جداساز هیدروکربنی میدان نفتی: نقطه شبنم هیدروکربن، حذف مه و اجزای داخلی

جداکننده هیدروکربن میدان نفتی: نقطه شبنم هیدروکربنی، حذف مه و اجزای داخلی

جداکننده هیدروکربن میدان نفتی چیست؟جداکننده هیدروکربن میدان نفتی یک مخزن تحت فشار است که هیدروکربن مایع و آب آزاد را از جریان گاز خارج می کند تا گاز فروش با مشخصات نقطه شبنم هیدروکربنی، معمولاً -5 تا 10 درجه سانتی گراد مطابقت داشته باشد، و بنابراین میعانات بازیافت شده را می توان به سمت تثبیت یا صادرات هدایت کرد. برخلاف جداکننده تولید فله، که یک جریان چاه را به فازهای اصلی نفت، گاز و آب تقسیم می‌کند، جداکننده هیدروکربنی یک واحد صیقل‌دهنده و نقطه شبنم است که عملکرد آن بر اساس میزان کامل حذف آخرین قطرات، با استفاده از یک حذف کننده مه یا هم‌دهنده برای حذف ذرات تا 0.3-1 میکرومتر در 99٪ ارزیابی می‌شود. اندازه آن بر اساس معادله سودرز-براون با ضریب K 0.08-0.25 متر بر ثانیه است، و اجزای داخلی آن، دستگاه ورودی، دمیستر یا کوالسر، و جابجایی مایعات، نه پوسته آن، تعیین می کنند که آیا گاز از مشخصات عبور می کند یا حمل می کند و یک کمپرسور یا خط فروش را خراب می کند.

1. آنچه جداکننده هیدروکربن باید به آن دست یابد

وظیفه آن توسط مشخصات خروجی تعریف می شود و سه مکانیسم آن را ارائه می دهد:

• انطباق با نقطه شبنم هیدروکربنی:قراردادهای فروش گاز نقطه شبنم هیدروکربنی را مشخص می‌کنند، اغلب -5 تا 10 درجه سانتی‌گراد در فشار خط، به این معنی که گاز نباید هنگام خنک شدن در خط لوله، مایع را رها کند. برای رسیدن به آن، اساساً تمام میعانات آزاد و بیشتر قطرات وارد شده از بین می رود، زیرا هر مایع باقی مانده در پایین دست با کاهش فشار و دما دوباره متراکم می شود. بنابراین جداکننده اولین خط دفاعی نقطه شبنم است که اغلب توسط یک گلیکول یا آبگیری با غربال مولکولی و یک چیلر ژول تامسون یا تبرید پشتیبانی می شود. اگر جداکننده قطرات را از خود عبور دهد، چیلر و کمپرسور پایین دست باید مایعی را که برای آن طراحی نشده اند، کنترل کنند. خروجی جداکننده بر اساس مشخصات نقطه شبنم اندازه‌گیری می‌شود و انتقال حتی یک کسر مایع کوچک می‌تواند گاز را از مشخصات خارج کند.
• Mist Elimination توسط Demister and Vane Pack:گرانش به تنهایی مایع زیادی را برای سرویس هیدروکربنی باقی می گذارد، بنابراین کشتی به یک حذف کننده مه متکی است. یک پد توری سیمی بافتنی قطرات بالای 5-10 میکرومتر را با راندمان 99.9 درصد با افت فشار تنها 25 تا 75 میلی‌متر H2O جذب می‌کند که برای کار عمومی کافی است. در جایی که مشخصات سخت‌تر است، یک بسته پره یا یک ورودی سیکلونی به علاوه بسته پره، قطرات کوچک‌تر را با عملکرد بهتر در سرعت بالا و رسوب کمتر توسط مواد جامد حذف می‌کند. انتخاب راندمان حذف را در برابر افت فشار و برگشت متعادل می کند، زیرا حذف کننده مه دارای یک پنجره سرعت کارآمد است. زیر آن قطرات دوباره حباب می شوند، در بالای آن سیلاب می شود. روش خوب این است که کشتی و حذف کننده را برای 20 تا 30 درصد موارد ریزش اندازه گیری کنید، نه فقط در مورد طراحی، بنابراین عملکرد در طول عمر زمین باقی می ماند.
• ادغام برای قطرات ظریف:هنگامی که نقطه شبنم یا تجهیزات پایین دست نیاز به حذف تقریباً کامل دارند، از یک جداکننده ادغام کننده استفاده می شود. این یک مرحله اول از عناصر فیلتر یکپارچه را ترکیب می کند که قطرات ریز را گرفته و آنها را به قطرات بزرگتر با یک بسته پره مرحله دوم ادغام می کند که قطرات بزرگ شده را حذف می کند و به حذف 0.3-1 میکرومتر در 99.98٪ می رسد. این همان فناوری جداکننده فیلتر خط لوله است، اما برای بازیابی هیدروکربن به کار می رود، و نیاز به نظارت دقیق بر فشار تفاضل دارد، زیرا عناصر به جامدات و روغن روغن کمپرسور متصل می شوند و باید قبل از سقوط بازده تعویض شوند. معامله افت فشار بالاتر و عنصر مصرفی در برابر گاز بسیار تمیزتر و بازیابی میعانات بالاتر است.

2. داخلی، اندازه و نظم عملیاتی

پوسته ساده است. اجزای داخلی جایی هستند که واحد ذخیره خود را به دست می آورد:

• دستگاه ورودی و توزیع جریان:تنها جزء نادیده گرفته شده دستگاه ورودی است، زیرا نحوه ورود مخلوط دو فازی همه چیز را در پایین دست تنظیم می کند. یک ورودی سیکلون یا بافل، مایع حجیم را به بیرون می‌چرخاند و گاز را به طور مساوی در سطح مقطع کشتی توزیع می‌کند و از کانال‌کشی و بارگذاری بیش از حد موضعی حذف‌کننده غبار جلوگیری می‌کند. یک ورودی ضعیف تمام مایع را به یک طرف می ریزد و دوباره آن را به داخل می برد. ورودی همچنین از ریزش در برابر برخورد مستقیم یک راب مایع با سرعت بالا محافظت می کند که در غیر این صورت از طریق آن سوراخ می شود. برای سرویس هیدروکربنی با بار مایع 1-20٪ و گاز در 20-100 بار، اندازه دستگاه ورودی برای بدترین راب است، نه متوسط، زیرا راب همان چیزی است که به قطعات داخلی آسیب می رساند و خروجی را ناراحت می کند.
• تعیین اندازه در سراسر زمین زندگی و چرخش:جداکننده باید در اولین راه اندازی و چندین دهه بعد کار کند، و موارد برعکس است: اوایل ظرف ظرفیت گاز محدود است و سودرز-براون قطر را تعیین می کند. بعداً، با کاهش تولید، سرعت گاز کاهش می‌یابد و کشتی می‌تواند بزرگ‌تر شود و حذف‌کننده غبار را زیر محدوده کارآمد خود کار کند و حباب مجدد را بدتر کند. طراحان حداکثر، معمولی و حداقل جریان چرخش را بررسی می‌کنند، معمولاً 20 تا 30 درصد طراحی، و قسمت‌های داخلی را انتخاب می‌کنند که پنجره کارآمد آن هر سه را پوشش می‌دهد، به همین دلیل اغلب یک بسته پره‌ای به جای یک پد مشبک است. ضریب K هندسه و عملکرد حذف کننده را به یک عدد متراکم می کند، 0.08-0.15 متر بر ثانیه برای یک اسکرابر عمودی با پد مشبک، 0.15-0.25 متر بر ثانیه برای یک مخزن افقی یا بسته پره، و قطر ظرف از جریان گاز واقعی تقسیم بر آن سرعت است.
• جابجایی مایعات، کنترل سطح و حفاظت:میعانات حذف شده باید بدون از دست دادن گاز دفع شود، جایی که جداکننده های هیدروکربنی اغلب خراب می شوند. دو فرستنده سطح مستقل، یک زنگ هشدار سطح بالا و یک حرکت سطح بالا که از کمپرسور پایین دست محافظت می کند حداقل هستند. در مکش کمپرسور، تریپ دستگاه را خاموش می کند. اندازه شیر تخلیه برای حداکثر سرعت مایع، نه متوسط، و مقاوم در برابر فرسایش است، زیرا مایعات تولید شده ماسه را حمل می کنند و به دلیل اینکه دریچه گاز در یک افت فشار بالا به سرعت فرسایش می یابد. یک شیر کنترل سطح با تریم سخت شده یا یک تخلیه اختصاصی روشن و خاموش با یک سوئیچ سطح جداگانه استاندارد است. مایع با بازیابی بخار به مخزن میعانات می رود، و کشتی با اندازه API 520 برای خروجی مسدود شده و آتش سوزی، امداد را حمل می کند، زیرا یک جداکننده هیدروکربنی به طور محافظتی تجهیزات گران قیمت پایین دست را جدا می کند.

ماتریس مقایسه داخلی جداکننده هیدروکربن میدان نفتی

سوالات متداول (سؤالات متداول)

س: تفاوت بین جداکننده هیدروکربنی و جداکننده تولید چیست؟

A: یک جداکننده تولید، سیال چاه خام را کنترل می کند و آن را به فازهای اصلی نفت، گاز و آب تقسیم می کند، با حجم مایع بزرگ و یک سرریز یا کنترل کننده رابط که مرز نفت-آب را مدیریت می کند. این یک کشتی جداسازی فله است. جداکننده هیدروکربنی یک واحد صیقل دهنده پایین دستی است که خوراک آن از قبل عمدتاً گاز با میعانات و ردیابی آب است و وظیفه آن رسیدن به نقطه شبنم هیدروکربنی است، اغلب -5 تا 10 درجه سانتیگراد، با پاک کردن آخرین قطرات با یک دستگاه دمیستر یا کوالسر تا 0.3-1 میکرومتر. جداکننده تولید با تقسیم فاز و کنترل سطح قضاوت می شود. جداکننده هیدروکربن با نقطه شبنم خروجی و انتقال مورد قضاوت قرار می گیرد. یکی تن‌های مایع را در ساعت کنترل می‌کند، دیگری آخرین درصدی را که در غیر این صورت یک کمپرسور را خراب می‌کند یا یک قرارداد فروش را شکست می‌دهد.

س: نقطه شبنم هیدروکربنی چیست و چرا جداکننده باید آن را برآورده کند؟

پاسخ: نقطه شبنم هیدروکربنی دمایی است در فشار معینی که زیر آن اجزای هیدروکربنی در گاز شروع به متراکم شدن به مایع می کنند. قراردادهای فروش گاز آن را مشخص می کند، معمولاً در فشار خط 5- تا 10 درجه سانتیگراد، زیرا اگر گاز هیدروکربن قابل چگالش را حمل کند و بعداً با افت فشار در طول خط لوله خنک شود، این هیدروکربن به صورت مایع خارج می شود و ظرفیت خط را کاهش می دهد، به کمپرسورها و مترها آسیب می رساند و احتمالاً قرارداد را نقض می کند. جداکننده با حذف اساساً تمام میعانات آزاد و قطرات حباب شده قبل از خروج گاز از ایستگاه، که معمولاً با آبگیری و سرد کردن پشتیبانی می شود، با آن مواجه می شود. حتی یک کسر مایع کوچک می تواند گاز را از مشخصات خارج کند، بنابراین عملکرد جداکننده مستقیماً در برابر نقطه شبنم اندازه گیری می شود.

س: اندازه جداکننده هیدروکربن میدان نفتی چگونه است؟

پاسخ: با معادله سودرز-براون، v_max برابر است با K برابر ریشه دوم (rho_liquid منهای rho_vapour) تقسیم بر rho_vapour، که حداکثر سرعت گاز را قبل از انتقال مایع به دست می‌دهد. ضریب K هندسه ظرف و عملکرد حذف کننده مه را به یک عدد متراکم می کند: معمولاً 0.08-0.15 متر بر ثانیه برای یک اسکرابر عمودی با پد مشبک، 0.15-0.25 متر بر ثانیه برای یک کشتی افقی یا یک بسته پره. قطر ظرف از تقسیم جریان واقعی گاز بر آن سرعت مجاز حاصل می‌شود، سپس در برابر نگه‌داشتن مایع چند دقیقه‌ای و در برابر حالت برگشتی 20-30 درصد بررسی می‌شود، زیرا در زیر محدوده سرعت کارآمد، حذف کننده مجدداً وارد می‌شود. مشخصات سخت‌تر نیاز به یک عنصر ادغام‌کننده دارد که به حذف 0.3-1 میکرومتر در 99.98 درصد می‌رسد و دستگاه ورودی و کنترل سطح برای بدترین راز اندازه‌گیری شده‌اند، نه جریان متوسط.

س: چرا از جداکننده ادغام کننده برای بازیابی هیدروکربن استفاده می شود؟

پاسخ: از آنجا که یک نقطه شبنم تنگ یا تجهیزات حساس پایین دستی نیاز به حذف تقریباً کامل قطرات دارد که یک دیمستر ساده نمی تواند آن را تحویل دهد. یک جداکننده ادغام کننده از عناصر فیلتری استفاده می کند که قطرات ریز را گرفته و آنها را به قطرات بزرگتر ادغام می کند، به دنبال آن یک بسته پره ای که قطرات بزرگ شده را حذف می کند، به 0.3-1 میکرومتر در 99.98، بسیار بهتر از 99.9٪ پد مش در 5-10 میکرومتر می رسد. هزینه افت فشار بیشتر، 25-250 میلی متر H2O یا بیشتر، و یک عنصر مصرفی است که با مواد جامد و روغن روغن کمپرسور متصل می شود و باید در روند فشار دیفرانسیل تغییر یابد. مزیت آن، گاز فروش بسیار تمیزتر و بازیافت میعانات بیشتر است، به همین دلیل است که کوالسرها در جایی که نقطه شبنم سخت است یا جایی که کمپرسور یا متر فروش باید از حتی مایعات کمی محافظت شود، مشخص می شوند.