Сепарация газа от нефти. Оптимизация процессов сепарации.

Сепарацией наз-т процесс отделения ее от головных ув и сопутсв-х газов. данный процесс путем снижения p и t. процесс сепарации имеет место на всем пути ее дв-я по скв-не, в трубах до н.г.сеп-ра, в самом сеп-ре, в н-сборных трубах и резервуарах. процесс сеп-ции при атм. усл. наз-т испарением нефти.вывод отсеп.газа осущ-т в сеп-х, мерниках, рез-рах в кот-х поддерж-ся опред. p и t. каждый пункт вывода отсепар. газа наз-ся степенью сепар-ции.процессы сеп-ции: сепарация газа от нефти начин-ся как только давление в объеме снизится до давл-я насыщ-я. в сеп-ре проис-т два осн-х процеса: 1)отделение своб. газа и выделение из нефти окклюдированного газа.2)отделение газа, выд-гося в рез-те перепада давл-я нефти у входа в сепаратор.при отделении из потока газа капелек нефти рассматр-т три осн-х процесса: гравитацин-ая ( за счет разности плотностей нефти и газа), инерционная (при резких поворотах потока газа- жидкость как более инертная выпадает из потока осаждаясь на жид-ть, а газ как менее инерный передается по газоотводящей трубе) и пленочная сепарация (за счет действия турбул-х пульсаций и центроб-х сил-турб. пульсации перемешивают капли нефти в потоке, смещают их в радиальном напр-нии к внешней пов-ти ).

Расчет процессов сепарациипропуск.спос-ть грав. сеп-ров опред-т в зав-ти от доп. ск-ти дв-я газа. допущения: 1.частица имеет форму шара.2.дв-е газа в сеп-ре устан-ся.3.дв-е частицы свободное.4.ск-ть оседания ч-цы пост-нное, т.е сила сопр-я газ.среды равна массе частицы.рассмотрим силы дей-щие на частицу: сила тяжестиf=пd³/6*(р_ч-р_г)*gсила сопр-я газа при своб. оседании частицыr=ξ *(р_г*v²_ч /2)*f, гдеξ -коэф-т сопр-я среды, зав-т от re.f-менделеево сечение част.при равномерном дв-ии част. r=f. из ур-я опр-т ξ. тогда: при re< 2 ξ =64/re; при перех. дв-ии (2< re< 500) ξ =18.5*re^-0.6ск-ть оседания част. в газ. среде vч=d²*(р_ч-р_г)/18µ_гподставляем ξ, получаем ф-лу алена: v_ч=(0, 152d^1.14 (р_ч-р_г) ^0.71 ) g^0.29) /( µ_г^0.43* р_ч^0.29) - при re< 500. при re> 500 ф-ла ньютона-ритенгера v_ч =1, 75* (d*(р_ч-р_г)/р_г)^0.5

Промысловые нефтегазовые сепараторы.

Назначение сеп-ров, их типы:

Аппарат, в кот-м проис-т отделение газа от жид. фазы наз-т нефтегазовые (2-хфазные)сеп-ры.

Если в сеп-ре отдел-ся вода, то сеп-р наз-ся 3-хфазным.

По принципу действия сепар. подразделены на четыре группы:

1.Гравитационные сепараторы. В них отделение примесей происходит под действием силы тяжести. Конструктивно они представляют собой сосуды большего, чем трубопровод, диа­метра, в которых скорость восходящего потрка газа доста­точно мала (0, 08—0, 15 м/с), для того чтобы более тяжелые частицы успевали осесть на дно, откуда их периодически удаляют через продувочные линии.

2.Инерционные сепараторы основаны на различии сил инерции разделяемых веществ. Более тяжелые, чем газ, ча­стицы прижимаются к стенкам сосуда или к другим поверхно­стям и по ним стекают на дно. Типичный представитель та­кого сепаратора- циклонный.

3.Адгезионные сепараторы основаны на способности жид­ких и смоченных твердых частиц прилипать к поверхности твердых тел. В связи с этим струя очищаемого газа направля­ется на специальную насадку. Жидкость и твердые частицы стекают с них в нижнюю часть сепаратора, откуда периодиче­ски удаляются.

4. Сепараторы смеш.типа

Назначение:

1.Получение нефт.газа, использ-го как химич. сырье или топливо.

2.Уменьшение перемешивания н-г потока и снижение гидр.сопр-й.

3.Разложение образ-шейся пены.

4.Отделение в. от н. При добыче нестойких эмульсий.

5.Уменьшение пульсаций давл-я при транспорт-ии нгв смеси по сборным коллекторам.

Типы: Наиб. распростр-е получили вертик. и горизонт-е сеп-ры. Верт. сеп-р (трап) имеет меньшую производ-ть по сравнению с гориз-ми при одном и том же объеме аппарата.. По конструкции гориз. сеп-ры м.б. одноемкостные (прим-т для 1, 2, 3 ступеней сеп-ции) и 2-емкомстные.Их производ-ть не более 3000т/сут. 3-хфазные сеп-ры наз-т делители фаз. Наиб. произв-стью по ж и г хар-ся гориз. сеп-р, в который ж. и г. вводятся отдельно.Их наз-т сеп-рами с предварит. отбором газа. Они делятся на емкостные и трубные. С целью снижения потерь легких УВ перед подачей товарной продукции в рез-ры окончат-но разделяют газ от нефти при min избыт. давл-ях в кольцевых сеп-х.

Все нг сеп-ры состоят из: 1) осн-й сепар-нной секции; 2)осадительной; 3)секции сбора нефти; 4)каплеуловительной.

Показатели работы сеп-ра:

1)Степень разгазирования нефти

Э_н=(G_н1-G_н2)/G_н1*100%

Э_г=(G_г2-G_г1)/G_г2*100%, где

G_н1, G_н2-маасовые расходы до и после сеп-ции

2)вел-ны, хар-е эфф-ть работы сеп-в по степени уноса кап.ж-ти и пуз-ков газа: К_ж=q_ж/V_г , К_г=q_г/Q_ж

Степень техн-го сов-ва сеп-ра хар-ся: 1)Мин. диаметр капель, задер-мый в сеп-ре, 2)Мах. допустимая величина средней ск-ти газового потока в своб.сечении и каплеулов. секции, 3)Время пребывания ж-ти в сеп-ре.

183. Изучение процессов разгазирования нефти.

Процессы разгаз рассматривают исходя из условий (P, T) перехода компанентов из жидкой фазы в газовую.

Закон Рауля-Дальтона P*y_i=x_ip_i, где P-общее давление смеси, p_i-давление насыщ. пара i-го компанента над жидкостью в чистом виде. Y_i и x_i – мольные концентрации i-го у/в соотв-но в газовой фазе и в жидкой. Закон действует для давлений < 1МПа. Если P> 1МПа константы равновесия K_i =y_i/x_i=f(P, T) эти константы табулированы в зависимости от P и T. Разгазирование: 1)Контактное(однократное) 2)Дифференциальное(постепенное, многократное с отводом газа)

 

184. Расчет процессов сепарации нефти от газа.

Пропуск.спос-ть грав. сеп-ров опред-т в зав-ти от доп. ск-ти дв-я газа. Допущения:

1.Частица имеет форму шара.

2.Дв-е газа в сеп-ре устан-ся.

3.Дв-е частицы свободное.

4.Ск-ть оседания ч-цы пост-нное, т.е сила сопр-я газ.среды равна массе частицы.

Рассмотрим силы дей-щие на частицу: Сила тяжести

F=Пd³/6*(р_ч-р_г)*g

Сила сопр-я газа при своб. оседании частицы

R=ξ *(р_г*V²_ч /2)*f, где

ξ -коэф-т сопр-я среды, зав-т от Re.f-менделеево сечение част.

При равномерном дв-ии част. R=F. Из ур-я опр-т ξ. Тогда:

При Re< 2 ξ =64/Re; при перех. дв-ии (2< Re< 500) ξ =18.5*Re^-0.6

Ск-ть оседания част. в газ. среде Vч=d²*(р_ч-р_г)/18µ_г

Подставляем ξ, получаем ф-лу Алена: V_ч=(0, 152d^1.14 (р_ч-р_г) ^0.71 ) g^0.29) /( µ_г^0.43* р_ч^0.29)- при Re< 500. При Re> 500 ф-ла Ньютона-Ритенгера V_ч =1, 75* (d*(р_ч-р_г)/р_г)^0.5

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: