Сепарационные установки – одна из важнейших составляющих системы очистки сырья на нефтегазодобывающих, перерабатывающих предприятиях, в нефтехимической промышленности и в других отраслях, где требуется разделять нефтяные эмульсии.
Нефтегазовый сепаратор (НГС) – это агрегат, в котором «черное золото» отделяется от растворенного в ней газа или воды. Также в этом устройстве нефть и газ очищаются от механических примесей, различных взвешенных частиц, конденсата, эмульгаторов и аэрозолей. С помощью НГС производится обессоливание непенистой сырой нефти.
Процесс очищения нефти в ходе сепарации основывается на действии центробежной силы, которая разделяет суспензию на твердую и жидкую фазу. По основной трубе сырье подается в верхнюю часть барабана, Там оно очищается от тяжелых элементов. Затем жидкость вытесняется в каналы тарелкодержателя, и далее – в сепарационную камеру.
В результате этих операций достигается выход трех основных продуктов нефтепереработки:
Использование сепараторов снижает коррозионное воздействие добытой нефтяной эмульсии на магистральные трубопроводы, по которым её транспортируют на перерабатывающие предприятия. Кроме того, полученные при первичной очистке продукты находят применение в различных производствах.
По расположению в пространстве различаются следующие виды НГС:
Вертикальный сепаратор – это емкость цилиндрической формы, корпус которой оснащен короткими трубками для подачи пластовой жидкости и выведения жидкой и газовой фаз. Конструкция включает также приспособления для предохранения и регуляции, а также специальные устройства для отделения жидкостей. Преимущество этих конструкций в том, что с их помощью можно точно определить объем субстанции. Это, в свою очередь, позволяет применять более простые средства для регулирования работы сепаратора. Такие конструкции легко очищать, поэтому их предпочтительно использовать, если продукция скважин содержит песок и другие твердые примеси. В целом вертикальные сепараторы продуктивнее горизонтальных аналогов, но они более дорогие. Их рекомендуется эксплуатировать на производствах с большими мощностями.
Горизонтальный сепаратор наиболее востребованный вид этого оборудования, в том числе из-за доступной цены. Он состоит из емкости с двумя наклонными полками, пеногасителя, отделителя жидкостей и элемента, предотвращающего появление воронки в процессе дренажа нефти. Горизонтальный нефтегазосепаратор оборудован также трубкой для ввода пластовой жидкости, штуцерами для выхода фаз и люк-лазом. Относительно вертикального варианта такого же объёма он имеет более высокую производительность по газу. Это объясняется тем, что его площадь в диаметральном сечении значительно больше, поэтому на всплытие пузырьков газа и жидкости уходит меньше времени. Кроме того, горизонтальные конструкции легче монтировать и обслуживать. Они оптимально подходят для очистки небольших объёмов сырья, а также пластовой жидкости с большим количеством растворенного газа. Чтобы добиться максимальной эффективности при эксплуатации горизонтальных НГС, нефть в ходе сепарации перемешивают, повышают температурный режим и снижают давление. Недостатком этого вида оборудования считается то, что оно занимают большую площадь, поэтому его сложнее устанавливать в море или на болоте.
Гидроциклонный НГС представляет собой горизонтальное емкостное оборудование, состоящее из одноточных гидроциклонов – аппаратов в форме цилиндра с тангенциальным вводом сырья, внутри которых находятся направляющий патрубок и отдел перетока. Главное достоинство этой разновидности – минимальные первоначальные вложения средств на единицу пропускной способности по газу. К недостаткам относится сложность в изготовлении, которая объясняется необходимостью штамповки и последующей сварки отдельных заготовок (лепестков).
По форме сепараторы бывают цилиндрические и сферические. По числу фаз – двух- и трехфазные. По показателям рабочего давления - до 0,6 Мпа; от 0,6 до 2,5 Мпа; выше 2,5 Мпа.
По принципу проявления основной силы, осуществляющей сепарацию, аппараты делятся на следующие категории:
Выбирая сепарационное оборудование, следует учитывать такие параметры, как свойства пластовой жидкости и ее количество, тип потока, стойкость, давление и температурный режим.
