转动式油水分离水力旋流器研究

<正> 引言 水力旋流器早期用于悬浮液的液固分离.与液固分离相比,油水分离要难得多.这主要在于:油水密度差较液固密度差小得多;旋流器内高速旋转流体的剪切力及湍动作用会造成油(水)滴的破碎.这些因素的存在,使其分离效率降低.80年代后,通过对旋流器结构的改进,使其在水脱油方面的分离效率显著提高,旋流器开始走向油水分离的使用阶段。 与水脱油相比,油脱水(如原油脱水)更为困难.其主要原因是在剪切力及湍动作用下,水滴更易破碎,同时,由于油的粘度远高于水的粘度,使水滴的迁移与合并更加困难.因此,水力旋流器用于油脱水,其分离效率仍很低.最近,BP Exploration公司采用 Vortoil预分旋流器将原油含水量降至 20％,再用直流脉冲感应聚结器进行水滴聚结,最后用转动式旋流器将含水量降至0.5％.     

高浓度聚合物驱采出水水质特性及处理技术研究

以大庆油田采油六厂高浓度聚合物试验区中心井采出水为研究对象,室内进行了沉降分离和离心分离技术的研究。研究结果表明：采出水中聚合物浓度增加,使得采出水粘度增加,油珠上浮速度慢,油水分离难度加大,单纯地依靠油水密度差长时间沉降分离很难达到预期的目的;当采出水粘度较大时,采用离心法具有较好的处理效果。     

含硫污水汽提装置中除油措施及应用

对近年来国内典型的除油措施及应用进行了综述.重点介绍了重力沉降技术,根据油、水两相间的密度差或结合破乳剂、增设过滤器、增设分布器及油水分离器,在重力作用下进行分离,尤其对浮油处理效果显著;旋流分离技术,基于离心分离的原理,适用于污染源油的控制;罐中罐技术,运用水力旋液离心分离的方法进行油、水、固三相分离,具有较高的除油能力和缓冲能力.     

聚碳酸酯洗涤分离工艺改造

对聚碳酸酯洗涤工艺的油水分离过程进行了实验研究,研究了温度、搅拌速度、油相聚碳酸酯质量分数和水油体积比对分离快慢的影响,得出水油体积比是影响油水分离快慢的关键因素。通过测定乳液电导率的方法得出3种聚碳酸酯乳液由油包水型转变成水包油型的水油体积比,即反应完物料相转变水油体积比为0.5,酸洗和水洗完物料均为0.6,对中试装置采样分析进行了验证。通过间歇沉降实验计算得到反应完物料、酸洗和水洗完物料中油滴的Sauter平均粒径为208、301和330μm。采用斯托克斯自由沉降公式计算出液液分离器大小。为了强化分离,增加了斜板分离构件,并用流体力学软件进行参数优化。设计了3台液液静态分离器加2台离心机工艺,对原有5台离心机中试装置进行了改造,通过了72 h连续运转考察,结果表明新工艺能满足洗涤质量要求,节省了设备费用和操作费用。     

油水分离器内部构件间距对流场的影响

在重力式油水分离器中，内部构件的位置不同也会显著影响着内部流场的特性。通过改变布液板与整流板的相对位置，定义布液板与整流板之间的相对距离为L，对L为100、400、750 mm条件下重力式油水分离器的内部流场进行对比，分析其流场特性以及分离效率。结果表明：当布液板与整流板距离较近时更有利于优化内部流形，增加预分离的效果；随着两者之间的距离增加，内部湍流的情况也越加明显；且随着布液板与整流板的距离增加，出口处水相的分离效率会得到明显提高。     

水平管稠油水环输送稳定性数值研究

流动稳定性问题是稠油水环输送的难点。使用CFD软件,从油水密度差、黏度差、油水两相速度几个因素出发展开研究。模拟结果表明,缩小油水密度差会减小压降梯度降低偏心率增加输油效率η,η最高可达11.54;油相黏度的增加虽然会增加压降梯度但输油效率会提高,η最高可达92.47。变水速情况下,水速过小会形成大压降的分层流,稳定水环形成后水速过大会增大管输总流量减小输油效率;变油速情况,油速增长会增加压降梯度,输油效率存在峰值,存在最优速度范围。     

三相卧螺离心机设计分析及结构参数对分离效果的影响

首先提出了用于油水砂分离的三相螺旋沉降式离心机两种结构模型。通过CFD数值计算发现,带有轴向管法兰的三相卧螺离心机结构模型存在一定的缺陷,即管法兰上有堵砂的情况出现且分离效率较低。通过改进设计,可调溢流挡板的三相卧螺离心机结构模型是可取的。该模型有较高的油相回收率,且固相也相对较干燥,适用于油水固三相分离。该模型还具有水与油砂分离、油水与砂分离或油与水砂分离等几种不同的排液方式。对此三相卧螺离心机加工制造,搭建实验平台,通过实验研究发现,此种结构的三相卧螺离心机对油相的分离效率较高,挡板圆弧中心到转鼓中心轴的距离对分离效率有着不同的影响。     

重力式除油罐除油效果影响因素数值模拟研究

不同物性参数的待处理水质会对除油罐的除油效果造成不同程度的影响。针对此问题,采用CFD的专业分析软件Fluent模拟了除油罐内部不同的油水性质流体的流场分布。把除油罐的集水口处油相浓度与进水口处油相浓度的比值作为除油率,来衡量除油罐除油效果的优劣。通过比较不同油滴粒径、水相粘度、油相粘度、沉降时间下油水混合物的水相浓度曲线和除油率来衡量除油罐对油水混合物的分离效果,得出在一定范围内,油水混合物的油滴粒径越大、水相粘度越低、沉降时间越长,除油罐的除油率越高。     

稠油脱水效率影响因素的分析研究

本文以斯托克斯定律作为理论基础,系统研究了提高稠油脱水效率的影响因素。通过采用加热、掺稀油、加破乳剂三种方式,研究了稠油黏性、油水密度差、水滴直径对稠油脱水效率的影响规律。实验结果表明:降低稠油黏性、提高油水密度差、增大水滴直径对提高稠油脱水效率有重要影响,可以显著提高联合站稠油脱水效率、原油处理水平。     

破乳剂应用与联合站集输工艺运行影响因素分析

在原油处理相关工艺中,采用破乳剂进行原油处理,作用原理是原油和破乳剂相互发生了一定的化学反应,使水油界面具有的稳定性遭到破坏,从而达到水油物质达到状态上的分离。然后再利用水物质和油物质之间不同密度值以及重力效果,使其在沉降罐设备中完成沉降处理,最终达到水和原油彻底分离的目标。本文主要探讨破乳剂的应用,并联合站集输工艺运行的相关影响因素进行分析。     

利用二氧化碳驱油技术提高采收率

在驱油过程中,二氧化碳与水和油的相界面处会发生传质扩散,使得二氧化碳溶于水或油,溶于水后可使的水的粘度增加,运移性能提高,溶于油后会使得原油体积膨胀,粘度降低,从而降低油水界面张力,而且,传质速度越快,越有利于降低油水界面张力,进而增加原油采收率,提高洗油效率和收集残余油效率,对以后的油气田开发均有较大的意义。     

T型管油水分离特性数值模拟

采用Mixture多相流模型研究T型管内油水两相流动特性,研究了入口含油率、出口分流比、入口速度、支管段长度、主管出口段长度等因素对T型管分离效率的影响.结果表明,支管与主管连接处存在油相聚集及油水分离现象,其中主管油相聚集主要由重力分层导致,而支管油相聚集主要是密度差导致的离心分离.入口位置含油率对T型管的分离效率影响大,随入口含油率增大,T型管的分离效率降低,T型管适用于含油率较低的油水混合物的分离.支管分流比越大,T型管分离效率越高,生产现场可考虑在主管出口段采取节流措施以提高T型管的分离效率.T型管分离效率对支管段及主管出口段长度不敏感,T型管可仅按制造安装要求设计.     

聚结技术及其乳化油水分离性能

聚结分离是一种利用油、水两相对材料浸润性的不同而实现乳化液滴聚结长大并最终通过重力沉降实现油水分离的物理方法,这种方法结构可控性好、分离效率高、运行成本低,是乳化油水分离领域的研究热点。本文首先对聚结分离方法进行详细阐述,介绍了聚结分离原理和影响因素;总结了近年来国内外学者对聚结材料表面改性和修饰等方面的研究。通过调控聚结材料的表面具有特殊浸润性,可显著提高油水分离效率;系统介绍聚结分离器的分类及其应用。最后阐述了聚结分离技术在石油化工领域的应用。本文对聚结分离技术进行展望,指出可以进一步研究实际液滴聚结过程和分离效果影响因素,应深入研究分离器在乳化油水分离过程中液滴聚结行为、机理、控制机制将是研究的重点。     

油田高含聚采出水水质特性及其处理技术研究

与常规聚驱采出水相比,高含聚采出水中聚合物浓度较高,粘度较大,Zeta电位电负值较高,小油珠所占比例较大,乳化程度较高,使得高含聚采出水油水分离难度远远高于常规聚驱采出水。高含聚采出水经过24h静沉,水中残余含油量能达到过滤单元进水要求;高含聚采出水中悬浮固体随着沉降时间的延长呈现忽高忽低的交替变化,仅仅通过单一沉降方式,其去除率不高;通过引入气浮的方式,能大大缩短油水分离时间,有效提高高含聚采出水油水分离效率;离心分离技术能在很短的时间内实现油、水、固三相的有效分离,并达到聚驱高渗透回注水指标要求。     

液液分离旋流器在储油罐清洗中的应用

储油罐需要定期进行开放检查、修理,对储油罐进行清罐,去除油罐底部的淤渣以及罐壁上的凝油和凝蜡。清罐的主要方法为机械清罐法,分为同质油清洗和热水清洗两个步骤。在罐清洗的过程中,使用液液分离旋流器进行轻重油及油水两相的分离,使轻质油和水能够循环使用,提高储罐清洗的效率的同时,降低了储罐清洗成本。通过现场试验可知,液液分离旋流器对原油的分离效果较好,底流与溢流的比重可达到0.03g/cm~3左右;对于油水分离,分离出底流与溢流比重差亦可达到0.03g/cm~3,底流与溢流粘度差在40mpa·s以上,应用效果较好。     

重力油水分离器分离效果的实验研究

通过实验分析了影响重力油水分离器分离效果的因素,实验结果表明:入口流速越低,油滴粒径越大,油水分离效果越好;聚结构件对重力油水分离器分离效果具有明显影响,平行蛇形板构件和平行波纹板构件更有利于提高油水分离效率;本实验采用平行蛇形板构件或平行波纹板构件,在入口流速为0.5m/s、搅拌转速为200r/min的条件下,水出口含油量低于0.5%,油出口含油率接近50%,具有良好的油水分离效果。     

油气水三相分离器及其应用

实现油、水、气三相有效分离是油田油水分离和油气集输处理的关键技术,而三相分离器的型式和内部结构是油田油水分离和油气集输处理的关键.介绍了重力式分离、电脱水分离和气浮分离的工作原理和典型设备的主要结构,并阐述了这些设备在沙特油田项目中的组合应用情况.     

稠油重力驱过程中渗流速度的影响因素分析

我国稠油资源丰富,但由于稠油的特殊物理性质使其开发及其困难。以重力泄水辅助蒸汽驱和稠油驱泄复合开发技术为基础,采用计算流体动力学软件ANYSY CFX计算分析油层的倾斜角度和油层厚度及原油密度对油(水)渗流速度的影响。研究表明:稠油重力驱过程中,当油层倾斜角度在40o与60o之间时油水的渗流速度减小较快。油层高度在15 m与25 m之间时,水的渗流速度增长较快,并且密度对于两相的渗流速度也有较大的影响。取得研究成果为稠油重力驱渗流研究提供借鉴。     

含聚结构件油水分离器性能研究

由沉降和聚结机理可知选取适当的聚结构件可增加油水乳状液的粒径,加快沉降速度,从而提高分离器性能.今设计了一种含聚结构件的分离器,在长为1800 mm,内径为384 mm的重力式分离器内安装入口构件和聚结板,通过测量不同流速和工况条件下四种聚结板对油水乳状液的粒径质量分离效率,研究分离器性能.结果表明,倒T型入口构件可有效减少分离器流场中的回流和二次涡流,还引入了重力消能和水洗作用.聚结板可显著提高油水分离效率,在流量较大的时候,聚结板分离效果下降,出现对粒径选择性的单一分离作用.聚结板的结构和材质对液滴的聚结沉降影响很大,应根据工况和处理条件进行合理选择.     

重力油水分离技术研究进展

重力油水分离是分离水中油的一种物理方法,同其他分离技术相比,重力分离过程具有不需外加动力、装置制造成本和运行费用低、维护简便、大规模推广容易、回收的油可再利用等优点.作者重点介绍了重力油水分离技术的基本原理和特点,阐述了重力油水分离技术装备研究的进展状况,并讨论了重力油水分离技术的发展方向.