Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Сотрудники компании Интех ГмбХ (Intech GmbH) разрабатывают, поставляют и устанавливают электродегидраторы. Мы предлагаем различные установки для отделения воды от нефти (дегидраторы) и обессоливатели.

Конфигурации электродегидраторов для отделения воды и солей от нефти

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Горизонтальный электростатический нефтяной дегидратор и сепаратор, это сложное и эффективное оборудование для обезвоживания и обессоливания нефти. Оптимизированная конструкция дегидратора с улучшенными возможностями гарантирует улучшенные характеристики дегидрации нефти.

Обессоливатели — горизонтальный резервуар, установка для отделения воды и солей от нефти в виде одно — или двухступенчатого обессоливателя.

Термосепаратор — горизонтальный резервуар, установка для отделения воды от нефти с входной секцией нагрева при помощи специальных труб. Необходимо подогреть эмульсию до начала процесса электростатического отделения воды от нефти, чтобы поспособствовать разрушению стабильных эмульсий.

Электромеханический дегидратор- горизонтальный резервуар, сочетающий в себе электростатические решетки, коалесцирующие устройства и входную секцию нагрева. В данном типе установки для обезвоживания и обессоливания нефти применяются механические коалесцирующие устройства для сред жидкость/жидкость. Этот тип установки эффективен при работе с проблемными эмульсиями.

Финальной частью системы обработки является осадительная/ коалесцирующая секция. Ее следует разрабатывать для постоянного потока, с минимизацией любых помех.

Это достигается за счет исключения газовыделения, минимизации падений температуры и поддерживания постоянной скорости.

Контроль осуществляется при помощи правильно сконструированного разделителя потока, который обеспечивает его равномерность за счет особого отвода и сброса жидкости из всего сепаратора.

Принцип действия электродегидратора

При попадании нефтяной эмульсии в электрическое поле, частицы воды, заряженные отрицательно, перемещаются внутри капли, придавая ей грушевидную форму, острый конец которой обращен к положительно заряженному электроду.

Под воздействием сил притяжения отдельные капли, стремящиеся к положительному электроду, сталкиваются друг с другом, и происходит пробой оболочки капель.

В результате мелкие капли воды сливаются и укрупняются, что способствует их осаждению в электродегидраторе.

Поскольку соль в нефти растворена в воде, удаление соли и воды одновременно с помощью электродегидратора — это простое решение. Однако произвести обессоливание в один этап невозможно.

Поэтому при высокой концентрации соли, в нефть добавляют пресную воду и промывают несколько раз в электродегидраторе. Кроме электрообработки нефтяной эмульсии, осуществляется и отстой (осаждение) деэмульгированной нефти, поскольку электродигидратор является одновременно отстойником.

Существуют различные конструкции электродегидраторов, различающиеся по форме, габаритам и внутреннему устройству.

Преимущества использования электродегидраторов:

Снижение содержания солей в нефти при помощи электродегидратора дает значительную экономию: примерно вдвое увеличивается ресурс установок, сокращается расход топлива, уменьшается коррозия аппаратуры, снижаются расходы катализаторов, улучшается качество газотурбинных и котельных топлив, коксов и битумов.

Сепараторы нефтяных эмульсий. Побочные продукты сырой нефти

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Сепараторы нефтяных эмульсий применяются для нескольких целей. Это может быть как тестирование скважин, так и снижение содержания твердого отстоя и воды нефтепромысловых эмульсий до начала транспортировки по трубопроводу и обессоливания на НПЗ. Присутствие твердых примесей и воды нежелательно для трубопровода из-за своих эрозионных и коррозионных свойств, а для нефтеперерабатывающих компаний оно создает проблемы в хранении, измерениях и дальнейшей переработке, когда высокое содержание примесей и воды усугубляют загрязнение и наличие нежелательных побочных продуктов.

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Другим нежелательным побочным продуктом в сырой нефти является соль. Соль в основном содержится в водной эмульсии в сырой нефти, так что снижение содержания твердого отстоя и воды обычно снижает концентрацию соли в сырье. Присутствие соли также нежелательно, так как она является сильнейшим коррозионным агентом, особенно при повышенных температурах и давлении, применяемых в нефтепереработке.

Вода, присутствующая при большинстве операций нефтепроизводства, в тех случаях, когда она не была искусственно привнесена при проведении операций заводнения или нагнетания пара в пласт, представляет собой древнюю морскую воду, которая была захвачена вместе с нефтью в процессе ее эволюции из органической субстанции в нефтепродукт. В ней содержится гораздо больше веществ, чем простая соль в чистом виде (NaCl). Зачастую в ней также присутствуют основные минералы, такие как бор, ванадий, ртуть и многие другие. Эти минералы играют роль эмульгаторов, создавая эмульсию, особо трудно подвергающуюся переработке.

Концентрация осадочных отложений в нефтяных эмульсиях измеряется по содержанию вводно-грязевого отстоя. Осадочная фаза включает песок, глинистый осадок, суглинок (ил), частицы глины, скальная порода и осадок.

Данные вещества усугубляют проблему эрозии в насосах, клапанах, трубах и другом оборудовании.

Оседая на внутренних поверхностях технологического оборудования и трубопроводов, при отсутствии периодической и систематической очистки приводят к сбоям оборудования, дорогостоящим простоям и ремонтам.

Описание процесса и внутренних компонентов установки

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Усовершенствованные электростатические дегидраторы и обессоливатели. Электродегидраторы и обессоливатели получили широкое распространение по всему миру, представляют собой сложное и эффективное оборудование для удаления воды и солей из нефти. Вода коалесцирует в увеличенные капли и отделяется от нефти, оставляя в ней только следы. Количество солей, остающихся в нефти, также стремится к минимальным значениям.

Эффективное распределение входящего потока. Входящая в электростатический дегидратор жидкость заполняет резервуар по всей длине, благодаря использованию специально разработанного впускного распределительного устройства, которое позволяет избежать неравномерного распределения потока.

В «неподвижном» исполнении распределительное устройство имеет конструкцию с «открытым днищем», что позволяет осадку стекать под действием силы тяжести и устраняет возможность засорения распределителей.

В «подвижном» («флотирующем») исполнении применяются специальные распределители под давлением и перегородки для равномерного распределения входящего потока по всей длине аппарата.

Нефть выводится из верхней части аппарата сборным коллектором нефти, размещенным по всей длине емкости, в то время как вода выводится со дна сосуда коллектором сбора воды или через выходные отверстия, в зависимости от движения, количества воды и длины аппарата.

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Полярность молекул воды. В электродегидраторах используются специальные вертикальные электростатические решетки, которые увеличивают эффективность процесса и требуют меньше электроэнергии, чем стандартные горизонтальные.

При прохождении обводненной нефти вверх через вертикальные электростатические решетки создается специфическое электростатическое поле, воздействующее на молекулы воды. Молекула воды полярная. Обычно расположение молекул воды в жидкой фазе является беспорядочным.

Однако, если жидкую фазу подвергнуть воздействию электрического поля высокого напряжения, молекулы воды становятся ориентированными – отрицательный атом кислорода будет направлен к положительному потенциалу.

Поле AC-Direct. Данную технологию иногда называют полем переменного/постоянного тока. С помощью выпрямителей в трансформаторе переменный ток меняется на постоянный.

Электростатическая решетка под действием постоянного тока приобретает полярность (положительную или отрицательную), что заставляет полярные молекулы воды притягиваться к ближайшему электроду. При их соприкосновении движение электронов меняет заряд капель и отталкивает их по направлению к противоположному электроду.

Вынужденное движение большого числа молекул воды и их взаимное притяжение существенно интенсифицирует процесс коалесценции молекул, что позволяет увеличивать производительность аппарата и уменьшать его размеры.

При высоком содержании воды в нефти поля переменного/постоянного тока имеют тенденцию к «короткому замыканию», ввиду создания движущимися молекулами воды «моста» между положительным и отрицательным вводом. Влияние данного эффекта на процесс можно снизить путем добавления триодного тиристора.

При работе с тяжелой нефтью применение поля переменного/постоянного тока может быть ограничено, поскольку движение молекулы воды в тяжелой нефти не столь интенсивное, ввиду высокого поверхностного натяжения и высокой стабильности нефтяной эмульсии. Частично влияние этого эффекта можно снизить применением деэмульгаторов и ПАВ. Поля переменного/постоянного тока зависят от градиента между положительным и отрицательным электродом.

Удаление шлама. В процессе работы дегидратора, особенно при работе с тяжелой нефтью, на границе раздела нефть-вода образуются шламы и осадки следующей природы:

  • Неразложенный – устойчивая эмульсия;
  • Стабилизированные твердые частицы – мелкие твердые частицы;
  • Парафиновый – при эксплуатации ниже точки помутнения нефти;
  • Асфальтового характера – выделяются асфальтены;
  • Химически стабилизированные – слишком много деэмульгаторов, которые затрудняют процесс обессоливания/обезвоживания и могут быть подвергнуты тепловой обработке, химической обработке и осушке. Дегидратор снабжен устройством дренажа шлама.

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Генерация многопотенциального высоковольтного электростатического поля. Энергия для электростатических решеток вырабатывается повышающим трансформатором. Градиент (напряжения) относится к силе, действующей на молекулы воды.

При слишком маленькой силе вода не коалесцирует, при слишком большой силе молекулы будут разрушаться и выходить вместе с нефтью.  Ввиду того, что свойства поверхности раздела, определяемые в лабораторных и реальных условиях, точно определить характеристики процесса коалесценции нельзя.

Для решения данной задачи на высоковольтной стороне создаются поля с несколькими из следующих потенциалов 12, 16 (или 16,5), 20, 23 и 25 кВ. Выбор потенциала осуществляется оператором.

Саморегулируемый трансформатор.  Трансформаторы АМR не требуют дорогостоящих систем управления и являются саморегулируемыми (изменяется только сила тока).

Изменение силы тока происходит автоматически, без необходимости дооснащения дорогостоящими триодными тиристорами системы управления.

В результате, вместо обширных локальных систем, требуется только подать напряжение и проконтролировать силу тока.

Повышение безопасности процесса.

Дополнительная защита в процессе работы обеспечивается внутренним предохранительным шаровым поплавковым затвором из нержавеющей стали, в качестве «последнего средства» (в том случае, если все другие предохранительные устройства не сработают) защиты, который, в случае необходимости, создаст режим короткого замыкания (и тем самым обесточит электростатические решетки) до того, как газ попадает на решетки. Для дополнительной защиты при проведении технического обслуживания установка снабжена местным автоматом защиты с ручным управлением во взрывозащищенном исполнении.

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

АМR АС-Tri. Сбалансированная трехфазная нагрузка (ОПЦИЯ). Отраслевые стандарты для конструкции трансформатора требуют однофазного тока большой силы, что подразумевает использование подключения к одной из фаз трехфазного питания клиента.

В некоторых случаях, в зависимости от генерируемой мощности, однофазная нагрузка может вызвать значительный дисбаланс в общей электрической нагрузке. Равномерное распределение нагрузки по трем фазам исключает дисбаланс.

В случае, если требуется сбалансированная нагрузка, согласно отраслевым стандартам предполагается использование трех трансформаторов (по одному на каждую фазу), что существенно увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, а также усложняет сам процесс эксплуатации установки.

В качестве опции предлагается АМR АС-Tri трансформатор, который позволяет использовать один трансформатор со сбалансированной нагрузкой по трем фазам.

Читайте также:  Качество нефтепродуктов: требования к качеству, лаборатория

Усовершенствованное исполнение вводного изолятора — изолятор DualLoc. По опыту эксплуатации известно, что изоляторы являются одним из слабых мест электростатических установок.

Зачастую производители предусматривают лишь одинарное уплотнение на каждом вводе (или вовсе без уплотнений), а также, во время монтажа, имеет место скручивание проводов, что неизбежно ведет к разрушению проводов и снижению эффективности уплотнения.

Изолятор DualLoc в общей сложности имеет 6 (шесть) уплотнений на каждом вводе, а его монтаж осуществляется способом, исключающим скручивание проводов, что повышает защиту от протечки нефти.

Характеристики конструкции вводных изоляторов

Расчет основных параметров электродегидратора

* для достижения содержания воды в нефти не более 0,25 % масс., минимальная температура на входе в дегидратор должна составлять +99°C; ** для расчета принят 20% запас по производительности.

  • Гарантия качественных показателей
  • При эксплуатации электродегидратора в соответствии с инструкцией в нормальном режиме (при расчетных технологических параметрах) гарантируется, что содержание шлама и воды в нефти на выходе из электродегидратора не превысит 0,25 %масс*
  • * значения приняты при рабочей температуре и учитывают диспергированную воду; содержание шлама и воды рассчитано по методу ASTM D4007;

предложенная гарантия качественных показателей требует нормального использования химических реагентов. Дозировка определяется во время эксплуатации. Типичные дозировки составляют: деэмульгатор – 50 … 200 ppm (об.), ПАВ– 10% от количества деэмульгатора.

  1. Обеспечение установки
  2. Полная мощность трансформатора (380 V, 1 фаза, 50 Гц)* – 125 кВА; Электрические инструменты (24В) силового контура – номинальная мощность;
  3. Расход для системы промывки шлама – 4,5 м3/ч**;

Мощность насоса системы промывки шлама – 11,1 кВт (15 л.с.)**.

* в основании проектирования электрической части указано электропитание на входе 380 V, 3 фазы, 50 Гц; мы предложили однофазное подключение трехфазного электропитания, что является стандартом для электростатического трансформатора.

Если требуется сбалансированная нагрузка, ознакомьтесь с опцией AMR AC-Tri; ** Каждая система промывки шлама может быть включена по отдельности. Длительность и частота зависят от условий на площадке.

Давление промывки шлама на входе должно быть минимум на 4 Бар выше рабочего давления в аппарате.

Системы сепарации сырой нефти

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Сепаратор – это единица оборудования, предназначенная для разделения товарной нефти, вводно-грязевого отстоя и газа. Для извлечения чистых продуктов из всех фаз потребуется не просто сепаратор; его следует рассматривать как часть системы, ту часть, которая производит чистую нефть. Система в целом может включать в себя подогреватели, резервуары, промывочные баки, термосепараторы, электростатический коагулятор, газоочистители и т.д. в различных конфигурациях.

Источник: https://intech-gmbh.ru/oil_desalting/

Особенности сепарации аномальных нефтей

  • Нефти с большим газовым фактором
  • При достижении газовым фактором значений свыше 400 м3 / м3 если не предпринимать специальных мероприятий, то с каждым 1 м3 газа будет теряться (уноситься) до 250 г нефти, что совершенно недопустимо.
  • Вывод:
  • В сепарационном узле кроме нефтегазового и газового сепаратора устанавливается дополнительный так называемый входной сепаратор для предварительного разделения продукции на газовую и жидкостную составляющую.

Входной и газовый сепараторы устанавливают над нефтегазовым и не допускают в них уровня жидкости, т.е. осуществляют свободный слив.

  1. У входного сепаратора, как правило, организуют двухсторонний вход, чтобы не допустить скорость смеси свыше 60 м/с.
  2. Внутри входного сепаратора монтируют специальную начинку.
  3. Высоковязкие нефти

При достижении вязкости нефтяной составляющей свыше      60 мПа.с всплытие пузырьков газовой фазы и оседание капель водяной фазы затрудняется настолько, что они начинают уноситься вместе с нефтью, что совершенно недопустимо.

  • Вывод:
  • В сепарационном узле должны быть предусмотрены устройства, повышающие размеры газовых пузырьков и водяных капель, а также использоваться мероприятия изменяющие физико – химические свойства дисперсионной среды.
  • Реализовать подобные требования можно следующими способами:
  • — применять специальные трубопроводы – коалесценторы для интенсификации роста пузырьков газа и капель воды;
  1. — применять специальные методы (вибровоздействие, дросселирование, турбулизацию) также повышающие размеры пузырьков и капель;
  2. — использовать подогрев, разбавление маловязкими нефтями, конденсатами, или добавку специальных реагентов (депрессаторов), понижающих вязкость исходной дисперсионной среды;
  3. — применять сепараторы со специальными коалесцирующими и пеногасящими секциями;
  4. — использовать антипенные присадки.
  5. Нефти с повышенным содержанием сероводорода
  6. Такая нефть гораздо хуже эмульгирует воду, поэтому вводится дополнительный входной сепаратор для отделения основного количества воды и предварительного отделения газа.
  7. Как правило, все газы объединяют и чистят от сероводорода сообща.
  8. Нефть очищают от сероводорода либо отпаркой, либо отдувкой.
  9. Толщины стенок всех аппаратов увеличивают на 3 – 4 мм.
  10. Применяют ингибиторы сероводородной коррозии.
  11. Используют защитные покрытия или стойкие материалы.
  12. Нефти с повышенным содержанием углекислого газа
  13. Поскольку углекислый газ не только повышает агрессивность продукции, но и способствует значительному увеличению пенистости и уносу нефти с газом, то кроме соответствующих ингибиторов коррозии совершенно необходимо применение антипенных присадок; а также желательно использовать попутный газ для целей ППД.
  14. КОНСТРУКЦИИ СЕПАРАТОРОВ
  15. Общие сведения
  16. В нефтяных сепараторах любой конструкции различают четыре секции:

— Основная сепарационная секция, служащая для непосредственного отделения нефти от газа. На её работу большое влияние оказывает конструктивное оформление ввода продукции (радиальное, тангенциальное, а так же использование различного вида насадок, например, диспергаторов, турбулизирующих ввод газожидкостной смеси).

— Осадительная секция, в которой происходит дополнительное выделение пузырьков газа, увлеченных нефтью из сепарационной секции.

Для интенсификации выделения окклюдированных пузырьков нефть направляют тонким слоем по наклонным плоскостям, увеличивая длину пути движения нефти и эффективность сепарации.

Наклонные плоскости рекомендуется изготовлять с небольшим порогом, способствующим выделению газа из нефти.

— Секция сбора нефти, которая предназначена как для накопления разгазированной нефти, так и для её вывода из сепаратора. Секция, как правило, располагается внизу аппарата, а состояние нефти в ней определяется не только вязкостью жидкости и временем её пребывания в сепараторе, но и эффективностью работы двух предыдущих секций.

— Каплеуловительная секция, служащая для удержания мельчайщих капелек жидкости, уносимых потоком газа. Секция, как правило, располагается вверху аппарата или за его пределами.

  • Работа сепараторов любого типа характеризуется тремя показателями:
  • — степенью разгазирования нефти или усадкой её;
  • — степенью очистки газа от капелек нефти;
  • — степенью очистки нефти от пузырьков газа.
  • Степень разгазирования нефти в сепараторе характеризуется двумя показателями:

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

  1. где:
  2.   Эн – эффективность разгазирования смеси по нефти;
  3.   Эг – эффективность разгазирования смеси по газу;

Причём:

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Степенью очистки газа от капелек нефти характеризуется показателем:

где:

    — объёмный расход капельной жидкости (см3/1000 м3 газа), уносимый за пределы сепаратора (приведённый к условиям сепаратора);

  • Степенью очистки нефти от пузырьков газа характеризуется показателем:
  •                                            (97)
  • где:
  •     — объёмный расход пузырьков газа (л/м3 жидкости), уносимый за пределы сепаратора (приведённый к условиям сепаратора);
  •     — объёмный расход жидкости (приведённый к условиям сепаратора).
  • Двухфазные сепараторы

Источник: https://studopedia.net/4_19447_osobennosti-separatsii-anomalnih-neftey.html

Теоретические основы процесса сепарации

В процессе подъема жидкости из скважин и транспорта ее до центрального пункта сбора и подготовки нефти, газа и воды постепенно снижается давление и из нефти выделяется газ.

Объем выделившегося газа по мере снижения давления в системе увеличивается и обычно в несколько десятков раз превышает объем жидкости. Поэтому при низких давлениях их совместное хранение, а иногда и сбор становятся нецелесообразными.

Приходиться осуществлять их раздельный сбор и хранение.

Процесс отделения газа от нефти называется сепарацией. Аппарат, в котором происходит отделение газа от продукции нефтяных скважин, называют газосепаратором.

В современных системах сбора нефти и газа газосепараторами оснащаются все блочные автоматизированные групповые замерные установки (за исключением установок, оснащенных массовыми расходомерами), дожимные насосные станции и центральные пункты сбора и подготовки нефти, газа и воды.

На блочных автоматизированных замерных установках отделение газа от нефти осуществляется только с целью раздельного измерения дебита скважин по жидкости и газу.

После измерения нефть и газ снова смешиваются и подаются в общий нефтегазовый коллектор. Часто отвод свободного газа от нефти осуществляется в нескольких местах.

Каждый пункт вывода отсепарированного газа называется ступенью сепарации газа.

От проведения процессов сепарации зависят потери легких фракций нефти, при последующем транспорте и хранении ее. Установлено, что при моментальной сепарации нефти (с резким снижением давления) существенно увеличивается уносимое количество тяжелых углеводородов быстро движущейся струёй свободного газа.

При ступенчатой сепарации подбором давлений на ступенях можно достигнуть выделения в основном только свободного газа. Поэтому, если на промыслах нет стабилизационных установок, необходимо проводить сепарацию по возможности методами с минимальными потерями бензиновых фракций.

Один из них — ступенчатая сепарация.

Однако многоступенчатая сепарация нефти должна не только сократить унос тяжелых фракций с газами, а также резко снизить и унос нефтью легких свободных газов, с выделением которых в резервуарах немало теряется нефти на последующих этапах ее движения.

При сборе нефтей до любой из описанных схем давление на пути от скважины до товарных парков или нефтеперерабатывающих заводов снижается до атмосферного и нефть стремится принять температуру окружающей среды, что существенно сказывается на распределении углеводородов между фазами на сепарационных узлах, т. е.

создаются условия для регулирования этого процесса подбором соответствующих условий (числом ступеней, перепадом давления между ними и изменением температуры). Это особенно важно при сборе легких нефтей. Практика показала, что число ступеней сепарации легких нефтей (Саудовская Аравия.

Кувейт) может достигнуть 6-7, причем энергия газов первой ступени обычно используется на турбинах, приводящих в движение центробежные насосы, откачивающие нефти.

Многоступенчатая сепарация применяется для постепенного отвода свободного газа по мере снижения давления. Она применяется при высоких давлениях на устье скважин.

Нефтегазовую смесь из скважины направляют сначала в газосепаратор высокого давления, в котором из нефти выделяется основная масса газа. Этот газ может транспортироваться на большие расстояния под собственным давлением.

Из сепаратора высокого давления нефть поступает в сепаратор среднего и низкого давления для окончательного отделения от газа.

Читайте также:  Сколько стоит нефтяная скважина:как добывают нефть буровым путём

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Сепарация газа от нефти может происходить под влиянием:

  • гравитационных сил;
  • инерционных сил;
  • за счет селективной смачиваемости нефти.

В зависимости от этого и различают:

  • гравитационную;
  • инерционную;
  • пленочную сепарации;

а газосепараторы —

  • гравитационные;
  • гидроциклонные;
  • жалюзийные.

Гравитационная сепарация осуществляется вследствие разности плотностей жидкости и газа, т.е. под действием их силы тяжести. Газосепараторы, работающие на этом принципе, называются гравитационными.

Инерционная сепарация происходит при резких поворотах газонефтяного потока. В результате этого жидкость, как более инерционная, продолжает двигаться по прямой, а газ меняет свое направление. В результате происходит их разделение.

На этом принципе построена работа гидроциклонного газосепаратора, осуществляемая подачей газонефтяной смеси в циклонную головку, в которой жидкость отбрасывается к внутренней поверхности и затем стекает вниз в нефтяное пространство газосепаратора, а газ двигается по центру циклона.

Пленочная сепарация основана на явлении селективного смачивания жидкости на металлической поверхности.

При прохождении потока газа с некоторым содержанием нефти через жалюзийные насадки (каплеуловители) капли нефти, соприкасаясь с металлической поверхностью, смачивают ее и образуют на ней сплошную жидкостную пленку.

Жидкость на этой пленке держится достаточно хорошо и при достижении определенной толщины начинает непрерывно стекать вниз. Это явление называется эффектом пленочной сепарации. На этом принципе основана работа жалюзийных сепараторов.

Материалы заимствованы из издания «Справочник инженера по подготовке нефти» — ООО «РН-ЮГАНСКНЕФТЕГАЗ».

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Отгружены горизонтальные резервуары в Сургут

Источник: https://gazovikoil.ru/teoreticheskie-osnovyi-separaczii-nefti

Что такое нефтегазовый сепаратор. Виды и сферы применения

Запросить цену

Нефтегазовый сепаратор – это устройство, в котором нефть отделяется от попутного газа (или вода отделяется от нефти) за счет различной плотности жидкостей. Бывают горизонтальные, вертикальные и гидроциклонные сепараторы.
Основные области применения сепараторов нефти: нефтехимическая, нефтеперерабатывающая и прочие сферы, где требуется разделение нефтяных эмульсий.

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Принцип работы сепаратора нефти

Процесс отделения нефти от газа, осуществляемый в сепараторе, называется сепарацией. Отделение проходит несколько стадий, от количества которых зависит объем дегазированной нефти, полученный из пластовой жидкости.

Принцип работы сепаратора базируется на действии центробежной силы, разделяющей жидкость на твердую и жидкую фазу.

По основной трубе суспензия попадает в верхнюю часть барабана, где очищается от тяжелых элементов, оттуда вытесняется в каналы тарелкодержателя, а после – в сепарационную камеру.

Разновидности нефтегазовых сепараторов

По положению в пространстве сепараторы подразделяют на следующие типы:

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • гидроциклонные.

По форме бывают:

  • цилиндрические;
  • сферические аппараты.

По числу фаз:

По показателям рабочего давления:

  • до 0,6 Мпа;
  • от 0,6 до 2,5 Мпа;
  • выше 2,5 Мпа.

Также их разделяют по принципу действия основной силы.

Описание вертикального сепаратора

Вертикальное сепарационное устройство представляет собой корпус в форме цилиндра, оснащенный короткими трубками для ввода пластовой жидкости и вывода жидкой и газовой фаз, арматурой для предохранения и регуляции, а также специальными элементами для отделения жидкостей.

Описание горизонтального сепаратора

В состав горизонтального сепаратора входит емкость с 2-мя полками, расположенными под наклоном, пеногаситель, отделитель жидкостей и устройство, предотвращающее возникновение воронки в процессе дренажа нефти. Горизонтальный нефтесепаратор оснащен трубкой для ввода пластовой жидкости, штуцерами для выхода фаз и люк – лазом.

Описание гидроциклонного сепаратора

Гидроциклонный газонефтяной сепаратор представляет собой горизонтальную емкость, состоящую из одноточных гидроциклонов. Одноточный циклон – это устройство в форме цилиндра с тангенциальным вводом пластовой жидкости, направляющей трубкой и отделом перетока.

Виды сепараторов нефти по характеру проявления основной силы

Сепарационные аппараты делятся на категории в зависимости от основной силы, благодаря которой осуществляется отделение.

Бывают:

  • гравитационные;
  • центробежные;
  • гидроциклонные;
  • инерционные.

Особенности гравитационных сепараторов

В сепарационных установках гравитационного типа разделение происходит за счет гравитации, то есть вещества с меньшим удельным весом (газы) поднимаются вверх, тяжелые оседают на дне. Продуктивность и скорость сепарации обусловлена показателями давления, периода цикла и особенностей рабочей среды.

Турбулентное движение жидкости на практике наиболее эффективно, так как образующиеся в процессе пузырьки ускоряют отделение. Это ключевой принцип сепарации, используемый на месторождениях.

Чтобы увеличить продуктивность гравитационного сепаратора, рекомендуется установить на входе депульсатор, предназначенный для отстранения газа из пластовой жидкости. Благодаря оснащению депульсатором процесс отделения материала на газ и тяжелую сырую нефть занимает 5 минут. Данный процесс присущ 2-х фазным сепараторам, 3-х фазные устройства способны отделять еще и воду.

Особенности центробежных сепараторов

Отделение осуществляется за счет воздействия центробежной силы. Механизм тарельчатого центробежного (гидроциклонного) сепаратора выдерживает эксплуатацию в местах месторождений нефти.

Особенности инерционных сепараторов

Отделение происходит благодаря разным силам инерции частиц в сепарируемой жидкости. Тяжелые элементы вытесняются к стенкам емкости, после чего перетекают на ее дно.

Критерии выбора

При выборе оборудования рекомендуется учесть следующие параметры:

  • свойства пластовой жидкости и ее количество;
  • тип потока;
  • стойкость;
  • давление;
  • температурный режим.

Сепараторы вертикального типа более продуктивны в сравнении с горизонтальными, но и имеют более высокую цену. Они подходят для предприятий с высокими производственными мощностями, а также в случае, если эмульсия содержит большое количество твердых частиц.

Горизонтальные сепарационные устройства – оптимальный вариант для переработки небольших объемов материала, а также жидкостей с большим содержанием растворенного газа.

Они пользуются наибольшим спросом, так как достаточно производительны и доступны в цене.

Для достижения максимальной эффективности при использовании горизонтальных нефтегазовых сепараторов нефть перемешивают в процессе сепарации, повышают температурный режим и снижают давление.

Вас может заинтересовать:

Нефтегазовые сепараторы
Нефтегазовые сепараторы со сбросом воды

Рекомендуемые статьи

  • Классификация металлоконструкций Ещё в XIX веке человечество начало использовать сложные металлоконструкции – несущий каркас из составных металлических элементов. Их использование было связано со многими сложностями, но обладает и неоспоримыми преимуществами. На сегодняшний день они распространены почти повсеместно – при строительстве станков, аппаратов, механизмов, но чаще всего – при строительстве зданий и массивных сооружений. Прочность и лёгкость…
  • Какой теплообменник лучше? Нагрев и охлаждение жидкостей является необходимым этапом в ряде технологических процессах. Для этого используются теплообменники. Принцип действия оборудования основан на передаче тепла от теплоносителя, функции которого выполняет вода, пар, органические и неорганические среды. Выбирая, какой теплообменник лучше для конкретного производственного процесса, нужно базироваться на особенностях конструкции и материала, из…
  • Виды и устройство АГЗС АГЗС — так называются станции для заправки автомобилей газом. На них в автомобили и другой автотранспорт заправляется сжиженный газ. Для доставки газа на станцию чаще всего используются специальные автомобили, оборудованные цистернами или магистраль, по которой газ подаётся в специальное хранилище. Газ, доставленный автомобилями, перекачивают под давлением в специальные приёмные ёмкости — криоцистерны. При их изготовлении…
  • Как правильно заправить газгольдер Современные газгольдеры заправляют 1-3 раза в год. Количество заправок определяется номинальной емкостью резервуара, предназначенного для хранения СУГ, и интенсивностью использования газа. Что же касается непосредственно самого процесса заправки, то специалисты рекомендуют разделять его на три основных этапа: 1. Выбор сезона для заправки Лучшим временем года для заправки газгольдера считается период с февраля по июль. Именно в…

Источник: https://www.npommz.ru/blog/vidy-separatorov-nefti

Сепарация нефти и газа

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы

Флюиды, добывающиеся из скважины обычно содержат нефть, газ и воду. Нефть, газ и вода отделяются или обрабатываются до того как поступают в резервуарный парк для хранения. Оборудование подготовки может располагаться на устье скважины, но на полностью разработанных месторождениях, оно обычно располагается непосредственно рядом с резервуарным парком. Если природный газ добывается с нефтью, то он будет сепарирован от жидкости, сжат и направлен по трубопроводу для продажи.

Сепарация нефти и газа, сбор и подготовка нефти и газа

Некоторое количество газолина может добываться из пласта, чтобы сделать более экономичным процесс для продажи. Завод по переработке газа может быть построен в том месте, где осуществляется транспортировка природного газа, бутана, пропана. Остатки газа может использоваться для компрессоров, насосов и оборудования для обогрева, сепарации и обработки.

Добыча природного газа: особенности и подводные камни

Остаток газа продается как природный газ. Нефть и вода добытая из скважины обычно представляет собой эмульсию. Вода отделяется и удаляется после отделения газа. Тип использованного оборудования подготовки нефти и газа зависит от степени эмульгирования.

Если степень эмульгирования продукции высокая, химическая или термическая обработка применяется для того чтобы отделить нефть и воду.

Термическая обработка применяется с помощью теплообменников, которые разрушают эмульсию нефти и воды. Термическая обработка является дополнительной, в основном применяю химические диэмульгаторы.

Когда нефть и вода представляют собой смесь с небольшой степенью эмульгирования могут использовать гравитационные сепараторы.

Оборудование для сепарации

Оборудования подготовки нефти и газа как сепараторы, теплообменники, обезвоживающие оборудование и компрессора могут располагаться на устье скважины где нефть впервые появляется на поверхности или рядом с резервуарным парком или рядом с компрессорными станциями на месторождении.

После отделения воды от нефти, нефть идет и поступает в резервуары (резервуарный парк). Резервуары обычно располагаются рядом в поле. Резервуарный парк состоит по крайней мере из 2х резервуаров. Количество и размер резервуаров меняется с дебитом по всему месторождению.

Маленькие месторождения могут содержать только один резервуарный парк, большие месторождения могут содержать несколько с собственным оборудованием для отделения нефти и газа, сбора и подготовки.

Резервуарный парк может занимать от одного до нескольких акров земли, это зависит связанного ним оборудования и размера и количества резервуаров.

Несмотря на то, что природный газ добывается в разном количестве с сырой нефтью, на многих месторождениях его добыча является первичной или единственной.

Процесс подготовки газа для его транспортировки и дальнейшей продажи состоит из двух основных этапов. Процесс начинается с прохождения газом сепараторов и теплообменников для отделения жидкости от газа.

Читайте также:  Скиммер нефтепродуктов: удаление нефти с водяного слоя

Потом газ подвергается осушке для удаления из него водяных паров.

УДК 621.928.4

  • Максим Алексеевич Земляной
  • Аспирант Горно-геологического факультета Новочеркасского политехнического института, e-mail: zemma@npi-tu.ru

Источник: https://promdevelop.ru/science/separatsiya-nefti-i-gaza/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 2

Проведение процесса сепарации нефти при повышенной температуре существенно снижает склонность нефти к пенообразованию и ускоряет выделение из нее окклюдированного газа.

Особенность процесса горячей сепарации в данной технологии заключается в том, что лимитируется только качество отсепарированной нефти, т.е. не допускается унос газа нефтью.

 [16]

Оставшаяся нефть с растворенным газом перекачивается на центральный пункт сбора, где проходит вторую и третью ступени сепарации.

Конечное давление сепарации составляет 0 105 МПа, поэтому для выделившегося здесь газа применяют компрессоры.

Отсепарированная нефть поступает на установку комплексной подготовки, где из нефти отбирают воду, соли и производят стабилизацию.

Перекачка нестабильной газонасыщенной нефти позволяет РїСЂРё этой системе СЃР±РѕСЂР° СЃ начала разработки месторождения утилизировать РґРѕ 70 % попутного нефтяного газа, Р° после обустройства нефтепромысла полностью исключить его потери.  [17]

Технология осуществляется следующим образом: нефть РїРѕ нефтепроводу 1 после I ступени сепарации РїСЂРё преимущественно турбулентном режиме движения поступает РІ концевой делитель фаз ( КДФ) 2, РІ котором скорость снижается РґРѕ 0 3 — Р№) 5 Рј / СЃ. Р—РЅ-5 РјРёРЅСѓС‚ достигается отделение РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕР№ массы ( 90 — — 92 %) газа. Отсепарированная нефть РёР· КДФ РїРѕ нефтепроводу 3 поступает РІ приемный трубопровод 4 резервуара 5, Р° РїСЂРѕР±РєРё газа, пены Рё нефти СЃ окклюдированным газом РїРѕ трубопроводу 6 поступают РІ газоотделитель 7, РІ котором завершается отделение газа РѕС‚ нефти.  [19]

Рабочие ресурсы газа за период времени определяют путем умножения среднего Гр пласта на количество добытой или подлежащей добыче за тот же период нефти в тоннах.

Кроме того, должна быть определена характеристика рабочих ресурсов газа ло компонентам путем осреднения данных, относящихся к анализам всех проб.

РџРѕ данным осредненных анализов РїСЂРѕР± газа Рё отсепарированной нефти определяют ресурсы РїРѕ отдельным компонентам.  [20]

Для этого в ней установлены отбойники грубой Ни тонкой 5 очисток газа. Нижняя сепарационная емкость обеспечивает полную сепарацию нефти.

Сепарационный блок устанавливается на высоком основании 20 для обеспечения движения отсепарированной нефти самотеком до резервуарного парка.

Поступающая нефть по лотку 12 попадает на распределитель 8, обеспечивающий равномерный сток ее через патрубок 6 в нижнюю емкость. Далее нефть движется по лотку 4 тонким слоем, что повышает эффективность сепарации.

Патрубок 15 предусмотрен для выхода от-сепарированного газа из нижней в верхнюю емкость и для выравнивания давления в них.

Системой автоматики предусмотрены регулирование уровня нефти в сепараторе и автоматическая защита при аварийном превышении уровня.

Механический регулятор 17 с исполнительным механизмом 19, установленным на сливной линии, поддерживают заданный уровень в сепараторе.

Механический регулятор 14 с исполнительным механизмом 13 на входе в сепаратор обеспечивают защиту при аварийном взливе нефти в сепараторе.

Для измерения СѓСЂРѕРІРЅСЏ нефти РІ сепараторе применяется буйковый уровнемер 3 типа РЈР‘-51-04. Для сигнализации РѕР± аварийном превышении СѓСЂРѕРІРЅСЏ жидкости используется датчик 2 типа ДПУ-1, для сигнализации Рѕ предельном давлении — электроконтактный манометр 16 типа Р’Р­-16-Р Р‘. РќР° верхней сепарационнои емкости установлен предохранительный клапан 7 для СЃР±СЂРѕСЃР° газа РїСЂРё избыточном давлении. Автоматизированные блочные концевые сепара-ционные установки выпускаются производительностью 1000, 2000 Рё 5000 Рј3 / СЃСѓС‚.  [21]

�з табл. 2.10.

2 РІРёРґРЅРѕ, что РїСЂРё равенстве всех условий использование принципа последовательного расширения секций ТГК РїРѕ С…РѕРґСѓ движения эмульсии повышает производительность РІ 1 9 раза РїРѕ сравнению СЃ последовательным РёС… сужением. Полученные данные указывают РЅР° то, что РїСЂРё правильно выбранных режиме Рё размерах трубопроводов РґРѕ сепаратора процесс сепарации может быть завершен РІ ТГК. Р’ сепараторах Р±СѓРґСѓС‚ осуществлены процессы доочистки газовой фазы Рё размещения РІ РёС… полостях регуляторов СѓСЂРѕРІРЅСЏ, Р° также РґСЂСѓРіРёС… устройств для отбора отсепарированных нефти Рё газа.  [23]

Сепарация нефти: как сепарируют, нефтяные сепараторы Газонефтяной барботажный сепаратор.  [24]

В процессе работы за счет отвода газа из камеры 2 к потребителю между камерами 7 и 2 возникает перепад давления.

Вследствие чего выделившийся РёР· нефти РІ камере 7 газ поступает через отверстие 4 РІ маточник 6, расположенный РІ нижней части камеры 2, Рё барботирует через слой нефти, интенсивно перемешивая ее. Выделившийся РёР· нефти РІ камере 2 газ совместно СЃ газом, поступившим РЅР° барботаж, РїРѕ трубопроводу 8 направляется Рє потребителю. РЎ РЅРёР·Р° сепаратора РїРѕ трубопроводу 9 СѓС…РѕРґРёС‚ отсепарированная нефть.  [25]

Другие результаты экспериментов РЅР° промыслах Башкирии Рё Татарии показали, что насос СЃ диспергатором обеспечивает перекачку газожидкостных смесей РїСЂРё газовом факторе 15Рј3 / Рј3 Рё давлении РЅР° РІС…РѕРґРµ насоса 3 105 РџР°. Полученный результат позволяет предложить СЃРїРѕСЃРѕР±С‹ наиболее рационального использования центробежного насоса РІ системе промыслового СЃР±РѕСЂР°. Р’ тех случаях, РєРѕРіРґР° газ РЅР° промысле сжигается РЅР° факелах, диспергирующее устройство СЃ существующим насосным оборудованием позволяет решить РІРѕРїСЂРѕСЃ частичной или полной утилизации попутного газа. Р�звестно, что остаточное содержание газа РІ отсепарированной нефти обратно пропорционально времени ее пребывания РІ сепараторе. Эта цифра ограничена возможностью центробежного насоса перекачивать включения СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕРіРѕ газа.  [26]

Вязкости отсепарнрованной Рё пластовой нефтей существенно отличаются, что связано СЃ наличием растворенного газа РІ нефти РІ пластовых условиях, пластовым давлением Рё температурой. Увеличение вязкости нефти СЃ ростом давления РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ только РїСЂРё давлениях выше давления насыщения. Вязкость пластовой нефти зависит Рё РѕС‚ состава растворенного газа. Открыто значительное число нефтяных месторождений, РІ которых вязкость нефти настолько велика, что нефть остается неподвижной даже РїСЂРё очень высоких перепадах давления РЅР° пласт. Р’ целом вязкость пластовой нефти РёРЅРѕРіРґР° может быть РІ десятки раз меньше вязкости отсепарированной нефти. Вязкость нефти определяется экспериментальным путем.  [27]

Приведенный гидроциклонный сепаратор используется в автоматизированных блочных сепарационных установках СУ-2.

�з нижней сепарационнои емкости нефть проходит через фильтр 11 и далее, очищенная от механических примесей, через турбинный расходомер 12 в нефтесборный коллектор.

На газовой линии смонтирована камерная диафрагма 5 для измерения объема отсепарированного газа.

Для улавливания капель нефти РёР· газа, сбрасываемого через предохрани-автоматическое регулирование СѓСЂРѕРІРЅСЏ нефти РІ сепараторе, автоматизации блочной сепарационнои установки обеспечивается автоматическое регулирование СѓСЂРѕРІРЅСЏ нефти РІ сепараторе, автоматическая защита установки РїСЂРё аварийном повышении СѓСЂРѕРІРЅСЏ Рё давления РІ сепараторе, передача аварийных сигналов РЅР° диспетчерский РїСѓРЅРєС‚. Уровень РІ сепараторе регулируется РґРІСѓРјСЏ механическими регуляторами СѓСЂРѕРІРЅСЏ 7 Рё 9, которые размещены РЅР° нижней сепарационнои емкости Рё управляют регулирующими клапанами, расположенными РЅР° линиях отвода выделившегося газа Рё отсепарированной нефти.  [28]

На нефтешламовой установке УКПН-4 для выделения примесей из нефтешлама применяют трехступенчатую очистку.

РќР° первой ступени используют вибросито для задержания мехпримесей размером более 2 РјРј, нефтешлам подогревается РґРѕ 160 — 80 РЎ РІ теплообменнике.

На второй ступени используется двухфазный декандер с автоматическим регулированием дифференциальной скорости вращения шнека при рабочей температуре до 80 С.

Основной объем примесей задерживается и превращается в достаточно сухой шлам.

На третьей ступени используется тарельчатый трехфазный сепаратор, где сырье разделяется на нефть, воду и шлам.

Отсепарированная нефть поступает РІ нефтяной резервуар, откуда насосом откачивается РЅР° РЈРљРџРќ-4 Р’РѕРґР° направляется РІ емкость для очистки РІРѕРґС‹ Рё затем закачивается РІ нагнетательную скважину. Шлам собирается РІРѕ встроенном шламовом резервуаре, откуда откачивается шламовым насосом РЅР° полигон биоочистки нефтешлама.  [29]

Разделение продукции скважин ( на нефть и газ) обычно осуществляется в сепараторах. В качестве сепараторов применяют емкости, в которых поддерживаются определенные давление и температура.

Температура поддерживается на заданном уровне или за счет температур поступающей продукции скважин и окружающей среды, или путем внесения тепла или холода извне.

Заданное давление в сепараторе поддерживается обычно регулятором давления, устанавливаемым на газовой линии. Вывод нефти и газа осуществляется раздельно.

При расчетах с использованием графиков предполагается, что составы продукции скважин и отсепарированных нефти и газа не изменяются во времени.

Другими словами, система находится РІ термодинамическом равновесии РїСЂРё данных давлении Рё температуре или же РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ контактная сепарация.  [30]

Страницы:      1    2

Источник: https://www.ngpedia.ru/id186280p2.html

Нефтегазовые сепараторы и отстойники нефти

Нефтегазовый сепаратор – это устройство, в котором нефть отделяется от попутного газа. Бывают горизонтальные, вертикальные и гидроциклонные сепараторы.

Основные области применения сепараторов нефти:

  • нефтехимическая;
  • нефтеперерабатывающая и прочие сферы, где требуется разделение нефтяных эмульсий.

Принцип работы сепаратора нефти: Процесс отделения нефти от газа, осуществляемый в сепараторе, называется сепарацией. Отделение проходит несколько стадий, от количества которых зависит объем дегазированной нефти, полученный из пластовой жидкости.

Принцип работы сепаратора базируется на действии центробежной силы, разделяющей жидкость на твердую и жидкую фазу. По основной трубе суспензия попадает в верхнюю часть барабана, где очищается от тяжелых элементов, оттуда вытесняется в каналы тарелкодержателя, а после – в сепарационную камеру.

По положению в пространстве сепараторы подразделяют на следующие типы:

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • гидроциклонные.

По форме бывают:

  • цилиндрические;
  • сферические аппараты.

По числу фаз:

По показателям рабочего давления:

  • до 0,6 Мпа;
  • от 0,6 до 2,5 Мпа;
  • выше 2,5 Мпа.

Вертикальное сепарационное устройство представляет собой корпус в форме цилиндра, оснащенный короткими трубками для ввода пластовой жидкости и вывода жидкой и газовой фаз, арматурой для предохранения и регуляции, а также специальными элементами для отделения жидкостей.

Горизонтальный сепаратор

В состав горизонтального сепаратора входит емкость с 2-мя полками, расположенными под наклоном, пеногаситель, отделитель жидкостей и устройство, предотвращающее возникновение воронки в процессе дренажа нефти. Горизонтальный нефтесепаратор оснащен трубкой для ввода пластовой жидкости, штуцерами для выхода фаз и люк – лазом.

Виды сепараторов нефти по характеру проявления основной силы Сепарационные аппараты делятся на категории в зависимости от основной силы, благодаря которой осуществляется отделение.

  • гравитационные;
  • центробежные;
  • гидроциклонные;
  • инерционные.

Березовский Завод Емкостей предоставляет разнообразный выбор нефтегазовых сепараторов и отстойников нефти.

Источник: https://bze66.ru/nestandartnoe-oborudovanie/neftegazovie-separatori

Ссылка на основную публикацию