Вертикальный деэмульсатор-Курсовая работа №1

Делители потока
Делители потока разработаны в связи с применением на объектах большого числа аппаратов низкой производительности одного и того же назначения. Применение поточной технологии и аппаратов высокой производительности делает их изготовление и использование на промыслах излишним. Различают делители потока - сепараторы и делители потока — нагреватели Делитель потока — сепаратор типа Д-1 -предназначен для отделения нефтяного газа от сырья, частичного отделения воды от нефти, а также разделения оставшейся эмульсии на восемь регулируемых потоков, направляемых обычно в нагреватели-деэмульсаторы. Аппарат представляет собой горизонтальную цилиндрическую емкость. Сырье вводится через гидроциклонную головку. Внутри аппарата располагается коаллисцирующая секция, заполненная кольцами и занимающая полностью вертикальное сечение сосуда. В противоположном конце аппарата установлены сливные камеры с регулирующими поток перегородками.

I — гидроциклонная головка; 2 - сливная перегородка с камерами; 3 -коалесцируюшая секция; 4 - змеевик; / - вход нефти; // - выход газа; /// - выход нефти; IV - выход воды
Рисунок 2 - Делитель потока – сепаратор типа Д1

В днище аппарата предусмотрены патрубки для отбора нефти и воды. Все выходящие из аппарата потоки контролируются регуляторами уровня и клапанами. Основные технико-экономические параметры приведены ниже. Расход сырья — 1261 т/ч, обводненность эмульсии на входе - 22 %, выходе - 12 %; расход: из каждой сливной камеры - ИЗ т/ч, на автономный нагреватель -338 т/ч, отделившейся воды - 335 т/ч, выделившегося газа - 4582 кг/ч. Давление, МПа: рабочее — 0,42, расчетное - 0,63. Температура, ОС:
рабочая — 10, расчетная — 46. Масса — 36 700 кг, объем — 200 мЗ. Аппараты этого типа применяются, в основном, перед деэмульсаторами, нагревательными элементами, электродегидраторами.
Отстойники.
Известны гравитационные отстойники и аппараты, предусматривающие комплексное использование коалесцирующих элементов различных типов (промывочная вода, промежуточный слой, гидрофильные набивки, электрополе, гидродинамические коалесценторы и др.) с эффектами гравитационного разделения.
Гравитационные отстойники. Простейшими и наименее эффективными аппаратами являются гравитационные отстойники. Практически все известные решения для выбора гравитационных отстойников за рубежом основывались либо на гидравлических расчетах двухфазных потоков или эмпирических определениях времени пребывания эмульсии в аппаратах.
Самостоятельного значения гравитационные отстойники в последнее время практически не получили и используются для разделения грубодисперсных или нестойких эмульсий, а также отделения от нефти и воды различного шлама.
Шламоотстойник. Относится к вспомогательному оборудованию, в котором происходит отделение от нефти крупнодисперсных примесей. Для удаления отложений парафина в нижней части аппарата предусмотрен паровой змеевик. При удалении шлама из аппарата его останавливают.
Отстойники с коалесцирующим и элементами. Большее распространение на промыслах получили отстойники с твердыми коалесцирующими набивками. Отстойники этого типа предназначены для отделения воды от нефти после ее подогрева и обработки деэмульгатором. Аппарат представляет собой горизонтальную цилиндрическую емкость, в которой обрабатываемая нефть движется по оси Ввод и вывод нефти предусмотрен с противоположных сторон аппарата. Вывод воды осуществляется через перфорированный трубчатый сборник. Внутри аппарата размещены три коалесцирующих фильтра из древесной стружки, занимающих все вертикальное сечение сосуда. В качестве фильтрующих материалов нередко применяют угольную крошку, полиэтиленовые гранулы. Основной недостаток аппаратов этого типа состоит в быстром выходе из строя фильтрующих элементов из-за засорения и в ухудшении вследствие этого
качества обрабатываемой нефти. Широкое применение получили отстойники с нижним распределенным вводом, в которых коалесцирующим элементом служит слой промывной воды. Конструкция аппаратов этого типа рассматривается в разделах, посвященных деэмульсаторам, электроде-гидраторам и промывным резервуарам.



1 — корпус; 2 — ввод нефти; 3 - коалесцирующий фильтр; 4 - отбойная перегородка; 5 - штуцер выхода нефти; 6 - сборник воды; I - вход эмульсии; II-выход нефти; III - выход воды;
Рисунок – 3. Отстойник с коалисцирующим фильтром.

Эффективное разрушение эмульсии в промежуточном слое и на границе раздела нефть — вода во многом определяется размерами составляющих этот слой капель, степенью разрушенности межфазных пленок, скоростью формирования слоя и коалесценцией капель с плоской поверхностью дренажных вод, что, в свою очередь, характеризуется степенью разрушенности эмульсии и предварительного укрупнения капель в коалесценторах различного типа перед входом эмульсии в отстойник.
Создание гидродинамических трубчатых коалесценторов за рубежом постепенно выходит из стадии опытных работ и находит все более широкое применение на практике. Широкое применение в последнее время трубчатые каплеобразователи получили на наиболее крупных объектах подготовки нефти в Иране с общей производительностью несколько десятков миллионов тонн. Разрабатываются конструкции секционных трубчатых капле-образователей с профильными стенками. С помощью трубчатых каплеобразователей производительность отстойников объемом 200 мЗ доведена до 4,0 млн. т/год. Эта производительность является пока наивысшей, но не предельной Электродегидраторы лучших конструкций пока значительно уступают отстойникам с трубчатыми коалесценторами

по всем основным технико-экономическим показателям.
Деэмульсаторы – нагреватели.
Применение блочного автоматизированного оборудования, изготовляемого на заводах, для сооружений объектов подготовки нефти на промыслах в принципе позволяет эффективно решать такие проблемы, связанные с обустройством нефтяных промыслов, как снижение капитальных вложений, металлоемкости, сокращение сроков строительства, уменьшение размеров технологических площадок и т. д. Однако решение этих проблем может быть достигнуто лишь в том случае, если выпускаемые аппараты соответствуют современным технологическим требованиям и применяются в условиях, позволяющих реализовать преимущества, связанные с их конструктивными особенностями. Периодическая эксплуатация скважин, связанная с ограничениями по добыче нефти, обусловила необходимость разработки автоматизированных систем, отключающих скважины при выполнении суточной нормы и включающих их в работу для нового цикла ее отбора. В связи с этим все деэмульсаторы автоматизированы и в ежедневном
обслуживании не нуждаются. Так как каждый владелец стремится продать не только кондиционную нефть, но и газ, аппараты рассчитаны и на его сепарацию. Деэмульсаторы применяются преимущественно отдельными нефтепромышленниками, имеющими всего несколько скважин, сооружать для которых более мощную деэмульсационную установку экономически нецелесообразно. Промышленностью за рубежом освоено большое число деэмульсаторов различных модификаций, многие из которых длительное время эксплуатировались на промыслах. В зависимости от изменяемых средств интенсификации процессов коалесценции и расслоения эмульсии, деэмульсаторы можно классифицировать в две группы. К первой группе следует отнести аппараты, в которых используются отстой, нагрев, обработка деэмульгатором, применяется в качестве коалесцирующего элемента слой дренажных вод. Вторая группа деэмульсаторов включает аппараты, в которых, наряду с отмеченными, используются такие средства интенсификации процесса укрупнения капель, как коалесцирующие фильтры, электрическое поле, гидродинамические коалесценторы-каплеобраэователи. Современная технология подготовки нефти предполагает использование максимально возможного числа средств интенсификации процесса разрушения эмульсии, поэтому выпускаемые промышленностью
различных стран деэмульсаторы первого типа являются устаревшими. Водонефтяная эмульсия в аппаратах первого типа поступает в сепарационный блок, в котором происходит отделение нефтяного газа. Отделившийся нефтяной газ направляется в промысловый газовый коллектор и частично используется для сжигания в топках нагревателей установки. В нагревательном отсеке при прохождении эмульсации через слой горячей дренажной воды температура ее повышается до необходимого уровня и осуществляется сброс свободной воды. В отсеке отстоя происходят коалесценция капель и отделение воды от нефти. Обезвоженная нефть из зоны отстоя через измеритель расхода поступает в нефтесборный отсек и оттуда с помощью регулятора уровня — в нефтесборную сеть промысла. Отделившаяся от нефти вода из нижней части отсека отстоя направляется в водосборную секцию, снабженную регулятором уровня, и сбрасывается с установки. Применение электрического поля и гидродинамических каплеобразователей для интенсификации коалесценции капель позволило существенно повысить производительность сепараторов и улучшить качество подготавливаемой на них нефти. С другой стороны, применение твердых коалесцирующих фильтров, которые не пригодны для эксплуатации в режиме самоочистки, приводит к снижению производительности аппаратов и делает их неконкурентоспособными даже с аппаратами без коалесцирующих устройств. К таким аппаратам относятся все зарубежные деэмульсаторы, использующие твердую коалесцирующую набивку. Деэмульсаторы этого типа выпускаются вертикальными и горизонтальными. Аппараты первого типа выполнены в виде вертикального моноблока и работают следующим образом. Сырая нефть по коллектору поступает в верхнюю часть аппарата, где происходит ее разгазирование. Газ через отбойный фильтр центробежного типа отводится из аппарата, и часть его подается на инжекционные газовые горелки. Обводненная нефть по коллектору поступает под нижнюю решетку нагревательно - промывной секции и промывается водой, а затем проходит через слой древесной стружки.

В данном курсовом проекте были рассмотрены основные характеристики вертикального деэмульсатора и его составные части.
Так же произведены расчеты, дающие заключение о рабочих характеристиках данного деэмульсатора и его работоспособности, а так же надежности.
Результат расчетов:
-Вероятность безотказной работы составила, в расчете на 20 лет, 71%;
-При производительности Q = 1500 ;скорость в патрубке составила ;
Данный деэмульсатор выбран, из-за простоты его конструкции, что позволяет достаточно быстро и эффективно поддерживать его рабочее состояние в условиях севера и удаленности от мастерских, увеличивая тем самым межремонтные периоды и обеспечивая безотказную работу.