油气水分离原理及工艺简介

1、单击此处编辑副标题单击此处编辑副标题 -Norris Tao2l油气水分离介绍及原理油气水分离介绍及原理l分离器种类及影响因素分离器种类及影响因素l分离器主要内部构件分离器主要内部构件l现场设备介绍现场设备介绍l乳化液介绍乳化液介绍3油气水分离介绍及原理油气水分离介绍及原理4 油气水分离就是对石油或天燃气的油，气，水进行分离，为后续处理做准备，或者使产品达到生产要求，它包括油气水三相分离，油水分离，油气分离。是石油天燃气工业中对石油，天燃气处理非常重要的一步。 1. 影响下游处理。 2. 影响生产水排放质量。 3. 直接影响我们产品的质量。5 在石油天燃气工业中， 分离器是用来分离气液或者油水

2、最主要的设备。这里所说的分离器不仅仅是通常所指的生产分离器，还包括涤气器，闪蒸罐， 积液罐， 过滤分离器等 但是不管它们怎么称呼， 其功能是为了实现油气水分离。6 分离器原理： 为了实现分离的功能， 流体必须满足两个条件。 1.被分离的流体必须不互溶。 2.流体的比重必须不一样， 也就是说流体必须有重有轻。 分离器是依靠不同的比重来分离不同的流体的。 如果流体互溶，仅仅靠不同的比重的作用也不可能达到很好的分离效果。这就是为什么我们不希望在分离器中看到油水乳化现象。7 此外，实际生产中总会有一些液体以细小的雾态形式存在气体中或者游离水以细小雾态形式分散在油中，因此我们还可以利用积聚的原理。 让细

3、小的雾滴在一个特殊的构件上积聚起来，变成大的液珠。 这种构件有很多种，通常有进口的挡板，出口的捕雾器， 还有一些是利用离心力的作用, 让液体分离,也有通过降低温度来实现低温分离，如阀，膨胀机。 89 分离器种类： 分离器可分卧式和立式， 还可以按被分离出来的相态分： 三相和两相分离器。如果有气， 水，油三种流体分离出来，就是三相分离器， 如果只有气态和液态或者只有两种不同的液体分离出来， 就是两相分离器。在我们现场， 生产分离器就是卧式三相分离器， 而低温分离器是一个立式两相分离器。1011 立式和卧式分离器。其主要区别 （1）在立式分离器中立沉降区和集液区内，分散相运动方向与连续相运动方向相

4、反，而在卧式分离器中两者垂直。 （2）在卧式分离器中，气液界面面积较大，有利于分离器内气液达到相平衡。因而，无论是气液分离还是机械分离器，卧式均由于立式。同时，卧式分离器有较大的集液区体积，适合处理发泡原油和伴生气的分离以及油气水三相分离。来液流量变化时，卧式分离器的液位变化较小，缓冲能力较强，能向下游设备提供较稳定的流量。卧式分离器还有易于安装、检查、保养，易于制成撬装设备等特点。12 （3）立式分离器适合于处理固体杂质较多的油气混合物，可以再底部设置排污口定期排污。卧式分离器在处理焓固体杂质较多的油气混合物时，由于固相杂质杂质有4560的休止角，在分离器底部沿长度方向常需设置若干个排污口，

5、还很难完全清除固相杂质。 总之对于普通油气分离，特别是可能存在乳状液、泡沫或用于高油气比的油气混合物时，卧式较经济；在气油比很高和气体流量较小时，常用立式。 13影响分离效果的因素：1. 流体在分离器里的滞留时间（流量，容积）。 滞留时间越长，分离效果越好。2. 油气水的密度差。 密度差越大越容易分离。3. 液位控制不稳，波动太大。4. 分离器的内部结构。5. 乳化物的存在。1415 1. 偏转板(Deflector plate) 通常也叫挡板(Baffle). 一般用在气液分离器的进口位置. 挡板可以是平的也可以是碟形的. 当进来的流体撞击它的时候, 液体就掉到底部, 而气体会流过挡板. 在

6、立式的分离器中, 挡板还可以改变流体的流向, 让流体绕着分离器的内壁流动以产生离心的作用.2. 纠直叶片(Straightening Vane) 通常应用在气-液分离中. 特别当凝析油或者石蜡影响捕雾器的工作时 3.防涡器(Vortex Breaker). 用在所有的分离器中的液体的出口以防止漩涡的形成. 因为涡流的形成可以让气体流入液体管线.1617 4. 捕雾器(Mist Pads or Mist extractor) 捕雾器是用来分离气体中的雾滴的, 经常用在气-液分离器中的气出口. 有时也会用在油水分离中, 有一定的破乳作用. 5. 聚结板( Coalescing plates) 不同

7、的厂家有很多不同的结构. 通常用在气-液分离中. 有时也称为叶片填料(Vane Pack). 6. 产生离心力的构件. (Centrifugal devices) 用在气-液分离器中. 它能让流入的流体产生一个旋转的流动, 从而靠离心力的作用让液态组分聚结而分离.1819 7. 过滤元件(Filter elements) 过滤元件是用来除去流体中一些固体颗粒. 由于过滤元件容易变脏, 必须定期更换, 所以要求这种分离器有容易开关的门. 8. 水平挡板(Horizontal baffles) 用在气-液分离器中以防止液面形成波浪. 通常它的安装位置和分离器中液体的液位差不多. 9. 堰板(Wei

8、r) 保证油水在水腔里得到充分的分离, 而上层的油可以溢过堰板流入油腔.20 10. 聚结材料(Coalescing material) 木屑和干草是最常用的材料. 主要用在油水分离中, 也必须时常更换。 11.喷水嘴(Water Jet), 也叫喷沙嘴(Sand Jet) 它们的目的是用来清洗分离器的侧边和底部. 如果分离器里的流体有可能含有固体颗粒的话, 就可以从喷水嘴引入高压的水或别的液体来进行清洗, 并把固体颗粒带出分离器. 这种设计通常用在井口分离器上. 12. 含沙锥底(Sand Cone). 应用于流体里有比较多的固体或沙砾的分离器. 沙砾会收集在锥形底部, 需要定期冲洗. 通常

9、也会有喷水嘴与其相连. 我们的开式排放罐就是这种设计. 2122堰板 偏转板 喷沙嘴 防涡器 捕雾器 2324 平台有两个生产分离器，分别位于井口冷却器的下游。从井底流出的高温饱和气进过冷却器降温后凝析出的油和水将会在生产分离器里被分离开来。不言而喻，生产分离器的主要目的是为了把天然气里的游离水和油从天然气里分离出来，为天然气的下一步处理作准备。进口有6对涡旋式挡板，可以产生一种离心力，更有利于气液的分离。 2597年进口挡板换成6对涡旋式挡板 下油管从原来的水腔移到油腔 26 生产分离器分离出来的凝析油进入凝析油聚集器, 凝析油聚集器是液体罐, 内有由玻璃纤维, 酚树脂和硅树脂组成的滤芯.

10、细小的水滴在滤芯上聚集, 慢慢变大, 最后穿过过滤器在重力作用下下落到分离器的底部, 收集起来的含油水在液位控制阀的控制下被排放到废油收集罐. 为了防止海南海底管线的腐蚀和水化物的形成. 另外还可以降低南山终端脱水的负担.2728 水力漩流分离器是控制生产水质量的最重要的设备, 它能够把生产水中的油份分离出去. 生产分离器中分离出来的水或多或少都含有一定量的凝析油和其他液态碳氢化合物, 远远没有达到直接排海的环保要求, 所以必须经过进一步的处理, 直到水中的油含量小于50PPM(国家标准是70PPM). 我们的水力漩流分离器和其下游的生产水闪蒸罐的目的就是为了降低水中的油含量.29工作原理 ：

11、 压力水源（从生产分离器来的生产水）从切线的方向引入衬管，在衬管内形成旋转式流动，从而产生离心力，在这种离心力的作用下，比重大的液体（水）会靠着管壁流动， 比重小的液体（油）会集中在衬管的中部。通过控制油出口和水出口的压力，使水出口的压力大于油出口的压力，这样聚集在衬管中间的油就会从与水相反的方向流出，达到油水分离的目的。 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： 收集从海管来的凝析油进行初步分离、并对出口压力进行控制。 段塞流捕集器组成： 顶部带一个分离器的管汇，并包括一个完整的叶片捕雾装置。在设备的操作压力下由于气、液比重差较小，难于进行分离。气体离开分离器时，尺寸超过300微米的颗粒被脱除下来。底部有九根带有一定斜度的直径48英尺、长280英尺的储油管组成的手指状储油管系。它们可存储的总量为7800桶，正常运转的容积为5000桶。 3334 凝析油从段塞流捕集器流出后进入凝析油分离器通过热处理进一步进行油气水分离。分离器里面有个加热盘管式加热器，里面的加热介质是从凝析油重沸炉来的高温稳定凝

13、析油。通过加热一方面可以溶解可能混合在凝析油里面蜡状凝析油，初步闪蒸轻质组分，同时改变油水的有效密度差使油水更容易分离；另一方面冷却重沸炉来的高温稳定凝析油，使能量得到充分利用。353637 波纹板式分离器是南山污水处理系统的主要设备，用来分离污水中的油滴，从而使污水达到排放要求。 液体通过进口管进入CPI ，由于在进口处设有独特的围井装置，介质在改变流动方向后，产生一股向上至集油层的涌流，这种设计导致了大颗粒的油滴较快的上升到油层, 在一级池中有三分钟滞留时间，以沉淀固体悬浮物，同时沉淀出直径大于500微米的油颗粒 ；然后含有小油滴的液体，流向CPI的波形板组件。38 小油滴被波纹板迅速捕获

14、，即会聚集在波纹板上，并与水分离开来。由于比重的原因，油滴会沿着波纹板移动到其隆起部分的顶部。波纹板顶部有小孔，一般为12mm，允许集起来的油通过小孔，到达集油层。由于这种设计，在波形板隆起的部分逐步向上变小。含油废水会沿着波形板以不同的速度移动，这样导致了大小油滴之间的碰撞（即可以集合的可能性）。油滴变的越来越大，最后通过波形板把它们分离开来。394041 乳状液定义： 乳状液是一种液体以液珠形式分散在与它不相混溶的另一种液体中而形成的分散体系。液珠称分散相（内相或不连续相）；另一种液体是连成一片的，称分散介质（外相或连续相）。在我们石油工业中乳状液就是油和水的混合物，可分水包油和油包水两种类型。水包油型可用油水或o/w表示，油是分散相,水是连续相。油包水型可用水油或w/o表示,水是分散相，油是连续相。42乳状液形成： 乳状液正常情况下在地下生产层里是不存在的，但在油气开采和生产过程中油和水剧烈的搅拌就会形成乳状液。如：原油和水从地层通过套管内的射孔进入油管；流体在地面通过油嘴时都可能产生乳状液。乳状液的影响： 乳状液的存在将直接加大我们对油气水分离的难度。43 破乳定