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高效三相分离技术在原油脱水中的应用

作者

牟亮

新疆胜利通海天蓝石油技术服务有限责任公司

高效三相分离技术所搭配的硬件设备主要包含进液舱沉降舱、水液过滤室,油液过滤室,雾气捕捉器,不锈钢间隔板以及加热盘管等,以此保证原油脱水操作时设备运转效果。在实际操作过程中,高效三相分离技术不仅有效降低原油脱水的油气物质损耗,还可以提升原油处理效果,保证采出水回注水质的达标。

一、高效三相分离技术运行原理

高效三相分离技术在实际操作和应用过程中,油液由分离器两侧的进液通道进入到进液舱后,内部容积会不断增加,使进液的基础速度有所降低,此时需要缓冲降低压力,保证进液舱的稳定,设备内部的气体会随着压力的降低不断上浮,确保进液舱中油液、气体、水流等相关物质,根据自身的密度差异性进行初步分离操作。

物质进行初步分离操作后,水流会通过设备底部的连接通道进入到沉降舱中,而经过初步分离的液体物质经过波纹结构板时,会由于物质与板面接触面积增加,不锈钢材质的波纹结构板,自身又具备亲水性和油液分离性,以此确保油液气体和水流进行二次分离,进入到沉降舱中依靠油液物质自身的密度差异性进行水油分离操作。在操作过程中加热盘管的温度不断提高,会导致液体的温度大幅度增加,此时会增加物质中水分和油液分子结合和碰撞的几率增加,油液水分的密度差异性在物质碰撞过程中,小颗粒油液和小型水滴由于多次碰撞会不断凝聚成大体积水流和油液,因此加速了油液和水分的分离操作,在环境重力的作用下利用油液水分的密度差进行再次分离[1]。

经过多次分离后的油液和水分,会分别进入到水液过滤室,油液过滤室,随后通过管道排出,在分离和原油脱水操作期间,加热盘管通常安装在分离区域内 1.5-2.2m ,只对油液分离界面附近的液体进行加热处理,加热分离器中心位置线以下的水分不会进行加热处理,不仅满足脱水要求又可以减少水分蒸汽的占比量,而分离出的气体物质会携带部分油液上升至雾气捕捉器,油液会根据油膜自身所具有的粘附性作用,将气体环境中的微小颗粒进行分离操作,而气体则会从上面的出口管道排出,完成原油脱水的整个操作流程。

二、高效三相分离技术操作流程

在原油脱水操作流程中,高效三相分离技术通过对设备进行优化操作,在此基础上简化操作流程,确保一台三相分离器正式运行操作后,可以代替至少 4 台传统的分离缓冲设备、一台二阶段加热设备、压力增加泵、电脱水器等实际作用,其中电脱水器代替了 1 台沉设备,此种设备搭配形式,不仅有效简化操作流程,还减少了设备种类,方便原油脱水技术操作和设备管理。

高效三相分离技术在应用时,有效减少了油气物质的基础损耗,因为经过改造后的高效三项分离技术在操作流程上,其作业区域的原油物质需要经过一段加热操作后进入到三相分离器中,从而进行油液气体和水流的分离操作,油液直接进入电脱水器进行沉淀脱水,进入到油液稳定设备,有效抽出油液中所包含的气体与轻烃等相关物质,经过稳定处理后的油液物质会直接进入到油罐中进行储存操作,以此减少油气物质的基础损耗总量。

经过优化处理后的高效三相分离技术,在原油脱水环节中实现了密封集中运输目标,尤其高效三相分离技术所搭配的硬件设备进行分类操作时,需要依靠油液三相分离器所提供的能量,将原油直接输入至稳定装置中,充分利用剩余的能量,为保证技术应用效果,在操作流程中拆除了增压泵,有效节约动力基础消耗。

技术在操作流程中,原油脱水所使用的设备将更改为沉降罐,保证电脱水器利用电力变压器中 40kV 高电压所产生的强电磁场进行脱水操作,所以所使用的控制柜电压通常维持在 320-350V,以此保证正常电压环境下的脱水效果。原油进口通道进入的油液物质含水量较高时,电压指数会大幅度降低,此时电流有所上升,导致控制柜出现过热或断电现象,即便安排专职工作人员也无法有效保证油液出口的含水量符合标准。除此之外,高效三相分离技术所使用的硬件设备,代替了传统的电脱水器所产生的作用,确保油液出口的基础含水量控制在 0.5% 以下,不仅有效节约了人力资源,还节省了电力能量[2]。

三、高效三相分离技术应用策略

(一)问题

1.设备堵塞

从高效三相分离技术应用流程以及设备内部结构运作原理进行综合分析,当混合油液进入到管道后,为了确保油液分布量均匀,要通过油液分布器进入到进液舱。油液分布器从本质上来看是由带有孔洞的不锈钢板所制作,并安装在油液分布器下方15cm 的高扇形通道,当油液分布器或者波纹结构板出现堵塞问题时,油液未经过分离操作后,会通过下面通道进入到沉降舱,影响油液分离效果。设备堵塞问题越严重,原油进过通道后进入沉降舱区域的液体总量则越多,物质分离效果越差,尤其物质经过分离后的水分含油总量随之增加。

2.稠油效果

经过优化和完善后的高效三相分离技术投入使用后,虽然能够对原油脱水进行过滤操作,但是在二区的稠油单独处理和分离效果不佳,其核心原因主要包含以下几个方面,其一,稠油单独处理的药物使用费用较高;其二,水分的基础含油总量、油液含水量普遍较高。

(二)应用策略

结合高效三相分离技术应用标准和操作流程,想要提升技术应用效果,需要额外增加设备清洗环节,以此减少波纹板结构的堵塞问题;每台分离设备内部结构要结合油液自身的使用属性,以此确定分离设备高效运行;选择适合的波纹板材料,有效改进板材结构,降低板材表面上的污渍沉积总量,延长设备的运行时间[3]。

结束语

总之,高效三相分离技术在原油脱水环节中,自动化水平较高、技术处理能力水平高、综合能力强,经过优化和完善后,脱水效果达到99%以上,同时降低了一次隔油罐进口含油量。

参考文献:

[1]章平,陈昌伟,董茂森,等.油水渣三相分离含油污泥减量技术的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2025,45(10):149-151.

[2]祁鸿儒.石油联合站原油脱水工艺优化与控制技术研究[J].当代化工研究,2025,(10):182-184.

[3]郭宇,刘达,杨浩,等.海上某石油平台三相分离器效率优化与评价[J].中国石油和化工标准与质量,2025,45(01):13-15.