提升三相分离器运行效果方法浅析

提升三相分离器运行效果方法浅析

孙培杰  张海亮  邓彦庆

华北油田公司第一采油厂，河北省任丘市，062552

摘要：聚喇某转油放水站三相分离器是入站后的第一个分离装置,其效率直接影响其他下游装置的运行。该站的三相分离器尺寸φ4×20m,体积242mm,高度3.3m。在入口端有一个体积为11.9m3的预分离器,预先进行两相气液分离,有效地提高了分离器的运行效率,增加了处理能力。目前,在不改变设备和运输工具结构的情况下,通过对生产参数的研究,仔细调整温度、压力、消耗量和油水界面,进一步优化三相分离器的运行,寻找提高水质和节能的方法。

关键词：油水界面；精细调控；提升水质

引言

三相分离器一般用于气体和液体的分离，液体分离的先决条件是不能相互混合的，在油气分离领域意味着油气和水的分离，其中气液分离技术与二相分离器相同，油水分离必须达到层数水平才能完成。如果清洗相对稳定，不是液体层，分离就无法继续。三相分离器一般分为垂直和水平。垂直三相分离器可处理大量液体，垂直分离器占地面积小，可用于海上平台，但由于自然流动方向与液滴方向相反，垂直分离器可能更大、更贵。与水平分离器相比，水平分离器具有相同的石油和天然气处理能力。水平分离器适用于较高的气体比例和恒定的流速。水平分离器与其他分离器相比，油气分离界面更宽，泡沫更大，三相水平分离器的液体收集区域一般提升到气体空间，这意味着分离的天然气含油量较低，单位成本较低。在天然气加工技术中，三相分离器是碳氢化合物脱水脱气设备，广泛应用于乙醇再生设备和凝结液稳定剂中。其主要功能是进行气液分离。高性能液体分离器一般是根据它们之间的密度差异来分离油和水。分离效率一般为油中500mg/l的水，油中500mg/l油分离装置的主要功能是加速油水分离，缩短分离时间，达到减少设备体积的目的，卧式三相分离器因天然气含油量低、单位加工成本低、安装方便、检查方便而广泛使用。维修方便，防滑设备成型方便。

1油水界面的影响与调控方法

聚喇某转油放水站三相分离器的油水界面调节和控制是通过调节出油阀和出水阀的开度来控制油水界面的高度。高度值将影响输油的外部体积和输送到水塔的废水量。与此同时，石油外输中的含水量和排放水中的含油量的质量指标也发生了相应的变化。如果生产条件允许，我们可以将油水界面的高度从3.26米调整到3.31米。聚喇某转油放水站的日流体流量约为9000m3，有三台外输泵，包括两台45m3/h排量的变频泵，配备30kW发动机，以及一台30m3/h排量的工频泵，配备18.5kW发动机。根据表1，当油水界面高于3.29m时，为了保证正常生产，需要启动两台外输泵，导致能耗增加。当油水界面小于3.28m时，外输输油管道中的含水量降低，但排放水中的含水量显著增加，缩短了外输泵滤芯的清洗周期，增加了泵的维护频率。由于出油量的减少和含水量的减少，排气管网中的压力有逐渐上升的趋势。

2适应性对比分析

2.1原理

卧式三相分离器主要由曲面板卸料器、波板开口和内磨盘、溢流板和雾分离器组成。安装一个弯曲输入口,用惯性预分离气体和液体,以提高分离器的加工性能和分离质量;用开口和波板等内部部件进行循环,以稳定流场;改善油水分离条件,提高油水分离效率;使用雾分离器,提高气液分离效率。利用网络雾分离器提高气液分离效率。油水气混合物从入口进入入口室,经电流稳定器稳定后进入重力分离。使用气体和油水之间的密度差分离气体,然后通过进一步分离元素来捕获气体中的油和水蒸气。油水混合物进入下水道,低密度油通过溢流板进入油室,达到油水分离的目的。

2.2入口转向分布器

通常，使用三种结构来实现输入电流脉冲方向的突变，包括输入整流、能量耗散和输入脉冲控制：记录、涡流元件和弯管。气体的液体成分具有相同的速度，并且由于不同的密度，液相对脉冲方向的变化（例如气相）不敏感。气相有在偏转器周围流动的趋势，而液相在与隔壁碰撞时下沉。与角铁或平板相比，半球形或锥形导流板的使用可以减少流动中断，有效减少夹杂物和乳液。涡流元件的使用可以在两个阶段有效地分离气体和液体，并将起泡或乳化的可能性降至最低。寄生电流分量的切向速度通常必须超过6m/s，导致操作灵活性有限。随着流速的降低，切向速度的降低显著降低了分离功率。

3温度的影响与调控方法

温度效应分析:如果输入温度在42°C至48°C之间,则三相分离器在有效水平上搜索信息。随着温度的升高,分离效应逐渐增大。在供油和排水站,热洗锅炉通过热洗回流阀将加热的高温水输送到三相分离器的入口分散器中,以加热三相分离器。该站的热泵额定容量为45 m3/h。启动两个泵后,现场检查流速为83m3/h。当热洗温度达到91°C时,三相分离器的温度从39.7°C升至45°C,不能再升高。从所获得的数据可以看出,温度的升高对分离效果有一定的改善。由于温度没有达到48°C,因此不可能了解三相分离器在其他温度下的效果。

4加药调控的影响

油和水剧烈混合形成乳液，破乳意味着破坏乳液的稳定性，最终达到脱水的目的。由于采油站和排水站使用的破乳剂数量有限，因此仅根据生产要求在投加前和投加后进行了比较。将破乳剂加入三相分离器中，经过45分钟以上的碰撞、搅拌和沉淀，基本上可以与液体完全反应。如果有残留剂，也会通过外输泵与外输输油一起脱脂进入管道，提高油水分离效果，降低免费除水器对下游公共站的负荷或提高沉淀分离效果。寻找信息，当试剂浓度为34mg/L时，三相分离器的工作效果最好。目前，一个特定的排水和加油站每天24小时运送药物，每日剂量为15公斤，每日液体摄入量为8500立方米。实际剂量浓度为1.8mg/L，低于最佳剂量浓度。原因是整个矿山的总加药量保持不变，将联合站的加药量拆分并添加到上游站具有早期效果，改善了上游站水箱的水质，确保了联合站的正常运行。同时，场外输油管道的实测含水量在给药前为58%，给药后为50%。出水含油量由346mg/L降至253mg/L。给药后效果显著。

5管道腐蚀原因及应急处理方案

工艺循环气压缩机输出管材质为L245N，DN800，壁厚24mm；工作压力为3.1MPa，工作温度为70℃。在操作过程中，泄漏发生在焊接和管座之后，并用压力帽处理了几个泄漏点。具体方案是先钻泄漏点，安装专用夹具进行处理，然后为压力塞注胶。这种方法可以临时控制泄漏点。同时，我们使用不同的厚度来测量焊缝。由于焊缝的结构形状不标准，无法准确测量厚度并确定是否存在稀释。背面发生多处泄漏，并对腐蚀情况进行了内部评估。因此，在停止和拆卸后，发现腐蚀严重，尤其是在焊接位置，厚度减少了3-8mm。由于各种因素，很难在短时间内更换管道或完全切割并修复腐蚀的焊缝。最后，打磨所有腐蚀的焊缝，露出金属光泽，形成V形凹槽，然后使用A309不锈钢焊条进行手动补焊。焊接的金属表面必须与母材顺利通过，焊接质量必须符合标准要求。焊接完成后，必须进行PT 100%测试，且一级合格。按照这个方案进行治疗后，到目前为止，手术已经取得了良好的效果。

结束语

油田站分离器内部部件结构复杂，污水污泥腐蚀性强。分离器中的流场是多相流，含流体沉砂易受侵蚀。在系统研究分离器部件材料、污泥财产和分离器流场对腐蚀影响的基础上，提出了一种腐蚀防护方案，为分离器的腐蚀防护提供了参考。

参考文献

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