Реестр инновационных продуктов, технологий и услуг,рекомендованных к использованию в Российской Федерации
Продукт Номер в реестре: 257
3S-сепаратор (сверхзвуковой сепаратор) 
3S сепаратор - низкотемпературный сверхзвуковой сепаратор.
Подробное описание
участник РИП

3S (Super Sonic Separator) — сепаратор — низкотемпературный сверхзвуковой сепаратор, конструкция которого основана на использовании достижений современной аэродинамики, связанных с аэрокосмической техникой.

Принцип работы 3S-сепаратора базируется на охлаждении природного газа в сверхзвуковом закрученном потоке. Сверхзвуковой поток реализуется с помощью конфузорно-диффузорного сопла Лаваля. В таком сопле газ разгоняется до скоростей, больших скорости распространения звука в газе. При этом за счет перехода части потенциальной энергии потока в кинетическую энергию происходит сильное охлаждение газа.

Работа 3S–сепаратора происходит следующим образом. Входной поток закручивается в форкамере и подается в сопло 2, где падает его давление и температура и резко возрастает скорость. В результате сильного охлаждения образуются капли жидкости, далее эти капли нарастают за счет коагуляции (этому процессу способствует турбулизация потока, вызванная его вращением). Рост капель продолжается в рабочей секции, в которой образуется газожидкостный пограничный слой, обогащенный жидкими компонентами, а центральный поток оказывается очищенным от целевых компонентов. Затем потоки проходят через диффузоры, где их скорость гасится, а давление повышается.

Применение диффузоров на выходе из рабочей части 3S-сепаратора позволяет преобразовать часть кинетической энергии потока в потенциальную, что обеспечивает получение более высокого давления газа на выходе из диффузоров, чем статическое давление газа в сверхзвуковом сопле.

Таким образом, на вход 3S–сепаратора подается газовый поток (он может содержать до 20% жидкости), а из 3S–сепаратора выходит два потока: один – поток подготовленного товарного газа, а второй — газожидкостный поток, обогащенный  жидкими компонентами.

Технические характеристики

3S-сепаратор представляет собой 4-хсекционную трубную конструкцию, элементы которой соединены фланцами. Все газодинамические элементы расположены внутри трубных секций. Движущиеся части отсутствуют. В зависимости от места использования, 3S-сепараторы изготавливаются для входных давлений 60 атм., 100 атм. и 160 атм.

Потребительские свойства

3S-сепаратор предназначен для низкотемпературной сепарации компонент газовых смесей и используется в нефтяной и газовой промышленности для:

— подготовки газа к транспорту;

— выделения пропан-бутановой и пентановой фракций.

Конкурентные преимущества

Конкурентные преимущества:

  • Компактность установки, высокая      конкурентоспособность по       капитальным и текущим затратам
  • 3S-сепараторы не требуют энергетических      затрат, эффективно используя при работе       энергию газового пласта, имея при этом очень низкие операционные      затраты, так как являются необслуживаемыми
  • Конкурирующие технологии либо имеют      высокие операционные затраты (адсорбционные, абсорбционные  и мембранные технологии) либо потребляют      большое количество электрической энергии (криогенные технологии)
Правовая защита основных технологических решений продукта

Российские патенты*

RU 2133137     Устройство для разделения компонентов газовых смесей

RU 2137065     Устройство для  сжижения газа

RU 2139479     Способ сжижения газа

RU 2139480     Способ разделения компонентов газовых смесей 

RU 2143654     Способ разделения компонентов газовых смесей

RU 2167374     Устройство для  сжижения газа

RU 2272973     Способ низкотемпературной сепарации газа (варианты)

RU 2348871     Устройство для сжижения и сепарации газов
RU 2380630 Способ сжижения и сепарации газов

Тексты патентов можно найти на сайте Федерального института промышленной собственности (http://www1.fips.ru). Они находятся в открытых реестрах.

 

Опыт применения

На данный момент созданы, испытаны и введены в промышленную эксплуатацию первые установки сверхзвуковой сепарации, предназначенные для сепарации относительно малых количеств C5+, C3+ из природного газа. Начато промышленное внедрение 3S-установок для сепарации углеводородов. Первые две установки по выделению C5+ из природного газа введены в эксплуатацию (Роснефть, PetroChina).