Айыру қондырғыларының түрлері

Қазiргi уақытта мұнай кен орындарында бiр-бiрiнен конструктивтi белгiлерi және ерекшелiктерi бойынша айырмашылықтары бар айырғыштар қолданылады. Тiк айырғыштар сұйық көлемiн нақты анықтауға мүмкiндiк бередi, оларды ұңғы өнiмiнде құм болған жағдайда қолдану ұсынылған. Соңғы уақыттарда көп қолданыс тапқан көлденең айырғыштар фазалардың бөлiну сапасының жоғары дәрежесiн қамтамасыз етедi. Өнеркәсiпте НГС түріндегі екi фазалы көлденең айырғыштар, УБС түріндегі блокты айырғыш қондырғылары және УПС түріндегі үш фазалы айырғыштар шығарылады. Аталған айырғыш қондырғылар мұнай, газ және суды жинау мен дайындаудың орталық пункттерiнде (ЖДОП) технологиялық жабдық ретiнде қызмет атқарады. Қабат энергиясы мұнайгаз қоспасын ЖДОП-не дейiн тасымалдауға жетпеген жағдайда БН түріндегі айдайтын сораптары бар айырғыш қондырғыларды немесе сығымды сорап станцияларын (ССС) қолданады.

НГС түріндегі айырғыштар бiрiншi және келесi айыру сатыларында (соңғы сатыдағы ыстық айыруды қосқанда) мұнай ұңғыларының өнiмiнен газды бөлуге арналған. НГС түріндегі айырғыштарды сұйықты өткiзу қабiлетi бойынша 2000-нан 30 000 т/тәулікке дейiн дайындап шығарады. НГС түріндегі айыру қондырғыларының шифрындағы бiрiншi сан - жұмыстық қысымды (кгс/см²), екiншiсi – айырғыштың диаметрiн (мм) бiлдiредi. 4.1. Кестесінде НГС түріндегі айыру қондырғыларының техникалық сипаттамалары көрсетiлген.

4.1-кесте. НГС түріндегі айыру қондырғыларының техникалық сипаттамасы

Қондырғы	Мұнай бойынша ең үлкен өткiзгiштiк қабiлетi, т/тәу	Газ бойын-ша ең үлкен өткiзгiштiк қабiлетi, мың.м3/тәу	Қондырғы	Мұнай бойын-ша ең үлкен өткiзгiштiк қабiлетi, т/тәу	Газ бойын-ша ең үлкен өткiзгiштiк қабiлетi, мың.м3/тәу
НГС6-1400 НГС16-1400 НГС25-1400 НГС40-1400 НГС64-1400   НГС6-1600 НГС16-1600 НГС25-1600 НГС40-1600 НГС64-1600			НГС6-2200 НГС16-2200 НГС25-2200 НГС40-2200 НГС64-2200   НГС6-3000 НГС16-3000 НГС25-3000 НГС40-3000	10 000   30 000

Мұнайдан газды айырудың бiрiншi сатысында УБС түріндегі газды алдын-ала бөлiп алатын айырғыш өз тиімділігін көрсеттi. Айыру процесi келесi кезеңдерден тұрады:

· депульсаторда газдысұйық қоспасын алдын-ала бөлу және

қабатшаларға айыру;

· айыру сыйымдылығындағы (ыдысындағы) сұйық пен газдың

бөлiнуi;

· тамшыұстағышта газдың тамшылы сұйықтан тазартылуы.

Қондырғылардың шифрларында келесi белгiлеулер қабылданған: УБС – блокты айырғыш қондырғы, бiрiншi саны – сұйықтықты өткiзу қабiлетi, екiншi саны – мүмкiн жұмыстық қысымы. Сұйықты өткiзу қабiлетi бойынша 1500-ден 16 000 м³/тәулікке дейiнгі және газ факторы 120 м³/т болғанда қысымы 0,6 және 1,6 МПа болатын айырғыштар шығарылады.

Айырғышқа кiрер жерде (4.2.Сурет) депульсатор орнатылған және мұнда тамшыұстағыш 8 жеке бөлек орналасқан. Депульсаторда газдысұйық қоспасы құрылымының қабаттарға бөлiнуi жүреді және шығын пульсациясы (яғни, газдың әсерінен өнімнің бүлкілдеуі) мен қысым азаяды.

Газдысұйық қоспасы жинау коллекторынан көлбеу 1 және 2 құбырларға барады. 2-ші құбырдың жоғарғы жағындағы газды алу құбыршалары 3 арқылы газ депульсатордың газ жинау коллекторына 5 барып түседi, онан кейiн газ тесігі бар бөгеті 6 мен жалюздi кассетасы 7 бар тамшыұстағышқа 8 өтедi. Тамшыұстағыштан газ эжекторға 9, одан әрi газ желісі арқылы газ өндеу зауытына ГӨЗ бағытталады. Тамшыұстағыштан өтетін газ ағынының құрамындағы мұнай тамшылары айырғышқа қарай ағып түседi. Айырғышта тұтас бөгет 14, денгейдi тұрақтандырғыш 13 және мұнайдың қозғалыс жолын ұзарту арқылы көлбеу құбырларда 2 бөлiнбей қалған окклюдирленген газ көбіктерiнiң бөлiнуiне әсер ететiн екi көлбеу жазықтық орнатылған. Көлбеу жазықтықтарда бөлiнген газ эжекторге 9 келiп түседi де, газ өңдеу зауытына тасымалданады. Мұнайды айырғыштан шығару үшiн атқарушы механизмi 12 бар қалытқы түріндегi деңгей өлшегiштiң көрсеткiшi (датчигі) 11 орнатылған.

4.2. Сурет. УБС түріндегі газды алдын-ала бөлiп алатын бiрiншi сатылы айырғыштың сұлбасы. 1, 2- көлбеу құбырлар; 3-газды алу құбыршалары; 4-суды шығару құбыршасы; 5-газ жинау коллекторы; 6-тесігі бар бөгет; 7-жалюздi кассета; 8-тамшыұстағыш; 9-эжектор; 10-көлбеу жазықтықтар; 11-деңгей өлшегiштiң көрсеткiшi (датчигі); 12-атқарушы механизм; 13-деңгейдi тұрақтандырғыш; 14-бөгет.

Берiлген айырғышта мұнай мен газдың нашар бөлiнуi негізінен мұнайдың тұтқырлығы орташа (3мПа∙с) және жоғары (100мПа∙с) болса, сондай-ақ айырғышқа тұтқырлығы жоғары болып келетін тұрақты эмульсиялар келiп түскен кезде болады.

Өнiмнiң сулану дәрежесi жоғары болған жағдайда су мен газдан мұнайды бөлiп алу үшiн үш фазалы айырғыштарды немесе САБҚ (УПС) түріндегі суды алдын – ала бөліп алатын қондырғылар қолданылады.

Бұл айырғыштар 0,6 – 1,6 МПа қысымда жұмыс iстейдi және ССС –да немесе МДҚ –да орнатылады, айырғыштан бөлінген газ өз қысымымен ГӨЗ-на тасымалданады. Олар еркiн қабат суын алдын-ала бөліп алуға және қондырғыдан шығатын сусыздандырылған мұнай мен судың мөлшерiн бір уақытта есепке ала отырып, газды мұнайды дайындау қондырғысына жiбермес бұрын айруға арналған. Бұл қондырғылардың ерекшелiгi (4.3.Сурет) олардың сыйымдылығында екi бөлiмнiң болуы: айыру және тұндыру, олар бiр-бiрiмен тамшы түзгiш 12 арқылы байланысады.

4.3.Сурет. САБҚ (УПС) түріндегі үш фазалы айырғыш. 1-сұйық берілетін келте құбыр; 2-қысымды реттегiш; 3- айыру бөлiмінiң көлбеу жазықтықтары; 4, 5- клапандар; 6-мұнайды шығаруға арналған жинақ; 7-мұнайды шығаратын келте құбыр; 8-деңгейдi реттегiштiң көрсеткiшi (датчигі); 9-атқарушы механизм; 10-суды шығаруға арналған штуцер; 11- эмульсияларды таратқыш; 12- тамшы түзгiш.

Мұнай, газ жане су коспасы келте құбыр 1 арқылы айыру бөлiміне 3 келіп түседi, мұндағы қысым “өзiне дейiн” қысым реттегiшінің 2 көмегi нәтижесінде тұрақты сақталады. Айырылған газ газ өндеу зауытына жiберiледi, ал құрамында шамалы газ мөлшерi бар мұнай мен судың қоспасы тамшы түзгiш 12 арқылы тұндырғыш бөлiмге ағып түседi, мұнда мұнай судан бөлiнедi де, тесiктері бар мұнай жинағыш 6 және жоғарғы келте құбыр 7 арқылы МДҚ -на жiберiледi. Су қалытқы түрдегі деңгейдi реттегiш 8 есебiнен жұмыс iстейтiн атқарушы механизм 9 арқылы айырғыштан суды дайындау қондырғысындағы (СДҚ) тұндырғыш резервуарға барып түседi.

Егерде айырғышқа тұрақты эмульсия келіп түсетін болса, онда осы эмульсияны бұзу үшін тамшы түзгішке МДҚ-нан құрамында беттік әрекетті заттар (БӘЗ) ыстық өңделген су жеткізіледі. Айырғыштың тұрқында (корпусында) аппарат бойынша эмульсияны бір қалыпты таратуға арналған тесікті эмульсия таратқыш 11 орналасқан. САБҚ (УПС) түріндегі суды алдын – ала бөліп алатын қондырғыларды газ факторы 120 м³/т болған кезде сұйық бойынша өткізу қабілетіне 3000-10 000 м³/т және 1,6 МПа дейінгі жұмыс қысымына есептеп шығарады. Қазіргі кезде тоттанбайтын (яғни газдың құрамында 6% дейін күкіртсутектің (Н₂S) және 10% дейін көміртегінің қос тотығының (СО₂) болуына мүмкіндік беретін коррозияға берік) қондырғылар шығарылуда.

“Спутник” өлшеу қондырғыларында гидроциклонды (ортадан тепкiш) екi сыйымдылықты айырғыштар қолданылады, олар ағынның бағытын өзгерту арқылы және газдың механикалық тамшыұстағыштарын қолдану есебінен мұнай мен газдың тиімді бөлiнуiн қамтамасыз етедi (4.4.Сурет).

4.4.Сурет. Гидроциклонды екi сыйымдылықты айырғыш 1-Гидроциклонды екi сыйымдылыкіа арналған тесікті эмульсия таратқыш 11 бағыттаушы құбырша (козырек); 2- гидроциклонның басы; 3- жоғарғы сыйымдылық; 4, 12-құйылу сөресi; 5-бұрыштық тамшыұстағыштар; 6-бүркігіш; 7-жалюздi кассета; 8-жапқыш; 9-деңгей өлшегiштiң көрсеткiшi; 10-тартқыш; 11-атқарушы механизм; 13-деңгейдi тұрақтандырғыш; 14-төменгi сыйымдылық.

Мұнайгаз қоспасы тангенциалды түрде гидроциклонның басына 2 келiп түседi, мұнда ортадан тепкiш күш әсерiнен мұнай гидроциклонның басынан қабырғасына лақтырылады, ал газ жеңiл болғандықтан оның ортаңғы бөлігіне жиналады. Козырек 1 әсерiнен мұнай мен газ гидрокциклонның басынан (головкасынан) бөлек келіп түседі. Мұнай құйылу сөресiнің 4 бойымен өз ағысымен бұрыштық түрiнде жасалған бүркігішке (яғни сұйықты шашыратып беретін құрылғыға) 6 бағытталады, сонан соң төменгi сыйымды-лықтағы 14 құйылу сөресiне 12, одан кейiн деңгейдi тұрақтандырғыштың 13 сол жағына ағып түседi. Деңгейдi тұрақтандырғыштың жиегiнен ағып, мұнай төменгi сыйымдылықта 14 жиналады. Төменгi сыйымдылықтағы мұнайдың деңгейi жапқыш 8 тартқыштың 10 көмегiмен қажетті бұрышқа бұрылып және газ желiсiне қарай газдың шығуын тоқтатқанша көтерiле бередi. Осыдан соң айырғыштың жоғарғы және төменгi сыйымдылықтарындағы қысым көтерiледi де, мұнай ашық тұрған атқарушы механизм 11 арқылы өтедi. Мұнайдың мөлшерiн бақылау үшiн көлемдiк шығын өлшегiш (ТОР) қолданылады.

Мұнайдан бөлiнген газ жоғарғы сыйымдылықтағы бұрыштық тамшыұстағыштардан 5 және жалюздi кассетадан 7 өтедi, бұлар газдың мұнай тамшыларынан тиімді тазартылуын қамтамасыз етеді.

“Спутниктің” гидроциклонды айырғышынан соң газ қайтадан жинау коллекторына бағытталады да, мұнаймен араласып және онымен бiрге коллектор бойымен айырғыштың бiрiншi сатысына дейiн тасымалданады.

Мұнайды дайындау қондырғысынан (МДҚ) кейiн айырудың соңғы сатысына мұнай жоғары температурамен (40-60°С) келiп түседi, одан бөлiнетiн газдардың құрамында қалыпты жағдайда сұйық күйiнде болатын пентанды және гександы (бензиндi) фракциялар көптеп кездеседi. Айырудын соңғы сатысыда мұнайдан бөлiнген газ бағалы шикiзаттық сапаға ие және жоғары калориялы болып келеді, бiрақ-та қысымның төмен болуына (0,05 МПа-дан аспайды) және оны сығатын компрессорлардың болмауына байланысты оларды факелдерде жағады немесе тұрмыстық қажеттiлiктерге жұмсайды. Соңғы айырғыштан кейін ыстық мұнай қалқымалы шатыры және пантондары жоқ тауарлық резервуарға келiп түседi. Егер оның құрамында окклюдирленген немесе ерiген күйдегі жеңiл көмiрсутектері (этаннан бастап бутанға дейiн) болатын болса, онда тауарлық парктiң территориясының газданып кетуiн және өрт қаупінің болуын тудырады, ал егер күкiртсутек болса адамдардың улануы мүмкiн.

Айырудың соңғы сатысы мұнайды тапсыру пунктiнде қаныққан бу қысымының 0,66 МПа-дан аспауын қамтамасыз етуi керек. Атмосферада мүлдем буланбайтын тұрақты мұнайды алу мұнайды тұрақтандыру деп аталады. Ең ұшқыш көмiрсутектердi бөлiп алу соңғы айыру қондырғысы деп аталатын айырудың соңғы сатысындағы ыстық айыру әсерiнен жүзеге асады (4.5.Сурет).

4.5.Сурет. Соңғы айырғыш. 1, 12-мұнай құбыры; 2-таратқыш коллектор; 3-форсункалы бүркігіштер; 4-тамшыұстағыш тор; 5-жалюздi кассета; 6-айырғыштың екiншi сатысындағы газ; 7-эжектор; 8-соңғы айырғыштағы газ; 9-салқындатқыш; 10-газды айырғыш; 11-қалытқылы деңгей өлшегiштiң атқарушы механизмi.

Тауарлы мұнай МДҚ-нан кейiн мұнай құбыры 1 арқылы мұнай тамшыларын дисперсиялауға (ұсақтауға) арналған (мұнай тамшылары мен газды ортаның жапсарласу бетiн үлкейту мақсатында) форсункалы бүркігіштері 3 бар таратқыш коллекторға 2 берiледi. Мұнайдың ұсақ дисперстi тамшылары газды ортада тұнып, тамшыұстағыш торына (жалюзiне) 4 түседi де, одан сызылта ағыс түрінде немесе iрi тамшы күйiнде ағып түседi. Газсыздандырылған мұнай соңғы айырғыштан тауарлық резервуарларға қалытқы түріндегі датчиктiң iске қосылып және атқарушы механизмнiң 11 ашылуы кезiнде мұнай құбырымен 12 өз ағысымен ағып барады.

Жоғарыда айтылып өткендей, айырудың соңғы сатысында жоғары температураның әсерiнен газға көп мөлшерде бағалы бензиндi фракциялар өтiп кетедi, көптеген мұндай фракциялар айырудың екiншi сатысынан бөлінген газдың құрамында да болады, оны газ құбыры 6 арқылы компрессор қызметiн атқаратын эжекторға 7 жеткізеді. Айырудың екiншi сатысынан бөлінген газдың кысымы шамамен 0,3 МПа мөлшерiнде болады және тұмшықшадан (соплодан) үлкен жылдамдықпен шыға отырып, мұнайдан газдын қосымша бөлiнуiне жағдай (вакуум) жасайды, ал соңғы айырғыштан бөлінген газ бұрма 8 арқылы эжекторге сорылып алынады. Эжекторден газ қоспасы салқындатқышқа 9 келiп түседi (мұндағы температура 0⁰С шамасында болады). Бұл температурада пентандар мен гександар конденсацияланады және жеңiл көмiрсутектерімен бiрге (С₁ – С₄) айырғышқа 10 барып түседi, бұл жерде олардың бөлiнуi жүредi.

Айырғыштардың мұндай түрлерi көбiктенбейтiң мұнайларда жақсы жұмыс iстейдi (бүркігіштерде мұнайды дисперсиялау кезiнде оның құрамында шайыр, асфальтен, парафиндердiң болуы көбiктенуге әкелiп соғады). Атқарушы механизмдер мен қалытқы түріндегі деңгей өлшегiштер парафиннiң шөгуi әсерiнен қалыпты жұмыс iстемейдi, сондықтан тауарлы парк резервуарларындағы мұнайдың максимал деңгейi 11-12м болғанда соңғы айырғыштарды жер бетінен 15м биiктiкке көтерiп қояды, бұл жағдай соңғы айырғыштан құйылу құбырларының жұмысында өздiгiнен құйылуды қолдануға мүмкiндiк бередi.