Как осуществляется сепарация нефти?

В условиях нефтепромыслов нефтяные  газы и легкие нефтяные фракции необходимо разделять, перед тем, как отправить сырую нефть на дальнейшую переработку. Этот процесс называется стабилизацией сырья.

Степень стабилизации, или по-другому – степень извлечения легких фракций  углеводородного сырья, определяется для каждого месторождения индивидуально, учитывая следующие факторы:

  • количество  добываемого сырья;
  • содержание в нем легких углеводородов;
  • возможность реализации продуктов, полученных с помощью стабилизации;
  • технологию промыслового нефте- и газосбора;
  • затраты на перекачку более вязкой после стабилизации нефти;
  • степень влияния стабилизации сырья на его бензиновый фактор.
Сепарация нефти

Принципиальная схема сбора и подготовки нефти

Способы стабилизации нефти

В зависимости от необходимой степени стабилизации сырья этот процесс может проводиться двумя способами:

  • сепарация нефти, представляющая собой отделение попутного газа методом одно- или многократного испарение в условиях пониженного давления (часто нефть сепарируют после  предварительного подогрева);
  • ректификация, которая заключается в отборе легких фракций с использованием одно- или многократного нагрева и последующей конденсации, которые позволяют  четко разделить углеводороды до заданной стабилизационной глубины.

Сепарация начинается сразу после начала движения нефти, при котором в результате понижения давления выделяются газы.  Происходит это в специальных установках, называемых сепараторами.

Отделенный в них газ подается либо на компрессорную станцию, либо на газобензиновый завод.

Применение  ступенчатого метода сепарации позволяет выделять  только легкие фракции и значительно снизить унос легких углеводородов нефтью с помощью  правильно подобранных на ступенях значений давления. Многоступенчатая  сепарация на первом этапе дает возможность получить метан, используемый либо для нужд самого промысла, либо отправляемый сторонним потребителям. а на следующих ступенях отделяется так называемый  жирный газ, в котором содержатся  углеводороды более тяжелого вида. Этот  газ перерабатывается на  газобензиновых заводах.

Основная методика стабилизации нефти и применяемое оборудование

На данный момент промысловую нефть стабилизируют, как правило, методом сепарации. Сепаратор может быть самой разной конструкции. Самыми распространенными являются  гравитационные, центробежные (гидроциклонные)  и жалюзийные сепарационные установки.

Гравитационный сепаратор осаждает капельные и твердые взвеси из газового потока при помощи воздействия силы тяжести. В таких установках высокая степень разделения жидких и газообразных фракций происходит  при очень низкой скорости газа, оптимальное значение которой, установленное практическим путем, равно 0,1 метра в секунду под  давлением в 6 МПа При этом достигается 75-85-процентное разделение сред.  Оптимальную скорость газового потока рассчитывают как  обратно пропорциональную квадратному корню значения давления в установке.

Гидроциклонный сепаратор отделяет газ от нефти с помощью отбрасывания более тяжелых нефтяных капель к стенкам сепаратора по действием центробежных  сил. Затем эти капли стекают вниз, отделяясь от газа.

Сепаратор жалюзийного типа  дает возможность получить более высокую степень газоочистки сырья,  гравитационная установка, поскольку  стоящая на выходе устройства такого типа жалюзийная насадка позволяет отбивать большую часть нефтяных капель,  не сумевших осесть под действием гравитации.

Назначение сепараторов  и основные элементы конструкции

В сепараторных установках различного типа  отделение от нефти воды и газов происходит в целях:

  1. получения газа для дальнейшего использования в качестве химического сырья или  топлива;
  2. снижения степени перемешивания  потока нефти и газа с целью уменьшения гидравлических сопротивлений и образования водонефтяных эмульсий;
  3. разложения появляющейся  пены;
  4. отделения от нефти подтоварной воды (если добываются нестойкие эмульсии);
  5. минимизации пульсирования давления в процессе транспортировки  добытой сырьевой смеси по сборным коллекторам.

Какой бы тип сепаратора не использовался, в его конструкции обязательно присутствуют следующие элементы:

Полезная информация
1Основная секция сепарации, в которой и происходит разделение газа и нефти. На работу этой секции устройства наибольшее влияние оказывает применяемое конструктивное решение для  ввода получаемой из скважин продукции. Этот ввод может быть радиальным и  тангенциальным, а также на нем могут быть использованы различные насадки, называемые   диспергаторами. С их помощью  ввод добываемой жидкостно-газовой смеси можно  турбулизировать
2Осадительная секция. В ней происходит дополнительное дегазирование получаемой смеси. Чтобы повысить интенсивность выделения газовых  пузырьков,  нефтяную смесь  тонким слоем направляют по специальным наклонным плоскостям. Это позволяет  увеличить длину  пути движения смеси, что повышает  эффективность  сепарационного процесса. Эти плоскости, как правило, изготавливают с устройством небольшого порога, который усиливает газовыделение
3Сборная секция сепаратора, расположенная в нижней части любого устройства. Её основное назначение –  сбор и вывод жидкой нефти из сепарирующего устройства. Нефть попадает в эту секцию либо в однофазном состоянии, либо в виде нефтегазовой  смеси. Это зависит от  эффективности работы предыдущих секций, а также от значения вязкости конкретного нефтяного сырья  и времени, в течение которого оно находилось на сепарации
4Секция – каплеуловитель, которая располагается либо в верхней части сепарирующего устройства, либо вообще выносится за его пределы. Она служит дляулавливания самых  мельчайших жидких капелек, которые вместе с отделяемым газом уносятся в газопровод

Сепарация нефти

Эффективность работы любого сепаратора оценивается по трем основным показателям:

  • степень разгазирования и усадки углеводородной  смеси;
  • степень очистки от мельчайших нефтяных капель выделяемого при сепарации попутного газа;
  • степенью очистки от газовых пузырьков поступающего в нефтепровод сепарированного сырья.

Помимо нефти, сепарация применяется и на газовых скважинах.

Сепараторы, используемые для природного газа, обычно имеют производительность от 10-ти тысяч до двух миллионов кубометров природного сырья в сутки.

Производительность же нефтяных сепарационных установок варьируется от одной до полутора тысяч тонн в сутки.

Газовые сепараторы предназначены только для прохождения газовой фазы.

Её скорость должна быть достаточная для того, чтобы обеспечить выделение капелек влаги и отделение примесей механического характера.

Ниже представлена схема типового вертикального сепаратора со следующими условными обозначениями:

  1. корпус устройства;
  2. раздаточный коллектор;
  3. сепарационный поплавок;
  4. труба для дренирования;
  5. осадочные наклонные плоскости;
  6. устройство для ввода сепарируемой смеси;
  7. устройство регулирования давления;
  8. устройство выхода газа;
  9. выравнивающая скорость  газа перегородка;
  10. каплеуловитель жалюзийного типа;
  11. устройство для  регулирования уровня;
  12. нефтесброс;
  13. грязесброс;
  14. технологический  люк;
  15. заглушки.
Сепарация нефти

Схема вертикального сепаратора

Нефтяные  сепараторы рассчитывают по двум параметрам:

  • количество капель нефти, которое  уносит газовый поток;
  • количество газовых  пузырьков, которые  уносит поток нефти.

Основные силы, которые обеспечивают сепарацию природного газа, это:

  • центробежные;
  • инерционные;
  • гравитационные;
  • адгезия.

В нефтяных сепараторах основной силой является  гравитация, к  которой при использовании различных конструкций устройств могут добавляться инерционные  силы и процессы пленочного характера.

Сепарация нефтяных смесей и природного газа дает возможность  подготовить полученное со скважин промысловое сырьё к его дальнейшей транспортировке на предприятия перерабатывающей промышленности, где из него получают широкий спектр практически применимых газо- и  нефтепродуктов.

Рейтинг автора
1
Автор статьи
Владимир Хомутко
Написано статей
35
Как осуществляется сепарация нефти?
Оцените статью: 1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Наверх!