Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

Строго говоря, по этой методике температура сепарации принята равной 15,6 °С. Производительность сепаратора несколько ниже при повышенной температуре и несколько больше при пониженной. Предполагается, что как температура застывания нефти, так и температура гидратообразования находятся ниже температуры сепарации: нефть обладает средней склонностью к вспениванию, поэтому поток продукции

р,мпа

Рис. 6.4-25. Производительность сепараторов по газу (Грейвис, 1960)

850 900 950

Рис. 6.4-26. Зависимость -поправочного коэффициента /ж от плотности жидкости (Грейвис, 1960)

f,

0,7 1,0 2,0 3,0 5,0

20,0 40,0 р, МПа

Рис. 6.4-27. Зависимость поправочного коэффициента fr от плотности газа (Грейвис, 1960)

Рис. 6.4-28. Зависимость поправочного коэффициента U от длины горизонтального сепаратора (Грейвис, 1960)

из скважин стабильный. Далее предполагается, что для одноемкостных горизонтальных сепараторов жидкость занимает половину объема аппарата. В двухъемкостных сепараторах жидкость заполняет нижнюю емкость, в то время как верхняя целиком заполнена газом. Поэтому производительность по газу двухъемкостного сепаратора приблизительно в два раза выше, чем одноемкостного того же диаметра.

Пример 6.4-5. Найти производительность вертикального сепаратора, если пк = 0,9 м; р=5,0 МПа; рж = 760 кг/м; рг относительно воздуха = 0,650; /=3 м. Из рис. 6.4-24 Ь=1,18; из рис. 6.4-26 /ж = 0,44; из рис. 6.4-27 /г=1,05; из рис. 6.4-28 /;=1. Коэффициент производительности составит

/= 1,18 0,94 1,05= 1,16. Из рис. 6.4-25 9г=650-10з м/сут.

Время пребывания нефти в сепараторе следует выбирать так, чтобы газовые пузырьки могли выделиться из нефти. Для непенистых нефтей это время составляет от 1 до 3 мин. Нефть в сепараторе заполняет объем между уровнем нефти, поддерживаемым регулятором, и выходным патрубком. Если объем жидкости в сепараторе равен 0,16 м, время пребывания 1 мин, то производительность сепаратора составит 1440-0,16 = 230 мз/сут. Производительность сепаратора по жидкости - функция внутреннего диаметра. Ее можно определить с помощью рис. 6.4-29. Если нефть имеет тенденцию к вспениванию, время ее пребывания в сепараторе должно быть увеличено (вплоть до 20 мин), а производительность сепаратора соответственно уменьшена. Путем добавки в поток небольшого количества силикона (0,0017 -0,025 г/т) можно добиться значительного снижения пенообразо-вания. При этом отмечались случаи увеличения производительности сепаратора до 40% (Нематизаде, 1969). Это окупается особенно тогда, когда по условиям эксплуатации необходимо увеличение производительности сепаратора за сравнительно короткое время.

Рис. 6.4-29. Зависимость производительности сепараторов по жидкое™ от внутреннего диаметра (Грейвис, 1960).

1 - одноемкостный горизонтальный, /-6,1 м;

2 - двухъемкостный горизонтальный, /=4,6 м;

3 - двухъемкостный горизонтальный, /=3 м н одноемкостный горизонтальный, /=6,1 ы; 4 - двухъемкостный горизонтальный, /=1,5 м н одноемкостный горизонтальный, /=3,0 м; 5 - вертикальный /=4,6 м; в - одноемкостный горизонтальный, /=1,5 м; 7 - вертикальный, А.= 3,0 м; 8 - вертикальный. Л = 1,5-2,3 м; 9 -

сферический

Пример е.4-6.• Необходимо определить производительность по жидкости сепаратора, описанного в предьщущем примере. Нефть имеет среднюю склонность к вспениванию, время пребывания нефти в аппарате составляет 1 мин.

Из рис. 6.4-29 определяем « = 650 м/сут.

Расход жидкости по выкидной линии от сепаратора до резервуара определяется по перепаду давления между этими аппаратами или по гидравлическим сопротивлениям. Поэтому при проектировании сепара-ционной установки необходимо исходить из того, чтобы пропускная способность выкидной линии была рассчитана на максимальную производительность сепаратора по жидкости.

Объем нижней емкости двухъемкостного сепаратора определяется по времени пребывания жидкости в нем, но практически объем ее должен быть равен объему верхней емкости. Уровень жидкости в сферическом сепараторе должен поддерживаться обычно на 13 см ниже плоскости среднего горизонтального сечения.

При неустановившихся режимах потока в трубопроводе (пульсирующий или пробковые режимы, продукция поступает периодически) сепараторы рассчитываются не на среднюю, а на максимальную мгновенную производительность. Это особенно важно при определении размера сферического сепаратора.

6.4.5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СЕПАРАТОРЫ а) Циклонные сепараторы

К этому типу относятся двухфазные сепараторы, обеспечивающие за счет изменения направления потока эффективную сепарацию без применения механических каплеуловителей. На рис. 6.4-30 показан циклонный сепаратор. По тангенциальному вводу / (поток закручивается по спирали) жидкость перемещается вниз между корпусом аппарата и колпаком 2. Большая часть ее поступает в нижнюю часть аппарата 3. Поток газа, содержащий некоторое количество капель жидкости, поступает в трубу 5, расположенную выше полки 4. Давление в газовой воронке выше шайбы, расположенной в центре полки 4, будет наименьшим. Часть капель ударяется о нижнюю поверхность колпака 2, коалесцируется и стекает вниз. Большая часть капель жидкости при подъеме по трубе 5 из-за вихревого движения соударяется о стенку трубы. В результате пониженного давления выше шайбы 8 происходит отсос жидкости из отверстий и трубы 7 к шайбе 8. Здесь вихревым потоком капли жидкости отбрасываются к стенке сепаратора и стекают вниз. В сепараторах такого типа из газа удаляется до 99,947о содержащихся в нем капель жидкости. Таком же принцип действия и горизонтальных сепараторов. Для отделения из жидкости твердых взвесей (мелкого песка) применяют циклонные сепараторы компании ДЕМКО (6.4-31). Продукция поступает через входной патрубок /. Твердые примеси при вихревом потоке отбрасываются к коническому корпусу, перемещаются вниз и дренируются через выходной патрубок 2, а чистая жидкость выпускается через патрубок 3. Обычно несколько таких аппаратов соединяется параллельно, имеют общую обвязку. Производительность циклонного сепаратора данного размера зависит от перепада давления между приемом и выкидом, а также от размера удаляемых частиц (рис. 6.4-32). Эффективность сепарации наибольшая в области между штриховыми линиями. В сепараторе отделяется до 90% примесей с размером частиц, указанным на диаграмме. В этой области приведены

5-546 65