多級分離和特殊分離器油氣集輸潘長滿

多級分離和特殊分離器油氣集輸主講教師：潘長滿一、分離方式二、多級分離效果目錄三、分離級數和分離壓力選擇四、特殊分離器第一部分分離方式（一）一次分離（二）連續(xù)分離（三）多級分離一、分離方式（一）一次分離指油氣混合物的油氣兩相一直在保持接觸的條件下逐漸降低壓力，最后流入常壓儲罐，在罐中一次把油氣分開。某些汽油比很小、或基本不含氣的重要原油，油井尚未納入油氣集輸系統(tǒng)，油井產物直接排入設在井場的高架罐內，靠汽車將油拉往集中處理站，是一次分離的例子。對一般的油井，一次分離方式有大量氣體從儲罐內排出，同時油氣進入油罐時沖擊力很大，實際生產中并不采用。一、分離方式（二）連續(xù)分離指氣液混合物在管道中壓力不斷降低，并且不斷將逸出的天然氣排出，直到壓力降為常壓。連續(xù)分離也即微分離或微分汽化，在現實生產中也很難實現。一、分離方式（三）多級分離指油氣兩相保持接觸條件下，壓力降到一定數值把氣體排出，壓力再降到一定數值，再把氣體排出，如此反復，直至系統(tǒng)壓力降為常壓，產品進入儲罐。二級分離流程分離器數即為分離級數。第二部分多級分離效果（一）多級分離的衡量標準（二）多級分離的優(yōu)點二、多級分離效果（一）多級分離的衡量標準1.儲罐中原油的收率2.原油密度3.儲罐中原油的組成是否合理4.分出天然氣的組成5.天然氣的運輸和加工問題組分質量Wi/g相對分子質量，Mi克分子數，Ni/g摩爾分數，ziC153.9163.36880.4402C29.9300.33000.0431C313.7440.31140.0407C412.6580.21720.0284C59.6720.133

30.0174C619.1860.22210.0290C7+881.22873.07040.4012合計1007.65321.0000二、多級分離效果（一）多級分離的衡量標準【例】某井底石油，經實驗分析其質量組成如下表所示。庚烷以上假組分的平均相對分子質量為287，相對密度0.9065。若油井產量為10t/d，試計算比較井流直接進入儲罐和經二級分離的原油收率及密度。計算中，設一級分離壓力3.4MPa，二級分力壓力0.44MPa，儲罐壓力0.1MPa，分離溫度49℃。石油質量組成和分子組成二、多級分離效果（一）多級分離的衡量標準儲罐一次分離（L＝0.397，V＝0.6026)分離條件：P＝0.1MPa，T＝49℃組分體系中組分分子分數，zi液相中組分分子分數，xi汽相中組分分子分數，yi液相中組分質量，Wl，i/kg汽相中組分質量，Wgi/kgC10.44020.00270.72861.34537.66C20.04310.00150.07061.3897.62C30.04070.00450.06456.04130.96C40.02840.00780.041913.83112.17C50.01740.01220.020926.6069.40C60.02900.03540.024892.6598.35C7+0.40120.93580.04878167.88644.12合計1.00000.99991.00008309.721690.28氣體密度ρg

=1.2603kg/m3，液體密度ρL=890kg/m3二、多級分離效果（一）多級分離的衡量標準二級分離分離條件：P1＝3.4MPa，P2＝0.1MPa，T＝49℃組分3.4Mpa、49℃0.44Mpa、49℃0.1Mpa、49℃L=0.5823，V=0.4177L=0.8450，V=0.1550L=0.9471，V=0.0529xiyiWLiWgixiyiWLiWgixiyiWLiWgiC10.11100.899079.14459.850.01090.65636.5972.550.00070.19380.426.17C20.03390.056045.3453.660.14450.144515.4029.940.00400.18624.2811.12C30.04910.029096.2640.740.11580.115861.0735.190.02160.309533.9627.11C40.04180.0096108.1517.850.04030.050487.9720.180.03220.175267.7420.23

C50.02810.002590.305.700.03100.012883.916.390.02980.051376.567.35C60.04850.0019185.805.200.05560.0095180.185.620.05650.0396173.416.77C7+0.68750.00218793.0818.920.81170.01068772.220.620.85450.04448

746.7825.38合計1.00001.00009398.06601.941.0000.99979207.3190.81.0001.0009103.15104.1ρg

=0.8246，ρL=870ρg

=1.1513，ρL=880ρg

=1.9923，ρL=882二、多級分離效果（一）多級分離的衡量標準由上計算可知，井流直接進入儲罐可得原油8309.72kg/d,收率83.1%，原油密度890kg/m3;經二次分離后進儲罐可得原油9103.5kg/d，收率91%，原油密度882kg/m3。用HYSYS軟件計算結果為，井流直接進入儲罐可得原油8959kg/d,收率89.6%，原油密度879.2kg/m3;經二次分離后進儲罐可得原油9151.15kg/d，收率91.5%，原油密度873.3kg/m3。二、多級分離效果（二）多級分離的優(yōu)點1.多級分離所得的儲罐原油收率高、密度小、組成合理。2.多級分離所得儲罐原油中C1含量少，蒸氣壓低、蒸發(fā)損失少。3.多級分離所得天然氣數量少，重組分在氣體中的比例少。4.多級分離能充分利用地層能量、減少運輸成本。連續(xù)分離所得的液體量最多，一次平衡所得的液量最少，多級分離居中。在多級分離中，級數愈多，液體的收率愈大，液體的密度愈小。第三部分分離級數和分離壓力選擇三、分離級數和分離壓力選擇理論上，分離級數愈多，在儲罐內原油收率愈高，但過多地分離級數，儲罐原油收率的增加愈來愈少，而分離設備的投資和經營費用卻大幅度上升。最優(yōu)分離級數的確定十分困難。因為各井的情況不同而且井口壓力隨生產時間而遞減。分離級數的選擇一級分離壓力（表）/MPa級數0.15~0.8510.85~2.01~22.0~3.523.5~4.82~3*>4.84*若原油產量超過1500m3/d可增加級數三、分離級數和分離壓力選擇若分離級數為n，各級操作壓力分別為p1、p2、……pn（絕），克別爾提出的各級壓力比Rp的經驗公式為：上式是確定各級分離壓力的簡捷方法，也可為優(yōu)化各級分離壓力提供計算初值。擬定多種分離壓力方案，根據石油組成進行相平衡計算，對比計算結果，才能確定多級分離時各級分離器的最優(yōu)壓力。第四部分特殊分離器（一）液塞捕集器（二）低溫分離器（三）氣液圓柱形旋流分離器（一）液塞捕集器四、特殊分離器管式捕集器工藝和儀表管式捕集器（一）液塞捕集器四、特殊分離器管式捕集器工藝和儀表管式捕集器液塞捕集器的功能是：1.有效的進行氣液分離并捕集氣體內夾帶的液體；2.混輸管道內最大液塞達到捕集器時，捕集器能作為液體的臨時儲存器起緩沖作用，使捕集器向下游氣液加工裝置提供穩(wěn)定的氣液流量。（二）低溫分離器四、特殊分離器低溫分離流程低溫分離器氣田壓力很高時，可通過節(jié)流件在降壓的同時因焦耳-湯姆遜效應使氣體獲取冷量，溫度降低，在低溫下進行氣液分離的工藝稱低溫分離。低溫分離器是低溫分離的關鍵設備。（三）氣液圓柱形旋流分離