多级分离和特殊分离器油气集输潘长满

多级分离和特殊分离器油气集输主讲教师：潘长满一、分离方式二、多级分离效果目录三、分离级数和分离压力选择四、特殊分离器第一部分分离方式（一）一次分离（二）连续分离（三）多级分离一、分离方式（一）一次分离指油气混合物的油气两相一直在保持接触的条件下逐渐降低压力，最后流入常压储罐，在罐中一次把油气分开。某些汽油比很小、或基本不含气的重要原油，油井尚未纳入油气集输系统，油井产物直接排入设在井场的高架罐内，靠汽车将油拉往集中处理站，是一次分离的例子。对一般的油井，一次分离方式有大量气体从储罐内排出，同时油气进入油罐时冲击力很大，实际生产中并不采用。一、分离方式（二）连续分离指气液混合物在管道中压力不断降低，并且不断将逸出的天然气排出，直到压力降为常压。连续分离也即微分离或微分汽化，在现实生产中也很难实现。一、分离方式（三）多级分离指油气两相保持接触条件下，压力降到一定数值把气体排出，压力再降到一定数值，再把气体排出，如此反复，直至系统压力降为常压，产品进入储罐。二级分离流程分离器数即为分离级数。第二部分多级分离效果（一）多级分离的衡量标准（二）多级分离的优点二、多级分离效果（一）多级分离的衡量标准1.储罐中原油的收率2.原油密度3.储罐中原油的组成是否合理4.分出天然气的组成5.天然气的运输和加工问题组分质量Wi/g相对分子质量，Mi克分子数，Ni/g摩尔分数，ziC153.9163.36880.4402C29.9300.33000.0431C313.7440.31140.0407C412.6580.21720.0284C59.6720.133

30.0174C619.1860.22210.0290C7+881.22873.07040.4012合计1007.65321.0000二、多级分离效果（一）多级分离的衡量标准【例】某井底石油，经实验分析其质量组成如下表所示。庚烷以上假组分的平均相对分子质量为287，相对密度0.9065。若油井产量为10t/d，试计算比较井流直接进入储罐和经二级分离的原油收率及密度。计算中，设一级分离压力3.4MPa，二级分力压力0.44MPa，储罐压力0.1MPa，分离温度49℃。石油质量组成和分子组成二、多级分离效果（一）多级分离的衡量标准储罐一次分离（L＝0.397，V＝0.6026)分离条件：P＝0.1MPa，T＝49℃组分体系中组分分子分数，zi液相中组分分子分数，xi汽相中组分分子分数，yi液相中组分质量，Wl，i/kg汽相中组分质量，Wgi/kgC10.44020.00270.72861.34537.66C20.04310.00150.07061.3897.62C30.04070.00450.06456.04130.96C40.02840.00780.041913.83112.17C50.01740.01220.020926.6069.40C60.02900.03540.024892.6598.35C7+0.40120.93580.04878167.88644.12合计1.00000.99991.00008309.721690.28气体密度ρg

=1.2603kg/m3，液体密度ρL=890kg/m3二、多级分离效果（一）多级分离的衡量标准二级分离分离条件：P1＝3.4MPa，P2＝0.1MPa，T＝49℃组分3.4Mpa、49℃0.44Mpa、49℃0.1Mpa、49℃L=0.5823，V=0.4177L=0.8450，V=0.1550L=0.9471，V=0.0529xiyiWLiWgixiyiWLiWgixiyiWLiWgiC10.11100.899079.14459.850.01090.65636.5972.550.00070.19380.426.17C20.03390.056045.3453.660.14450.144515.4029.940.00400.18624.2811.12C30.04910.029096.2640.740.11580.115861.0735.190.02160.309533.9627.11C40.04180.0096108.1517.850.04030.050487.9720.180.03220.175267.7420.23

C50.02810.002590.305.700.03100.012883.916.390.02980.051376.567.35C60.04850.0019185.805.200.05560.0095180.185.620.05650.0396173.416.77C7+0.68750.00218793.0818.920.81170.01068772.220.620.85450.04448

746.7825.38合计1.00001.00009398.06601.941.0000.99979207.3190.81.0001.0009103.15104.1ρg

=0.8246，ρL=870ρg

=1.1513，ρL=880ρg

=1.9923，ρL=882二、多级分离效果（一）多级分离的衡量标准由上计算可知，井流直接进入储罐可得原油8309.72kg/d,收率83.1%，原油密度890kg/m3;经二次分离后进储罐可得原油9103.5kg/d，收率91%，原油密度882kg/m3。用HYSYS软件计算结果为，井流直接进入储罐可得原油8959kg/d,收率89.6%，原油密度879.2kg/m3;经二次分离后进储罐可得原油9151.15kg/d，收率91.5%，原油密度873.3kg/m3。二、多级分离效果（二）多级分离的优点1.多级分离所得的储罐原油收率高、密度小、组成合理。2.多级分离所得储罐原油中C1含量少，蒸气压低、蒸发损失少。3.多级分离所得天然气数量少，重组分在气体中的比例少。4.多级分离能充分利用地层能量、减少运输成本。连续分离所得的液体量最多，一次平衡所得的液量最少，多级分离居中。在多级分离中，级数愈多，液体的收率愈大，液体的密度愈小。第三部分分离级数和分离压力选择三、分离级数和分离压力选择理论上，分离级数愈多，在储罐内原油收率愈高，但过多地分离级数，储罐原油收率的增加愈来愈少，而分离设备的投资和经营费用却大幅度上升。最优分离级数的确定十分困难。因为各井的情况不同而且井口压力随生产时间而递减。分离级数的选择一级分离压力（表）/MPa级数0.15~0.8510.85~2.01~22.0~3.523.5~4.82~3*>4.84*若原油产量超过1500m3/d可增加级数三、分离级数和分离压力选择若分离级数为n，各级操作压力分别为p1、p2、……pn（绝），克别尔提出的各级压力比Rp的经验公式为：上式是确定各级分离压力的简捷方法，也可为优化各级分离压力提供计算初值。拟定多种分离压力方案，根据石油组成进行相平衡计算，对比计算结果，才能确定多级分离时各级分离器的最优压力。第四部分特殊分离器（一）液塞捕集器（二）低温分离器（三）气液圆柱形旋流分离器（一）液塞捕集器四、特殊分离器管式捕集器工艺和仪表管式捕集器（一）液塞捕集器四、特殊分离器管式捕集器工艺和仪表管式捕集器液塞捕集器的功能是：1.有效的进行气液分离并捕集气体内夹带的液体；2.混输管道内最大液塞达到捕集器时，捕集器能作为液体的临时储存器起缓冲作用，使捕集器向下游气液加工装置提供稳定的气液流量。（二）低温分离器四、特殊分离器低温分离流程低温分离器气田压力很高时，可通过节流件在降压的同时因焦耳-汤姆逊效应使气体获取冷量，温度降低，在低温下进行气液分离的工艺称低温分离。低温分离器是低温分离的关键设备。（三）气液圆柱形旋流分离