Материал: Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений.

Рис. 11.7. Схема концевого сепаратора:

использовать ее также в качестве делителя потока (на четыре потока) для обеспечения равномерной загрузки последующих технологических установок.

Конечная ступень сепарации должна обеспечить давление насыщенных паров в пункте сдачи нефти не более 0,066 МПа. Отбор из нефти наиболее летучих углеводородов (пропан, бу­ тан) и получение стабильной нефти, практически неспособной испаряться в атмосферу, называют стабилизацией нефти. Кроме сепарации для получения стабильной нефти предлагалось ис­ пользовать также ректификацию (испарение и конденсацию в колоннах), которая, однако, не нашла применения на промыс­ лах. Отбор наиболее летучих углеводородов и обеспечение тре­ буемого давления насыщенных паров осуществляют горячей се­ парацией и созданием вакуума на конечной (горячей) ступени сепарации.

Один из концевых сепараторов показан на рис. 11.7. Нефть из УПН, как правило, поступает с высокой температурой (46— 60 °С). С помощью форсуночных разбрызгивателей 2 она дис­ пергируется в газовом объеме сепаратора, в котором посредст­ вом эжектора 4 создан вакуум. Мелкодисперсные капельки нефти, имея большую поверхность контакта с газом, дополни­ тельно дегазируются, осаждаются на каплеуловительную сетку (жалюзи) 3 и стекают из нее в виде струек или крупных ка­ пель. Дегазированная нефть самотеком отводится в товарные резервуары. Высоко- и низконапорный газ эжектора 4 посту-

408

сепаратора, буфера перед насосами и отстойника. Она предна­ значена для осуществления I ступени сепарации, дальнейшего транспортирования нефти центробежными насосами при дав­ лении 0,9—3,1 МПа и газа под давлением сепарации (0,5 МПа).

Аналогичны дожимные насосные станции типа ДНС с по­

циентом уноса капельной жидкости потоком газа (ем3/1000 м3)

ход жидкости и газа на выходе сепаратора; qm, <7г — объемный расход капельной жидкости и свободного газа, уносимых пото­ ком (расходы принимают при давлении и температуре в сепа­ раторе) . Показатели эффективности зависят от конструкции се­ параторов, свойств жидкости и газа, температуры и давления сепарации, способности жидкости к вспениванию и др. В ка­

шие— для сепараторов с каплеуловителями), £3= 1 —5 мин для невспенивающихся и /3 = 5—20 мин для вспенивающихся неф­ тей. Если сепаратор обеспечивает получение допустимых норм ПО Кщ и Кг при меньших t3 и больших О г т а х , то он технически более совершенен и экономичен по сравнению с однотипным в одинаковых производственных условиях.

Расчет сепарации

Расчет процесса сепарации — это расчет фазового равновесия углеводородных систем, который изучается в курсе физики пла­ ста и описан в научной литературе. Составы жидкой и газовой фаз, их относительные количества и состав двухфазной «-ком­

понентной системы связаны уравнениями фазовых содержаний компонентов смеси:

Здесь xu yi, Zi — молярная доля t'-ro компонента соответст­ венно в жидкой фазе, в газовой фазе и в двухфазной системе; L, V — молярные доли жидкой и газовой фаз в двухфазной си­ стеме; Кг — константа фазового равновесия i-ro компонента; п— число компонентов, причем

При расчете сепарации определяют относительные количе­ ства и составы фаз, на которые разделяется система при задан­ ных давлении, температуре и общем составе. Для решения нужно знать константы равновесия, которые зависят от давле­ ния, температуры и давления схождения (давление, при кото­ ром константы равновесия всех компонентов равны единице). А давление схождения определяют по составу равновесной жид­ кой фазы, который сам подлежит определению. Поэтому рас­ четы ведут итерационным методом. Вначале задают первое приближение давления схождения, которое для нефтегазовых систем должно быть не меньше 35 МПа. Затем с помощью гра­ фиков или по уравнениям находят константы равновесия. Да­ лее по известному составу смеси z« и константам /С» из любого эквивалентного уравнения (11.5), (11.6) или (11.7) вычисляют молярную долю жидкой (либо газовой) фаз в смеси L (либо V). Тогда по уравнениям (11.3) и (11.4) находят составы фаз xi и у\. Отметим, что константы равновесия в нефтегазовых си­ стемах при давлениях, меньших 5 МПа, практически не зависят от давления схождения. В таком случае их выбирают по гра­ фикам (таблицам), а расчет упрощают.

Анализ процесса сепарации показывает, что многоступенча­ тая сепарация (с отводом газа) дает увеличение выхода нефти на 2—5 % и более по сравнению с однократным разгазированием. Это объясняется тем, что при однократном (контактном) разгазировании происходит резкое снижение давления, в резуль­ тате чего нефть «кипит», при этом бурно выделяются легкие углеводороды, увлекая за собой большое количество тяжелых углеводородов, которые при нормальных условиях являются