В общем виде процесс выглядит так:

1. Газожидкостная смесь поступает в нижнюю часть аппарата и поднимается вверх. После предварительной очистки газ через распределительную решетку попадает в слой насадки. Этот слой дополнительно орошается с целью увеличения эффективности очистки.

2. При контакте газа и жидкости происходит массообмен: газ забирает компоненты из жидкости, мелкие пузырьки газа, оставшиеся в нефти, и уносятся. А жидкость из слоя стекает вниз через трубу в нижнюю часть аппарата.

Результат: На выходе сверху получается очищенный газ, а снизу — дегазированная жидкость.

Насадки – ключевой элемент. Бывают насадки жалюзийные, кольца Рашига, сетчатые насадки, угловые насадки.

• центробежные (гидроциклонные) - это аппарат, в котором разделение фаз (газа, нефти, воды и механических примесей) происходит под действием центробежных сил, многократно превышающих силу гравитации. В нефтяной промышленности он применяется для отделения газа от жидкости, очистки попутного нефтяного газа от капельной жидкости и механических примесей, а также для трёхфазного разделения.

Работа центробежного сепаратора основана на том, что вращающийся поток газожидкостной смеси создаёт центробежное ускорение, под действием которого более тяжёлые компоненты (жидкость, механические примеси) отбрасываются к периферии (стекают вниз и отводится через нижний патрубок), а более лёгкие (газ) концентрируются в центральной осевой зоне (и движутся вверх к верхнему выводному патрубку).

Входная перегородка

Центробежное входное устройство

Лопастной, сетчатый каплеотбойник – предотвращает унос капель жидкости вместе с газом

Антизавехрители -

Эффективность работы отбойных насадок зависит от нескольких факторов, основными из которых являются:

• допустимая скорость набегания газа,

• определенное количество жидкости, поступающей с газом,

• равномерная загрузка насадки по площади ее поперечного сечения.

В конструкциях сепараторов должны предусматриваться элементы, предотвращающие образование пены и гасящие ее, а также снижающие вредное влияние пульсации газожидкостного потока на сепарацию жидкости и газа.

3. Классификация сепарационного оборудования. Достоинства и недостатки отдельных конструкций сепараторов. Контроль качества процесса сепарации. Факторы, влияющие на процесс сепарации.

	Горизонтальные	Вертикальные
Достоинства	Высокая производительность по жидкости Большая поверхность контакта фаз Эффективен при пенообразовании Низкая стоимость	Компактность Эффективен при высоком газосодержащие Низкий риск захлёбывания Лёгкость очистки
Недостатки	Сложность очистки Большая занимаемая площадь Риск захлебывания выше	Высокая стоимость Ограничение по трехфазному разделению Сложность в обсаживании

	Цилиндрические	Сферические
Достоинства	Простота в изготовлении и монтаже ремонтопригодность Высокая эффективность разделения (выше поверхность контакта фаз) Эффективная работа при воздействии осложняющих факторов (пена, песок и др)	Меньше занимают площади Первоначальные капитальные вло­жения на единицу пропускной способности по газу наименьшие
Недостатки	Металлоемкость Большие габариты Большая занимаемая площадь	Трудность в изготовлении Высокая стоимость Применимы для конкретных условий

Работа сепаратора любого типа характеризуется тремя показателями:

• степенью разгазирования нефти или усадкой ее;

• степенью очистки газа, поступающего в газопровод, от капелек нефти;

• степенью очистки нефти, поступающей в товарные резервуары или в нефтепровод, от пузырьков газа.

• Эффективность работы сепаратора в промысловых условиях определяется степенью очистки газа от жидкости и жидкости от газа:

• Метод определения содержания нефти в потоке газа

• Метод измерения концентрации свободного газа в потоке нефти

• Оценка неравновесности системы нефть – газ

На работу любого оборудования, осуществляющего процессы разделения нефтепродукта на фазы, большое влияние оказывают следующие факторы:

1. Физико-химические свойства нефти. В нефтях с большой плотностью, как и в стойких нефтяных эмульсиях, пузырьки газа выделяются от жидкости и поднимаются крайне медленно. Из этого следует, что пропускная способность сепаратора для этих нефтей и эмульсий будет очень низкой, т. е. унос пузырьков газа в сепараторе будет высоким.

2. Производительность сепараторов или скорость подъема уровня нефти в сепараторе. При увеличении производительности растет скорость подъема уровня в сепараторе. Это означает, что относительная скорость всплывания пузырьков газа будет меньше, и сепарация нефти от газа будет плохой. Когда скорость подъема уровня нефти в сепараторе высокая, пузырьки газа, которые имеют малый размер, порядка 0,1 мм и меньше, в результате действия гравитационных сил, возникающих вследствие разности плотностей, не успевают подняться до уровня нефти и уносятся из сепараторов потоком этой нефти. Малые капельки нефти, находящиеся в газовой фазе также не успевают осесть на уровень нефти и увлекаются потоком этого газа за пределы сепаратора. В последнем случае помогают специальные устройства, так называемые каплеотбойные насадки.

3. Давление и температура нефти в сепараторе. С повышением давления в сепараторе растет и плотность газа, а значит, меньше скорость всплытия пузырьков газа в нефти и падения нефтяных капелек в потоке газа. Высокое давление в сепараторах приводит к ухудшению их работы. Температура нефти и газа в сепараторе играет две роли: при увеличении температуры снижается вязкость нефти µ и растет скорость подъема пузырьков газа из нефти, а это приводит к улучшению разделения нефти от газа; с увеличением температуры газовой фазы происходит увеличения вязкости, это означает, что скорость оседания капелек нефти в газе будет уменьшаться, что в следствии увеличит унос капелек нефти за пределы сепаратора.

4. Способность нефти к пенообразованию и ее стойкость к разрушению. Пенообразующие нефти весьма трудно поддаются сепарации. В ряде случаев пены в сепараторах разрушаются механическим способом и реже физико-химическим, используя силикон.

5. Конструктивные элементы внутреннего устройства сепараторов. Большую роль в сепарации играет внутреннее устройство сепаратора. В любых сепараторах предусмотрены разнообразные устройства, повышающие эффективность процессов отделения нефтегазожидкостной смеси.

6. Обводненность нефти. Наличие в нефти воды и возможность получения стойких вязких эмульсий.

4. Методы стабилизации нефти и газового конденсата. Оборудование стабилизации нефти и газового конденсата.

Основные цели стабилизации:

• снижение давления насыщенных паров продукта для безопасного хранения и транспортировки;

• предотвращение потерь ценных углеводородных фракций при испарении;

• обеспечение соответствия товарной продукции требованиям стандартов;

• снижение коррозионной активности и содержания сернистых соединений

Преимущества: сокращает потери нефти от испарения, снижает интенсивность процесса коррозии аппаратуры, оборудования и трубопроводов, а также позволяет получать ценное сырье для нефтехимии. При стабилизации нефти получают широкую фракцию углеводородов от CH4 до C7H16 в зависимости от метода стабилизации.

Стабилизация заключается в отделении С1, С2 и С3 от нефти насколько это возможно и удержанию максимального количества С4, С5 и более тяжелых углеводородов в жидкой фазе.

В основном используют три метода: сепарация, ректификация в колоннах стабилизации и комбинирование ранее указанных методов.

Стабилизация нефти и конденсата сепарацией основывается на уменьшении растворимости низкокипящих углеводородов при понижении давления и повышении температуры. Применяются одно-, двух- и трехступенчатые схемы сепарации. Основной причиной, определяющей количество ступеней в технологической схеме, является процентное содержание низкокипящих углеводородов в природном конденсате. Чем больше содержание данных углеводородов, тем большее число ступеней нужно учитывать, (потому что при увеличении числа ступеней доля отгона на каждой из них уменьшается, а уменьшение доли отгона влечет за собой и уменьшение уноса в газовую фазу целевых углеводородов конденсата. Однако стоит учитывать, что давление на последующей ступени всегда меньше давления на предыдущей.)

Метод стабилизации с использованием ректификации чаще всего применяют при значительных объемах стабилизации газоконденсата и с использованием колонных аппаратов. Данный метод имеет ряд преимуществ:

более четкое разделение сырья.

если применяется технологическая схема с двумя или тремя колоннами, то помимо газов стабилизации и стабильного конденсата можно получить пропан или бутан.