油氣水分離原理及工藝簡(jiǎn)介

1、單擊此處編輯副標(biāo)題單擊此處編輯副標(biāo)題 -Norris Tao2l油氣水分離介紹及原理油氣水分離介紹及原理l分離器種類及影響因素分離器種類及影響因素l分離器主要內(nèi)部構(gòu)件分離器主要內(nèi)部構(gòu)件l現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備介紹現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備介紹l乳化液介紹乳化液介紹3油氣水分離介紹及原理油氣水分離介紹及原理4 油氣水分離就是對(duì)石油或天燃?xì)獾挠停瑲?，水進(jìn)行分離，為后續(xù)處理做準(zhǔn)備，或者使產(chǎn)品達(dá)到生產(chǎn)要求，它包括油氣水三相分離，油水分離，油氣分離。是石油天燃?xì)夤I(yè)中對(duì)石油，天燃?xì)馓幚矸浅Ｖ匾囊徊健?1. 影響下游處理。 2. 影響生產(chǎn)水排放質(zhì)量。 3. 直接影響我們產(chǎn)品的質(zhì)量。5 在石油天燃?xì)夤I(yè)中， 分離器是用來(lái)分離氣液或者油水

2、最主要的設(shè)備。這里所說(shuō)的分離器不僅僅是通常所指的生產(chǎn)分離器，還包括滌氣器，閃蒸罐， 積液罐， 過(guò)濾分離器等 但是不管它們?cè)趺捶Q呼， 其功能是為了實(shí)現(xiàn)油氣水分離。6 分離器原理： 為了實(shí)現(xiàn)分離的功能， 流體必須滿足兩個(gè)條件。 1.被分離的流體必須不互溶。 2.流體的比重必須不一樣， 也就是說(shuō)流體必須有重有輕。 分離器是依靠不同的比重來(lái)分離不同的流體的。 如果流體互溶，僅僅靠不同的比重的作用也不可能達(dá)到很好的分離效果。這就是為什么我們不希望在分離器中看到油水乳化現(xiàn)象。7 此外，實(shí)際生產(chǎn)中總會(huì)有一些液體以細(xì)小的霧態(tài)形式存在氣體中或者游離水以細(xì)小霧態(tài)形式分散在油中，因此我們還可以利用積聚的原理。 讓細(xì)

3、小的霧滴在一個(gè)特殊的構(gòu)件上積聚起來(lái)，變成大的液珠。 這種構(gòu)件有很多種，通常有進(jìn)口的擋板，出口的捕霧器， 還有一些是利用離心力的作用, 讓液體分離,也有通過(guò)降低溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)低溫分離，如閥，膨脹機(jī)。 89 分離器種類： 分離器可分臥式和立式， 還可以按被分離出來(lái)的相態(tài)分： 三相和兩相分離器。如果有氣， 水，油三種流體分離出來(lái)，就是三相分離器， 如果只有氣態(tài)和液態(tài)或者只有兩種不同的液體分離出來(lái)， 就是兩相分離器。在我們現(xiàn)場(chǎng)， 生產(chǎn)分離器就是臥式三相分離器， 而低溫分離器是一個(gè)立式兩相分離器。1011 立式和臥式分離器。其主要區(qū)別 （1）在立式分離器中立沉降區(qū)和集液區(qū)內(nèi)，分散相運(yùn)動(dòng)方向與連續(xù)相運(yùn)動(dòng)方向相

4、反，而在臥式分離器中兩者垂直。 （2）在臥式分離器中，氣液界面面積較大，有利于分離器內(nèi)氣液達(dá)到相平衡。因而，無(wú)論是氣液分離還是機(jī)械分離器，臥式均由于立式。同時(shí)，臥式分離器有較大的集液區(qū)體積，適合處理發(fā)泡原油和伴生氣的分離以及油氣水三相分離。來(lái)液流量變化時(shí)，臥式分離器的液位變化較小，緩沖能力較強(qiáng)，能向下游設(shè)備提供較穩(wěn)定的流量。臥式分離器還有易于安裝、檢查、保養(yǎng)，易于制成撬裝設(shè)備等特點(diǎn)。12 （3）立式分離器適合于處理固體雜質(zhì)較多的油氣混合物，可以再底部設(shè)置排污口定期排污。臥式分離器在處理焓固體雜質(zhì)較多的油氣混合物時(shí)，由于固相雜質(zhì)雜質(zhì)有4560的休止角，在分離器底部沿長(zhǎng)度方向常需設(shè)置若干個(gè)排污口，

5、還很難完全清除固相雜質(zhì)。 總之對(duì)于普通油氣分離，特別是可能存在乳狀液、泡沫或用于高油氣比的油氣混合物時(shí)，臥式較經(jīng)濟(jì)；在氣油比很高和氣體流量較小時(shí)，常用立式。 13影響分離效果的因素：1. 流體在分離器里的滯留時(shí)間（流量，容積）。 滯留時(shí)間越長(zhǎng)，分離效果越好。2. 油氣水的密度差。 密度差越大越容易分離。3. 液位控制不穩(wěn)，波動(dòng)太大。4. 分離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。5. 乳化物的存在。1415 1. 偏轉(zhuǎn)板(Deflector plate) 通常也叫擋板(Baffle). 一般用在氣液分離器的進(jìn)口位置. 擋板可以是平的也可以是碟形的. 當(dāng)進(jìn)來(lái)的流體撞擊它的時(shí)候, 液體就掉到底部, 而氣體會(huì)流過(guò)擋板. 在

6、立式的分離器中, 擋板還可以改變流體的流向, 讓流體繞著分離器的內(nèi)壁流動(dòng)以產(chǎn)生離心的作用.2. 糾直葉片(Straightening Vane) 通常應(yīng)用在氣-液分離中. 特別當(dāng)凝析油或者石蠟影響捕霧器的工作時(shí) 3.防渦器(Vortex Breaker). 用在所有的分離器中的液體的出口以防止漩渦的形成. 因?yàn)闇u流的形成可以讓氣體流入液體管線.1617 4. 捕霧器(Mist Pads or Mist extractor) 捕霧器是用來(lái)分離氣體中的霧滴的, 經(jīng)常用在氣-液分離器中的氣出口. 有時(shí)也會(huì)用在油水分離中, 有一定的破乳作用. 5. 聚結(jié)板( Coalescing plates) 不同

7、的廠家有很多不同的結(jié)構(gòu). 通常用在氣-液分離中. 有時(shí)也稱為葉片填料(Vane Pack). 6. 產(chǎn)生離心力的構(gòu)件. (Centrifugal devices) 用在氣-液分離器中. 它能讓流入的流體產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的流動(dòng), 從而靠離心力的作用讓液態(tài)組分聚結(jié)而分離.1819 7. 過(guò)濾元件(Filter elements) 過(guò)濾元件是用來(lái)除去流體中一些固體顆粒. 由于過(guò)濾元件容易變臟, 必須定期更換, 所以要求這種分離器有容易開關(guān)的門. 8. 水平擋板(Horizontal baffles) 用在氣-液分離器中以防止液面形成波浪. 通常它的安裝位置和分離器中液體的液位差不多. 9. 堰板(Wei

8、r) 保證油水在水腔里得到充分的分離, 而上層的油可以溢過(guò)堰板流入油腔.20 10. 聚結(jié)材料(Coalescing material) 木屑和干草是最常用的材料. 主要用在油水分離中, 也必須時(shí)常更換。 11.噴水嘴(Water Jet), 也叫噴沙嘴(Sand Jet) 它們的目的是用來(lái)清洗分離器的側(cè)邊和底部. 如果分離器里的流體有可能含有固體顆粒的話, 就可以從噴水嘴引入高壓的水或別的液體來(lái)進(jìn)行清洗, 并把固體顆粒帶出分離器. 這種設(shè)計(jì)通常用在井口分離器上. 12. 含沙錐底(Sand Cone). 應(yīng)用于流體里有比較多的固體或沙礫的分離器. 沙礫會(huì)收集在錐形底部, 需要定期沖洗. 通常

9、也會(huì)有噴水嘴與其相連. 我們的開式排放罐就是這種設(shè)計(jì). 2122堰板 偏轉(zhuǎn)板 噴沙嘴 防渦器 捕霧器 2324 平臺(tái)有兩個(gè)生產(chǎn)分離器，分別位于井口冷卻器的下游。從井底流出的高溫飽和氣進(jìn)過(guò)冷卻器降溫后凝析出的油和水將會(huì)在生產(chǎn)分離器里被分離開來(lái)。不言而喻，生產(chǎn)分離器的主要目的是為了把天然氣里的游離水和油從天然氣里分離出來(lái)，為天然氣的下一步處理作準(zhǔn)備。進(jìn)口有6對(duì)渦旋式擋板，可以產(chǎn)生一種離心力，更有利于氣液的分離。 2597年進(jìn)口擋板換成6對(duì)渦旋式擋板 下油管從原來(lái)的水腔移到油腔 26 生產(chǎn)分離器分離出來(lái)的凝析油進(jìn)入凝析油聚集器, 凝析油聚集器是液體罐, 內(nèi)有由玻璃纖維, 酚樹脂和硅樹脂組成的濾芯.

10、細(xì)小的水滴在濾芯上聚集, 慢慢變大, 最后穿過(guò)過(guò)濾器在重力作用下下落到分離器的底部, 收集起來(lái)的含油水在液位控制閥的控制下被排放到廢油收集罐. 為了防止海南海底管線的腐蝕和水化物的形成. 另外還可以降低南山終端脫水的負(fù)擔(dān).2728 水力漩流分離器是控制生產(chǎn)水質(zhì)量的最重要的設(shè)備, 它能夠把生產(chǎn)水中的油份分離出去. 生產(chǎn)分離器中分離出來(lái)的水或多或少都含有一定量的凝析油和其他液態(tài)碳?xì)浠衔? 遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到直接排海的環(huán)保要求, 所以必須經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理, 直到水中的油含量小于50PPM(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是70PPM). 我們的水力漩流分離器和其下游的生產(chǎn)水閃蒸罐的目的就是為了降低水中的油含量.29工作原理 ：

11、 壓力水源（從生產(chǎn)分離器來(lái)的生產(chǎn)水）從切線的方向引入襯管，在襯管內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)式流動(dòng)，從而產(chǎn)生離心力，在這種離心力的作用下，比重大的液體（水）會(huì)靠著管壁流動(dòng)， 比重小的液體（油）會(huì)集中在襯管的中部。通過(guò)控制油出口和水出口的壓力，使水出口的壓力大于油出口的壓力，這樣聚集在襯管中間的油就會(huì)從與水相反的方向流出，達(dá)到油水分離的目的。 3031From production separatorTo ROATo produce water flash tankPDT1PDT2P1P2P3PVLVV1V2操作控制：PDT26PSI (P1-P2)/ (P1-P3) =PDT1/PDT2=1.6 PDT1450

12、PSI (3100KPa) 32 段塞流捕集器的主要功能： 收集從海管來(lái)的凝析油進(jìn)行初步分離、并對(duì)出口壓力進(jìn)行控制。 段塞流捕集器組成： 頂部帶一個(gè)分離器的管匯，并包括一個(gè)完整的葉片捕霧裝置。在設(shè)備的操作壓力下由于氣、液比重差較小，難于進(jìn)行分離。氣體離開分離器時(shí)，尺寸超過(guò)300微米的顆粒被脫除下來(lái)。底部有九根帶有一定斜度的直徑48英尺、長(zhǎng)280英尺的儲(chǔ)油管組成的手指狀儲(chǔ)油管系。它們可存儲(chǔ)的總量為7800桶，正常運(yùn)轉(zhuǎn)的容積為5000桶。 3334 凝析油從段塞流捕集器流出后進(jìn)入凝析油分離器通過(guò)熱處理進(jìn)一步進(jìn)行油氣水分離。分離器里面有個(gè)加熱盤管式加熱器，里面的加熱介質(zhì)是從凝析油重沸爐來(lái)的高溫穩(wěn)定凝

13、析油。通過(guò)加熱一方面可以溶解可能混合在凝析油里面蠟狀凝析油，初步閃蒸輕質(zhì)組分，同時(shí)改變油水的有效密度差使油水更容易分離；另一方面冷卻重沸爐來(lái)的高溫穩(wěn)定凝析油，使能量得到充分利用。353637 波紋板式分離器是南山污水處理系統(tǒng)的主要設(shè)備，用來(lái)分離污水中的油滴，從而使污水達(dá)到排放要求。 液體通過(guò)進(jìn)口管進(jìn)入CPI ，由于在進(jìn)口處設(shè)有獨(dú)特的圍井裝置，介質(zhì)在改變流動(dòng)方向后，產(chǎn)生一股向上至集油層的涌流，這種設(shè)計(jì)導(dǎo)致了大顆粒的油滴較快的上升到油層, 在一級(jí)池中有三分鐘滯留時(shí)間，以沉淀固體懸浮物，同時(shí)沉淀出直徑大于500微米的油顆粒 ；然后含有小油滴的液體，流向CPI的波形板組件。38 小油滴被波紋板迅速捕獲

14、，即會(huì)聚集在波紋板上，并與水分離開來(lái)。由于比重的原因，油滴會(huì)沿著波紋板移動(dòng)到其隆起部分的頂部。波紋板頂部有小孔，一般為12mm，允許集起來(lái)的油通過(guò)小孔，到達(dá)集油層。由于這種設(shè)計(jì)，在波形板隆起的部分逐步向上變小。含油廢水會(huì)沿著波形板以不同的速度移動(dòng)，這樣導(dǎo)致了大小油滴之間的碰撞（即可以集合的可能性）。油滴變的越來(lái)越大，最后通過(guò)波形板把它們分離開來(lái)。394041 乳狀液定義： 乳狀液是一種液體以液珠形式分散在與它不相混溶的另一種液體中而形成的分散體系。液珠稱分散相（內(nèi)相或不連續(xù)相）；另一種液體是連成一片的，稱分散介質(zhì)（外相或連續(xù)相）。在我們石油工業(yè)中乳狀液就是油和水的混合物，可分水包油和油包水兩種類型。水包油型可用油水或o/w表示，油是分散相,水是連續(xù)相。油包水型可用水油或w/o表示,水是分散相，油是連續(xù)相。42乳狀液形成： 乳狀液正常情況下在地下生產(chǎn)層里是不存在的，但在油氣開采和生產(chǎn)過(guò)程中油和水劇烈的攪拌就會(huì)形成乳狀液。如：原油和水從地層通過(guò)套管內(nèi)的射孔進(jìn)入油管；流體在地面通過(guò)油嘴時(shí)都可能產(chǎn)生乳狀液。乳狀液的影響： 乳狀液的存在將直接加大我們對(duì)油氣水分離的難度。43 破乳定