پایان نامه تجهیزات جداکننده سیالات چندفازی

تعداد صفحات: ۵۱ | قابل ویرایش

فهرست مطالب پایان نامه تجهیزات جداکننده سیالات چندفازی

مقدمه…………………………………. ۱

فصل اول: تجهیزات جداکننده چند فازی

اصول جداسازی…………………………… ۳

انواع جداکننده ها………………………. ۳

اجزاء یک جداکننده………………………. ۱۱

ساختمان جداکننده……………………….. ۱۴

• جداکننده های عمودی……………………. ۱۴
• جداکننده های افقی…………………….. ۱۶
• جداکننده های کروی…………………….. ۱۸

طراحی جداکننده های گاز مایع……………… ۱۹

معادلات اساسی طراحی……………………… ۲۲

جداکننده های بدون نم گیر………………… ۲۴

جداکننده های با نم گیر………………….. ۲۵

جداکننده ها از نوع ون با نم گیر………….. ۲۷

جداکننده ها با عناصر سانتریفوژ…………… ۲۹

جداکننده های فیلتری…………………….. ۳۰

جداکننده های مایع- مایع…………………. ۳۳

فصل دوم: لخته گیرهای لوله ای شکل

• قسمتهای مختلف لخته گیر………………… ۳۷

تشریح کلی عملکرد لخته گیرهای انگشتی………. ۳۹

ملاحظات طراحی…………………………… ۴۰

مراحل سایز کردن لخته گیر………………… ۴۱

استنتاج……………………………….. ۴۵

منابع    ۴۶

چکیده تجهیزات جداکننده سیالات چندفازی

در خطوط انتقال گاز طبیعی از دریا به تجهیزات ساحلی، بدلیل تغییرات دما و فشار مقداری مایع در خط لوله تشکیل می‎شود. ورود این مایعات یا لخته ها به عملیات و تجهیزات فرآیندی موجب بروز مشکلات مکانیکی و فرآیندی خواهد شد.

لذا جداسازی لخته ها اولین و مهمترین گام پیش از شروع فرآیندهای پایین دستی می‎باشد. لخته گیرهای لوله ای شکل از جمله تجهیزات مورد استفاده برای جداسازی لخته ها می باشند. طراحی صحیح و اصولی آنها نقش مهمی در کیفیت محصول و تصفین سلامت تجهیزات ایفا می‎کند.

‌

مقدمه پایان نامه تجهیزات جداکننده سیالات چندفازی

استفاده از سوختهای هیدروکربنی بعنوان یک سوخت مناسب در صنایع مختلف نفت، گاز و پتروشیمی در طی دهه های اخیر بشدت گسترش یافته است. از آنجا که اکثر مخازن هیدروکربوری در مناطقی قرار دارند که نصب یک سیستم جداکننده با کارآیی بالا و استفاده از دو خط لوله مجزا برای انتقال فازهای نفت و گاز از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

لازم است نفت و گاز تولیدی از مخازن هیدوکربوری از طریق خط لوله به اندازه و فواصل متنوعی انتقال داده شود. بهرحال در بیشتر مواقع بعلت عوامل مختلف از جمله تغییر رفتار فازی مخلوط تکفازی که با تغییرات اجتناب ناپذیر دما و فشار در طول خط لوله انتقال جریان همراه شده است، هیدروکربنهای سنگین بصورت مایع کندانس شده و خط لوله مذکور در معرض انتقال جریان دو فازی نفت و گاز قرار می‎گیرد. ورود مایعات تجمع یافته که به عنوان لخته نامیده می‎شوند، به محصولات و تجهیزات فرآیندی موجب مشکلات مکانیکی و فرآیندی می‎شود.

لذا اولین فرآیند در انتهای خط لوله سیالات تفکیک گاز و مایع از یکدیگر است که این امر در دستگاههای تفکیک کننده انجام می‎گیرد. تفکیک کننده دارای انواع مختلفی هستند. استفاده از یک جداکننده مناسب موجب افزایش کیفیت محصولات و صرفه جویی در هزینه های اقتصادی می‎شود.

منعقد شدن و بهم آمیختن

قطرات خیلی کوچک مثل مه و غبار بویژه توسط نیروی گرانش نمی توانند جدا شوند. این قطرات زمانیکه بصورت قطرات بزرگتر درآیند می‎توانند توسط نیروی گرانش ته نشین شوند. ابزار انعقاد در جدا کننده ها گاز را وادار به پیگیری یک مسیر پیچاپیچ می‎کند.

مومنتم قطرات موجب می‎شود  که آنها با یکدیگر (دیگر قطرات) برخورد کنند، یا شیوه انعقاد، قطرات بزرگتری ایجاد می‎کند. این قطرات بزرگ سپس می‎توانند توسط نیروی گرانش از فاز گاز جدا شوند. صفحه مشبک سیمی و المانهای ون و کارتریج های فیلتری مثالهای از ابزارهای انعقادسازی هستند.

ساختمان جداکننده

فاکتورهایی که برای انتخاب شکل جداکننده در نظر گرفته می‎شوند عبارتند از:

• چگونه ذرات خارجی بخوبی گرفته می‎شوند. (شن، گل و لجن، محصولات و فرآورده های خوردگی)
• چه مقدار فضا موردنیاز است.
• آیا به اندازه کافی سطح مشترک برای جداسازی ۳ فاز وجود دارد. (گاز، هیدروکربن، مایع گلایکول)
• چه مقدار سطح برای گاززدایی مایع جدا شده در دسترس است.
• باید امواج در جریان مایع بدون تغییر زیادی در سطح مرتفع شوند.
• آیا نگه داری حجم زیادی از مایع لازم است.

جداکننده های عمودی

جداکننده های عمودی شکل ۶ معمولاً زمانی انتخاب می‎شوند که نسبت مایع به گاز زیاد است یا حجم کل گاز کم است. مایع جدا شده توسط بفلهای درونی به ته ظرف سقوط می‎کند. گاز رو به بالا حرکت می‎کند و معمولاً برای گرفتن ذرات مه معلق موجود در آن از میان یک نم گیر عبور می‎کند و سپس گاز خشک خارج می‎شود. مایع جدا شده توسط نم گیر، با دیگر قطرات بهم آمیخته و قطرات بزرگتری ایجاد می‎کند که از میان گاز به درون مخزن مایع موجود در ته ظرف سقوط می‎کند.

طراحی جدا کننده گاز- مایع

بسیاری از جداکننده ها براساس منحنی های پراکندگی ذرات طراحی می‎شوند و یک جداکننده افقی معمولاً دارای منحنی های پراکندگی متفاوتی در طول خود می‎باشد که جهت نمونه در شکل ۹ آمده است.

پراکندگی ذرات به نوع طراحی داخلی جداکننده، خواص فیزیکی سیالات، تجهیزات در حال کار و …، بستگی دارد. (شکل ۹) توزیع ذرات در جداکننده های افقی را به نمایش گذاشته است که می‎توان موارد زیر را در این خصوص توضیح داد:

• پراکندگی ذرات در ورودی که به صورت مایل بوده و با ذرات مختلف وارد مخزن می‎شود.
• سیال به پره مقابل لوله ورودی برخورد می‎کند و توده مایع (بزرگتر از ۵۰۰) جدا می‎شوند.
• پراکندگی نشان داده شده در این قسمت در ناحیه اصلی تفکیک می‎باشد که در آنجا نیروی جاذبه به نحو قابل ملاحظه ای ذرات ۱۵۰ و بالاتر را جدا می‎کند.
• ورودی در قسمت نم گیر باید در میزان پراکندگی تغییر ایجاد نماید و از طریق یک نیروی داخلی و نیروی گریز از مرکز از آشفتگی ذرات جلوگیری نموده و باعث درهم آمیختن ذرات ریز با ذرات درشت تر شوند و این ذرات باید آنقدر بزرگ باشند که از طریق مسیر تعیین شده به مایع وارد شوند ولی با این حال تعداد قابل ملاحظه ای از ذرات از پره عبور می نمایند.
• خروجی از قسمت پره وارد قسمت تفکیک گر ثانویه می‎شود در جائی که نیروی جاذبه تمام ذرات بالای ۱۵ میکرون را جدا می‎کند.
• توزیع جدید ذرات پس از ورود به نم گیر، عملیاتی مانند مرحله (۴) روی آن انجام می‎گیرد و خروجی نهائی از جدا کننده دارای ذرات ۳ میکرون و کمتر می‎باشد.

تعدادی از سازندگان ادعا می نمایند که می‎توانند ذرات تا ۱۰ میکرون را جدا می نمایند. اما این ادعا با یک جداکننده ثقلی غیرممکن می باشد، در تولید نفت و گاز بیشتر جداکننده ها به اندازه ای هستند که ذرات مایع بزرگتر از ۱۵۰ میکرون را توسط نیروی جاذبه جدا می کنند و ذرات ریزتر باید با ذرات درشت تر در هم آمیخته شوند و سپس توسط نیروی جاذبه جدا شوند.