Τι είναι ένας διαχωριστής κλιματισμού αερίου: σχεδιασμός, λειτουργίες και προδιαγραφές αγωγών

Απαντώντας στην βασική ερώτηση:Τι είναι ένας διαχωριστής κλιματισμού αερίου;Ο διαχωριστής κλιματισμού αερίου είναι το δοχείο στην κεφαλή της αμαξοστοιχίας επεξεργασίας αερίου που απομακρύνει τα ελεύθερα υγρά, τις εισερχόμενες ομίχλες και τα στερεά από μια παραγόμενη ροή αερίου.και ελέγχει την πίεση και τη θερμοκρασία τουΗ συσκευή αυτή εκτελεί πέντε λειτουργίες: διαχωρισμό υγρών εν γένει με βαρύτητα, απομάκρυνση λεπτών ομίχλων μέσω ενός απομακρυντή ομίχλης, απομάκρυνση στερεών και αμμουλκού.,Οι στόχοι που πρέπει να επιτευχθούν καθορίζονται από τις προδιαγραφές του αγωγού και του εξοπλισμού: δεν υπάρχουν ελεύθερα υγρά,σημείο δροσιάς υδρογονανθράκων συνήθως κάτω από -5 έως 0 °C υπό πίεση παροχής, ένα σημείο δροσιάς νερού κάτω από περίπου -10°C, θειικό υδρογόνο κάτω από 4 ppm, διοξείδιο του άνθρακα κάτω από 2-3% και θερμαντική τιμή στην περιοχή των 35-42 MJ ανά κανονικό κυβικό μέτρο.Το μέγεθος της διατομής διαχωρισμού ακολουθεί την εξίσωση Souders-Brown με συντελεστή K 00,10-0,35 m/s ανάλογα με τον προσανατολισμό και τον τύπο του απομακρυντή ομίχλης.

1. Λειτουργίες διαχωριστή κλιματισμού αερίων

Πέντε λειτουργίες συνδυάζονται σε ένα δοχείο ή σε ένα σκιτ και η καθεμία από αυτές καλύπτει μια συγκεκριμένη απαίτηση μεταφοράς ή μεταποίησης:

• Διαχωρισμός υγρών σε χύδη:Το φυσικό αέριο που φτάνει από πηγάδι, γραμμή συλλογής ή ανωτέρω μεταφέρει ελεύθερα υγρά σε μορφή σαλιγκών, σε μορφή φιλμ κατά μήκος του τοίχου του σωλήνα και σε μορφή σταγονιδίων.επειδή το ελεύθερο υγρό σε μια γραμμή φυσικού αερίου προκαλεί προβλήματα χοίρων, διάβρωση, ανακριβής μέτρηση και, στην χειρότερη περίπτωση, υπερχείλιση ενός συστήματος χαμηλής πίεσης από την κατεύθυνση του ποταμού λόγω βλάβης ελέγχου επιπέδου.Ο βαρυτικός διαχωρισμός στο δοχείο χειρίζεται σταγονίδια άνω των 100-500 μικρομέτρων περίπουΟι χημικοί χημικοί χημικοί χημικοί χημικοί χημικοί χημικοί χημικοί χημικοίαπό έναν αφοσιωμένο κυνηγό σαλιγκιών, οι οποίες σε χερσαίες εγκαταστάσεις μπορεί να αποτελούν αρκετές εκατοντάδες μέτρα σωλήνα μεγάλης διάμετρου, διαμορφωμένα ως διάταξη τύπου δακτύλου ή τύπου άρπης.
• Απομάκρυνση λεπτής ομίχληςΜια πλεκτή συρματόσχοινα πάχους 100-150 χιλιοστών συλλαμβάνει στα 99 μμ τις σταγόνες άνω των 5-10 μικρομέτρων.Απόδοση 9% με πτώση πίεσης μόνο 25-75 mm H2O, και είναι η τυποποιημένη επιλογή για καθαρό αέριο.χειρισμό σταγονιδίων 10-40 μικρομέτρων και ανέχονται πολύ υψηλότερο φορτίο υγρών και στερεώνΌπου η προδιαγραφή είναι πιο στενή, όπως προς τα πάνω ενός επακριβωτή γλυκόλης ή ενός μοριακού σίτου, εγκαθίσταται ένα διαχωριστικό φίλτρου ή ένα φίλτρο συγχώνευσης, αφαιρώντας σταγονίδια έως 0,3-1 μικρομέτρα σε 99.98% απόδοση με ανταλλακτικά στοιχεία και μετρητή διαφορικής πίεσης για την προγραμματισμένη αλλαγή.
• Στερεά στοιχεία και αμμοδιώξη:Τα πηγάδια παραγωγής μεταφέρουν άμμο, κλίμακα, προϊόντα διάβρωσης και, σε ορισμένους τομείς, σωματίδια σχηματισμού, τα οποία είναι καταστροφικά:συσσωρεύονται στο δοχείο και μειώνουν τον όγκο εργασίας τουΟ διαχωριστής τους απομακρύνει με τη βαρύτητα σε μια ειδική ζώνη συλλογής άμμου, συνήθως στο κάτω μέρος του σκάφους ή σε ένα ξεχωριστό σακάκι άμμου,και τα συσσωρευμένα στερεά απομακρύνονται με περιοδική εκτόξευση άμμου, στο οποίο ένα τζετ νερού υψηλής πίεσης ή νερού παραγωγής υγροποιεί το στρώμα και φουσκώνει προς ένα κυκλώνα άμμου ή μια κατσαρόλα συλλογής.Η συχνότητα εκτόξευσης κυμαίνεται από κάθε ώρα σε ένα αμμώδες πηγάδι έως κάθε εβδομάδα σε ένα καθαρό πηγάδι, και είναι ένας από τους πιο αξιόπιστους πρώιμους δείκτες της αποτυχίας του ελέγχου της άμμου.
• Μείωση πίεσης και ρύθμιση θερμοκρασίας:Το αέριο φτάνει συνήθως σε πίεση κεφαλής πηγάδι, συχνά 30-150 bar, και πρέπει να μειωθεί στην πίεση μεταφοράς ή επεξεργασίας.και ψύχει το αέριο με το φαινόμενο Τζούλ-ΤόμσονΗ ψύξη αυτή μπορεί να είναι χρήσιμη, δεδομένου ότι συμπυκνώνει βαρύτερους υδρογονάνθρακες και συμβάλλει στην επίτευξη του σημείου δροσιάς υδρογονανθράκων.αλλά δημιουργεί επίσης ένα κίνδυνο υδρατρισμού: σε θερμοκρασία 70 bar, το αέριο μεθάνιο με ελεύθερο νερό σχηματίζει υδρατρίωση κάτω των 20-25°C περίπου, και ένα φλυτζάνι υδρατρίωσης είναι μία από τις συχνότερες αιτίες διακοπής παραγωγής.Το σύστημα κλιματισμού θερμαίνει το αέριο., χρησιμοποιώντας ένα έμμεσο θερμαντήρα με σωλήνα φωτιάς ή μπάνιο νερού, ή εγχέει έναν θερμοδυναμικό αναστολέα, συνήθως μονοαιθυλενογλυκόλη σε 0,5-3 λίτρα ανά χιλιόγραμμα νερού που παράγεται,ή μεθανόλη όταν η ανάκτηση δεν είναι οικονομική.
• Υπηρεσία προστασίας μετρήσεων και καυσίμων:Οι ίδιες αρχές ισχύουν και για τα μικρότερα υδρατρίδια κλιματισμού που χρησιμοποιούνται για καύσιμο αερίου και για αέριο οργάνων.επειδή οι σταγόνες υγρού σε μια τουρμπίνα αερίου προκαλούν αστάθεια της φλόγας, η διάβρωση σε θερμό τμήμα και, με την πάροδο του χρόνου, η βλάβη της λεπίδας.και συχνά ένα υπερθερμαντήρα που ανεβάζει το αέριο σε 10-20 °C πάνω από το σημείο δροσιάς υδρογονανθράκων για να εξασφαλίσει ότι δεν θα συμβεί συμπύκνωση κατ 'ευθείανΤο αέριο του οργάνου συντελείται σε περαιτέρω κλιματισμό, στεγνώνεται σε σημείο δροσιάς κατά κανόνα 20 °C κάτω από τη χαμηλότερη θερμοκρασία περιβάλλοντος και φιλτράρεται για την αφαίρεση ελαίου και σωματιδίων.επειδή η παροχή αέρα ή αερίου από το όργανο που παγώνει ή κλείνει προκαλεί βλάβη της βαλβίδας ελέγχου σε ολόκληρη την εγκατάσταση.

2Σχεδιασμός και λειτουργία διαχωριστή κλιματισμού αερίων

Τρεις αποφάσεις σχεδιασμού καθορίζουν εάν ο διαχωριστής πληροί τις προδιαγραφές κατά τη διάρκεια ζωής του πεδίου:

• Μεγέθυνση για ολόκληρο το προφίλ παραγωγής:Ένας διαχωριστής αερίου πρέπει να είναι μεγέθους όχι για τις σημερινές τιμές, αλλά για το σύνολο του προφίλ παραγωγής, το οποίο σε ένα πεδίο φυσικού αερίου σημαίνει την αντίθετη συμπεριφορά σε κάθε άκρο.Στην αρχή της ζωής στο πεδίο τα ποσοστά είναι υψηλά και τα υγρά μπορεί να είναι χαμηλά.Το αέριο μειώνεται στα τέλη της ζωής του, αλλά τα υγρά μειώνονται.ειδικά νερό από προχωρημένο υδροφορέα ή από εξάντληση πίεσης, αυξηθεί απότομα, έτσι ώστε το δοχείο γίνεται περιορισμένη υγρό-κράτηση και, κρίσιμα,η ταχύτητα του αερίου μπορεί να πέσει τόσο χαμηλά ώστε ο διαχωριστής να λειτουργεί σε κατάσταση κατά την οποία ο απομακρυντής ομίχλης δεν λειτουργεί πλέον αποτελεσματικάΟι έμπειροι σχεδιαστές ελέγχουν τουλάχιστον τρεις περιπτώσεις: τα αρχικά ποσοστά, τα ποσοστά κορυφής και τα ποσοστά ύστερης ζωής, και επιβεβαιώνουν ότι ο διαχωριστής λειτουργεί τόσο κατά την εγκατάσταση όσο και κατά το σχεδιασμό.Τα πρότυπα μεγέθους όπως το API 12J παρέχουν το πλαίσιο, αλλά η πρόβλεψη παραγωγής είναι η πραγματική εισροή.
• Ελέγχος επιπέδου και χειρισμός υγρών:Αν το επίπεδο αυξηθεί πολύ, το υγρό μεταφέρεται στην έξοδο αερίου, πλημμυρίζοντας τον απομακρυντή ομίχλης και,στην χειρότερη περίπτωση, στέλνοντας μια σφήκα υγρού σε έναν συμπιεστή. Εάν πέσει πολύ χαμηλά, το αέριο φυσάει μέσα από την έξοδο υγρού, η οποία υπερπιέζει το σύστημα υγρού προς τα κάτω και μπορεί να σπάσει ένα δοχείο που δεν είναι σχεδιασμένο για αέριο.Η συνήθης πρακτική είναι δύο ανεξάρτητοι πομπόι με συναγερμό, ένα πολύ υψηλό επίπεδο που κλείνει τον διαχωριστή ή κλείνει την πρίζα.και μια βαλβίδα απόρριψης αντί για μια βαλβίδα ελέγχου για το υγρόΤο υγρό πρέπει στη συνέχεια να πάει κάπου: σε ένα σύστημα επεξεργασίας νερού που παράγεται, σε έναν σταθεροποιητή συμπυκνωμένου ή πίσω στη γραμμή εξαγωγής,και η διαδρομή διάθεσης είναι συχνά ο περιορισμός και όχι ο ίδιος ο διαχωριστής.
• Υλικά, κώδικες και ακεραιότητα:Οι διαχωριστές κλιματισμού αερίων κατασκευάζονται σύμφωνα με το ASME VIII Division 1 με σφραγίδα U ή με το PED 2014/68/ΕΕ με σήμανση CE για την ευρωπαϊκή υπηρεσία.αλλά όταν το αέριο περιέχει θειικό υδρογόνο, ισχύει η NACE MR0175 / ISO 15156: η σκληρότητα του υλικού είναι περιορισμένη, συνήθως σε 22 HRC και η θερμική επεξεργασία μετά την συγκόλληση είναι υποχρεωτική για την πρόληψη της ρωγμάτωσης με θειικό άγχος,από χάλυβα ανθεκτικό σε HIC που προορίζεται για υγρή οξύτηταΣε περίπτωση που το διοξείδιο του άνθρακα είναι παρόν με νερό, προστίθεται διαφορά διάβρωσης 3-6 mm και χορηγείται ένεση αναστολέα διάβρωσης προς τα πάνω.Τα εσωτερικά μέρη πρέπει να μπορούν να αφαιρούνται μέσω ενός διαδρόμου για επιθεώρηση και αντικατάσταση, και το δοχείο πρέπει να είναι εφοδιασμένο με συσκευή ανακούφισης μεγέθους σύμφωνα με το API 520 για την πυρκαγιά και τις κλειστές πρίζες,και με σύστημα εκτόξευσης για την ασφαλή πίεση σε φλεγμονή ή σε κλειστή αποχέτευση.

Λειτουργίες κλιματισμού αερίου και πίνακας σύγκρισης εξοπλισμού

Συχνές ερωτήσεις (FAQ)

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κλιματισμού αερίου και επεξεργασίας αερίου;

Α: Ο κλιματισμός αερίου προετοιμάζει το αέριο για μεταφορά ή χρήση ως καύσιμο, χωρίς να αλλάζει ριζικά τη σύνθεσή του: απομακρύνει ελεύθερα υγρά και στερεά,ελέγχει την πίεση και τη θερμοκρασίαΗ επεξεργασία με αέριο αλλάζει τη σύνθεση για να ανταποκριθεί σε μια προδιαγραφή πώλησης: αφαιρεί θειικό υδρογόνο και διοξείδιο του άνθρακα σε μια μονάδα αμινών,απομακρύνει το νερό σε αφυδατωτή γλυκόλης ή σε μοριακό φίλτρο, ανακτά υγρά φυσικού αερίου με ψύξη ή κρυογενή επέκταση και αφαιρεί άζωτο ή ήλιο όπου είναι απαραίτητο.Στην πράξη, ο διαχωριστής προετοιμασίας είναι το πρώτο δοχείο στο τρένο επεξεργασίας, και υπάρχει για την προστασία του εξοπλισμού επεξεργασίας: ένας επακριβωτής γλυκόλης θα αφρώσει και θα χάσει την αποτελεσματικότητά του εάν εισέλθει υγρό υδρογονάνθρακα,και μια μονάδα αμινών θα δημιουργήσει αφρό και θα υποστεί απώλεια αμινών εάν το εισερχόμενο αέριο μεταφέρει υγρά ή στερεάΓια το λόγο αυτό, ο διαχωρισμός των εισροών προς τα πάνω από αυτές τις μονάδες αντιμετωπίζεται ως ένα κρίσιμο καθήκον και όχι ως μια τυπικότητα.

Ε: Πώς αποτρέπετε τα υδατικά σε ένα διαχωριστικό κλιματισμού αερίου;

Α: Τέσσερις προσεγγίσεις, που χρησιμοποιούνται μεμονωμένα ή σε συνδυασμό.Έτσι, ακόμη και μετά από την ψύξη Joule-Thomson μέσω του πνιγμού, το αέριο παραμένει πάνω από την θερμοκρασία σχηματισμού υδρατρίου., συνήθως με περιθώριο 5-10°C. Ενέχυση θερμοδυναμικού αναστολέα, συνήθως μονοαιθυλενογλυκόλης σε 0,5-3 L ανά χιλιόγραμμο ελεύθερου νερού, ο οποίος μετατοπίζει την καμπύλη ισορροπίας υδρατρίων προς τα κάτω,ή μεθανόλη, εφόσον δεν δικαιολογείται η ανάκτηση· ο αναστολέας ταξιδεύει με τη φάση του νερού και αναγεννιέται και επανακυκλοφορεί σε ένα πακέτο αναγέννησης γλυκόλης.Έτσι δεν υπάρχει καθόλου ελεύθερο νερό για να σχηματιστούν υδατάνθρακες.Και ελέγχοντας τη μείωση της πίεσης έτσι ώστε η ψύξη Joule-Thomson, σε 0,4-0,7 °C ανά bar, να μην παίρνει το αέριο κάτω από την θερμοκρασία υδρατρίου του,Μερικές φορές διαχωρίζοντας την πτώση πίεσης σε δύο στάδια με θέρμανση μεταξύ τους.

Ε: Τι είναι ένας διαχωριστής φίλτρων και πότε χρειάζεται αντί για ένα καθαριστήρα;

Α: Ένας διαχωριστής φίλτρου συνδυάζει τα δύο στάδια σε ένα δοχείο: ένα τμήμα άνω από το ρεύμα των συσσωρευτικών συλλέκτρων φίλτρου που συλλαμβάνει λεπτές σταγονίδια υγρού και τις συγχωνεύει σε μεγαλύτερες σταγόνες,και τμήμα απομάκρυνσης ομίχλης προς τα κάτωΗ απομάκρυνση γίνεται μέχρι 0,3-1 μικρομέτρων με αποδοτικότητα έως 99,98% έναντι 5-10 μικρομέτρων για ένα καθαριστή ματιών.έτσι ορίζεται οπουδήποτε ο μεταγενέστερος εξοπλισμός είναι ευαίσθητος σε οποιοδήποτε υγρόΟι τρεις κλασικές εφαρμογές είναι ανωτέρω της μονάδας αφυδάτωσης μοριακού φίλτρου, όπου ο υγρός υδρογονάνθρακας απενεργοποιεί γρήγορα το φίλτρο και μπορεί να προκαλέσει την αποσύνθεσή του.Ανεξάρτητα από τον αέρα,, όπου οι υγροί υδρογονάνθρακες προκαλούν σοβαρό αφρό και απώλεια γλυκόλης· και ανωτέρω ενός φυγόκεντρου συμπιεστή ή μιας αεριοστροβίλης, όπου οι λεπτές σταγονίδια προκαλούν διάβρωση και μόλυνση.Η ανταλλαγή είναι τα αντικαταστάσιμα στοιχεία, οι οποίες απαιτούν παρακολούθηση της διαφορικής πίεσης και ένα καθεστώς αλλαγής και οι οποίες κλείνουν γρήγορα εάν τα στερεά δεν αφαιρούνται ανωτέρω.

Ε: Πώς παρακολουθείται η απόδοση ενός διαχωριστή κλιματισμού αερίων;

Α: Τέσσερις δείκτες παρακολουθούνται συνεχώς.δεδομένου ότι μια αυξανόμενη τάση υποδεικνύει μόλυνση ή πλημμύρα πολύ πριν γίνει ορατή η μεταφορά- μεταφορά υγρών προς τα κάτω, μετρούμενη είτε με μέθοδο άμεσης δειγματοληψίας είτε έμμεσα με παρακολούθηση της απόδοσης της μονάδας προς τα κάτω,όπως αύξηση των απωλειών γλυκόλης σε επακριβώτη αφυδάτωσης ή αύξηση της αφρώσεως αμινών- Συμπεριφορά ελέγχου επιπέδου, κατά την οποία οι συχνές συναγερμοί υψηλού επιπέδου ή μια ταλαντευόμενη βαλβίδα απορρίψεως υποδεικνύουν πρόβλημα επιπέδου, υπομεγέθη εξόδου υγρού ή γαλακτώματα στη διεπαφή.Και η πίεση και οι θερμοκρασίες του πηγάδι και του διαχωριστή σε σύγκριση με την καμπύλη σχηματισμού υδρατρίων, δεδομένου ότι μια σταθερή μετατόπιση προς την περιοχή του υδρατρίου ή ένα αυξανόμενο χάσμα μεταξύ της θερμοκρασίας του αερίου και της θερμοκρασίας του υδρατρίου είναι η πρώιμη προειδοποίηση για πρόβλημα δοσολογίας αναστολέα ή βλάβη θερμαντήρα..Πολλοί φορείς εκμετάλλευσης προωθούν επίσης την παραγωγή άμμου με την καταγραφή της συχνότητας εκτόξευσης, η οποία παρέχει μια φθηνή και συνεχή ένδειξη της απόδοσης ελέγχου της άμμου στο υπόνομο.