جدا کننده تهویه گاز چیست: طراحی، عملکرد و مشخصات لوله

جواب دادن به سوال اصلي:جدا کننده تهویه گاز چیست؟جدا کننده تهویه گاز، ظرفی است که در سر یک قطار تصفیه گاز قرار دارد و مایعات آزاد، مه های جذب شده و مواد جامد را از یک جریان گاز تولید شده حذف می کند.و فشار و دمایش را کنترل می کند، به طوری که گاز را می توان به طور ایمن حمل، اندازه گیری و یا پردازش کرد. آن را به پنج عملکرد انجام می دهد: جداسازی مایع عمده با گرانش، حذف مه نازک از طریق یک حذف کننده مه، مواد جامد و حذف شن,کاهش فشار از طریق خفه شدن و کنترل دمای برای جلوگیری از تشکیل هیدرات. اهداف باید توسط مشخصات لوله و تجهیزات تعیین شود: بدون مایعات آزاد،یک نقطه عطس هیدروکربنی که به طور معمول در فشار تحویل کمتر از -5 تا 0 °C است، درجه شبنم آب کمتر از -10 درجه سانتیگراد، سولفید هیدروژن کمتر از 4 ppm، دی اکسید کربن کمتر از 2-3٪ و مقدار گرمایش در محدوده 35-42 MJ در هر متر مکعب عادی.اندازه گیری بخش جداسازی بر اساس معادله سودرز - براون با یک عامل K 0.10-0.35 متر در ثانیه بسته به جهت گیری و نوع مه حذف کننده

1عملکرد جداکننده گازی

پنج عملکرد در یک ظرف یا اسکید ترکیب شده است و هر کدام به یک نیاز خاص حمل و نقل یا پردازش پاسخ می دهند:

• جدا کردن مایعات در انبوه:گاز وارد شده از یک چاه، خط جمع آوری یا یک تاسیسات رو به رود، مایعات آزاد را به عنوان آبسردک، به عنوان یک فیلم در امتداد دیواره لوله و به عنوان قطرات جذب شده حمل می کند. جدا کننده باید همه آن را خارج کند،چون مایع آزاد در یک خط گاز باعث مشکلات خوک شدن می شود، خوردگی، اندازه گیری نادرست، و در بدترین حالت، فشار بیش از حد یک سیستم فشار پایین از طریق یک شکست کنترل سطح.جدایی گرانشی در ظرف، قطرات بالای 100 تا 500 میکرومتر را کنترل می کند.، و قطر ظرف با محدودیت سرعت بخار Souders-Brown تنظیم می شود.توسط یک گیرنده حلزون اختصاصی، که در کارخانه های خشکی ممکن است چندین صد متر از لوله های قطر بزرگ به شکل یک انگشت یا ترتیب نوع طناب باشد.
• از بین بردن مه خوب:نیروی گرانش نمی تواند قطرات ظریف را از بین ببرد، بنابراین یک دستگاه حذف مه آنها را کنترل می کند. یک پد براق سیم با ضخامت 100 تا 150 میلی متر قطرات بالاتر از 5-10 میکرو متری را در حداکثر 99 درجه جذب می کند.بهره وری ۹٪ با کاهش فشار فقط ۲۵ تا ۷۵ میلی متر H2O، و انتخاب استاندارد برای گاز تمیز است. جایی که گاز حاوی مواد جامد، موم یا روغن روان کننده کمپرسور است که یک پد میش را می بندد، یک بسته شفر یا شفرون استفاده می شود،دستکاری قطرات 10-40 میکرومتری و تحمل بارگذاری مایعات و جامد بسیار بالاتردر جایی که مشخصات تنگ است، به عنوان جریان بالا از یک تماسگر گلیکول یا یک سیب مولکولی، یک جدا کننده فیلتر یا یک فیلتر همجوشی نصب شده است، حذف قطرات به 0.3-1 میکرومتر در 99.بهره وری 98٪ با عناصر قابل تعویض و یک مانیتور فشار دیفرانسیل برای برنامه ریزی تغییر.
• مواد جامد و حذف شن:چاه های تولیدی دارای شن و ماسه، مقیاس، محصولات خوردگی و در برخی زمینه ها، جزییات تشکیلاتی هستند و این ها مخرب هستند: آنها چسبانگی، شیر کنترل و تیغه های کمپرسور را از بین می برند،آنها در ظرف جمع می شوند و حجم کار آن را کاهش می دهند.جداکننده آنها را با نیروی گرانشی در یک منطقه جمع آوری شن اختصاص داده شده، معمولا در پایین کشتی یا یک جاکت شن جداگانه، حذف می کند.و مواد جامد تجمع یافته با پرتاب منظم شن حذف می شوند.، که در آن یک جت آب با فشار بالا یا آب تولید شده بستر را مایع می کند و به یک طوفان شن یا یک گلدان جمع آوری می شود.فرکانس پرتاب از هر ساعت در یک چاه شن و ماسه تا هر هفته در یک چاه تمیز، و یکی از قابل اطمینان ترین شاخص های اولیه از یک شکست کنترل شن پایین سوراخ است.
• کاهش فشار و کنترل دمای:گاز به طور معمول در فشار سر چاه، اغلب 30-150 بار می رسد و باید به فشار حمل و نقل یا پردازش کاهش یابد. این کاهش با یک خنک کننده یا یک شیر کنترل انجام می شود.و گاز را با اثر جول-تامسون خنک می کند.این خنک سازی می تواند مفید باشد، زیرا هیدروکربن های سنگین تر را فشرده می کند و به رسیدن به نقطه عطس هیدروکربن کمک می کند.اما همچنین باعث ایجاد خطر هیدرات می شود.: در دمای 70 بار، گاز متان با آب آزاد هیدراتهای زیر حدود 20-25 درجه سانتیگراد را تشکیل می دهد و یک پلاگین هیدرات یکی از شایع ترین علل خاموش شدن تولید است.بنابراین سیستم تهویه هوا یا گاز را گرم می کند، با استفاده از یک بخار دهنده خط غیر مستقیم با یک لوله آتش یا حمام آب، یا یک مهار کننده ترمودینامیک، به طور معمول مونو اتیلن گلیکول در 0.5-3 لیتر در هر کیلوگرم آب تولید شده است، تزریق می شود.یا متانول در صورتی که بازیافت اقتصادی نباشد.
• خدمات حفاظت از اندازه گیری و گاز سوخت:اصول مشابهی برای اسکی های کوچک تر استفاده شده برای گاز سوختی و برای گاز ابزار نیز اعمال می شود. گاز مورد استفاده برای سوخت توربین، راننده کمپرسور یا بخاری باید بدون مایع باشد.چون قطرات مایع در توربین گاز باعث عدم ثبات شعله می شود، خوردگی برش داغ و در طول زمان، آسیب به تیغه؛ پس از آن، اسکید تنظیم کننده شامل جدا کننده، فیلتر همبستگی، تنظیم کننده فشار،و اغلب یک سوپر هیتر که گاز را 10-20 درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه عطس هیدروکربن افزایش می دهد تا اطمینان حاصل شود که هیچ تهویه ای در جریان پایین رخ نمی دهدگاز ابزار به صورت بیشتر تهویه می شود، به درجه شبنم که معمولاً 20 درجه سانتیگراد پایین تر از دمای محیط است خشک می شود و برای حذف روغن و ذرات فیلتر می شود.زیرا یک منبع هوا یا گاز ابزار که یخ می زند یا از بین می رود باعث شکست دریچه کنترل در کل تاسیسات می شود..

2طراحی و کار یک جدا کننده تهویه گاز

سه تصمیم طراحی تعیین می کند که آیا جدا کننده با مشخصات در طول عمر میدان مطابقت دارد:

• اندازه گیری برای کل مشخصات تولید:جداکننده گاز باید اندازه گیری شود نه برای نرخ های امروز بلکه برای کل مشخصات تولید، که در یک میدان گاز به معنای رفتار مخالف در هر دو سر است.در ابتدای زندگی در میدان، نرخ ها بالا هستند و مایعات ممکن است کم باشند.، بنابراین ظرف ظرفیت گاز محدود است و معیار Souders-Brown حاکم است. در اواخر زندگی نرخ گاز کاهش می یابد اما مایعات،به ویژه آب از یک زیرزمینی در حال پیشرفت یا از کاهش فشار، به شدت افزایش می یابد، بنابراین مخزن مایع محدود می شود و، بحرانی،سرعت گاز ممکن است به قدری پایین بیاید که جداکننده در حالت کار کند که جداکننده مه دیگر کارآمد نباشد.طراحان با تجربه حداقل سه مورد را بررسی می کنند: نرخ های اولیه، نرخ های اوج و نرخ های اواخر زندگی، و آنها تأیید می کنند که جدا کننده در زمان تبدیل و همچنین در طراحی کار می کند.استانداردهای اندازه گیری مانند API 12J چارچوب را فراهم می کنند، اما پیش بینی تولید، ورودی واقعی است.
• کنترل سطح و دستکاری مایعات:کنترل سطح در جدا کننده گاز مهم ترین و مستعد شکست ترین عنصر است. اگر سطح بیش از حد بالا برود، مایع به خروجی گاز منتقل می شود، مخزن دود را سیل می کند ودر بدترین حالت، ارسال یک حلقه مایع به یک کمپرسور؛ اگر آن را بیش از حد پایین می رود، گاز از طریق خروجی مایع، که فشار بیش از حد سیستم مایع پایین و می تواند یک ظرف طراحی نشده برای گاز شکسته.روش استاندارد دو فرستنده سطح مستقل با یک آلارم، یک سفر سطح بالا که در جدا کننده بسته می شود یا خروجی را می بندد،و یک شیر تخلیه به جای یک شیر کنترل برای مایعاز آنجایی که مایعات تولید شده اغلب شن و ماسه و فرسایش هستند، مایعات باید به جایی بروند: به یک سیستم تصفیه آب تولید شده، به یک تثبیت کننده مرکبات یا به خط صادرات،و مسیر دفع اغلب محدودیت به جای جدا کننده خود است.
• مواد، کد ها و صداقت:جداکننده های تهویه گاز با تمبر U در ASME VIII Division 1 یا PED 2014/68/EU با علامت CE برای سرویس اروپا ساخته شده اند. فولاد کربن مانند SA-516 درجه 70 استاندارد است،اما در صورتی که گاز حاوی سولفید هیدروژن باشد، NACE MR0175 / ISO 15156 اعمال می شود: سختی مواد محدود است، به طور معمول به 22 HRC و درمان حرارتی پس از جوش برای جلوگیری از ترک فشار سولفید اجباری است.از فولاد مقاوم به HIC که برای سرویس خامه ای مرطوب مشخص شده استدر صورتی که دی اکسید کربن با آب وجود داشته باشد، اجازه خوردگی 3-6 میلی متر اضافه می شود و تزریق مهار کننده خوردگی در جریان آب فراهم می شود.قسمت های داخلی باید از طریق یک راهروی قابل برداشتن برای بازرسی و تعویض باشند.، و ظرف باید با یک دستگاه تخلیه با اندازه بر اساس API 520 برای آتش سوزی و موارد بسته شده، مجهز باشد.و با یک سیستم فشرده سازی برای فشرده سازی آن به طور ایمن به یک شعله یا یک فاضلاب بسته.

ماتریس مقایسه عملکردهای تهویه گاز و تجهیزات

سوالات متداول (FAQ)

سوال: تفاوت بین تهویه گاز و پردازش گاز چیست؟

A: تهویه گاز گاز را برای حمل و نقل یا استفاده به عنوان سوخت آماده می کند، بدون تغییر اساسی در ترکیب عمده آن: مایعات و جامدات آزاد را از بین می برد،کنترل فشار و دمای، و از هیدراتها جلوگیری می کند. پردازش گاز ترکیب را برای برآورده کردن مشخصات فروش تغییر می دهد: آن را از سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن در یک واحد آمین حذف می کند،آب را در یک خشک کننده گلیکول یا یک سیب مولکولی حذف می کند.، مایعات گاز طبیعی را از طریق یخچال یا انبساط کریوجنیک بازیابی می کند و در صورت لزوم نیتروژن یا هلیوم را از بین می برد.در عمل جدا کننده حالت دهنده اولین ظرف در قطار پردازش است، و برای محافظت از تجهیزات پردازش وجود دارد: یک تماسگر گلیکول اگر هیدروکربن مایع وارد شود، فوم می کند و کارایی خود را از دست می دهد،و یک واحد آمین اگر گاز ورودی مایعات یا مواد جامد را حمل کند، فوم می کند و از دست می دهد.، به همین دلیل جداسازی ورودی از این واحد ها به عنوان یک وظیفه حیاتی و نه یک رسمی در نظر گرفته می شود.

س: چگونه از هیدرات در جدا کننده گازی جلوگیری می کنید؟

ج: چهار روش، به تنهایی یا در ترکیب استفاده می شود. گرم کردن گاز در جریان بالا یا داخل جدا کننده با استفاده از یک گرم کننده خط غیرمستقیمبه طوری که حتی پس از خنک شدن جول-تامسون در سراسر خنک کننده گاز بالاتر از دمای تشکیل هیدرات خود باقی می ماند، به طور معمول با حاشیه 5-10 °C. تزریق یک مهار کننده ترمودینامیک، معمولا مونو اتیلن گلیکول در 0.5-3 لیتر در هر کیلوگرم آب آزاد که منحنی تعادل هیدرات را به سمت پایین تغییر می دهد،یا متانول در صورتی که بازیافت توجیه نشده باشد.؛ مهار کننده با فاز آب حرکت می کند و در یک بسته بازسازی گلیکول بازسازی می شود و دوباره گردش می کند.به طوری که هیچ آب آزاد برای تشکیل هیدرات وجود نداردو کنترل کاهش فشار به گونه ای که خنک کننده ژول-تامسون، در 0.4-0.7 °C در هر بار، گاز را زیر دمای هیدرات خود قرار ندهد،گاهی اوقات با تقسیم افت فشار در دو مرحله با گرم کردن بین آنها.

سوال: جداکننده فیلتر چیست و چه زمانی به جای یک جاروبرقی به آن نیاز است؟

ج: یک جدا کننده فیلتر دو مرحله را در یک ظرف ترکیب می کند: یک بخش بالامور از عناصر فیلتر همجوشی که قطرات مایع را جذب می کند و آنها را به قطرات بزرگتر ترکیب می کند.و یک بخش حذف کننده مه پایین رودخانهمعمولا یک پاکت بادکنک که قطرات بزرگ شده را از گاز حذف می کند. آن را به 0.3-1 میکرو متری با کارایی 99.98٪، در مقابل 5-10 میکرو متری برای یک پاک کننده پد شبکه،بنابراین در هر جایی که تجهیزات پایینی نسبت به هر مایع حساس باشند مشخص می شود.. سه کاربرد کلاسیک در جریان آب در واحد تخلیه آب در سیب مولکولی است که در آن هیدروکربن مایع به سرعت سیب را غیر فعال می کند و می تواند باعث تجزیه آن شود.از یک گلیکول کنتاکتور، جایی که هیدروکربن مایع باعث فوم شدن شدید و از دست دادن گلیکول می شود؛ و در جریان یک کمپرسور سانتریفیوژ یا توربین گاز، جایی که قطرات ریز باعث فرسایش و آلودگی می شود.تعويض عناصر قابل تعويض است، که نیاز به نظارت بر فشار فرقی و یک رژیم تغییر دارند و اگر جامد ها از قبل حذف نشوند به سرعت بسته می شوند.

س: عملکرد جدا کننده تهویه گاز چگونه نظارت می شود؟

A: چهار شاخص به طور مداوم ردیابی می شوند. فشار فرقی در سراسر حذف کننده مه یا عناصر فیلتر،از آنجایی که یک روند رو به افزایش نشان می دهد که آلودگی یا سیل قبل از اینکه انتقال قابل مشاهده شودانتقال مایع به پایین رودخانه، که یا با یک روش نمونه گیری مستقیم یا به طور غیرمستقیم با نظارت بر عملکرد واحد پایین رودخانه اندازه گیری می شود،به عنوان مثال افزایش از دست دادن گلیکول در یک تماس دهنده ی تخلیه آب یا افزایش فوم شدن آمینرفتار کنترل سطح، که در آن آلارم های مکرر سطح بالا یا یک شیر پرتاب نوسان دهنده نشان دهنده یک مشکل سطح، یک خروجی مایع کوچک یا یک امولسیون در رابط است.و فشار سر چاه و جدا کننده و دما در مقایسه با منحنی تشکیل هیدرات، از آنجا که یک حرکت مداوم به سمت منطقه هیدرات، یا یک شکاف در حال رشد بین دمای گاز و دمای هیدرات، اولین هشدار از یک مشکل دوز بازدارنده یا خرابی بخاری است..بسیاری از اپراتورها همچنین تولید شن را با ثبت فرکانس پرتاب تمایل دارند، که نشان دهنده عملکرد کنترل شن پایین سوراخ ارزان و مداوم است.