原油和天然气的分离
第三章原油和天然气的分离地层中的石油到达井口并继而沿出油管
第三章 原油和天然气的分离地层中的石油到达井口并继而沿出油管、集油管流动时；根据其组成、压力和温度条件，形成了油气共存混合物。
为了满足油井产品计量、矿场加工、储存和长距离输送的需要，必须将它们按液体和气体分开，成为通常所说的原油和天然气，这就是油气分离。
组成一定的油气混合物在某一压力和温度下，只要油气充分接触，接触时间很长，就会形成一定比例和组成的液相和汽相，这种现象称为平衡分离。
平衡分离是一个自发过程。
把平衡分离所得的原油和天然气分开并用不同的管线分别输送，称为机械分离。
原油和天然气的分离作业就包括上述两方面的内容。
第一节 原油和天然气的相平衡石油是一种极其复杂的烃类和非烃类的混合物。
人们已从石油中提炼出200多种纯化合物。
限于技术上的困难，石油中到底有多少种化合物目前还说不清楚。
石油中所含的烃类主要有：(1)正构烷烃(22n n C H +)；(2)异构烷烃(22n n i C H +-)；(3)环烷烃(2n n C H )；(4)芳香烃(26n n C H -)。
石油中的非烃类主要有氧、氮、硫的化合物以及胶质沥青质。
石油分离所得的天然气中常含有二氧化碳、硫化氢、氮、氦、水蒸气等杂质，原油中常含有水、砂和各种盐类。
不同油田的石油在组成上有很大差异，同一油田、不同油层和油藏所产石油的组成亦有差别，即使同一口油井，在不同的开采阶段，石油组成亦有变化。
但在一段不太长的时期内，同一口油井产物的组成可看作是不变的，因而从油井井口不断流出的石油可作为有固定组成的多元体系加以研究。
一元或任何固定组成的多元体系，在一定温度和压力的条件下，将以一定状态存在。
体系或为液相，或为气相，或为汽液两相处于平衡状态而存在。
要了解油气混合物体系在不同条件下处于什么状态，性质如何，应从相特性着手进行研究。
一、烃系的相特性(一)一元(纯化合物)体系的相特性纯化合物的蒸气压力曲线可以相当充分地说明一元体系的相特性。
图3-1为纯烃的蒸气压力曲线，在曲线左上方的条件下体系内为单一液相，右下方为单一的气相，只有压力和温度条件处于曲线上任一点时，体系内才存在汽液两相。
原油处理流程
原油处理流程原油处理是指将从油田开采出来的原油经过一系列物理、化学和工艺处理，去除杂质和不纯物质，提炼出各种石油产品的过程。
原油处理流程一般包括原油分离、脱水、脱盐、脱硫、脱氮、脱气、裂化、重整等环节。
下面将对原油处理流程进行详细介绍。
首先，原油分离是指将从油田开采出来的原油中的天然气、水和油进行分离。
这一过程通常通过采用分离罐或离心机等设备来实现。
分离后的天然气可以用于燃料或化工原料，水则需要进一步处理，而油则进入下一步的脱水环节。
其次，脱水是指去除原油中的水分。
水分会影响原油的质量，降低炼油的效率，甚至对设备造成腐蚀。
脱水通常采用加热和离心分离的方法，将原油中的水分去除，得到干净的原油。
接下来是脱盐环节，原油中含有盐分，如果不去除会对炼油设备造成腐蚀，影响炼油效果。
脱盐通常采用电沉积或化学方法，将原油中的盐分去除，得到低盐度的原油。
脱硫、脱氮和脱气是为了去除原油中的硫、氮和气体。
这些杂质会影响石油产品的质量和环保要求，因此需要进行去除。
脱硫一般采用加氢脱硫或吸附脱硫的方法，脱氮和脱气则采用吸附或膜分离等方法。
此外，裂化和重整是为了提炼出更多高附加值的产品。
裂化是指将重质原油裂解成轻质产品的过程，主要产出汽油和石脑油等产品；而重整是通过催化剂的作用，将低质量的烃类分子重新排列成高质量的产品，如汽油和航空燃料等。
总的来说，原油处理流程是一个复杂的过程，需要经过多个环节的处理，才能得到各种石油产品。
通过对原油进行分离、脱水、脱盐、脱硫、脱氮、脱气、裂化和重整等环节的处理，可以得到高质量的石油产品，满足市场需求和环保要求。
油气集输的工艺流程及处理工艺分析
油气集输的工艺流程及处理工艺分析摘要：在油田的加工过程中，原油和天然气是一种混合物，只有经过有效的分离，才能得到标准的原油和天然气。
通过对该工艺的不断优化，在油气集输过程中，我们应尽量降低投资，提高其处理效益，推动油田的平稳发展。
关键词：油气集输；工艺流程；处理方法前言为提高原油产量，优化原油集输、处理工艺，使原油水分的分离得到更好的利用。
通过优化油气集输工艺技术，可以充分利用高效油气水分离技术的优点，改善石油天然气水处理的质量，确保油气集输工艺的顺利实施，实现油田的最优输出。
一、油气集输的相关介绍（一）原油脱水从油井中提取出来的石油一般都有一定的湿气，如果含水量过高，就会影响到储运工作，造成很大的浪费，而且会消耗更多的设备;从含水量的角度来看，大多数是含盐的，这样会对设备和容器造成更大的腐蚀。
在炼油过程中，将水和原油一起加热，会引起水的蒸发和膨胀，使其压力增大，对正常的生产和产品质量都会有很大的影响，甚至会发生爆炸。
因此，在进行原油外运前，我们必须进行脱水操作。
（二）原油脱气通过下面的两个装置，即分离机和稳定器，将轻烃成分分离出来，这个过程就是原油的脱气。
符合有关规定的原油，经纯化后，含水量不能超过0.5%，1吨含气的原油不能超过1立方米。
当原油靠近井口的时候，随着压力和温度的变化，会形成一种气体和液体。
为了满足多个操作的要求，例如加工和储存，需要用不同的管道将气体和液体分开，这个过程称为物理和机械分离。
它是石油和天然气分离的高效装置。
即使是对于石油、天然气和泥沙，也能起到很好的作用。
按其形状，又可分为许多种，例如比较常用的垂直型分离机。
使气体产生汽化现象，使之与原油分离，就叫做原油稳定，使之与高压力组分分离，降低压力，从而达到原油的稳定性。
通常，它是最后一道加工工艺，当它达到了稳定状态，才能生产出商品油。
从国内原油的稳定性角度来看，主要是从C1到C4的分离，在稳定后，原油的蒸汽压力要低于这一区域的0.7倍，约0.071 MPa。
石油天然气厂处理厂标准
石油天然气厂处理厂标准石油和天然气处理厂是用来提取、精炼和加工原油和天然气的工业设施。
在石油和天然气行业中，处理厂的标准起着至关重要的作用，它们确保了生产的安全和环保，并保证产品的质量。
本文将介绍石油和天然气厂处理厂标准的重要性，以及一些常见的标准内容。
石油和天然气厂处理厂标准的重要性石油和天然气是世界上最重要的能源来源之一，其在许多领域都有广泛的应用。
在石油和天然气的生产过程中，处理厂起着关键作用，对原油和天然气进行处理、分离和提纯。
处理厂的设备和工艺必须符合一定的标准，以确保安全、高效和环保的生产。
首先，处理厂标准确保了生产过程的安全性。
石油和天然气是易燃易爆的化学物质，处理厂中的设备必须能够处理和控制这些危险品。
标准规定了必要的安全措施和设备，如防爆设备、防火设备和泄漏控制系统，以确保在生产过程中的安全防护。
其次，处理厂标准保证了生产过程的环保性。
石油和天然气的提取和加工过程往往会产生大量的废水、废气和固体废物。
标准规定了处理厂必须采取的环境保护措施，如废水处理系统、废气净化系统和固体废物处理设施，以确保将污染物的排放降到最低。
最后，处理厂标准保证了产品的质量。
石油和天然气是重要的能源原料，其质量直接影响到炼油、化工等行业的生产效率和产品质量。
标准规定了处理厂必须采用的工艺和设备，以确保产品达到一定的质量指标，如石油的API重度、天然气的热值等。
常见的石油和天然气厂处理厂标准1.设备标准：处理厂的设备必须符合一定的标准，如ASME标准和API标准。
这些标准规定了设备的材料、制造工艺和设计参数，以确保其安全和可靠。
2.工艺标准：处理厂的工艺必须符合一定的标准，如ISO标准和ASTM标准。
这些标准规定了原油和天然气的处理、分离和提纯工艺，以确保产品质量和生产效率。
3.安全标准：处理厂的安全必须符合一定的标准，如OSHA标准和NFPA标准。
这些标准规定了处理厂必须采取的安全措施和设备，以确保生产过程的安全防护。
原油脱水
综合型卧式三相分离器
离心式分离器
优点：占空间小， 优点：占空间小，效率高 缺点： 油气混合物流速对 缺点 ： 分离效果很敏感， 分离效果很敏感 ， 有较大 的压力降， 的压力降 ， 油田上用的不 多 ， 但常用其原理作重力 式分离器的入口分流器。 式分离器的入口分流器。
2 原油处理
目前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发 方式开采石油。 方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有大量 的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原油的90% 的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原油的 以上需进行脱水。 以上需进行脱水。 对原油进行脱水、 脱盐、 脱除泥砂等机械杂质， 对原油进行脱水 、 脱盐 、 脱除泥砂等机械杂质 ， 使之成为合格商品原油的过程——原油处理，国内常 原油处理， 使之成为合格商品原油的过程 原油处理 称原油脱水。 称原油脱水。
2、重力沉降脱水 、
含水原油经破乳后， 含水原油经破乳后， 需把原油同游离水、 需把原油同游离水、杂 质等分开。 质等分开。在沉降罐中 主要依靠油水密度差产 生的下部水层的清洗作 用和上部原油中水滴的 沉降作用使油水分离， 沉降作用使油水分离， 此过程在油田常被称作 一段脱水。 一段脱水。
3、电脱水 、
原油处理的目的
满足商品原油水含量、 满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家 标准
含水要求： 0.5％～ ％ ％～2.0％ 含水要求： 我国 ％～ 0.1％～ ％，多数为 ％ ％～3.0％，多数为0.2％ 国际上 ％～ ％，多数为 原油允许含水量与原油密度有关： 原油允许含水量与原油密度有关：密度大脱水难度 原油，允许水含量略高。 高的 原油，允许水含量略高。 含盐量的要求：我国绝大部分油田原油含盐量不高， 含盐量的要求：我国绝大部分油田原油含盐量不高， 品原油含盐量无明确要求， 商 品原油含盐量无明确要求，一般不进行专门的脱 盐处理。 盐处理。
石油钻采分离器的表面张力效应及其对分离性能的影响
石油钻采分离器的表面张力效应及其对分离性能的影响石油钻采分离器（Oil Well Drilling Separator）是一种用于石油钻采过程中分离天然气和原油的关键设备。
表面张力是指液体表面对内部各分子间的相互作用力，它在石油钻采分离过程中扮演着重要的角色。
本文将重点探讨石油钻采分离器的表面张力效应以及它对分离性能的影响。
表面张力是分离过程中需要考虑的重要参数之一。
在石油钻采分离过程中，油水混相和气液混相均存在。
油水混相的表面张力主要取决于原油和水的相互作用，而气液混相的表面张力则取决于天然气和原油的相互作用。
表面张力的大小影响分离器中油水和天然气的分离效果。
首先，表面张力能够影响油水的分离效果。
在石油钻采分离器中，通过利用油水的密度差异和表面张力作用，实现油水的分离。
较大的表面张力会使得油水界面上的液膜变薄，从而加快油水的分离速度。
此外，较大的表面张力还能够提高分离器的分离效率，减少残余油含量。
因此，分离器中使用具有较大表面张力的表面活性剂可以提高石油钻采过程中的分离性能。
其次，表面张力也对天然气和原油之间的分离效果产生影响。
表面张力越大，气液界面的压降也就越大。
这使得气泡在悬浮液中的上升速度增加，从而提高气液分离的效果。
当表面张力较小时，气泡上升速度减慢，容易形成漩涡和涡流，降低了分离效果。
因此，在设计石油钻采分离器时，需要合理选择液体的表面张力。
另外，表面张力还能够影响油水和气液界面的润湿性。
液体分子在气体表面上的润湿性是液滴或液膜持续存在的重要因素。
较大的表面张力能够使液体形成完全的润湿性，从而形成更稳定的界面，提高分离效果。
反之，较小的表面张力则会减少润湿性，导致液滴或液膜断裂，影响分离器的运行效率。
此外，分离器内部的流体流动情况也会受到表面张力的影响。
较大的表面张力会降低流体粘附在分离器壁上的能力，从而减少分离器内部的沉积物和垃圾，保持设备的清洁性能。
这对于分离器的正常运行和延长使用寿命非常重要。
石油开采中的油气分离技术
石油开采中的油气分离技术石油是目前全球主要能源来源之一，而其开采过程中的油气分离技术对于石油产业的高效运作至关重要。
油气分离技术是指将油气混合物中的原油和天然气分离开来的过程。
本文将介绍石油开采中常用的油气分离技术以及其原理和应用。
1. 重力分离法重力分离法是石油开采中最常用的油气分离技术之一。
它基于原油的密度比天然气大的特性，通过重力的作用使得油和气逐渐分离。
这种技术简便易行，效果显著。
2. 压力分离法压力分离法是通过调整油气的压力来实现分离的技术。
在分离器内增加压力，使得原油中的天然气从溶解态转变为气体态，从而促使分离过程的进行。
压力分离法适用于原油中涉及较少液态组分的情况。
3. 温度分离法温度分离法利用原油和天然气之间的不同蒸发温度来进行分离。
通过控制温度的变化，使得原油中的天然气蒸发出来，从而分离两者。
这种技术需要较为精确的温度控制和设备支持，但分离效果较好。
4. 补充设备为了进一步提高油气分离的效果，石油开采中还常用一些补充设备，如分离器、旋流器和分子筛等。
这些设备能够进一步改善油气的分离程度，提高石油开采的效率和产量。
5. 油气分离技术的应用在石油开采过程中，油气分离技术广泛应用于石油井、油田和炼油厂等环节。
在油井中，油气分离技术能够实现原油中天然气的分离，使得原油更加纯净，减少含气油的产生量。
在油田中，分离技术能够对来自不同井口的原油和天然气进行分开处理，以便后续的输送和利用。
在炼油厂中，分离技术则能够对原油进行初步分离，进一步提取出更高价值的石化产品。
总结：石油开采中的油气分离技术对于石油产业的高效运作起着至关重要的作用。
重力分离法、压力分离法和温度分离法是常用的分离技术方法，分别通过重力、压力和温度变化实现油气的分离。
此外，补充设备如分离器、旋流器和分子筛等，能够进一步提高分离效果。
这些油气分离技术广泛应用于石油井、油田和炼油厂等环节，为石油的开采和加工提供了有效的技术支持。
通过不断的技术创新和进步，油气分离技术将进一步提高石油产量和质量，推动石油产业的可持续发展。
油田集输工艺存在问题与解决对策
油田集输工艺存在问题与解决对策在石油开采过程中，油气集输承担的任务主要是初步加工、采集、运输以及存储开采出的天然气以及原油。
现有的集输工艺能够实现原油和天然气的分开处理，将检验合格的原油送到油库进行储存，而天然气则被输送至天然气处理厂进行深加工。
其实在这个过程中本身存在着一定的危险性，因此其安全生产的问题也就成为了社会关注的焦点。
这就是我们探究集输工艺的意义所在，也只有这样才能够保证石油资源开采的稳定性。
标签：油田;集输;工艺;探讨稳定、输送、脱水是油田集输作业中非常关键的环节，集输系统在油田开采中发挥着不可或缺的作用，现阶段油田采出液的含水率正在不断增加，这在无形中增加了吨油生产的能耗以及成本，企业要想保障自身的经济效益，就必须对油田集输系统进行革新研究。
只有实现集输新工艺，才能够实现节能减排，在这之前相关工作人员要解决好油田集输工艺中存在的问题，以此为切入点逐步完善日常工作。
1.油气集输行业的发展趋势1.1原油集输工艺该集输工艺主要包括加热工艺、单井集中计量工艺、多级布站工艺以及单双管集油工艺等等，主要应用于蜡含量较高的油田之中。
这其中最为典型的是华北油田以及辽河油田。
西方国家应对这类蜡含量较高的油田时，通常会在原有加热工艺的基础上添加一些化学药剂。
如此便能够有效的降低原油的粘度，在之后的单管集输工艺中，这有助于增加其可靠性。
现如今国内大部分油田已经进入了高含水后期，油田集输工艺也应该适应这一趋势，既要在现有基础上简化工艺流程，又需要完善常温以及低温状态下的集输作业。
1.2油气水多相混输工艺油气水多相混输工艺主要应用于长距离油气集输作业，该工艺仍属于较为先进的集输工艺，目前也只是应用在了西方发达国家的石油开采行业之中。
早在上个世纪八十年代，英国、德国以及法国就已经展开了这方面的研究，相关研究证明，实现油气水多相混输的关键在于将电热技术应用到集输过程之中。
该工艺的应用对简化集输流程，降低集输成本有着非常重要的意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
8
d 2w2g
8
将上式两边同乘以 gg2，并使R＝F：
F g
2 g
d
2
w2
2 g
2 g
Re2
d 3 6
l g
g
g
2 g
Re2
Ar
d3
l
g
2 g
g g
Ar Re2
6
2019/10/25
17
Ar与Re的关系
Le h wg w
2019/10/25
19
（二）气体允许流速和处理量
气体在分离器内的允许流速与油滴的沉降 速度有关。而油滴沉降速度又与油滴直径有 关。油滴直径越小，沉降速度越慢，要使较 小直径的油滴在重力沉降部分沉至集液部分， 以获得较低的气体带液率，就必须降低气体 在重力沉降部分的流速，即：在一定气体处 理量下，必须加大分离器的直径或增加卧式 分离器的有效沉降长度，这样，金属耗量和 制造成本就会增加。
1.卧式分离器
1-油气混合物入口；2-入口分流器；3-重力沉降部分；4-除雾器；5-压力控制阀；
6-气体出口；7-原油出口控制阀；8-原油出口；9-集液部分；10-排污口
2019/10/25
2
第一节 油气两相分离器
2.立式分离器
1-油气混合物入口；2-入口分流器； 3-除雾器；4-压力控制阀；
紊流区：w
1.74
gd
l g
Newton公式
g
2019/10/25
15
油滴流态的判断
d1是层流变为过渡流时的液滴直径，d2是过渡 流变为紊流时的液滴直径。
w1d1g 2
g
பைடு நூலகம்
w1
2g d1 g
d12 g l g 18 g
13
各流态区 Re 关系
2019/10/25
14
各流态区沉降速度公式
层流区：w d 2g l g Stokes公式
18g
过渡区： w
0.153g 0.714d1.143 l
0.428 0.286
g
g
g
0.714
Allen公式
0.5
2019/10/25
20
气体允许流速的确定：
F d 3 6
l g
g
油滴在气体中所受阻力：
R
d 2
4
w2 2
g
油滴做匀速运动时，F=R，即：
d 3 6
l g
g
d 2
4
w2 2
g
w
4gd l g
3g
2019/10/25
12
阻力系数与雷诺数的关系
2019/10/25
图4-6（P220)
5-气体出口；6-重力沉降部分； 7-集液部分；8-出液阀；9-液相出口
2019/10/25
3
第一节 油气两相分离器
3．分离器基本组成 ①入口流器； ②重力沉降区； ③集液区； ④捕雾器； ⑤压力、液位控制； ⑥安全防护部件
2019/10/25
4
4.立、卧式分离器的比较
卧式优点：
• 气中油滴易沉降，气体处理量大，处理成本低， 适于气油比较高的混合物
• 油滴为球形，在沉降过程中即不 能破碎，也不与其它油滴合并
• 油滴与油滴，油滴与分离器壁以 及与其它构件间无相互作用力
• 气体的流动是稳定的，截面上任 意点流速不随时间而变化
• 作用在油滴上各种力的合力为零， 油滴匀速沉降
2019/10/25
11
油滴的匀速沉降速度的推导
油滴在气体中所受的重力为：
第一节 油气两相分离器
一、分离器类型和对分离器要求 （一）分离器类型 外形:球形和卧式双筒体分离器 功能:油气两相分离器、油气水三相分离器、
涤气器、闪蒸罐、分液器 工作压力：真空、低压、中压、高压 工作温度：常温和低温分离器 能量：重力式、离心式和混合式
2019/10/25
1
第一节 油气两相分离器
• 气液界面大，有较好的油气分离效果
• 安装、制造、维修方便，可以作成撬装式
立式优点：
• 占地少，适用于海洋采油
• 适合于处理含固体杂质较多的油气混合物，可 以在底部设置排污口定期排放和清除固体杂质
• 液位控制灵敏 2019/10/25
5
6.其他形式的分离器
1）离心式分离器
优点：占空间小，效率高。
1.要求
• 接近气液平衡的程度l ,g • 机械分离效果 kl , kg • 气体允许最大流速
l
Gl1 Gl 2 Gl1
100%
g
Gg2 Gg1 Gg 2
100%
• 原油在分离器中的停留时间
2019/10/25
8
第一节 油气两相分离器
2．影响分离性能的因素 ① 油气最大、最小和平均流量； ② 分离压力和温度； ③ 油气混合物进入分离器时形成段塞流的倾向； ④ 油气物性； ⑤ 原油发泡倾向； ⑥ 砂、铁锈等固体杂质含量； ⑦ 油气混合物的腐蚀性等。
掌握影响分离性能的各种基础资料是设计分离器的前提。
2019/10/25
9
分离器的工艺计算
二、从气体中分出油滴
从气体分出油滴的计算，使流出分离 器的气体含油量不超过规定的气体带 液率
从原油中分出气泡的计算，使原油含 气量不超过规定的液体带气率
2019/10/25
10
油滴的匀速沉降速度的假设条件
1
d1
3.3
g
g
2 g
l g
3
2019/10/25
当d<d1时为层流，d>d1时为过渡流或紊流。
1
d2
43.5
g
g
2 g
l g
3
d>d2时为紊流，d1<d<d2为过渡流
16
沉降速度的其它形式
R
d 2
4
w2 2
g
2019/10/25
18
（二）气体允许流速和处理量
1.油滴沉降速度法
在立式分离器中，气流方向与油滴沉降速度方向相反。 油滴能沉降的必要条件是：油滴的沉降速度必须大于气 体流速，即：
w>wg
在卧式分离器中，气体流向与油滴沉
降方向相垂直，油滴能沉降至集液部分的 必要条件是：油滴沉降至集液部分所需的 时间应小于油滴随气体流过重力沉降部分 所需的时间，即：
缺点：油气混合物流速对分离效果很敏感，有
较大的压力降，油田上用的不多，但常用其原
2019/10/25 理作重力式分离器的入口分流器。
6
第一节 油气两相分离器 2）过滤式分离器
1-头盖；2-入口分离室；3-气体入口；4-滤管；5-捕雾器；6-气体出口；7-集液器
2019/10/25
7
（二）对分离器要求