气液分离

第四章气液分离知识点

概述：

本章主要讲述油气分离方式和操作条件的选择、油气两相分离器、油气水三相分离器等方面的知识。通过本章的学习，使学员能了解分离方式的选择对油田生产的影响，掌握分离器的结构、原理和设计方法，并且也应该对特殊场合应用的分离器有一个粗略的了解，了解其应用特点。本章的重点为多级分离与一级分离的比较、两相分离器的工艺计算（包括油滴的沉降速度计算、气体的允许流速和液体停留时间确定等）以及油气水三相分离器中液相停留时间的确定和其界面控制方法等部分的知识。

课程内容分配学

时

主要内容重点难点

第一节分离方式和操作条

件的选择

共7学时1、油气分离方式

和油气分离操作

条件的选择

2、油气分离器选

型及工艺计算；

3、油气水三相分

离器；

4、特殊用途的分

离器。

1、油滴的匀速沉降速

度

2、从气体中分出油滴

的计算

3、从原油中分出气泡

的计算及原油在分离

器中的停留时间计算

4、多级分离与一级分

离的比较

1、两相分离器

的工艺计算

2、油气水三相

分离器中液相

的停留时间确

定和其界面控

制方法

第二节油气两相分离器

第三节油气三相分离器

第四节特殊分离器

知识点1：

烟的粒径小于1μm，雾的粒径1～100μm，雨的粒径100～4 000μm。不同粒径的油滴，应有不同的有效分离方法，重力沉降：分离50μm以上的油滴；离心分离：2～1000 μm；碰撞分离：5μm以上油滴；布织物：0.5～50μm；空气过滤器：2～50μm的尘埃。

知识2：综合型卧式三相分离器的结构

下图为综合型卧式三相分离器。下表是综合型卧式三相分离器主要内部构件及其作用特点。综合型卧式三相分离器主要特点是增加内部构件并将其有效组合，提高分离器对油气水的综合处理能力。

1－入口；2－水平分流器；3－稳流装置；4－加热器；5－防涡罩；6－污水出口；7－平行

捕雾板；

8－安全阀接口；9－气液隔板；10－溢流板；11－天然气出口；12－出油阀；13－挡沫板

表综合型卧式三相分离器结构特点

内部构件作用

入口分流器与流体流动方向垂直安装并开有排小槽，使液体以瀑布形式流向水平分流器稳流装置使初步分离得到的气液两相都得到稳流，减少流体的波动和扰动，给油气水沉降分离创造良好条件

加热器提高油温，促使集液部分的游离水从原油中沉降

防涡罩防止排液时产生旋涡，带走污水上部的原油

挡沫板阻止浮在液面上的气泡向原油出口方向流动，使气泡在液面上有足够的停留时间破裂并进入气相

平行捕雾板板间为30mm，与水平线呈30°倾角，板面与气流方向平行，起到气体整流、缩短油滴沉降距离的作用，并使部分油滴被湿润的板表面聚结

知识3：几种高效三相分离器

高效型三相分离器是将机械、热、电和化学等各种油气水分离工艺技术融合应用在一个容器，通过精选和合理布设分离器内部分离元件，达到油气水高效分离的目的。其优点是成撬组装，极大地减少现场安装的工作量和所需的安装空间，具有较大的机动性以适应油田生产情况变化的需要，使流程简化，方便操作管理，这些对海上油田显得尤为重要。

1、HNS三相分离器

图2－2－12为HNS型高效三相分离器简图。其内部结构进行了优化设计，有优良的分离元件，为油气水分离提供良好的内部环境，避免存在明显的短路流和返混现象，保证介质流动特性接近塞状流。表2－2－10是HNS型高效三相分离器的结构特点及其说明，主要技术特点是：

采用预脱气技术，增大三相分离器液体有效处理容积，提高设备处理能力。把容易进行的气液分离与难以进行的油水分离分别对待，大量气体和油水介质的分离过程在不同的容积空间内完成，使90%的气体在入口处分离掉，经气体管线排走，而进入设备沉降室内的气体只有10%以下，提高了设备液体处理能力，而且保证了稳定的气液界面，提高了分离效果。采用活性水水洗技术，强化乳状液破乳，加快油水分离速度，提高设备效率。油水分离中，游离态的油和水分离容易，其难点在于少量乳状液的分离，而乳状液分离的关键是破乳，在优选并加入高效化学破乳剂的基础上，通过乳状液与活性水的剪切与摩擦作用，残余的乳状液界面膜破裂，小油珠聚结成大油滴，达到油水分离的目的。而且使原油中的游离水、固体杂质直接进入水层，省去了普通分离器中游离水在油相中的沉降过程。采用先进的混合液入口装置，增加油水分离速度和提高分离质量。传统的油水分离器中，油水混合液从设备中上部直接进入油相上部，使得水滴必须通过油层才能进入下部水相。由于原油粘度相对较大，使得水滴沉降速度非常缓慢。HNS三相分离器将预脱气后的油水混合液直接导入水层，变“油中除水”为“水中除油”。利用油滴在水相中上浮速度快的原理提高油水分离速度，从而达到提高油水分离速度的目的。采用“倒虹吸”技术，变油水界面控制为液面控制，解决油水界面自控的问题，保证了设备平衡运行。采用单台设备双向进料、中间出液技术，有效降低了设备内液体流速，提高了设备的处理能力，具有结构紧凑、分离效果好和自动化程度高等特点。第一台HNS型高效油、气、水三个分离器于1987年底在河南油田双河联合站建成并投入试验，在高凝原油来液温度50－55度，操作压力0.3～0.5MPa，含水率达80～85%时，加入10mg／l破乳剂，停留时间为7min时，脱水率达98.67%。当停留时间为8.5min 时，脱水率可达99.5%。

表2-2-11为HNS型高效三相分离器与国外同类设备技术指标对比情况，从表中数据可看出，单位容积负荷和停留时间优于国外同类设备，其单位容积日处理量为传统设备的6～8倍。自1988年以来先后在我国各油田推广应用115台套，均取得较好的效果。