Газовый сепаратор

ГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР (а. gas separator; н. Gasabscheider, Gasseparator, Gasabtrennapparat; ф. separateur de gaz; и. separador de gas) — аппарат для очистки продукции газовых и газоконденсатных скважин, а также защиты запорно-регулирующей арматуры и газоперекачивающего оборудования от капельной влаги, углеводородного конденсата и механических примесей. Входит в состав установок комплексной подготовки газа (УКПГ); устанавливается на компрессорных станциях, сборных и газораспределительных пунктах, газоперерабатывающих заводах.

Различают газовые сепараторы автономного и секционного (встроенные секции в колонных аппаратах многофункционального назначения) исполнения. Газовые сепараторы, как правило, имеют секции: предварительной сепарации (для отделения большей части примесей); отстойную (для сбора и предварительного отстоя жидкости); каплеуловительную (для окончательной очистки газа от мельчайших капель жидкости). Газовые сепараторы комплектуются приборами для контроля давления, температуры газа и уровня жидкости.

Сепараторы разделяются: по характеру действующих сил — на гравитационные, инерционные (насадочные), центробежные и смешанного типа; по геометрической форме и положению в пространстве — на цилиндрические (вертикальные, горизонтальные, наклонные) и сферические; по положению сборника отсепарированной жидкости — с выносным сборником и сборником, находящимся в объёме газового сепаратора; по рабочему давлению — низкого (до 0,6 МПа), среднего (0,6-2,5 МПа) и высокого (свыше 2,5 МПа). Принцип действия гравитационного газового сепаратора основан на снижении скорости газа в нем до величины, при которой примеси оседают под действием силы тяжести. Сепараторы просты по конструкции, но громоздки и металлоёмки. Эффективность сепарации (отношение масс двух фаз — уловленной и поступающей в сепаратор) 75-90%. В инерционных газовых сепараторах осаждение примесей на поверхности насадки происходит вследствие многократного отклонения потока (специальными насадками). Насадки выполняются из пластин различной конфигурации, фильтрующих материалов и коалесцирующих набивок. Наиболее распространены жалюзийные и сетчатые насадки (рис.), которые применяются в качестве концевых сепарационных секций и обеспечивают эффективность сепарации 95-99%.

В центробежных газовых сепараторах осаждение примесей на стенке корпуса происходит под действием центробежных сил при вращении потока в цилиндрической (или кольцевой) камере сепарации. Наиболее совершенные прямоточные центробежные газовые сепараторы однопоточного и мультициклонного типов достигают эффективности сепарации для твёрдых частиц 98-99,5% (габаритные размеры и металлоёмкость меньше, чем у гравитационных и инерционных газовых сепараторов). Пропускная способность газовых сепараторов 0,5-15 млн. м³/сутки (при давлении 0,6-16 МПа, температуре газа от -40 до 100°С, начальном содержании жидкости 1-200 см³/м³ и гидравлическом сопротивлении 0,01-0,05 МПа). Скорость газа: в гравитационных газовых сепараторах 0,05-0,2 м/с, инерционных 0,2-1 м/с, центробежных 1-5 м/с. Основные направления повышения эффективности сепарации и снижения металлоёмкости газовых сепараторов: коагуляция аэрозоля в фильтрах, сетчатой насадке и др.; совершенствование аэродинамики потока в камере сепарации; применение аппаратов колонного типа многофункционального назначения.