No Image No Image
No Image
Главная arrow Трехфазные сепараторы
No Image
No Image


Трехфазные сепараторы со встроенным теплообменным пучком



рис.1


рис.2


рис.3

ООО «Нефтегазхиммаш» в течение нескольких лет занимается разработкой конструкций и организацией внедрения нефтегазоводосепараторов с встроенным теплообменным пучком. Аппараты такого типа и технологии подготовки нефти на их основе предложены как альтернатива аппаратам с жаровыми трубами типа Heater Treater или схемам с печами нагрева нефти с целью повышения степени безопасности, надежности и сроков межремонтного пробега и сроков службы оборудования. Конструкция аппаратов и схемы подготовки нефти на их основе защищены патентом Российской Федерации № 2206734.

Нефтегазоводосепараторы с встроенным теплообменным пучком (НГВСТ) предназначены для использования на установках подготовки нефти с целью отделения от нефти газа и воды. Они могут использоваться для дегазации и предварительного сброса свободной воды, для обезвоживания среднеобводненной нефти и для глубокого обезвоживания нефти с доведением до товарной кондиции.

По конструктивному исполнению предусмотрены следующие конструкции аппаратов:

  • с секцией предварительного отделения свободной воды (рис.1);
  • с последовательным расположением нагревательной и отстойной секции (рис.2);
  • с двумя нагревательными секциями (рис.3);
  • с накопительной секцией;
  • с электроосадительной секцией;
  • с электрокоалесцирующей секцией.

В зависимости от требуемой производительности аппарата, свойств нефти, ее обводненности и газового фактора предусмотрен выпуск аппаратов внутренним диаметром 2400, 2800 и 3200 мм. В зависимости от требуемой поверхности нагрева могут изготовляться аппараты с теплообменными трубами длиной 4,5м и 7м.

В качестве теплоносителя могут использоваться различные антифризы, горячая вода, горячая нефть с последующих ступеней ее подготовки, отходящие горячие продукты газотурбинных установок, теплоэнергетических агрегатов, установок переработки нефти, органические теплоносители и т.д.
Для примера можно более подробно описать нефтегазоводосепаратор для высокообводненных эмульсий типа НГВР-125, первые образцы которого были поставлены в 2002г. на установки подготовки нефти в Тюменской и Томской областях. Конструктивная схема его представлена на рис.1.
Это двухсекционный аппарат диаметром 3200мм, объемом 125м3. Аппарат разрабатывался для работы совместно с депульсатором, из которого жидкость вводят в секцию предварительного сброса свободной воды через штуцер А, а газ – через штуцер Т. Первая секция снабжена отбойником, решетками и коалесцером-пеногасителем.

Освобожденная от газа и свободной воды нефть через зазор между перегородками 6 и 7 поступает в секцию нагрева, оснащенную трубным пучком. При движении нефти в этой секции из нее дополнительно выделяется газ соответственно нагреву, а также дополнительное количество воды вследствие снижения устойчивости эмульсии в процессе ее нагрева. Необходимо отметить, что процесс обезвоживания нефти в этом аппарате идет значительно эффективнее, чем в аппаратах других типов, что объясняется естественной циркуляцией нефти в процессе ее движения в секции нагрева. Вблизи горячей поверхности теплообменных труб локальная температура намного выше средней температуры в объеме нефти, на поверхности труб идет эффективная коалесценция капель воды с их осаждением и на поверхности труб, и в объеме неф-ти. Коалесценция в объеме происходит в процессе подъема нагретой нефти от поверхности труб. При этом капли воды «зависают» в восходящем потоке нефти, их локальная концентрация увеличивается и эффективно идет коалесценция, укрупнения капель и их осаждения в результате этого.

Хотя основной целью постановки на производство сепараторов с встроенным трубным пучком являлось повышение степени безопасности и надежности по сравнению с широко внедряемыми в России в последние годы сепараторами с встроенными огневыми подогревателями (Heater Treater), эффективность процесса обезвоживания нефти в НГВСТ намного выше. Это связано с тем, что в аппарате типа Heater Treater всего две (реже одна) жаровые трубы большего диаметра, а в НГВСТ большое количество теплообменных труб значительно меньшего диаметра. Поэтому в НГВСТ намного «мягче» режим нагрева и циркуляции жидкости, меньше неравномерность поля скоростей по сечению аппарата, лучшие условия для коалесценции капель воды и на поверхности труб и в объеме нефти. В тоже время из-за большой поверхности теплообмена легко достигается требуемый нагрев нефти.

При оценке эффективности НГВСТ необходимо также учитывать снижение капитальных и эксплуатационных затрат в сравнении с сепараторами с огневым подогревателем. Это связано с тем, что из-за невозможности создать сепаратор с огневым подогревателем большей производительности в состав установки обычно включают 6-10 таких аппаратов, каждый из которых оснащен двумя горелками с комплектом автоматики.

При применении НГВСТ нагрев циркулирующего теплоносителя можно производить в одном мощном нагревательном устройстве, что проще при строительстве, эксплуатации и ремонте. Одновременно снижается коррозия и в сепараторе (из-за более мягкого режима работы), и в нагревателе (из-за слабокоррозионной нагреваемой среды).

 
No Image
No Image No Image No Image
No Image
ООО "Нефтегазхиммаш" © 2019
No Image