【正文】 og sg S BgspTQ D m Kp T Z????? ??? ????原油含氣率的影響因素 ? 原油粘度 ? 原油在分離器中停留的時間 ? 分離壓力 ? 分離溫度 ? 分離器入口元件的壓降 ? ?218LggLdgw?????從原油氣中分出氣泡的理論計算公式 氣泡不被原油帶出分離器的 必要條件 是：氣泡上升速度應(yīng)等于或大于分離器集液部分任一液面的平均下降速度 ， 即 dg ovv?對于立式分離器： 224,4oo o o dgQDv Q v vD??? ? ? ?? ?2224 4 1 8ogdgooD d gDvQ? ? ???????從原油氣中分出氣泡的理論計算公式 臥式分離器集液區(qū)某一液面的下降速度與其在集液區(qū)的位置有關(guān) 。 1 booav v dyba ?? ? ? 由 ， 可求得臥式分離器的原油處理量 ， 或由原油處理量求臥式分離器的直徑 、 長度等 。 222 , , ( )2oo e oeQdyQ d t x L d y v x r yd t x L? ? ? ? ?? ? ? ?122si n22bbooo aaee dy yvL b a L b a rry?? ?? ? ?????dg ovv?起泡原油與消泡方法 ? 定義 ? 消泡方法 ? 降低分離器上游油氣混合物的流速 ? 分離器采用的入口分流器應(yīng)能避免流體發(fā)生劇烈湍流 ? 增大分離器集液區(qū)體積 ? 使用消泡劑 ? 提高油氣混合物的分離溫度 按停留時間計算結(jié)構(gòu)尺寸 立式分離器 在所要求的原油停留時間內(nèi) ， 進入分離器的原油量應(yīng)和集液部分的體積相等 ， 即： 24 o o rD h Q t??按停留時間計算結(jié)構(gòu)尺寸 臥式分離器 :討論集液部分液面高度與液體體積的關(guān)系 ， 如下圖 。 xdydf 2? 22 yryx ?? dyyrydf222 ??? ? ? ? 2s i n22 212220 2 rr ryrryrrydyyryf y ???????? ?????? ???????? ??212111 1 1 s in 12f y y ymr r r r?????? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???24DV fl ml??? 34 LDV k m???按停留時間計算結(jié)構(gòu)尺寸 已知停留時間 、 原油處理量 ， 根據(jù)停留時間內(nèi)進入分離器的液量等于分離器控制液面至出油口這段高度范圍內(nèi)液體量 ，則有： ? ?2 124o r eQ t D m m L???分離器的工藝計算 ?按照氣體處理量計算； ?按照液體處理量計算； ?選取原則：二者都應(yīng)滿足 ， 選尺寸大者 。 ?臥式分離器： 液體處理量遠大于氣體處理量 ， 可相應(yīng)提高控制液位的高度 ， 增加集液部分的容量 ， 減少氣體空間的流通面積 ， 用較小的分離器同時滿足氣 、 液處理量的要求 。 ? 油氣相平衡計算 ， 以此確定氣液處理量 、 物性 、分離壓力和分離溫度 ， 并確定分離器類型 ? 從原油中分出氣泡的計算 ? 從氣體中分出油滴的計算 ? 比較上兩步的計算結(jié)果 ， 選擇較大者作為分離器的設(shè)計尺寸 ? 參照分離器系列化尺寸 ， 選取分離器的實際規(guī)格 分離器的設(shè)計計算步驟 油氣水三相分離器 綜合型臥式三相分離器 綜合型臥式三相分離器結(jié)構(gòu)特點 內(nèi)部構(gòu)件 作 用 入口分流器 與流體流動方向垂直安裝并開有排小槽 ， 使液體以瀑布形式流向水平分流器 穩(wěn)流裝置 使初步分離得到的氣液兩相都得到穩(wěn)流 ， 減少流體的波動和擾動 ， 給油氣水沉降分離創(chuàng)造良好條件 加熱器 提高油溫 ， 促使集液部分的游離水從原油中沉降 防渦罩 防止排液時產(chǎn)生旋渦 ， 帶走污水上部的原油 擋沫板 阻止浮在液面上的氣泡向原油出口方向流動 ， 使氣泡在液面上有足夠的停留時間破裂并進入氣相 平行捕霧板 板間為 30mm， 與水平線呈 30176。 傾角 ， 板面與氣流方向平行 ，起到氣體整流 、 縮短油滴沉降距離的作用 ， 并使部分油滴被濕潤的板表面聚結(jié) 臥式油水界面控制 臥式油水界面控制 ? ? ?o w wh h h1 2 3? ? 式中 h1+h2是擋油板高度 ，為固定不變的數(shù)值 。 若增加擋水板高度 h3，會使水層厚度 h2增大 ， 油層厚度 h1減小 。 立式油水界面控制 (a)無油室界面控制； (b)帶油室界面控制； (c)可調(diào)水室界面控制 除 砂 聚結(jié)板 ? 在三相分離器的集液區(qū)可能安裝若干聚結(jié)板 ， 促使原油內(nèi)水珠粒徑增大 、 迅速沉降至油水界面 。 聚結(jié)板的使用可使分離器的油水處理量增大 ， 或在一定油水處理量下減小分離器外形尺寸 。 但聚結(jié)板間的流道易被砂 、 蠟 、 腐蝕產(chǎn)物等固體雜質(zhì)堵塞 。 水含率隨沉降時間變化 三相分離器的工藝計算 ?油氣水三相分離器的工藝計算與油氣兩相分離器計算無原則區(qū)別 ?液相在分離器內(nèi)的停留時間： ? 從原油中逸出所攜帶的氣泡； ? 原油中所含水珠沉降至分離器底部水層所需的時間 。 由于油水密度差遠小于油氣密度差 ， 故液相在三相分離器內(nèi)的停留時間大于兩相分離器內(nèi)的停留時間 。 分散相運動速度計算 ? ?218wodgv?????停留時間法 ? 集液區(qū)體積＝油水停留時間內(nèi)流入分離器的液量 ? 對立式分離器 24 w w o oDh Q t Q t???停留時間法 ? 集液區(qū)體積＝油水停留時間內(nèi)流入分離器的液量 ? 對臥式分離器 24 e w w o oDmL Q t Q t???滌氣器 ? 滌氣器 （ scrubber） 是一種處理高氣液比的分離器 ， 液體負荷常小于 56～84m3/Mm3， 用于分離氣流內(nèi)夾帶的油滴 。 它有立式和臥式兩種 ， 但立式滌氣器使用較廣 。 離心式分離器 優(yōu)點： 占空間小 ，效率高 。 缺點： 油氣混合物流速對分離效果很敏感 ，有較大的壓力降 ， 油田上用的不多 ， 但常用其原理作重力式分離器的入口分流器 。 過濾式分離器 1—頭蓋； 2—入口分離室； 3—氣體入口； 4—濾管；5—捕霧器； 6—氣體出口； 7—集液罐 聚結(jié)過濾器 ? 20世紀 80年代初開發(fā)的分離設(shè)備 ， 在立式筒體內(nèi)裝有若干聚結(jié)過濾元件 ， 用于氣體深度凈化 。 緩沖分離器 ? 起到油氣分離的作用 ? 有一定的緩沖容積 ， 防止泵抽空 液塞捕集器 ? 與海洋管道終端相連的氣液分離設(shè)備稱液塞捕集器 ? 捕集器的功能 ? 有效地進行氣液分離并捕集氣體內(nèi)夾帶的液體 ? 向下游氣液加工裝置提供穩(wěn)定的氣液流量 管式捕集器 低溫分離器 氣液圓柱形旋流分離器 氣液圓柱形旋流分離器應(yīng)用 ? 油氣井計量 ? 作預(yù)分分離器 ? 作滌氣器 第五章 原油處理 ? 原油乳狀液 ? 原油處理的基本方法 ? 原油處理設(shè)計 概述 ? 目前全國各油田絕大部分開發(fā)井都采用注水開發(fā)方式開采石油。從油井產(chǎn)出的油氣混合物內(nèi)含有大量的采出水和泥砂等機械雜質(zhì)。世界上所產(chǎn)原油的 90%以上需進行脫水。 ? 對原油進行脫水、脫鹽、脫除泥砂等機械雜質(zhì)，使之成為合格商品原油的過程 ——原油處理 ，國內(nèi)常稱原有脫水。 原油處理的目的 ? 滿足商品原油水含量、鹽含量的行業(yè)或國家標準 商品原油含水要求 ： 我國 ％～ ％ 國際上 ％～ ％，多數(shù)為 ％ 原油允許含水量與原油密度有關(guān) ：密度大脫水難度高的 原油，允許水含量略高。 含鹽量的要求 ：我國絕大部分油田原油含鹽量不高，商 品原油含鹽量無明確要求，一般不進行專門的脫鹽處理。 ? 降低原油密度 原油密度是原油質(zhì)量和售價的的重要依據(jù)，原油 含水增大了原油密度，原油售價降低，不利于賣方。 ? 降低燃料費用 原油含水增大了燃料消耗 、 占用了部分集油 、 加熱 、 加工資源 ， 增加了原油生產(chǎn)成本 。 原油處理的目的（續(xù)） ? 減少 管線和設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕 。 原油內(nèi)的含鹽水引起金屬的結(jié)垢與腐蝕 ， 泥砂等固體雜質(zhì)使泵 、 管路等設(shè)施的機械磨損 ， 降低管路和設(shè)備的使用壽命 。 ? 保證煉制工作的正常進行 原油處理的目的（續(xù)） ? 降低原油粘度和動力費用。 相對密度 ， 含水增加 1％ ， 粘度增大 2％ ；相對密度 ， 含水增加 1％ ， 粘度增大 4％ ； 第一節(jié) 原油乳狀液 ? 游離水 常溫下用靜止沉降法短時間內(nèi)能從油中分離 的水 ， 常在沉降罐和三相分離器中脫除 。 ? 乳化水 用沉降法很難脫除的水 ， 與原油的混合物稱 為油水乳狀液 （ 原油乳狀液 ） 。 脫除游離水后 ， 原油密度越大 ， 乳化水含量 越高 。 一、乳狀液類型 ? 乳狀液 兩種或兩種以上不互溶或微量互溶的液體 ， 其 中一種以極小的液滴分散于另一種液體中 ， 這種分 散物系稱為乳狀液 ， 乳狀液都有一定的穩(wěn)定性 。 ? 原油乳狀液的類型 油包水型 （ W/O） ：油田最常見的原油乳狀液 。 水包油型 （ O/W） ：在采出水中常存在 ， 原油處理中 很少見 。 又稱反相乳狀液 。 ? 油水乳狀液類型的判別方法 鑒別方法 說明 染色法 往乳狀液中加入油溶性染料 ， 輕輕攪動 ， 若乳狀液呈現(xiàn)染料的顏色 ， 則外相是油 ， 乳狀液是 W/O型；若分散液滴呈染料顏色 ， 則分散相是油 ， 為 O/W型 。 沖淡法 將兩滴乳狀液分別滴在玻璃板上 ， 然后將形成該乳狀液的油和水 ， 分別滴在兩滴乳狀液中 ， 輕輕攪拌 ， 易于和油混合者為 W/O型；易于和水混合者為 O/W型 。 電導(dǎo)法 導(dǎo)電性好的為 O/W型 ， 差的為 W/O型 。 濾紙法 將乳狀液滴在濾紙上 ， 若能迅速鋪開 ， 濾紙上只留下一小滴油 ， 則為 O/W型；若鋪不開 ， 則為 W/O型 。 顯微鏡法 二、乳狀液生成機理 乳狀液生成條件 ? 系統(tǒng)中必須存在兩種或兩種以上互不相溶 （ 或微量互溶 ） 的液體 ? 要有強烈的攪動 ， 使一種液體破碎成微小液滴分散于另一種液體中 ? 要有乳化劑存在 ， 使微小液滴能穩(wěn)定地存在于另一種液體中 界面能和界面張力 ? 不平衡力場作用下，液體表面 有自動縮小的趨勢； ? 在恒溫恒壓下，物系有自動向 自由能減小方向進行的趨勢； ? 油水形成乳狀液時，接觸界面和界面能都很大，分散相液滴會自發(fā)地合并，縮小界面面積使界面能趨向最低。 乳化劑 乳化劑： 使乳狀液穩(wěn)定的物質(zhì) 作用 ：吸附在油－水界面上，形成吸附層 （ 1） 使油水界面的界面張力下降 ， 減少了剪切水相變?yōu)樾∷嗡璧哪芰?， 也減小了使水滴聚結(jié) 、 合并的表面能； （ 2） 若吸附層具有凝膠狀彈性結(jié)構(gòu) ， 在分散相液滴周圍形成堅固 、有韌性的膜 ， 阻止水滴碰撞中的聚結(jié) 、 合并 、 沉降 （ 3） 若乳化劑為極性分子 ， 排列在水滴界面上形成電荷 ， 使水滴相互排斥 ， 阻止水滴合并沉降 。 （ 4） 固體粉末聚集在油水界面上構(gòu)成堅固而穩(wěn)定的薄膜 ， 阻礙分散相顆粒碰撞時的合并 ， 是乳狀液穩(wěn)定的又一機理 。 三、乳狀液的性質(zhì) 穩(wěn)定性 乳狀液穩(wěn)定性：是指乳狀液抗油水分層的能力。 影響原油乳狀液穩(wěn)定的因素： 分散相顆粒 外相原油粘度 油水密度差 界面膜和界面張力 老化 內(nèi)相顆粒表面帶電 溫度 原油類型 相體積比