分离器结构及原理

2.2 三相分离器
2.2.2 卧式三相分离器内部结构
气液混合流体经气液进口进入 分离器进行基本相分离，气体进 入气体通道并经过整流器和重力 沉降，分离出液滴；液体进入液 体空间分离出气泡后油向上流动、 水向下流动得以分离，气体在离 开分离器之前经捕雾器除去小液 滴后从出气口流出，油从顶部经 过溢流隔板进入油槽并从出油口 流出，水经溢流档板进入水槽并 从排水口流出。
立式分离器
2.1 两相分离器
2.1.1.卧式两相分离器基本结构及工作过程
气液混合流体经气液进 口进入分离器进行基本相分 离，气体进入气体通道进行 重力沉降分离出液滴，液体 进入液体空间分离出气泡和 固体杂质，气体在离开分离 器之前经捕雾器除去小液滴 后从出气口流出，液体从出 液口流出。
2.1 两相分离器
CD—气流携带系数，无因次。
通过以上公式可计算出颗粒的沉降速度w的值。
第四节
分离设备的工艺计算
4.1.2 气流携带系数CD的确定
气流携带系数与流态有关，不同的流态区域内气流携带系数数值也不一 样。各区域的范围和相应的关系可查表得到。
Re2: 2Re500: 500Re2105: Re2105:
一般方程式：
4 d L g g w 3 g CD
2
a CD n Re
Re
wd g

1. 当颗粒直径不大于（20~80）10-6m，且雷诺数Re2时，n=1，a=24，则以上方程
变为下列式：
w
d 2 L g g 18
第四节
分离设备的工艺计算
2. 当颗粒直径小于（300~800）10-6m，且雷诺数2<Re500时，n=0.6， a=18.51，则以上方程变为下列式：
v w F0
0.75 ~ 0.8

4
D2 Q F 0 w 4Q v Q m3 / s
F0 v Q D
Qg Nm3 / d
PQ P0Qg ZT Z 0T0 Q 86400 Qg 0.101325 TZ P 293
0.5
将以上公式制为图表便可得下图，通过此图，可查得在不同压力下，水 滴的沉降速度w与其直径d的关系。
第 四 节 分 离 设 备 的 工 艺 计 算
10 8 6 5 4 3 2 1.5 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.15 0.1 0.08 0.06 0.05 0.04 0.03 4
w
0.153d
1.14

L g
0.71
g 0.71
0.29 0.43 g
3. 当颗粒直径大于（300~800）10-6m，且雷诺数500<Re<1500时， CD=0.44，则以上方程变为下列式：
d L g g w 1.74 g
第三节
分离器的检验标准
3.3 我国规定的分离器工作标准：
K 0.5cm 3 / m 3 气 S 0.05cm 3 / m 3 液
第四节
分离设备的工艺计算
4.1 两相分离理论
4.1.1 颗粒的沉降

假设

颗粒在分离器中的运动速度
为常数：重力等于阻力

颗粒为球形，大小不变
计算公式 G=A+R
利用液体和气、 固做旋转运动时所受 到的离心力不同来实 现分离
分离器
过滤式
利用气流通道 上的过滤元件或 介质实现分离
1.2.2 按分离器功能进行分类
分离器
计量分离器
主要作用是完成 油气水的初步分离并
生产分离器
主要作用是完成多 口生产井集中进行初
计量，一般属低压分
离器。
步分离后密闭输送，
属中高压分离器。
操作的灵活性
处理能力（直径相同） 单位处理能力的费用 处理外来物能力 处理起泡原油的能力 活动使用的适应性 安装所需要的空间 纵向上 横向下
中等
最好 最好 最差 最好 最好 最好 最好 最差
最好
中等 中等 最好 中等 最差 中等 最差 最好
最差
最差 最差 中等 最差 中等 最差 中等 中等
安装的容易程度
检查维护的容易程度
中等
最好
最差
最差
最好
中等
2.5 立式旋风分离器结构及工作原理
2.5.1 立式旋风分离器结构
2.5 旋风分离器结构及工作原理
2.5.2 工作原理
气体经切向方向进入分 离器后作圆周运动，液滴由
于较重受到较大离心力而被
抛在容器器壁上，最终从气 体中分离出来；气体旋转速 度逐渐减小最终向上运动从 顶部流出，液体从底部流出。
条支流，使流动变得 稳定，液滴易于沉降。
典型的过滤式分离器结构图
气体经上部进入，经 过滤管进入二级分离，而 较大液滴及粉尘则留在分 离器一级分离段内进入储 液槽，气体在二级分离段 经捕雾后从右侧流出。
CTT型卧式分离器
含有少量气，水的油 经接收室进入分离器，经 重力沉降后，由疏流室稳 流后进入分离室。在分离 室内，油液均匀较薄层的 流动使气泡得以分离，分 离出的气泡从顶部流出，
H (4 ~ 10) D, m
第四节
分离设备的工艺计算
2. 分离器进出口直径的计算

取进口速度v1为15m/s 取出口速度为v2 为10m/s
0.5
Q D1 0 . 785 v 1
Q D2 0 . 785 v 2
0.5
第四节
分离设备的工艺计算
2.6 分离器外壳及主要内部构件
2.6.1 外壳
内部承压的容器，为圆形筒 体，其内径、长度尺寸根据气体 处理量以及操作参数设计确定， 两端是椭球形或球形的封头。
2.6 分离器外壳及主要内部构件
2.6.2 内部构件
进口转向器
导流档板：快速变化液流方向和速度； 旋风式进口：应用离心力分离时采用。
波浪破碎器：垂直档板 除沫板：倾斜的平行板片或管束。 旋流破碎器：破除旋涡防止二次夹带
4.4 卧式重力式分离器尺寸设计
第四节
CONTENTS
1
概述
2
3 4 5
分离器的工作过程
分离器的检验标准 分离器操作运行及故障处理 工艺计算
1.1 油气中杂质在油气生产中的危害性
腐蚀：
由于液态水的存在将加速管道及 设备的腐蚀
堵塞：
随着积砂的增加堵塞管道、设备
液泛影响
污染化学溶液
1.2 分离器分类
1.2.1 按作用原理分
旋风式
重力式
利用液体和气、 固密度的不同而受 到的重力的不同来 实现分离
第四节
分离设备的工艺计算
（4）颗粒大小影响：

气体分离段：气体负荷设计方程是基于脱除100m的颗粒。
雾沫脱除器脱除直径在10~100 m的颗粒。
（5）停留时间:

定义：假定停止流动的情况下，一个液体分子保留在容器内的平 均时间。 停留时间为30秒到3分钟。

第四节 分离设备的工艺计算
4.2 两相分离器尺寸设计方法
2.1.2.立式两相分离器基本结构及工作过程
气液混合流体经气液进 口进入分离器进行基本相分 离，气体进入气体通道向上 流动通过重力沉降分离出液 滴，液体进入液体空间向下 流动，同时分离出气泡。气 体在离开分离器之前经捕雾 器除去小液滴后从出气口流 出，液体从出液口流出。
2.2 三相分离器
2.2.1 一般三相卧式分离器基本结构及工作过程
第二节 分离器的工作过程
1. 两相分离器 2. 三相卧式分离器 3. 卧式分离器与立式分离器的比较和选择 4. 分离器的选择 5. 不同流动方式的分离器优缺点比较
6. 旋风分离器结构及工作原理
7. 分离器的外壳及主要内部构件 8. 其它形式的分离器
第二节 分离设备的工作过程
2.1 两相分离器
卧式分离器
油流进入 集液室经原油
出口流出，水经排污口流 出。
立 式 油 气 分 离 器
气液混合流体经气液进口进 入分离器进行基本相分离，气体 在折流板内经不空隙逸出到气相 空间得到分离，气体在离开分离 器之前经整流、捕雾后从出气口 流出，液体进入液体空间分离出 气泡及油向上流动，水向下流动 得以分离，油从出油口流出，水 经排水口流出。
20
30
Байду номын сангаас
40 50 60 1.5 2 3 4 5 6 8 10 70
工作压力 MPa×10.1972
颗粒直径 Dm, μ m
1.5 2 3 4 5 6 8 10
80 90 100
当不同压力时，水滴沉降速度与其直径的关系曲线
第四节
分离设备的工艺计算
4.3 立式重力式分离器的尺寸设计
1. 分离器直径及高度的计算
气液混合流体经气液进口 进入分离器进行基本相分离， 气体进入气体通道通过整流和 重力沉降，分离出液滴；液体 进入液体空间分离出气泡，同 时在重力条件下，油向上流动， 水向下流动得以油水分离，气 体在离开分离器之前经捕雾器 除去小液滴后从出气口流出， 油从顶部经过溢流隔板进入油 槽并从出油口流出，水从排水 口流出。
CD = 24/Re CD =18.5Re-0.6 CD =0.34 CD=0.1
第四节
分离设备的工艺计算
4.1.3 颗粒的沉降速度w值的计算
根据以上公式可推导出沉降速度w的计算公式：
4 d L g g w 3 gCD
2
其中：
24 3 CD 0.5 0.34 Re Re g d mw 3 Re 10
第四节

分离设备的工艺计算