175986. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és örvényinjektor kisnyomású földgáz komprimálására nagynyomású földgáz és/vagy kísérőgáz nyomásenergiájával
3 175986 4 gázáram ok hőmérsékleti szétválasztó hatását kívánjuk elsősorban hasznosítani, hanem a forgó gázáramok szívóhatását. Földgáz előkészítésnél az expandáló nyers földgáz tömegárama rendszerint sokszorosa - 50-től 100-szorosa - a folyadék feldolgozásból származó gázok tömegáramának. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy érvényinjektor alkalmazásánál ' az adiabatikus hatásfok igen jó, két olyan folyamatot valósítunk meg, melyek nevezetesen a nyers földgáz nyomás és belső energiájának kinetikai energiává való átalakítását (a fúvókában) és a forgó gázáramlás kinetikai energiájának nyomásenergiává való alakítását (a perdiüetdiffúzorban), melynek során előálló nyomáscsökkentést fokozzuk azáltal, hogy a gázáramot kis görbületi sugarú pályára vezetjük, ezáltal sugárirányú nyomáskülönbséget hozunk létre, melynek hatására a depresszió növekedik. Dy mode« az örvényinjektorban előálló nyomásgradiens jelenségét előnyösen használhatjuk a földgáz előkészítés folyamatában ott, ahol a földgázból leválasztott kondenzátum metán, etán és esetenként propán-bután tartalmát nyomáscsökkentés és hőközlés segítségével hajtják ki. Az örvényinjektorok alkalmazását az is lehetővé teszi, hogy a kőolaj és földgáz igen gyakran egy lelőhelyen fordul elő és feldolgozásuk is egy telephelyen történik. Ismeretes az is, hogy telített folyadékból a legnagyobb hatékonysággal úgy távolítható el az oldott gáz, ha nyomását igen sok fokozatban csökkentjük és minden egyes fokozatban a felszabaduló gázt elvezetjük. A gyakorlatban azonban a nyomáslépcsők számát az korlátozza, hogy a szétválasztókészülékek, kompresszorok számának növekedésével aránytalanul nagyok a beruházási költségek. Ezen okok miatt a gyakorlatban a nyomáslépcsők száma rendszerint kétlépcsős kigázosítást tesz csak lehetővé. Olajszeparálásnál hasonló törvényszerűség áll fenn: kisebb nyomáson kevesebb oldott gáz marad a kőolajban ugyanakkor szelektívebb szétválasztás végezhető el, mert növekszik az elegyalkotók egymáshoz mért illékonysága. A találmány szerint előnyös, ha a földgázból leválasztott folyadéknyomás csökkentését legfeljebb öt fokozatban végezzük és legalább a második és harmadik fokozatból származó gázt vezetjük be az első, esetenként a második örvényinjektorba. A találmány egy további ismérve szerint egy örvényinjektorba legfeljebb öt különböző nyomású gázt vezetünk be oly módon, hogy a bevezetett gáz nyomása az örvényinjektor örvénykamrájában belülről kifelé haladva a sugárirányú nyomásgradiens hatására növekedjék. A nagysebességű örvényben létrehozandó igen nagy nyom ás gradiens felhasználható arra, hogy eddig a fáklyára, vagy lefúvatókra vezetett gáznak legalább egy részét hasznosíthassuk. Ezideig ugyanis az ilyen gázokat nem lehetett hasznosítani, mert e gázok mennyisége szélsőséges határok között változik és ezért nyomásfokozásuk sem klasszikus, sem kompresszoros, sem pedig injektoros berendezések segítségével nem volt megoldható. A találmány egyben örvényinjektor a találmány szerinti eljárás foganatosítására, amelynél az örvényinjektorba két, de legfeljebb öt gázbevezetésre szolgáló cső nyúlik be. A találmányt itt az határozza meg, hogy a csövek előnyösen koncentrikusak és forgástest alakúak, benyúlásuk távolsága pedig 15 > 14 > 13 > >12 >li- Előnyös, ha a találmány szerint a koncentrikus gázbevezetőcsövek között merevítő és áramlásterelő csavar alakú testek vannak elrendezve. A találmány egy további ismérve szerint fúvókái az örvénykamra tengelyével azonos tengelyű 70° < a < 90° félkúpszögű kúppalástja mentén vannak elrendezve. Ez a szerkezeti kialakítás biztosítja a gázbevezetésnél annak tengelyirányú sebességkomponensének növelését, csökkentve ezáltal a munkavégző gáz és a felgyorsított gáz tangenciális sebessége közötti különböséget, amely a szállítási folyamatok általános elmélete szerint veszteségforrás, mert a rétegek között vezetéses impulzusáram, súrlódás jön létre. A találmány szerint előnyös, ha a belépő gázáram perdületkonfúzorban kényszerül forgómozgásra és igy jut az örvénykamrába. Végezetül a találmány szerinti perdület diffúzomnak és/vagy perdület konfúzorának külső palástja két, vagy több, excentrikusán elnelyezett hengerpalást szegmensből áll. A találmányt részletesen kiviteli példán rajz alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti eljárás elvi vázlata, a 2. ábra a találmány szerinti örvényinjektor elvi elrendezésének metszete, a 3. ábra egy további kivitelű örvényinjektor függőleges keresztmetszete, a 4. ábra egy harmadik örvényinjektor függőleges metszete, az 5. ábra a 4. ábrán ábrázolt örvényinjektor V—V vonal menti metszete. Az 1. ábrán ábrázolt példánál a találmány szerinti eljárás foganatosítása során a nyers földgázt 1 csőből 2 szeparátorba vezetjük, ahol elkülönítjük annak víz és gazolin tartalmát. A vizet a 2 szeparátor vízteréből 13 csővezetéken át tisztítóba vezetjük. A nyers gazolin feldolgozására a kiviteli példán szaggatott vonallal azt a megoldást rajzoltuk be, ahol a nyers gazolint 5 hidegszeparátorba vezetjük. A gázt a 2 szeparátorból 3 hőcserélőbe vezetjük, ahol azt az 5 hidegszeparátorból 6 csövön át elvezetett száraz hideggáz hűti. A 3 hőcserélőből a nedves földgázt 4 örvényinjektor perdítőkamrájába vezetjük, ahol érintőlegesen elrendezett csavar alakú, vagy egyenes tengelyű fúvókákon át jut a 4 örvényinjektorba, amelyben a fallal való ütközés hatására csavar alakú pályára kényszerül. A 4 örvényinjektor magjába, 10 illetve 11 szívócsövek nyúlnak, amelyek koncentrikusan vannak egymásba helyezve. A 4 örvényinjektorba expandált földgáz és beszívott gáz elegyét 5 hidegszeparátorban választjuk szét a gazolintól és a vizes inhibitoros fázistól, amelyet az ábrán nem tüntettünk fel. Az 5 hidegszeparátorból elkülönített nyers gazolinból nyomáscsökkenés és esetenként 16 hőcse-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
