高效三相分离器的优化设计.pdf

油气田地面工程第29卷第1O期()49doi:.1006—:安塞油田采用的双管集油、缓冲罐和溢流沉降罐沉降破乳的集输工艺,存在分离设备内部结构简单,原油脱水效果差,脱出污水含油量高且不稳定等缺点。为此,通过室内试验和CFD模拟分析,筛选和优化设计出适合安塞油田的油气水三相分离设备,现场应用效果显著。关键词:安塞油田;三相分离器;CFD;优化设计;应用在原油集输过程中,通常采用缓冲罐和溢流沉降罐油气水分离工艺。该工艺存在分离设备内部结构简单,原油脱水效果差,脱出污水含油量高且不稳定等问题,这些问题给原油交接及污水后续处理增加了难度。1三相分离器流体形态分析研究从油井采出的油气水混合物在集输过程中,经过泵、管线等环节产生很强的剪切摩擦,加之混合物中泥砂、机杂等的乳化作用,油气水混合物变得高度乳化。当该混合物进入分离设备后,由于突然减压,在各相密度差作用下,将会产生油气水的分层流动,根据CFD数值模拟技术,,便于观察研究流体的流态,彻底突破了传统试验设备的局限。油气水三相界面或液位,与来液混合物中三相的体积组分、压头、排气口及排水口等设备运行参数密切相关。因此必须通过合理的设备构造和配置来达到有效地控制,清楚地掌握整个三相分离器内部的流动特征和变化规律,才能保障设备的分离效果。2高效三相分离器的筛选与优化根据现场实际取样做了不同温度、不同含水条件下的原油脱水试验(见表l、表2)。原油物性:2O℃。,50。·S,凝固点为22℃。从表1、表2试验结果可以看出,当破乳剂浓度为200mg/L,脱水温度为4O℃时,最终脱水率可以达到100,污水表观颜色乳白。表1油样含水4O、脱水温度4O℃条件下脱水效果药品浓度/脱水量/I脱水率/界污水mg/I15min30min45rain60min30min60rain面颜色齐乳白齐乳白齐乳白齐乳白表2油样含水16、脱水温度45℃条件下脱水效果药品浓度/脱水量/I脱水率/%界污水mg/,同时充分考虑脱水过程中油相空间、污水中***离子含量和矿化度高,结垢和腐蚀严重等问题,筛选和优化设计出适合安塞油田原油生产的高效三相分离设备(见图1)。二级除雾器图1筛选和优化设计后的三相分离器简图(1)采用来液旋流预分离技术,对油、气、液初步分离,增加设备内流场的液体有效处理容积,提高了设备处理效率。在三相分离器中,同时存在好的冷能利用项目,积极参与LNG中下游产业链的合资合作,力争与LNG项目的工程建设同步实施,节省LNG项目能耗,提高工程建设经济效益。许多LNG生产国,在当地没有或很少有乙烷及丙丁烷的可利用工业,因此这些组分随甲烷一起液化了。而国内,乙烷及丙丁烷是一种难得的原料,因此建议项目建设单位考虑研究LNG中乙烷或丙丁烷组分的回收论证工作,以提高LNG资源利用的经济性。在天然气管网和LNG接收站布局的区域,建议优化研究发展前景良好的下游产业,力争向下游行业发展,延伸燃气终端业务。(栏目主持张秀丽)剂剂剂剂乳乳乳乳破破破破50油气田地面工程第29卷第lO期(、油一水分离和液一固分离过程。因气液和液固问的密度差较大,所以分离相对容易;而油水间的分离因密度差小,所需分离时间较长。因此在三相分离器的入口设置一级捕雾器,采用旋流预分离技术,在离心力的作用下,大多数气体趋向捕雾器中心,并在升力的作用下进入气体管线排走,进入设备沉降室的气体不到全部气量的1O,从而使容器内气体分离容积大大减少,大大提高了设备的液相处理能力,且能保持气液界面相对稳定,提高了油气水的分离效果。(2)采用静态搅拌器活性水水洗破乳技术,强化了药液混合和乳状液破乳,改善分离的水力条件,加快油水分离速度,提高了设备的分离质量。油水乳状液的分离较困难,其关键是破乳问题。在优选并加入高效化学破乳剂的基础上,在来液人口处增加了静态搅拌器,使药液更加充分地混合;同时应用活性水水洗破乳技术,预脱气后的油水混合液通过导液管导入设备水相中,经过液体流型调整装置调整后上浮,在含有破乳剂的水相中翻滚、搅拌、摩擦、上升,使乳状液滴的界面膜强度降低,产生油水分离并使油滴迅速进入油水界面层中,达到油水分离的目的。(3)采用入口导液管与液体流型自动调整