что такое сепарация нефти
Сепарация нефти
После выкачки из скважины и перед началом переработки нефти в ГСМ и другие нефтепродукты необходимо тщательно очистить ее от жидких и газообразных примесей.
Как правило это полезное ископаемое поднимается из нефтяного слоя сильно загрязненным растворенным в нефти газом и значительными примесями воды. Частично от этих примесей нефть очищают непосредственно перед подачей в промысловый трубопровод непосредственно на буровой скважине, а окончательная сепарация нефти проводится уже на нефтехимических предприятиях для получения чистого продукта и обеспечения нормального хода технологических процессов.
По определению сепарирование – это процесс отделение чистой нефти от примесей в виде воды и растворенных газов. Для решения этой технологической задачи применяются различные технологии, впрочем, все они основаны на отличии плотности воды и нефти, а также выделению газа и подъему его вверх емкости при механических воздействиях или с течением времени.
Виды современных сепаратор нефтепродуктов
Классификация современных сепараторов нефти предполагает несколько параметров, которые отличают их по конструктивным особенностям, форм-фактору и способу отделения нефти от примесей.
По внешнему виду и конструктивным особенностям различают:
По принципу действия различают оборудование по следующим видам:
Сепарация – это достаточно сложный технологический процесс, который помимо самого оборудования требует установки необходимой обвязки, арматуры, а также подвода трубопроводов для подвода очищаемого продукта, и его отвода в резервуары для хранения разделенных фракций.
Кроме этого, сепараторы для очистки нефти и газа отличаются производительностью, расчетным давлением, а также рабочей температурой разделяемой смеси. Также такое оборудование отличается качеством разделения и, соответственно, чистотой продуктов на выходе.
Наш завод «ВолНА» предлагает свои услуги по расчету систем сепарации и дозации нефти, подбору оборудования, поставки арматурной продукции и систем безопасности, а также монтажа нефтегазовых сепараторов на объектах заказчика с обеспечением последующих регламентных операций, включая техническое обслуживание и ремонт систем очистки нефти после ее добычи или перед запуском в переработку на нефтехимических предприятиях.
Сепарация нефти
Этой статьей мы начинаем серию информационных публикаций, посвященных различным этапам добычи, получения и хранения нефти и нефтепродуктов. На эту идею руководство и технических специалистов Саратовского резервуарного завода сподвигли многочисленные звонки и просьбы потенциальных заказчиков, которых часто интересуют вопросы происходящих технических процессов на нефтегазодобывающих предприятиях, а также оборудование нашего производства для обеспечения этих процессов.
Сепарация является первым этапом переработки нефти после ее добычи из скважины. Еще до того, как подготовить добытое сырье к перегонке, его необходимо очистить от «лишних» частиц газа и воды и механических примесей. И только потом можно запустить процесс подготовки к первичной переработке нефтепродуктов.
Состав добываемой нефти
Сырая нефть имеет многокомпонентную структуру из смеси углеводородов, минеральных частиц и воды. В ее состав входит около 1000 веществ, основную часть которых представляют жидкие углеводороды, органические и металлоорганические соединения, углеводородные газы, вода, соли и, конечно же, механические примеси.
Дегазация нефтяной эмульсии
Кроме того, что в добываемой сырой нефти уже содержатся углеводородные газы, в процессе ее добычи происходит образование нефтяного газа. Для уноса газа устанавливаются нефтегазовые сепараторы различных принципов действия и конструкций в зависимости от газонефтяной жидкости, требований к конечному продукту и технических возможностей на нефтеперерабатывающих предприятиях.
Использование сепарационного оборудования перед транспортом нефти способствует защите внутренней поверхности магистральных трубопроводов, а именно, препятствует образованию отложений на стенках, уменьшает образование пены, снижает гидравлическое сопротивление и пульсацию. Все это, в свою очередь, положительно влияет на стабильную работу установок предварительной подготовки нефти.
Унесенный газ в дальнейшем перерабатывается на газоперерабатывающих заводах для его последующего применения в качестве сырья или топлива.
Эффективность нефтегазовых сепараторов
На некоторых производствах для повышения эффективности сепарации нефти ее нагревают, в результате чего уже на первой ступени уносится большое количество пузырьков газа.
Принцип работы и устройство нефтегазовых сепараторов
Разделение нефти и газа происходит под действием гравитационных, инерционных и центробежных сил. В гравитационных сепараторах более легкие фракции, а именно, газ, поднимаются наверх, а более тяжелые (нефть с растворенными частицами воды) опускаются вниз. В инерционных сепараторах за счет разной плотности жидкости и газа, первая осаждается на стенках и днище корпуса, а газовые частицы выводятся из емкости. Центробежные сепараторы сходны с инерционными тем, что движение газожидкостного потока осуществляется благодаря вихревому эффекту по спирали, за счет чего жидкость, имея большую плотность по сравнению с газом, продолжает движение по инерции, в то время как газовые частицы отделяются и отводятся из емкости.
В осадительной секции отделяются растворенные пузырьки газа, которые не отделились от нефтяной эмульсии в первом отсеке. В остальных двух секциях осуществляются сбор и вывод нефти и улавливание взвешенной влаги в газе (секция сбора нефти и каплеуловитель, соответственно).
Конструктивно сепаратор представляет собой цилиндрический корпус, который внутри разделен перегородками на отсеки. Устанавливаются вертикально или горизонтально на опоры. Вертикальные сепараторы обычно применяются при малых объемах поступающей рабочей среды. Удобны для очистки корпуса от отложений парафинов и других примесей с днища, а также отличаются минимально необходимым местом для эксплуатации.
Горизонтальное размещение характерно при большом потоке жидкости. Принцип работы горизонтальных нефтегазовых сепараторов обеспечивает более высокую степень сепарации, для чего дополнительно могут устанавливаться гидроциклонные устройства.
В днищах корпуса размещаются патрубки и штуцеры для входа газонефтяного потока, установки технологического оборудования, обеспечивающего безопасную работу и выполняющее регуляторную и контрольно-измерительные функции. Вывод очищенной нефти и газа, а также воды в трехфазных сепараторах, происходит через штуцеры в разных отсеках.
Саратовский резервуарный завод производит весь спектр нефтегазовых сепараторов* объемом до 200 м 3 для многоступенчатой сепарации нефти:
Благодаря грамотным техническим расчетам сепараторы нефти нашего производства отличаются высокой эффективностью и производительностью от 1000 до 700000 м 3 /сутки (в зависимости от типа).
*особенности и технические параметры каждого типа нефтегазового сепаратора Вы можете посмотреть в соответствующем разделе Каталога продукции
Виды сепараторов нефти
Нефтегазовый сепаратор – это устройство, в котором нефть отделяется от попутного газа (или вода отделяется от нефти) за счет различной плотности жидкостей. Бывают горизонтальные, вертикальные и гидроциклонные сепараторы.
Основные области применения сепараторов нефти: нефтехимическая, нефтеперерабатывающая и прочие сферы, где требуется разделение нефтяных эмульсий.
Принцип работы сепаратора нефти
Процесс отделения нефти от газа, осуществляемый в сепараторе, называется сепарацией. Отделение проходит несколько стадий, от количества которых зависит объем дегазированной нефти, полученный из пластовой жидкости.
Принцип работы сепаратора базируется на действии центробежной силы, разделяющей жидкость на твердую и жидкую фазу. По основной трубе суспензия попадает в верхнюю часть барабана, где очищается от тяжелых элементов, оттуда вытесняется в каналы тарелкодержателя, а после – в сепарационную камеру.
Разновидности нефтегазовых сепараторов
По положению в пространстве сепараторы подразделяют на следующие типы:
По показателям рабочего давления:
Также их разделяют по принципу действия основной силы.
Описание вертикального сепаратора
Вертикальное сепарационное устройство представляет собой корпус в форме цилиндра, оснащенный короткими трубками для ввода пластовой жидкости и вывода жидкой и газовой фаз, арматурой для предохранения и регуляции, а также специальными элементами для отделения жидкостей.
Описание горизонтального сепаратора
В состав горизонтального сепаратора входит емкость с 2-мя полками, расположенными под наклоном, пеногаситель, отделитель жидкостей и устройство, предотвращающее возникновение воронки в процессе дренажа нефти. Горизонтальный нефтесепаратор оснащен трубкой для ввода пластовой жидкости, штуцерами для выхода фаз и люк – лазом.
Описание гидроциклонного сепаратора
Гидроциклонный газонефтяной сепаратор представляет собой горизонтальную емкость, состоящую из одноточных гидроциклонов. Одноточный циклон – это устройство в форме цилиндра с тангенциальным вводом пластовой жидкости, направляющей трубкой и отделом перетока.
Виды сепараторов нефти по характеру проявления основной силы
Сепарационные аппараты делятся на категории в зависимости от основной силы, благодаря которой осуществляется отделение.
Особенности гравитационных сепараторов
В сепарационных установках гравитационного типа разделение происходит за счет гравитации, то есть вещества с меньшим удельным весом (газы) поднимаются вверх, тяжелые оседают на дне. Продуктивность и скорость сепарации обусловлена показателями давления, периода цикла и особенностей рабочей среды.
Турбулентное движение жидкости на практике наиболее эффективно, так как образующиеся в процессе пузырьки ускоряют отделение. Это ключевой принцип сепарации, используемый на месторождениях.
Чтобы увеличить продуктивность гравитационного сепаратора, рекомендуется установить на входе депульсатор, предназначенный для отстранения газа из пластовой жидкости. Благодаря оснащению депульсатором процесс отделения материала на газ и тяжелую сырую нефть занимает 5 минут. Данный процесс присущ 2-х фазным сепараторам, 3-х фазные устройства способны отделять еще и воду.
Особенности центробежных сепараторов
Отделение осуществляется за счет воздействия центробежной силы. Механизм тарельчатого центробежного (гидроциклонного) сепаратора выдерживает эксплуатацию в местах месторождений нефти.
Особенности инерционных сепараторов
Отделение происходит благодаря разным силам инерции частиц в сепарируемой жидкости. Тяжелые элементы вытесняются к стенкам емкости, после чего перетекают на ее дно.
Критерии выбора
При выборе оборудования рекомендуется учесть следующие параметры:
Сепараторы вертикального типа более продуктивны в сравнении с горизонтальными, но и имеют более высокую цену. Они подходят для предприятий с высокими производственными мощностями, а также в случае, если эмульсия содержит большое количество твердых частиц.
Горизонтальные сепарационные устройства – оптимальный вариант для переработки небольших объемов материала, а также жидкостей с большим содержанием растворенного газа. Они пользуются наибольшим спросом, так как достаточно производительны и доступны в цене. Для достижения максимальной эффективности при использовании горизонтальных нефтегазовых сепараторов нефть перемешивают в процессе сепарации, повышают температурный режим и снижают давление.
Сепарация нефти
Этой статьей мы начинаем серию информационных публикаций, посвященных различным этапам добычи, получения и хранения нефти и нефтепродуктов. На эту идею руководство и технических специалистов Саратовского резервуарного завода сподвигли многочисленные звонки и просьбы потенциальных заказчиков, которых часто интересуют вопросы происходящих технических процессов на нефтегазодобывающих предприятиях, а также оборудование нашего производства для обеспечения этих процессов.
Сепарация является первым этапом переработки нефти после ее добычи из скважины. Еще до того, как подготовить добытое сырье к перегонке, его необходимо очистить от «лишних» частиц газа и воды и механических примесей. И только потом можно запустить процесс подготовки к первичной переработке нефтепродуктов.
Состав добываемой нефти
Сырая нефть имеет многокомпонентную структуру из смеси углеводородов, минеральных частиц и воды. В ее состав входит около 1000 веществ, основную часть которых представляют жидкие углеводороды, органические и металлоорганические соединения, углеводородные газы, вода, соли и, конечно же, механические примеси.
Дегазация нефтяной эмульсии
Кроме того, что в добываемой сырой нефти уже содержатся углеводородные газы, в процессе ее добычи происходит образование нефтяного газа. Для уноса газа устанавливаются нефтегазовые сепараторы различных принципов действия и конструкций в зависимости от газонефтяной жидкости, требований к конечному продукту и технических возможностей на нефтеперерабатывающих предприятиях.
Использование сепарационного оборудования перед транспортом нефти способствует защите внутренней поверхности магистральных трубопроводов, а именно, препятствует образованию отложений на стенках, уменьшает образование пены, снижает гидравлическое сопротивление и пульсацию. Все это, в свою очередь, положительно влияет на стабильную работу установок предварительной подготовки нефти.
Унесенный газ в дальнейшем перерабатывается на газоперерабатывающих заводах для его последующего применения в качестве сырья или топлива.
Эффективность нефтегазовых сепараторов
На некоторых производствах для повышения эффективности сепарации нефти ее нагревают, в результате чего уже на первой ступени уносится большое количество пузырьков газа.
Принцип работы и устройство нефтегазовых сепараторов
Разделение нефти и газа происходит под действием гравитационных, инерционных и центробежных сил. В гравитационных сепараторах более легкие фракции, а именно, газ, поднимаются наверх, а более тяжелые (нефть с растворенными частицами воды) опускаются вниз. В инерционных сепараторах за счет разной плотности жидкости и газа, первая осаждается на стенках и днище корпуса, а газовые частицы выводятся из емкости. Центробежные сепараторы сходны с инерционными тем, что движение газожидкостного потока осуществляется благодаря вихревому эффекту по спирали, за счет чего жидкость, имея большую плотность по сравнению с газом, продолжает движение по инерции, в то время как газовые частицы отделяются и отводятся из емкости.
В осадительной секции отделяются растворенные пузырьки газа, которые не отделились от нефтяной эмульсии в первом отсеке. В остальных двух секциях осуществляются сбор и вывод нефти и улавливание взвешенной влаги в газе (секция сбора нефти и каплеуловитель, соответственно).
Конструктивно сепаратор представляет собой цилиндрический корпус, который внутри разделен перегородками на отсеки. Устанавливаются вертикально или горизонтально на опоры. Вертикальные сепараторы обычно применяются при малых объемах поступающей рабочей среды. Удобны для очистки корпуса от отложений парафинов и других примесей с днища, а также отличаются минимально необходимым местом для эксплуатации.
Горизонтальное размещение характерно при большом потоке жидкости. Принцип работы горизонтальных нефтегазовых сепараторов обеспечивает более высокую степень сепарации, для чего дополнительно могут устанавливаться гидроциклонные устройства.
В днищах корпуса размещаются патрубки и штуцеры для входа газонефтяного потока, установки технологического оборудования, обеспечивающего безопасную работу и выполняющее регуляторную и контрольно-измерительные функции. Вывод очищенной нефти и газа, а также воды в трехфазных сепараторах, происходит через штуцеры в разных отсеках.
Саратовский резервуарный завод производит весь спектр нефтегазовых сепараторов* объемом до 200 м 3 для многоступенчатой сепарации нефти:
Благодаря грамотным техническим расчетам сепараторы нефти нашего производства отличаются высокой эффективностью и производительностью от 1000 до 700000 м 3 /сутки (в зависимости от типа).
*особенности и технические параметры каждого типа нефтегазового сепаратора Вы можете посмотреть в соответствующем разделе Каталога продукции
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:
Принципиальная схема сбора и подготовки нефти
Способы стабилизации нефти
В зависимости от необходимой степени стабилизации сырья этот процесс может проводиться двумя способами:
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.
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:
Какой бы тип сепаратора не использовался, в его конструкции обязательно присутствуют следующие элементы:
| № | Полезная информация |
|---|---|
| 1 | Основная 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 |
| 2 | Осадительная 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 |
| 3 | Сборная 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 |
| 4 | Секция – 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 |
Эффективность работы любого сепаратора оценивается по трем основным показателям:
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.