabedruck typischerweise unter -5 bis 0 °C liegt, Wassertau unter ca. -10°C, Schwefelwasserstoff unter 4 ppm, Kohlendioxid unter 2-3% und Heizwert im Bereich von 35-42 MJ pro normalen Kubikmeter.Die Größe des Trennschnitts folgt der Souders-Brown-Gleichung mit einem K-Faktor von 0.10-0.35 m/s je nach Ausrichtung und Nebelentfernungstyp.

1. Funktionen eines Gaskonditionierscheins

Fünf Funktionen werden in einem Behälter oder einem Schlitten kombiniert, und jede erfüllt eine spezifische Beförderungs- oder Verarbeitungsanforderung:

• Schüttflüssigkeitstrennung:Gas, das aus einem Brunnen, einer Sammelleitung oder einer vorgelagerten Anlage kommt, trägt freie Flüssigkeiten in Form von Schleifen, als Film entlang der Rohrwand und als getragenen Tröpfchen.weil freie Flüssigkeit in einer Gasleitung Probleme mit dem Schleppen verursacht, Korrosion, ungenaue Messung und im schlimmsten Fall Überdruck eines nachgelagerten Niederdrucksystems durch eine Niveaubegrenzung.Schwerkrafttrennung im Behälter behandelt Tröpfchen über etwa 100-500 Mikrometer, und der Behälterdurchmesser wird durch die Souders-Brown-Dampfgeschwindigkeitsgrenze festgelegt.von einem engagierten Schneckenfänger, die in Landanlagen mehrere hundert Meter große Durchmesserrohren in Form eines Finger- oder Harfen-Arrangements sein können.
• Feine Nebelentfernung:Die Schwerkraft kann die feinen Tröpfchen nicht entfernen, so dass ein Nebel-Eliminator mit ihnen umgeht.Effizienz von 9% bei einem Druckabfall von nur 25-75 mm H2O, ist die Standardwahl für sauberes Gas. Wenn das Gas Feststoffe, Wachs oder Kompressor-Schmieröl trägt, das ein Mesh-Pad verstopft, wird ein Schieber oder ein Chevron verwendet,Handhabung von Tröpfchen von 10 bis 40 Mikrometer und Toleranz einer viel höheren Flüssigkeits- und FeststoffbelastungBei der engsten Spezifikation, wie vor einem Glykolkontaktor oder einem Molekularsiet, wird ein Filterseparator oder ein Kohäsionsfilter installiert, der Tröpfchen auf 0,3-1 Mikrometer bei 99° entfernt.98% Wirkungsgrad mit austauschbaren Elementen und einem Differenzdruckmessgerät zur Planung des Auswechselns.
• Feststoffe und Sandentfernung:In den Bohrlöchern sind Sand, Schuppen, Korrosionsprodukte und in manchen Bereichen Formationsfeinen zu finden.sie sammeln sich im Behälter an und verringern das ArbeitsvolumenDer Trennmechanismus entfernt sie durch Schwerkraft in einer speziellen Sammelzone für Sand, in der Regel auf dem Boden des Schiffes oder in einer separaten Sandwäsche.und die angesammelten Feststoffe werden durch periodische Sandstrahlen entfernt., bei dem ein Hochdruckwasserstrahl oder ein Wasserstrahl das Bett flüssig macht und es zu einem Sandzyklon oder zu einem Sammeltopf geblasen wird.Die Frequenz der Jets variiert von einer Stundenspanne in einem Sandbrunnen bis zu einer Woche in einem sauberen, und ist einer der zuverlässigsten frühen Indikatoren für einen Fehler bei der Kontrolle des Sandes im Boden.
• Drucksenkung und Temperaturregelung:Das Gas kommt normalerweise bei einem Bohrkopfdruck, oft 30 bis 150 bar, an und muss auf den Transport- oder Verarbeitungsdruck reduziert werden.und es kühlt das Gas durch den Joule-Thomson-EffektDies kann nützlich sein, da es schwerere Kohlenwasserstoffe kondensiert und dazu beiträgt, den Wasserstofftaupunkt zu erreichen.aber es schafft auch ein Hydratrisiko: bei 70 bar bildet Methangas mit freiem Wasser Hydrate unter etwa 20-25°C, und ein Hydratstopfen ist eine der häufigsten Ursachen für einen Produktionsstillstand.Das Klimasystem erwärmt daher entweder das Gas, mit einer indirekten Leitungsheizung mit Feuerrohr oder Wasserbad, oder injiziert einen thermodynamischen Inhibitor, typischerweise Monoethylenglycol bei 0,5-3 L pro produziertem Kilogramm Wasser,oder Methanol, wenn die Verwertung nicht wirtschaftlich ist.
• Messschutz und Brennstoffgasdienst:Dieselben Grundsätze gelten für die kleineren Konditionierschlitze, die für Brennstoffgas und für Instrumentengas verwendet werden.weil flüssige Tröpfchen in einer Gasturbine eine Flammeninstabilität verursachen, Korrosion des Heißschnitts und im Laufe der Zeit Schäden an der Klinge; der Konditionierschleifer umfaßt daher einen Trennvorrichtung, einen Koalitionsfilter, einen Druckregler,und häufig ein Überhitzer, der das Gas um 10-20°C über seinen Kohlenwasserstofftau-Punkt erhebt, um zu gewährleisten, dass keine Kondensation nachgelaufen istDas Instrumentengas wird weiter konditioniert, auf einen Taupunkt von typischerweise 20 °C unter der niedrigsten Umgebungstemperatur getrocknet und zum Entfernen von Öl und Partikeln gefiltert.weil eine Instrumentenluft- oder Gasversorgung, die einfriert oder sich verstopft, zu einem Ausfall des Steuerventils in der gesamten Anlage führt.

2. Konstruktion und Betrieb eines Gas-Konditionierungs-Separators

Drei Entwurfsentscheidungen bestimmen, ob der Separator die Spezifikation während der Lebensdauer des Feldes erfüllt:

• Größe für das gesamte Produktionsprofil:Ein Gasseparator muß nicht für die heutigen Raten, sondern für das gesamte Produktionsprofil ausgelegt sein, was in einem Gasfeld das entgegengesetzte Verhalten an beiden Enden bedeutet.Früh im Feldleben sind die Raten hoch und die Flüssigkeiten können niedrig sein, so dass das Gefäß eine begrenzte Gaskapazität hat und das Souders-Brown-Kriterium gilt.vor allem Wasser aus einem vorrückenden Aquifer oder aus Druckausfall, steigen stark, so dass das Gefäß wird Flüssigkeit-Haltung begrenzt und, kritisch,die Gasgeschwindigkeit kann so niedrig fallen, dass der Trennseparator in einem Zustand arbeitet, in dem der Nebelentferner nicht mehr effizient arbeitetErfahrene Designer prüfen mindestens drei Fälle: Anfangsraten, Spitzenraten und Spätlebensraten und bestätigen, daß der Trennstoff sowohl bei der Fertigstellung als auch bei der Konstruktion funktioniert.Größenstandards wie API 12J bieten den Rahmen, aber die Produktionsprognose ist der tatsächliche Input.
• Niveaukontrolle und Flüssigkeitsbehandlung:Wenn der Gaspegel zu hoch steigt, wird die Flüssigkeit in die Gasöffnung überführt, wodurch der Nebel-Eliminator überflutet undim schlimmsten Fall, die eine Flüssigkeitsschlange in einen Kompressor schickt; fällt sie zu tief, bläst Gas durch den Flüssigkeits-Ausgang, wodurch das Flüssigkeitssystem nachgelagert überdrucket und ein Gefäß zerreißt, das nicht für Gas ausgelegt ist.Die Standardpraxis ist zwei unabhängige Spannungsmessgeräte mit einem Alarm, ein hochspannender Spannungsmessgerät, das sich im Trennvorhang oder in der Steckdose schließt.und ein Abflussventil anstelle eines Steuerventils für die Flüssigkeit, da die produzierten Flüssigkeiten oft sandig und erosiv sind. Die Flüssigkeit muss dann irgendwohin gelangen: zu einem produzierten Wasseraufbereitungssystem, zu einem Kondensatstabilisator oder zurück in die Exportleitung,und der Entsorgungsweg ist oft die Einschränkung und nicht der Trennstoff selbst.
• Materialien, Codes und Integrität:Gaskonditionierungsseparatoren sind nach ASME VIII Division 1 mit U-Stempel oder nach PED 2014/68/EU mit CE-Kennzeichnung für den europäischen Dienst gebaut.aber wenn das Gas Schwefelwasserstoff enthält, NACE MR0175 / ISO 15156 gilt: die Materialhärte ist begrenzt, typischerweise auf 22 HRC, und eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist obligatorisch, um das Sulfid-Stresskrecken zu verhindern,mit einem HIC-beständigen Stahlgehalt, der für den Nass-Sauer-Service spezifiziert istWenn Kohlendioxid mit Wasser vorhanden ist, wird eine Korrosionsminderung von 3-6 mm hinzugefügt und ein Korrosionshemmer vorgeladen.Die inneren Teile sollten für die Inspektion und den Austausch durch eine Fahrbahn abnehmbar sein., und das Gefäß sollte mit einer Abhilfevorrichtung für Feuer und verstopfte Steckdosen ausgestattet sein, die nach API 520 ausgelegt ist,mit einem Druckabzugssystem zur sicheren Verringerung des Druckes in eine Leuchte oder in einen geschlossenen Abfluss.

Vergleichsmatrix für die Funktionen und Ausrüstungen der Gaskonditionierung

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen Gaskonditionierung und Gasverarbeitung?

A: Die Gaskonditionierung bereitet das Gas für den Transport oder die Verwendung als Brennstoff vor, ohne seine Massengruppenzusammensetzung grundlegend zu verändern: Es entfernt freie Flüssigkeiten und Feststoffe,Kontrolle von Druck und TemperaturDie Verarbeitung mit Gas verändert die Zusammensetzung, um einer Verkaufsspezifikation zu entsprechen: Es entfernt Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid in einer Amineinheit,entfernt Wasser in einem Glykol-Dehydrator oder einem molekularen Sieb, wird Erdgasflüssigkeit durch Kühlung oder kryogene Expansion zurückgewonnen und bei Bedarf Stickstoff oder Helium entfernt.In der Praxis ist der Konditionierungsseparator das erste Behälter im Verarbeitungszug, und es dient dem Schutz der Verarbeitungsanlagen: Ein Glykolkontakter wird Schaum und verliert seine Wirksamkeit, wenn flüssige Kohlenwasserstoffe hineinströmen,und eine Amineinheit erzeugt Schaum und verliert Amine, wenn das Einlassgas Flüssigkeiten oder Feststoffe trägt., weshalb die Einlasstrennung vor diesen Einheiten eher als eine wichtige Aufgabe und nicht als eine Formalität behandelt wird.

F: Wie verhindern Sie Hydrate in einem Gas-Konditionierspender?

A: Vier Ansätze, einzeln oder in Kombination.so dass auch nach Joule-Thomson-Kühlung über den Drossel das Gas über seiner Hydratbildungstemperatur bleibt, typischerweise mit einer Grenze von 5-10°C. Injektion eines thermodynamischen Inhibitors, in der Regel Monoethylenglycol bei 0,5-3 L pro Kilogramm freiem Wasser, der die Hydratgleichgewichtskurve nach unten verschiebt,oder Methanol, wenn die Rückgewinnung nicht gerechtfertigt istDer Inhibitor bewegt sich mit der Wasserphase, regeneriert sich und zirkuliert in einem Glykol-Regenerationspaket.So gibt es kein freies Wasser, um Hydrate zu bilden.- und die Druckabsenkung so zu steuern, daß die Joule-Thomson-Kühlung bei 0,4-0,7 °C pro Bar das Gas nicht unter die Hydrattemperatur bringt,manchmal durch Spaltung des Druckabfalls über zwei Stufen mit Erwärmung zwischen ihnen.

F: Was ist ein Filterseparator und wann ist er anstelle eines Spülgeräts erforderlich?

A: Ein Filterseparator kombiniert die beiden Stufen in einem Behälter: ein vorgelagerter Abschnitt aus zusammenfließenden Filterelementen, der feine Flüssigkeitströpfchen aufnimmt und zu größeren Tröpfchen zusammenführt.und ein Nebel-Eliminator-Abschnitt nachgelagert, in der Regel ein Schleudertaschen, das die vergrößerten Tröpfchen aus dem Gas entfernt.so wird es dort angegeben, wo die nachgelagerte Ausrüstung überhaupt empfindlich auf Flüssigkeiten reagiertDie drei klassischen Anwendungen liegen vor der Dehydrierungseinheit für molekulare Siebe, bei der flüssiges Kohlenwasserstoff das Siebe rasch deaktiviert und zum Zerfall führen kann.vor einem Glykolkontaktor, wo flüssige Kohlenwasserstoffe starke Schaumbildung und Glykolverluste verursachen; und vor einem Zentrifugalkompressor oder einer Gasturbine, wo feine Tropfen Erosion und Verschmutzung verursachen.Der Kompromiss besteht in den ersetzbaren Elementen., die eine Überwachung des Differenzdrucks und eine Auswechslungsregelung erfordern und sich schnell verstopfen, wenn Feststoffe nicht vorgeladen werden.

F: Wie wird die Leistung eines Gaskonditionierscheids überwacht?

A: Vier Indikatoren werden kontinuierlich überwacht.Da ein steigender Trend auf Verunreinigung oder Überschwemmung hinweist, lange bevor die Übertragung sichtbar wird- Flüssigkeitsübertragung nachgelagert, gemessen entweder durch eine direkte Probenahme oder indirekt durch Überwachung der Leistung der nachgelagerten Einheit,Z. B. eine Erhöhung der Glykolverluste in einem Dehydrierungskontakter oder eine Erhöhung des Aminschaumens- Niveaubegrenzungsverhalten, bei dem häufige Alarme bei hohem Niveau oder ein oszillierendes Dumpventil auf ein Niveauproblem, einen unterdimensionalen Flüssigkeitsausgang oder eine Emulsion an der Schnittstelle hinweisen.Und der Druck und die Temperaturen des Bohrkopfes und des Trenners im Vergleich zur Hydratbildungskurve, da eine stetige Verschiebung in Richtung des Hydratgebiets oder ein wachsender Abstand zwischen der Gastemperatur und der Hydrattemperatur die früheste Warnung für ein Problem mit der Dosierung eines Inhibitors oder einen Ausfall der Heizung ist..Viele Betreiber verfolgen auch die Tendenz zur Sandproduktion, indem sie die Sprengfrequenz erfassen, was eine günstige und kontinuierliche Angabe der Leistung der Sandkontrolle im Abgrunde gibt.