Вертикальный сепаратор принцип работы кратко

Обновлено: 06.07.2024

Нефтегазовый сепаратор – оборудование для выделения из эмульсии нефти газа или отделения воды во время ее движения по сборному коллектору, стволовому отсеку системы или выкидной скважине. Его широко применяют как в химической, так и в топливной отрасли, а полученный в результате сепарации продукт используют:

для понижения гидравлического сопротивления в трубопроводных сетях;
расслоения пены, содержащейся в той же нефти, а также ее отделения;
снижения пульсации во время доставки нефти от резервуаров I степени к установкам последующей переработки и подготовки.

Отличаются нефтегазовые сепараторы по вместительности, характеристикам и конструкции. Разберемся, в каких вариантах существуют такие устройства и как их правильно выбирать для оснащения технологических площадок разного назначения и масштаба.

Принцип работы нефтегазовых сепараторов

Чтобы понимать разницу между видами нефтегазовых сепараторов, важно разобраться с тем, как они работают. Принцип их действия базируется на законах физики, а именно, разной плотности химических веществ.

Собственно, разделение – сепарация материалов – осуществляется в результате воздействия одной из сил:

гравитационной;
инерционной;
центробежной.

Данный фактор и делит газовые сепараторы на виды, а также определяет суть процессов, происходящих внутри конструкции. Так, в гравитационном сепараторе фракции с меньшим весом (газ) поднимаются, а более тяжелое вещество (нефть с водой) опускается. В инерционном устройстве газ выводится наружу, имея минимальную плотность, а нефтепродукты осаживаются на стенках и дне резервуара. В центробежном оборудовании нагнетается вихревой эффект по спирали, в результате чего газ отделяется и выводится, а жидкость остается двигаться по инерции в емкости.

Устройство

Хотя разные виды нефтегазовых сепараторов имеют различия по части конструкции, общие черты у них тоже есть. Так, любое оборудование состоит из 3 или 4 секций.

Основная или сепарационная секция – место, куда нефть попадает после заливки, и где проходит отделение так называемого свободного объема газа (гравитация, центробежная сила).
В осадительный отдел нефть попадает после сепарационного. Это второй уровень очистки эмульсии от газовых пузырьков.
Секция сбора нефти – третий уровень, в ней нефть собирается и выводится.
Последняя секция есть не у всех сепараторов, она представляет собой каплеуловитель и предназначена для улавливания взвешенной воды в газе.

Процесс сепарации в разных секциях протекает при постепенном снижении уровня давлении на фоне нагнетания температуры. А проводится очистка нефти в температурном диапазоне от -10 до +10 °C.

Конструкция

В плане конструкции нефтегазовый сепаратор представляет собой металлический цилиндр, разделенный внутри на секции. С наружной части к корпусу привариваются опоры, на которые он устанавливается в горизонтальном или вертикальном положении.

Классификация делит нефтегазовые сепараторы по 5 основным признакам:

по форме на цилиндрические и сферические;
по положению на вертикальные, горизонтальные, гидроциклонные;
по числу фаз на двух- и трехфазные;
по показателям давления на сепараторы, рассчитанные на сети до 0,6 МПа, в пределах 0,6–2,5 МПа или более 2,5 МПа;
по принципу работы на гравитационные, инерционные и центробежные устройства.

Вертикальный

Вертикальный сепаратор – цилиндрическая емкость с короткими трубками для ввода нефти и вывода жидкой и газовой массы. Оборудуется специальной арматурой для регулировки и безопасности работы оборудования. В конструкции также предусмотрены элементы для разделения жидкостей.

· занимает минимум места на площадке;

· удобен в плане обслуживания.

Горизонтальный

Горизонтальный нефтегазовый сепаратор – емкость цилиндрической или сферической формы, в которой предусмотрены:

Вы здесь: Промышленная переработка нефти и газа Вертикальные сепараторы

Вертикальные сепараторы

Рейтинг: / 3

Вертикальные сепараторы имеют четыре секции. Основная сепарационная секция служит для интенсивного выделения газа от нефти. На работу сепарационной секции большое влияние оказывают степень снижения давления, температура в сепараторе, физико-химические свойства нефти, особенно ее вязкость, конструктивное оформление ввода продукции скважин в сепаратор (радиальное, тангенциальное, использование различных насадок — проволочной сетки).

Осадительная секция //, в которой происходит дополнительное выделение пузырьков газа, увлеченных нефтью из сепарационной секции. Для более интенсивного выделения пузырьков газа из нефти ее направляют тонким слоем по наклонным плоскостям, увеличивая тем самым длину пути движения нефти, т. е. эффективность ее сепарации.

Секция сбора нефти ///, занимающая самое нижнее положение в сепараторе и предназначенная как для сбора, так и для вывода нефти из сепаратора. Нефть может находиться здесь или в однофазном состоянии, или в смеси с газом — в зависимости от эффективности работы сепарационной и осадительной секций и времени пребывания нефти в сепараторе.

Каплеуловительная секция IV, расположенная в верхней части сепаратора, служит для улавливания мельчайших капелек жидкости, уносимых потоком газа.

В составе групповых замерных установок применение вертикальных аппаратов обеспечивает большую точность замеров расхода жидкости в широком диапазоне дебитов скважин, включая малодебитные.

Однако вертикальные сепараторы имеют и существенные недостатки:

1) меньшая пропускная способность по сравнению с горизонтальными при одном и том же диаметре аппарата;

2) меньшая устойчивость процесса сепарации при поступлении пульсирующих потоков;

3) меньшая эффективность сепарации.

Обслуживание вертикальных сепараторов сводится к поддержанию в них установленного давления и исправного состояния регулятора уровня, предохранительного клапана, манометра. В случае использования уровнемерных стекол в замерном сепараторе, особенно при вязких нефтях и низких температурах, требуется время от времени промывать соляровым маслом загрязненные стекла, отключая их соответствующими кранами от сепаратора.

Горизонтальные сепараторы имеют большую пропускную способность по газу и жидкости, чем вертикальные. По некоторым данным, пропускная способность горизонтального сепаратора при одинаковых размерах примерно в 2,5 раза больше, чем вертикального. Это объясняется тем, что в горизонтальном сепараторе капли жидкости под действием силы тяжести падают вниз, перпендикулярно к потоку газа, а не навстречу, как это происходит в вертикальных сепараторах.

Горизонтальные сепараторы имеют большую пропускную способность по газу и жидкости, чем вертикальные. По некоторым данным, пропускная способность горизонтального сепаратора при одинаковых размерах примерно в 2,5 раза больше, чем вертикального Это объясняется тем, что в горизонтальном сепараторе капли жидкости под действием силы тяжести падают вниз, перпендикулярно к потоку газа, а не навстречу, как это происходит в вертикальных сепараторах.

Большинство горизонтальных сепараторов изготавливается из одной горизонтальной емкости со сферическими днищам (одноемкостные сепараторы), иногда применяют двухъемкостные, горизонтальные сепараторы.

Область применения горизонтальных сепараторов весьма обширна. Они используются для оснащения дожимных насосных станций, для первой, второй и третьей ступеней сепарации на центральных пунктах сбора и подготовки нефти, газа и воды. Пропускная способность горизонтальных сепараторов, применяемых для первой, второй и третьей ступеней сепарации, может достигать 30 000 т/сут по жидкости на каждой ступени.

Горизонтальные сепараторы широко применяются также для отделения и сбора свободной воды из продукции скважин на первой или последующих ступенях сепарации, что исключает попадание значительных объемов воды на установку по подготовке нефти. В этом случае они выполняют роль трехфазных сепараторов.

Рис. 13. Вертикальный сепаратор:

Твердотопливные котлы в Украине котлы в Украине

Полное описание первых признаков и выраженных симптомов при гепатите В здесь

Нефтегазовый вертикальный сепаратор обеспечивает разделение газоокисленной паровой смеси, окиси углерода, азота, водяной пар и других легких примесей с рабочей температурой 200°C на компоненты:

Сепаратор представляет собой полый стальной вертикальный цилиндр, объем которого подбирается в зависимости от количества проходимой через него смеси.

Конструкция

Сепаратор состоит из:

Корпуса, рабочее давление внутри которого 2,5 кгс/см²,
Штуцеров, для ввода газоокисления, пара и вывода продуктов
Штуцеров для присоединения предохранительного клапана и приборов КИПиА
Уровнемера, в нижней боковой части цилиндра,
Диафанометра
Термопары

Для проведения ремонтных работ в корпус верхней боковой части вмонтирован люк-лаз.

Сосуд устанавливается на железобетонный фундамент и оборудуется лестницами и площадками с ограждениями для обслуживающего персонала.

Внутри сепаратора монтируются горизонтальные отбойные пластины под наклоном вниз 5° и отбойная тарелка конусного типа, состоящая из нескольких конусов, расположенных друг над другом.

Принцип работы

Газоокисление через входной штуцер вводится в нижнюю часть аппарата.

Для поддержания рабочей температуры в среднюю часть под пластиной подаётся пар. Проходя вверх по всему объему, смесь отбивается на жидкую и газообразную фазы на отбойных пластинах.

В этой каплеуловительной секции применяются элементарные физические принципы. Столкновение потока газа с различного рода препятствиями и прилипание к ним капель жидкости, а также использование силы адгезии.

Отбитая жидкость, черный соляр, скапливается на поверхности тарелок, перетекает с верхней на нижнюю тарелку и далее в нижнюю часть ёмкости сепаратора. Здесь она отстаивается и при достижении уровня, установленного регламентом, откачивается из аппарата.

Газообразная фаза проходит вверх через отверстия между конусами, расположенными друг над другом, составляющими отбойную тарелку. Здесь жидкая фаза дополнительно отбивается, полученный соляр также стекает вниз на пластины и далее в накопитель. Очищенная газовая фракция после отбойной тарелки уходит дальше вверх через штуцер выхода.

Сепаратор с циклонным вводом

Назначение

Нефтегазовый сепаратор с циклонным вводом обеспечивает разделение газожидкостной смеси на компоненты за счет действия центробежных сил.

Газовый сепаратор представляет собой стальной вертикальный цилиндрический сосуд, объем которого подбирается в зависимости от проходимого через него количества газожидкостной смеси.

Конструкция

-корпуса
-штуцеров для ввода и вывода продукта
-а также штуцеров для присоединения предохранительного клапана и приборов КИПиА .

Для обслуживания сепаратора техническим персоналом в корпус вмонтирован люк – лаз.

Сосуд устанавливается на железобетонный фундамент в форме цилиндра и оборудуется лестницами и площадками с ограждениями.

Внутри сепаратора монтируются:

Сетчатый рукав – каплеотбойник ,
Устройство тангенциального ввода
Разделяющая перегородка с отверстием в центре
Разделяющая перегородка в половину сечения корпуса с присоединенной сетчатой вертикальной перегородкой

Принцип работы

Газожидкостная смесь через входной штуцер вводится в аппарат. Проходя циклон, смесь приобретает вращательное движение. Под воздействием центробежной силы капли жидкости отбрасываются к стенке сепаратора. Зона вращающейся смеси ограничивается перегородкой с отверстием. Жидкость стекает по стенкам и перегородке. Через отверстие падает в гравитационный отстойник.

Газ под действием радиального течения смеси, обусловленного вязкостью закрученного потока, перемещается к его оси, попадает в осевую зону разряжения и через каплеотбойник выносится из аппарата.

Капли жидкости от каплеотбойника падают в отстойник. В отстойнике жидкость, из-за разницы удельного веса, под действием силы гравитации разделяется на две фазы. Нефтепродуктовая фаза, как более легкая, собирается в верхней части отстойника, откуда выводится через штуцер.

Вода, как более тяжелая жидкость, собирается в нижней части аппарата, откуда выводится по мере её накопления. Уровни фаз контролируются установленными в корпусе аппарата датчиками, и регулируются автоматически в заданных регламентом пределах.

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:

вертикальные;
горизонтальные;
гидроциклонные.

По форме бывают:

цилиндрические;
сферические аппараты.

По показателям рабочего давления:

до 0,6 Мпа;
от 0,6 до 2,5 Мпа;
выше 2,5 Мпа.

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.

гравитационные;
центробежные;
гидроциклонные;
инерционные.

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:

свойства пластовой жидкости и ее количество;
тип потока;
стойкость;
давление;
температурный режим.

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.

Вас может заинтересовать:

Аппараты, механизм работы которых заключается в обмене теплом между двумя средами, имеют общее название – теплообменники. При этом их конструкции и сферы применения чрезвычайно разнообразны. В группу этих устройств входят испарители и парогенераторы, водонагреватели и пастеризаторы, конструктивные элементы систем кондиционирования и охладительного оборудования. Широкая потребность производства и частного сектора в.

В зависимости от способа эксплуатации, готовые металлические изделия могут трансформироваться, разбираться или иметь стационарную конструкцию. Используемые методы изготовления металлоконструкций зависят от особенностей объекта, на котором они будут эксплуатироваться. К примеру, для быстровозводимых сооружений обычно используются легкие металлоконструкции, каркас зданий практически любых типов состоит из упрочненного.

Пожарный резервуар - это место для размещения запаса воды для тушения возможного возгорания. Она должна отвечать требованиям по проектированию, указанным в СНиП 2.04.01-85 Внутренний водопровод и канализация зданий П.6. Этот объект обязательно, согласно вышеуказанной норме, должен быть возведен на территории промышленного предприятия. Для создания пожарного запаса воды могут использоваться искусственные и естественные водоемы.

Технологические процессы синтеза и разложения на фракции сложных веществ основаны на использовании эндотермических и экзотермических реакций. Перераспределение тепла в замкнутом контуре – принцип работы установки. Теплообменники в химической промышленности являются основным оборудованием, наравне с реакторами и ректификационными колоннами. В пищевой промышленности стерилизация и обеззараживание продуктов происходит при.

Читайте также: