MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TÁCH 1.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ TÁCH…………………………………………2 1.1.1. PHÂN LOẠI………………………………………………………………...3 1.1.1.1. Theo chức năng làm việc………………………………………………….3 1.1.1.2. Theo phạm vi ứng dụng……………………………………………………3 1.1.1.3. Theo áp suất làm việc………………………………………………..3 1.1.1.4. Theo nguyên lý tách cơ bản…………………………………………4 1.1.1.5.Theo hình dáng……………………………………………………….4 1.2. CẤU TẠO , NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CHUNG VÀ CHỨC NĂNG CỦA BÌNH TÁCH.............................................................................................12 1.2.1. Cấu tạo chung..................................................................................12 1.2.2. Nguyên lý hoạt động chung.............................................................21 1.2.3. Chức năng của bình tách..................................................................21 1.3. PHẠM VI ỨNG DỤNG VÀ ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC LOẠI BÌNH TÁCH.................................................................................................................23 1.3.1. Phạm vi ứng dụng……………………………………………………23 1.3.1.1. Thiết bị tách hình trụ đứng………………………………………....24 1.3.1.2. Thiết bị tách hình trụ nằm ngang………………………………….24 1.3.1.3. Thiết bị tách hình cầu………………………………………………25 1.3.2. Ưu nhược điểm các loại bình tách...................................................26 1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH KHÍ RA KHỎI HỖN HỢP DẦU – KHÍ TRONG BÌNH TÁCH……………………………………………………………27 1.4.1. Sự lắng đọng ………………………………………………………...27 1.4.2. Sự khuấy trộn………………………………………………………..27 1.4.3. Sự đổi hướng ………………………………………………………..27 1.4.3. Sự đổi hướng ………………………………………………………..28 1.4.5. Hoá chất …………………………………………………………….28 1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH DẦU RA KHỎI HỖN HỢP DẦU – KHÍ TRONG BÌNH TÁCH……………………………………………………………29 1.5.1. Sự khác nhau về tỷ trọng…………………………………………….30 1.5.2. Sự va đập……………………………………………………….31 1.5.3. Thay đổi hướng dòng chảy………………………………………….31 1.5.4. Thay đổi tốc độ dòng chảy …………………………………………31 1.5.5. Dùng lực ly tâm ……………………………………………………..32 1.5.6. Sự đông kết…………………………………………………………..32 1.5.7. Lọc bằng phin lọc…………………………………………………….33 1.6. NHỮNG KHÓ KHĂN THƯỜNG GẶP TRONG QUÁ TRÌNH TÁCH DẦU KHÍ…………………………………………………………33 1.6.1. Tách dầu thô có bọt ………………………………………………….33 1.6.2. Lắng đọng parafin……………………………………………………34 1.6.3. Cát, bùn, cặn khoan, muối và các tạp chất khác…………………….34 1.6.4. Chất lỏng ăn mòn…………………………………………………….35 1.7. CÁC THIẾT BỊ BÊN TRONG BÌNH TÁCH ……………………………..35 1.7.1. Bộ điều khiển bao gồm………………………………………………35 1.7.2. Các van sử dụng trong thiết bị tách và các thiết bị khác……………35 1.7.3. Bộ điều khiển mức chất lỏng………………………………………..35 1.7.4. Thiết bị điều khiển nhiệt độ…………………………………………36 1.7.5. Các van an toàn ……………………………………………………..36 1.7.6. Thiết bị điều khiển áp suất…………………………………………..36 1.7.7. Van tháo chất lỏng…………………………………………………...36 1.7.8. Những đầu mối an toàn hay các đĩa ngắt……………………………36 1.7.9. Màng chiết tách………………………………………………………37 1.7.10. Cốc đo mực chất lỏng………………………………………………37 1.7.11. Đồng hồ đo áp suất và các thiết bị cơ khí khác trong bình tách….37 CHƯƠNG 2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ TÍNH TOÁN BÌNH TÁCH C1 37 2.1. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ CHỨC NĂNG CỦA BÌNH TÁCH C1 37 2.1.1 Cấu tạo của bình tách C1 37 2.1.2. Chức năng của bình tách C1 39 2.1.3. Nguyên lý hoạt động 39 2.2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BÌNH TÁCH C1 40 2.3. Sơ đồ nguyên lý của bình tách C1 40 2.4 TÍNH TOÁN BÌNH TÁCH C1 41 2.4.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 41 2.4.1.1. Tính toán dung lượng chất lỏng tách 41 2.4.1.2. Tính toán công suất bình 43 2.4.1.3. Tính toán kích thước của bình tách 46 2.4.1.4. Thời gian lưu giữ chất lỏng trong bình tách 48 2.4.1.5. Tính bền cho bình tách: 49 2.4.1.6. Khối lượng và diện tích sàn lắp đặt 51 2.4.1.6.1.Khối lượng 51 2.4.1.6.2. Diện tích mặt sàn lắp đặt 54 2.4.1.7. Sàn chịu tải 54 2.5.KIỂM TOÁN BÌNH C1 TRÊN GIÀN MSP8 MỎ BẠCH HỔ ( GIẢ SỬ LƯU LƯỢNG 440 TẤNNGÀY ĐÊM) 54 2.5.1. Tính toán cân bằng pha 54 2.5.2. Tính kích thước bình 55 2.5.3. Khối lượng bình: 56 2.5.4. Diện tích mặt sàn lắp đặt 56 2.5.5. Sàn chịu tải: 56 2.5.6. Tính toán gia cố bình tách 56 CHƯƠNG 3 CÁC GIẢI PHÁP KĨ THUẬT NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CHO BÌNH TÁCH C1 TRÊN GIÀN MSP8 58 3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách 58 3.2. Các biện pháp nhằm năng cao quá trình sử dụng bình tách 58 3.2.1. Các biện pháp về mặt kỹ thuật 58 3.2.2 Các biện pháp về mặt công nghệ 59 3.2.2.1. Khử nhũ trên đường vào của bình tách 59 3.2.2.2. Xử lý lắng đọng Parafin 60 3.2.2.3. Phương pháp ngăn ngừa, xử lý cặn 62 3. 2.2.4. Xử lý dầu bọt bằng hóa chất 62 3.2.2.1. Khử nhũ trên đường vào của bình tách 63 KẾT LUẬN 65
Trang 1MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I 2
1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH KHÍ RA KHỎI HỖN HỢP DẦU – KHÍ TRONG BÌNH TÁCH 27
1.4.1 Sự lắng đọng 27
1.4.2 Sự khuấy trộn 27
1.4.3 Sự đổi hướng 27
1.4.4 Nung nóng 28
1.4.5 Hoá chất 28
1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH DẦU RA KHỎI HỖN HỢP DẦU – KHÍ TRONG BÌNH TÁCH 29
1.5.1 Sự khác nhau về tỷ trọng 30
1.5.2 Sự va đập 31
1.5.3 Thay đổi hướng dòng chảy 31
1.5.4 Thay đổi tốc độ dòng chảy 31
1.5.5 Dùng lực ly tâm 32
1.5.6 Sự đông kết 32
1.5.7 Lọc bằng phin lọc 33
DẦU KHÍ 33
1.6.1 Tách dầu thô có bọt 33
1.6.2 Lắng đọng parafin 34
1.6.3 Cát, bùn, cặn khoan, muối và các tạp chất khác 34
1.6.4 Chất lỏng ăn mòn 35
1.7 CÁC THIẾT BỊ BÊN TRONG BÌNH TÁCH 35
1.7.1 Bộ điều khiển bao gồm 35
1.7.2 Các van sử dụng trong thiết bị tách và các thiết bị khác 35
1.7.3 Bộ điều khiển mức chất lỏng 36
1.7.4 Thiết bị điều khiển nhiệt độ 36
1.7.5 Các van an toàn 36
1.7.6 Thiết bị điều khiển áp suất 36
1.7.7 Van tháo chất lỏng 36
1.7.8 Những đầu mối an toàn hay các đĩa ngắt 36
1.7.9 Màng chiết tách 37
1.7.10 Cốc đo mực chất lỏng 37
1.7.11 Đồng hồ đo áp suất và các thiết bị cơ khí khác trong bình tách 37
CHƯƠNG 2 37
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ TÍNH TOÁN 37
BÌNH TÁCH C1 37
2.1 CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ CHỨC NĂNG CỦA BÌNH TÁCH C1 37
Trang 22.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BÌNH TÁCH C1 40
2.3 Sơ đồ nguyên lý điều khiển của bình tách C1 40
2.4 TÍNH TOÁN BÌNH TÁCH C1 41
2.4.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 41
2.4.1.1 Tính toán dung lượng chất lỏng tách 41
2.4.1.2 Tính toán công suất bình 43
2.4.1.3 Tính toán kích thước của bình tách 46
2.4.1.4 Thời gian lưu giữ chất lỏng trong bình tách 48
2.4.1.5 Tính bền cho bình tách: 49
2.4.1.6 Khối lượng và diện tích sàn lắp đặt 51
2.4.1.6.1.Khối lượng 51
2.4.1.6.2 Diện tích mặt sàn lắp đặt 52
2.4.1.7 Sàn chịu tải 52
2.5 KIỂM TOÁN BÌNH C1 TRÊN GIÀN MSP8 MỎ BẠCH HỔ (GIẢ SỬ LƯU LƯỢNG 440 TẤN/NGÀY ĐÊM) 53
2.5.1 Tính toán cân bằng pha 53
2.5.2 Tính kích thước bình 54
2.5.3 Khối lượng bình: 55
2.5.4 Diện tích mặt sàn lắp đặt 55
2.5.5 Sàn chịu tải: 55
2.5.6 Tính toán gia cố bình tách 55
CHƯƠNG 3 58
3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách 58
3.2 Các biện pháp nâng cao nhằm nâng cao sử dụng bình tách 58
3.2.1 Các biện pháp về mặt kỹ thuật 58
3.2.2 Các biện pháp về mặt công nghệ 59
3.2.2.1 Khử nhũ trên đường vào của bình tách 59
3.2.2.2 Xử lý lắng đọng Parafin 60
3.2.2.4 Xử lý dầu bọt bằng hóa chất 63
64
KẾT LUẬN 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO 66
Trang 415 Hình 1.15 Bộ chiết sương kiểu nan chớp 17
16 Hình 1.16 Bộ chiết sương kiểu nan chớp 18
17 Hình 1.17 Bộ phận chiết sương dạng cánh 18,19
19 Hình 1.19 Một số loại đệm đông tụ 21
20 Hình 1.20 Sơ đồ bình tách đứng đặc biệt để tách
dầu thô chứa nhiều bọt 29
21 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển của bình
Trang 5BẢNG QUY ĐỔI VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN
1 Hệ quốc tế SI.
Độ dài: m
Khối lượng: kg 1 KG/cm² = 0,981 bar
Thời gian: s 1 kPa = 1000 Pa
Trang 6LỜI MỞ ĐẦU
Ngành dầu khí Việt Nam ngày càng phát triển, sản lượng khai thác dầu thô
và khí đồng hành ngày càng tăng Dầu thô và khí đồng hành chủ yếu được khai tháctại phần thềm lục địa phía Nam Việt Nam Dầu thô được khai thác trên các mỏ ởViệt Nam là dầu có hàm lượng parafin tương đối cao, độ nhớt ,nhiệt độ đông đặccao nên việc khai thác, vận chuyển hỗn hợp dầu khí, vận chuyển dầu gặp nhiều khókhăn, đòi hỏi phải xử lý nhiều sự cố kỹ thuật xảy ra trên đường ống vận chuyểnnhư: sự cố tắc đường ống do lắng đọng parafin, xung động trong hệ thống vậnchuyển hỗn hợp dầu khí, làm giảm công suất tách, giảm mức độ an toàn với thiết bịcông nghệ
Với mục đích áp dụng lý thuyết và thực tế sản xuất trong quá trình thu gom,vận chuyển hỗn hợp dầu khí, được sự đồng ý của bộ môn Thiết bị dầu khí, trườngđại học Mỏ -địa chất và với sự giúp đỡ của các cán bộ trong xí nghiệp Khoan và sửagiếng trực thuộc XNLD Vietsopetro Em đã kết thúc đợt thực tập sản xuất, thực tậptốt nghiệp, thu thập tài liệu, hoàn thành đồ án này dưới sự hướng dẫn trực tiếp củathầy Lê Đức Vinh
Đồ án mang tên ‘‘ Các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng bình tách C-1 trên giàn MSP-8 ’’ với mục tiêu là nghiên cứu các phương pháp tách dầu
từ hỗn hợp dầu khí, cấu trúc thiết bị bình tách dầu khí, nguyên lý hoạt động, các yếu
tố ảnh hưởng tới hiệu quả, công suất tách của bình tách dầu khí, tính toán thiết bịbình tách dầu khí, đưa ra phuơng pháp tính kích thước bình tách
Đồ án tốt nghiệp được xây dựng dựa trên quá trình học tập, nghiên cứu tạitrường kết hợp với thực tế sản xuất nhằm giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức đãhọc Với mức độ tài liệu và thời gian nghiên cứu hoàn thành đồ án cũng như kiếnthức và kinh nghiệm còn hạn chế nên sẽ không tránh khỏi có những thiếu sót Emrất mong nhận được sự góp ý bổ sung của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp
Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Lê Đức Vinh, các thầy cô trong bộmôn Thiết bị dầu khí - Khoa dầu khí, các bạn cùng lớp, cùng toàn thể cán bộ nhân viên thuộc
XN Khoan đã giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án này
Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Đặng Đình Ngọc
Trang 7độ dòng tức thời cao nhất.
Các thiết bị chỉ dùng để tách nước hoặc chất lỏng (dầu + nước) ra khỏi khí,thường có tên gọi là bình nốc ao hoặc bẫy Nếu thiết bị tách nước lắp đặt gần miệnggiếng thì khí và dầu lỏng thoát ra đồng thời còn nước tự do thoát ra ở phần đáybình Còn ở các bình tách lỏng cho phép tách tất cả chất lỏng ra khỏi khí thì dầu vànước thoát ra ở đáy bình, còn khí thoát ra ở phần đỉnh bình
Thiết bị tách truyền thống làm việc ở áp suất thấp, thường gọi là buồng Flat.Chất lưu vào từ các bình tách cao áp, còn chất lưu đi ra được truyền tới các bể chứa,cho nên thường đóng vai trò bình tách cấp hai hoặc cấp ba, có vai trò tách khínhanh
Các bình tách bậc một làm việc ở các trạm tách nhiệt độ thấp hoặc tách lạnh,thường gọi là bình giãn nở, được trang bị thêm nguồn nhiệt để nung chảy hydrat.Cũng có thể bơm chất lỏng phòng ngừa hydrat hoá vào chất lỏng giếng trước khigiãn nở
Các bình lọc khí cũng tương tự như bình tách dùng cho các giếng có chất lưuchứa ít chất lỏng hơn so với chất lưu của giếng khí và giếng dầu, thường dùng trêncác tuyến ống phân phối, thu gom, được chế tạo theo kiểu lọc thô và lọc ướt Loạilọc thô có trang bị bộ chiết sương, phổ biến là kiểu keo tụ và các chi tiết phía trongtương tự như bình tách dầu khí Loại lọc ướt dòng hơi đi qua một đệm lỏng, có thể
là dầu để rửa sạch bụi bẩn và tạp chất, sau đó qua bộ chiết sương để tách lỏng Bìnhlọc thường lắp ở dòng đi lên từ thiết bị xử lý khí bất kỳ hoặc thiết bị dòng ra
2
Trang 81.1.1 Phân loại
1.1.1.1 Theo chức năng làm việc
Bình tách 2 pha: loại này chủ yếu khí được tách ra khỏi pha lỏng và pha khí
đi theo đường riêng biệt
Bình tách 3 pha: phần chất lưu khai thác từ giếng lên được phân ra thànhnước, dầu, khí đi theo đường riêng biệt
1.1.1.2 Theo phạm vi ứng dụng
Bình tách thử giếng: dùng để tách và đo chất lỏng, có trang bị các loại đồng
hồ để đo tiềm năng dầu, khí, nước, thử định kỳ các giếng khai thác hoặc thử cácgiếng ở biên mỏ Thiết bị có 2 kiểu: tĩnh tại và di động, có thể 2 pha hoặc 3 pha, trụđứng hay nằm ngang hoặc hình cầu
Bình tách đo: có nhiệm vụ tách dầu, khí , nước và đo các chất lưu có thể thựchiện trong cùng một bình, các kiểu thiết kế đảm bảo đo chính xác các loại dầu khácnhau, có thể 2 hoặc 3 pha Ở loại 2 pha, sau khi tách chất lỏng được đo ở phần thấpnhất của bình Trong thiết bị tách 3 pha có thể chỉ đo dầu hoặc cả dầu lẫn nước Việc
đo lường được thực hiện theo giải pháp: tích luỹ, cách ly và xả vào buồng đo ở phầnthấp nhất Với dầu nhiều bọt hoặc độ nhớt cao, thường không đo thể tích mà đotrọng lượng thông qua bộ khống chế cột áp thuỷ tĩnh của chất lỏng
Bình tách khai thác: là một kiểu bình đặc biệt, chất lỏng giếng có áp suất caochảy vào bình qua van giảm áp sao cho nhiệt độ bình tách giảm đáng kể thấp hơnnhiệt độ chất lỏng giếng Sự giảm thực hiện theo hiệu ứng Joule - Thomson khi giãn
nở chất lỏng qua van giảm áp nhờ đó xảy ra sự ngưng tụ Chất lỏng thu hồi lúc đócần phải được ổn định để ngăn bay hơi thái quá trong bể chứa
1.1.1.3 Theo áp suất làm việc
Các bình tách làm việc với áp suất từ giá trị chân không khá cao cho tới 300
at và phổ biến là trong giới hạn 1,5 - 100 at
Loại thấp áp: áp suất làm việc của bình là 0,7 - 15 at
Loại trung áp: áp suất làm việc của bình là 16 - 45 at
Trang 9 Loại cao áp: áp suất làm việc của bình là 45 - 100 at.
1.1.1.4 Theo nguyên lý tách cơ bản
Nguyên lý trọng lực: dựa vào sự chênh lệch mật độ của các thành phần chấtlưu Các bình tách loại này ở cửa vào không thiết kế các bộ phận tạo va đập,lệch dòng hoặc đệm chắn Còn ở cửa ra của khí có lắp đặt bộ phận chiếtsương
Nguyên lý va đập hoặc keo tụ: gồm tất cả các thiết bị ở cửa vào có bố trí cáctấm chắn va đập, đệm chắn để thực hiện tách sơ cấp
Nguyên lý tách ly tâm: có thể dùng cho tách sơ cấp và cả thứ cấp, lực ly tâmđược tạo ra theo nhiều phương án:
- Dòng chảy vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình
- Phía trong bình có cấu tao hình xoắn, phần trên và dưới được mở rộng hoặc mởrộng từng phần
Lực ly tâm tạo ra các dòng xoáy với tốc độ cao đủ để tách chất lỏng Tốc độcần thiết để tách ly tâm thay đổi từ 3 - 20 m/s và giá trị phổ biến từ 6 - 8 m/s Đa sốthiết bị ly tâm có hình trụ đứng Tuy nhiên các thiết bị hình trụ ngang cũng có thểlắp bộ phận tạo ly tâm ở đầu vào để tách sơ cấp và ở đầu ra của khí để tách lỏng
+ Ngoài ra, một số bình tách dùng để tách rắn-cặn ra khỏi chất lỏng bằngnhững kết cấu đặc biệt có tác dụng lắng đọng các vật liệu rắn Chúng không đượccoi là pha lỏng khác trong phân loại bình
4
Trang 10Thiết bị bình tách trụ đứng
Các thiết bị bình tách trụ đứng có đường kính từ 10 in đến 10 ft, chiều cao cóthể đạt từ 4- 25 ft Gồm cỏc loại sau:
- Thiết bị tách trụ đứng 2 pha hoạt động dầu khí
- Thiết bị tách trụ đứng 3 pha hoạt động: dầu – khí – nứơc
- Bình tách 3 pha sử dụng lực ly tâm
Dòng nguyên liệu vào đi theo một ống màng côn Có các ống màng dẫn dòngtạo dòng chảy xoáy tròn, nước nặng nhất bị phân bố sát thành ống dẫn (do lực lytâm) Dầu nhẹ hơn phân bố ở mặt ngoài, khí ít chịu ảnh hưởng của lực ly tâm, táchkhỏi dầu và đi lên Dầu, nước bị kéo xuống dưới theo máng dẫn Nước nặng hơnchìm xuống dưới, dầu nổi lên trên
Hình 1.1 Bình tách trụ đứng 2 pha
Trang 12Hình 1.4: Bình tách hình trụ đứng 3 pha1- Đường vào của hỗn hợp 5- Đường gom các giọt chất lỏng.
2- Bộ phận tạo va đập 6- Đường xả nước
3- Bộ phận chiết sương 7- Đường xả dầu
4- Đường xả khí
Hình 1.5: Bình tách hình trụ đứng 3 pha sử dụng lực ly tâm
1-Cửa vào nguyên liệu 4-Bề mặt tiếp xúc dầu-khí 2-Bộ phận do chuyển động xoáy tròn 5-Bề mặt tiếp xúc dầu nước 3-Vòng hình nón
Trang 1310 in đến 16 ft, chiều dài từ 4- 70 ft.
Cả hai loại này đều có thể áp dụng tách 2 pha hoặc 3 pha
- Các thiết bị tách hình trụ nằm ngang được minh hoạ ở các bình tách sau: + Bình tách trụ ngang 2 pha hoạt động (dầu – khí)
+ Bình tách trụ ngang một ống, 3 pha hoạt động (dầu – khí – nước)
Trang 14Hình 1.7: Bình tách 3 pha hình trụ ngang.
Trang 15Hình 1.8: Bình tách hình trụ nằm ngang 3 pha1- Đường vào của hỗn hợp 4- Đường xả khí.
2- Bộ phận tạo va đập 5- Đường xả nước
3- Bộ phận chiết sương 6- Đường xả dầu
Trang 17Hình 1.10: Bình tách hình cầu 3 pha1- Thiết bị đầu vào.
2- Bộ phận chiết sương
3- Phao báo mức dầu trong bình
4- Phao báo mức nước trong bình
5- Thiết bị điều khiển mức nước trong bình
6- Thiết bị điều khiển mức dầu trong bình
7- Phao xả dầu tự động
8- Phao xả nước tự động
1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động chung, chức năng của bình tách
1.2.1 Cấu tạo chung
Các thiết bị tách truyền thống, thông dụng có sơ đồ nguyên lí như hình 1.11
12
Trang 18Hình 1.11: Sơ đồ nguyên lý bình tách đứng
Trang 19Hình 1.12 Sơ đồ bình tách 2 pha trụ đứng1- Đường vào của hỗn hợp 5- Bộ phận chiết sương
Bộ phận tách cơ bản A: được lắp đặt trực tiếp ở cửa vào đảm bảo nhiệm
vụ tách dầu ra khỏi khí, tức là giải phóng được các bọt khí tự do Hiệu quả làm việcphụ thuộc vào cấu trúc đường vào: hướng tâm, tiếp tuyến của vòi phun tức bộ phậnphân tán để tạo dòng rối cho hỗn hợp dầu khí
Có 2 cách bố trí bộ phận tách cơ bản: hướng tâm và ly tâm
- Theo nguyên tắc hướng tâm:
14
Trang 20A-AHình 1.13 Tách cơ bản kiểu cửa vào hướng tâm
Hỗn hợp sản phẩm khai thác theo đường số 5 vào ống phân tán, qua các vòiphun số 4 được tăng tốc và đạp vào các tấm chặn số 3 làm đổi chiều chuyển động
và giảm tốc độ thoát qua khe hở giữa các tấm chặn Khí bay lên phần cao Còn chấtlỏng phần lớn bám vào các tấm chặn, kết dính và đi xuống bộ phận tách thứ cấptheo các lỗ thoát số 6
- Theo nguyên tắc ly tâm:
Trang 21Hình 1.14 Bình tách 2 pha sử dụng bộ phận tách cơ bản kiểu ly tâm
Phương án phổ biến là bố trí cửa vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình.Thường được thiết kế bởi 2 bình hình trụ đồng tâm Dòng sản phẩm hỗn hợp sẽ đivào khoảng không gian giữa 2 bình theo hướng tiếp tuyến với thành bình Dầu có
xu hướng bám dính vào thành bình
+ Đối với bình trụ đứng: bộ phận tách cơ bản là 2 bình hình trụ đồng tâm
có đường kính không thay đổi Bình trong có rãnh kiểu nan chớp Khi dòng hỗn hợpsản phẩm khai thác đi vào theo hướng tiếp tuyến với thành bình và chuyển độngtheo quỹ đạo xoáy, do khí có lực ly tâm nhỏ hơn sẽ đi vào bình hình trụ bên trongqua các màng chớp và thoát lên trên Còn dầu có lực ly tâm lớn hơn sẽ văng ra vàbám vào thành trong của bình hình trụ bên ngoài, kết dính lại và lắng xuống dướiđến bộ phận tách thứ cấp
+ Đối với bình trụ ngang: sử dụng 2 bình hình trụ đồng tâm, bình hìnhtru bên trong có đường kính thay đổi Dòng hỗn hợp sẽ đi vào theo hướng rãnhxoắn ốc để tạo lực ly tâm để dễ dàng phân ly dầu – khí
+ Ngoài ra còn tách sơ bộ bằng đầu xoáylốc thuỷ lực
16
Trang 22 Bộ phận tách thứ cấp B: là phần lắng trọng lực, thực hiện tách bổ sung
các bọt khí còn sót lại ở phần A Để tăng hiệu quả tách các bọt khí ra khỏi dầu, cầnhướng các lớp mỏng chất lưu theo các mặt phẳng nghiêng (tấm lệch dòng), phíatrên có bố trí các ngưỡng chặn nhỏ, đồng thời phải kéo dài đường chuyển độngbằng cách tăng số lượng các tấm lệch dòng
Bộ phận lưu giữ chất lỏng C: là phần thấp nhất của thiết bị dùng đểgom dầu và xả dầu ra khỏi bình tách Dầu ở đây có thể là một pha hoặc hỗn hợp dầu– khí tuỳ thuộc vào hiệu quả làm việc của phần A và phần B, vào độ nhớt và thờigian lưu giữ Trường hợp hỗn hợp thì phần này có nhiệm vụ lắng để tách khí, hơi rakhỏi dầu Ở thiết bị 3 pha, nó còn có chức năng tách nước
Bộ phận chiết sương D: là bộ phận được lắp ráp ở phần cao nhất của
thiết bị nhằm giữ lại các giọt dầu nhỏ bị cuốn theo dòng khí Dầu thu giữ ở đây thìtheo đường tháo khô chảy trực tiếp xuống phần lưu giữ chất lỏng
- Bộ phận chiết sương kiểu đồng tâm:
Gồm 3 hình trụ đồng tâm, có lỗ thoát khí ở phía trên cao nhất và thấp nhấtcủa trụ để hướng dòng khí đi lên xuống với trị số tốc độ khác nhau ở mỗi hình trụtrước khi ra đầu xả Các giọt dầu bám vào thành ống sẽ chảy xuống phần lắng
+ Ưu điểm: chế tạo đơn giản, giá thành thấp và quá trình tách nhanh.+ Nhược điểm: tách các bụi dầu ra khỏi dòng khí không triệt để
Bộ phận chiết sương kiểu nan chớp:
Hình 1.15
Trang 23Hình 1.16 Bộ chiết sương kiểu nan chớpBao gồm các tấm uốn lượn sóng và các tấm đục lỗ sau khi qua bộ phận tách cơbản ở đầu vào, khí bay lên đi vào chi tiếtgồm các tấm lượn sóng song song không đục
lỗ, khí sẽ chuyển động theo khe hở giữa các tấm, chiều chuyển động được thay đổi liêntục, dầu sẽ bám dính vào các tấm này, sau đó va đập vào các tấm chắn thẳng đứng cóđục lỗ, hướng các giọt dầu chảy xuống phần thu và theo đường ống chảy xuống phầnthấp nhất của thiết bị Hiệu quả sẽ được tăng lên khi trên các tấm lượn sóng có các gờ
Trang 24Hình 1.17 Bộ phận chiết sương dạng cánh
Bộ chiết sương dạng cánh được cấu tạo từ các tấm thép góc lắp song song.Đỉnh của các tấm này được bố trí hướng lên phía trên, các khe hở được bố trí saocho dòng khí qua đó chịu va đập, thay đổi hướng, tốc độ chuyển động để tách phalỏng ra khỏi pha khí Bộ chiết sương dạng cánh có cấu tạo đơn giản, nhưng hiệu quảtách cao và giá thành hợp lý
-Bộ lọc sương:
Bộ lọc sương được sử dụng để tách sương từ khí thiên nhiên và được dùngnhiều trong hệ thống vận chuyển và phân phối khí có hàm lượng chất lỏng trong khíthấp Bộ lọc sương có cấu tạo gồm các đệm keo tụ được chế tạo từ kim loại hoặccác vật liệu chế tạo khay dạng đệm trong các thấp xử lý dầu Các tấm đệm này tạo
ra một tập hợp: cơ chế va đập, thay đổi hướng và tốc độ chuyển động và kết dính đểtách lỏng ra khỏi khí Đệm có mặt tiếp xúc lớn để gom và keo tụ sương chất lỏng
Bộ lọc kiểu này ngoài tác dụng lọc khí còn được sử dụng trong bình tách dầu – khí.Tuy vậy, nếu sử dụng trong bình tách thì có hạn chế ở chỗ đệm keo tụ có thể chế tạo
từ vật liệu giòn, dễ hỏng khi vận chuyển và lắp ráp nếu như nó được lắp sẵn từ cơ
sở chế tạo rồi vận chuyển đến công trường Các loại lưới thép có thể bị lấp bịt bởiparaffin và các tạp chất, giảm thời hạn sử dụng Ngoài ra sự giảm áp lớn qua đệm
Trang 25gây nguy cơ tạo rãnh xung quanh Vì vậy bộ lọc kiểu keo tụ chỉ nên dùng cho hệthống thu gom, vận chuyển và phân phối khí.
Hình 1.18 Đệm đông tụ
Phía ngoài bình có các cửa vào và cửa ra Cửa vào bao gồm đường chảy củahỗn hợp và cửa vào cho người khi cần vệ sinh, sửa chữa, bảo dưỡng Đường ra củakhí lắp đặt ở phần cao, có van tự động điều khiển bằng áp suất Phần thấp nhất cóđường ra của nước hoặc của cặn Đường ra của dầu điều khiển bằng mực chất lỏngthiết kế trong bình
20
Trang 26
Hình 1.19 Một số loại đệm đông tụ
1.2.2 Nguyên lý hoạt động chung
Bình tách hoạt động theo 4 giai đoạn cơ bản sau:
Giai đoạn 1: Là giai đoạn đầu của quá trình tách về cơ bản là sử dụng một
bộ phận gạt đầu vào, cỏc giọt chất lỏng lớn nhất va chạm lên bộ phận gạt này và rơixuống bằng trọng lực
Giai đoạn 2: Là sự tách bằng trọng lực các giọt nhỏ hơn dạng hơi bằngcách chảy thông qua khu vực tách
Giai đoạn 3: Là sự tách sương, tại đây các giọt nhỏ nhất được đông tụthành các giọt lớn hơn, nó sẽ được tách bằng trọng lực
Giai đoạn 4: Là sự phân lớp, các chất lỏng nhẹ nổi lên trong pha nặng hay
sự sa lắng của các giọt lỏng nặng trong pha nhẹ và tuân theo định luật Stock
1.2.3 Chức năng của bình tách
Bình tách cú chức năng cơ bản, chức năng phụ và chức năng đặc biệt
Trang 27* Chức năng cơ bản bao gồm: tách dầu khỏi khí, tách khí khỏi dầu và tách
nước khỏi dầu
Việc tách khí có thể được bắt đầu khi chất lỏng đi từ vỉa vào giếng, khi dichuyển trong ống nâng và ống xả Vì vậy những trường hợp trước khi vào bìnhtách, dầu khí đã được tách hoàn toàn, lúc đo bình tách chỉ còn tạo không gian chokhí và dầu di theo đường riêng Sự chênh lệch mật độ lỏng - khí nói chung bảo đảmcho quá trính tách dầu, tuy nhiên vẫn cần đến các phương tiện cơ khí chẳng hạn như
bộ chiết sương và các phương tiện khác trước khi xả dầu, khí ra khỏi bình
Tốc độ giải phóng khí ra khỏi dầu là một hàm số biến thiên theo áp suất vànhiệt độ Thể tích khí tách ra khỏi dầu phụ thuộc vào tính chất vật lý và hoá học củadầu thô, áp suất và nhiệt độ vận hành, tốc độ lưu thông, hình dáng kích thước củabình tách và nhiều yếu tố khác Tốc độ lưu thông qua bình và chiều sâu lớp chấtlỏng ở phần thấp quyết định thời gian lưu giữ hoặc thời gian lắng Thời gian nàythường từ 1- 3 phút là thoả mãn trừ trường hợp dầu bọt, còn phải tăng lên từ 5 - 20phút tùy theo độ ổn định của bọt và kết cấu của bình, chung nhất là từ 2 - 4 phút,loại 2 pha từ 20 giây đến 2 phút, loại 3 pha từ 2 đến 10 phút, khoảng thời gian cóthể gặp là từ 20 giây đến 2 giờ Hệ thống khai thác và xử lý đòi hỏi phải tách hoàntoàn khí hoà tan, bao gồm rung lắc, nhiệt, keo tụ, lắng Nếu dầu có độ nhớt cao hoặcsức săng bề mặt lớn thì phải sử dụng các vật liệu lọc
Nước trong chất lưu giếng cần được tách trước khi đi qua các bộ phận giảm
áp như van, để ngăn ngừa sự ăn mòn, tạo thành hydrat hoặc tạo thành nhũ tươngbền gây khó khăn cho việc xử lý Việc tách nước thực hiện trong các thiết bị 3 phabằng cơ chế trọng lực kết hợp với hoá chất Nếu thiết bị có kích thước không đủ lớn
để tách theo yêu cầu thì chúng sẽ được tách trong các bình tách nhanh lắp ở đườngvào hoặc ra của thiết bị tách có vai trò tách sơ bộ hoặc bổ sung Nếu nước bị nhũhoá thì cần có hoá chất để khử nhũ
* Chức năng phụ của bình tách bao gồm: duy trì áp suất tối ưu và mức
chất lỏng trong bình tách
Để thực hiện tốt chức năng cơ bản, áp suất trong bình tách cần được duy trì ởgiá trị sao cho chất lỏng và chất khí thoát theo đường riêng biệt tương ứng vào hệ
22
Trang 28thống gom và xử lý Việc duy trì được thực hiện bởi các van khí cho riêng mỗi bìnhhoặc một van chính kiểm soát áp suất cho một số bình Giá trị tối ưu của áp suất làgiá trị bảo đảm hiệu quả kinh tế cao nhất khi bán dầu và khí thương phẩm.
Để duy trì được áp suất, cần giữ một đệm chất lỏng ở phần thấp của bìnhtách, nó có tác dụng ngăn khí thoát theo chất lỏng, mức chất lỏng thường đượckhống chế bởi van điều khiển bằng rơle phao
* Các chức năng đặc biệt của thiết bị tách bao gồm: tách dầu bọt, ngăn
ngừa lắng đọng parafin, ngăn ngừa sự han gỉ và tách các tạp chất
Trong một số loại dầu thô các bọt khí tách ra được bọc bởi một màng dầumỏng, tạo thành bọt phân tán trong chất lỏng Một số loại khác lại có độ nhớt và sứccăng bề mặt cao, khí tách ra cũng bị giữ lại trong dầu tương tự như bọt Bọt có độ
ổn định khác nhau tuỳ theo thành phần và hàm lượng tác nhân tạo bọt có trong dầu.Dầu tạo bọt thường có tỷ trọng thấp hơn 40 độ API, độ nhớt lớn hơn 53 cp và nhiệt
độ làm việc thấp hơn 160 độ F Sự tạo bọt làm giảm khả năng tách của thiết bị, cácdụng cụ đo làm việc không chính xác, tổn hao thế năng của dầu - khí một cách vôích và đòi hỏi các tiết bị đặc biệt cản phá hoặc ngăn ngừa sự tạo bọt theo phươngpháp rung lắc, lắng, nhiệt và hoá học
Các thiết bị tách dầu nhiều parafin có thể gặp trở ngại do parafin lắng đọnglàm giảm hiệu quả và có thể phải ngừng hoạt động do bình hẹp dần hoặc bộ chiếtsương có đường dẫn chất lỏng bị lấp Giải pháp hiệu quả có thể dùng hơi nóng hoặcdung môi để làm tan parafin Tuy nhiên tốt nhất là dùng giải pháp ngăn ngừa bằngnhiệt và hoá chất, phía trong thiết bị sơn phủ một lớp chất dẻo
Tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất của tầng chứa, chất lưu có thể mang theocác tạp chất cơ học như cát, bùn, muối kết tủa với hàm lượng đáng kể Việc táchchúng trước khi chảy vào đường ống là một việc làm rất cần thiết Các hạt tạp chấtvới số lượng nhỏ được tách theo nguyên tắc lắng trong các bình trụ đứng với đáyhình côn và xả cặn định kỳ Muối kết tủa được hoà tan bởi nước và xả theo đường
xả nước
1.3 Phạm vi ứng dụng và ưu nhược điểm từng của các loại bình tách
1.3.1 Phạm vi ứng dụng
Trang 29Trong công nghiệp dầu khí, bình tách được chế tạo theo 3 hình dạng cơ bảnlà: bình tách trụ đứng, bình tách trụ ngang, và bình tách cầu Mỗi loại thiết bị cónhững tiện lợi nhất định trong quá trình sử dụng Vì vậy, việc lựa chọn trong mỗiứng dụng thường dựa trên hiệu quả thu được trong quá trình lắp đặt và duy trì giátrị.
Bảng số (1.10) chỉ ra sự so sánh những ưu nhược điểm của các loại thiết bịtách dầu khí Bảng số (1.1) không phải là một bảng hướng dẫn thuần tuý nhưng nó
đủ tiêu chuẩn liên quan tới sự so sánh, như những đặc điểm thay đổi hay những đặcđiểm đặc trưng của sự khác nhau giữa các thiết bị tách dựa trên những phạm vi hìnhdạng, kích thước, áp suất làm việc Từ bảng so sánh có thể chắc chắn rằng nhữngthiết bị tách dầu và khí hình trụ nằm ngang là thiết bị có nhiều ưu điểm trong sửdụng, vận hành, duy trì làm việc, bảo dưỡng và sửa chữa thay thế, vì vậy nó được
áp dụng nhiều nhất Bảng tổng kết chỉ cho ta thấy khái quát chung của việc sử dụngthiết bị tách hình trụ ngang, hình trụ đứng, thiết bị hình cầu
1.3.1.1 Thiết bị tách hình trụ đứng
Trong công nghiệp dầu khí hiên nay, thiết bị bình tách hình trụ đứng thườngđược sử dụng trong những trường hợp sau:
Chất lỏng giếng có tỷ lệ lỏng/khí cao
Dầu thô có chứa lượng cát, cặn và các mảnh vụn rắn
Sự lắp đặt bị giới hạn về chiều ngang nhưng không giới hạn về chiều caocủa thiết bị
Được lắp đặt ở những nơi mà thể tích chất lỏng có thể thay đổi nhiều vàđột ngột như; các giếng tự phun, các giếng gaslift gián đoạn
Hạ nugget của các thiết bị sản xuất khác cho phép hoặc tạo ra sự đông tụchất lỏng
Đầu vào của các thiết bị sản xuất khác sẽ không làm việc phù hợp với sự cómặt của chất lỏng ở trong khí đầu vào
Sử dụng tại những điểm mà việc áp dụng thiết bị tách trụ đứng mang lạihiệu quả kinh tế cao hơn
24
Trang 301.3.1.2 Thiết bị tách hình trụ nằm ngang
Phạm vi áp dụng của nó trong các trường hợp cụ thể:
Tách lỏng-lỏng trong bình tách 3 pha trong sự sắp đặt để hiệu quả hơntrong việc tách dầu – nước
Tách bọt dầu thô nơi mà diện tích tiếp xúc pha: lỏng – khí lớn hơn và chophép tạo ra phần vỡ bọt nhanh hơn và sự tách khí từ lỏng hiệu quả hơn
Thiết bị tách hình trụ ngang được lắp đặt tại những vị trí giới hạn về chiềucao, vì bóng của nó có thể che lấp vùng phụ cận
Được lắp đặt tại những giếng khai thác ổn định lưu lượng với một GOR cao
Việc lắp đặt tại những nơi mà những thiết bị điều khiển hay những điềukiện đòi hỏi sự thiết kế các ‘‘đập ngăn nước’’ bên trong và ‘‘ngăn chứa’’ dầu để loạitrừ việc sử dụng bộ điều khiển ranh giới chất lỏng dầu- nước
Dùng nơi có nhiều thiết bị nhỏ có thể xếp chồng nhau (đặt cạnh nhau) mụcđích tiết kiệm không gian
Dùng cho những thiết bị cơ động, (hoặc trượt hoặc kéo) được yêu cầu choviệc kiểm tra hay sản xuất
Thượng nguồn của những thiết bị sản xuất sẽ không hoạt động hài hoànhiều như có chất lỏng trong khí ở đầu vào
Hạ nguồn của những thiết bị sản xuất mà cho phép hoặc tháo ra chất lỏngngưng tụ hay đông tụ
Dùng cho những truờng hợp giá trị kinh tế của thiết bị tách trụ đứng đemlại thấp hơn
1.3.1.3 Thiết bị tách hình cầu
Phạm vi ứng dụng trong các trường hợp sau:
Những chất lỏng giếng với lưu lượng dầu khí cao, ổn định và không cóhiện tượng trào dầu hay va đập của dòng dầu
Được lắp đặt ở những vị trí mà bị giới hạn về chiều cao
Hạ nguồn của những thiết bị xử lý như là thiết bị xử lý nước bằng glycol vàcác thiết bị làm ngọt khí (qua quá trình khử lưu huỳnh) để làm sạch và tăng giá xử
lý chất lỏng như là Amin và Glycol
Trang 31 Được lắp đặt tại những địa điểm yêu cầu thiết bị tách phải nhỏ và dễ dàng
di chuyển tới nơi lắp đặt
Lắp đặt tại những nơi mà hiệu quả để lại từ thiết bị tách hình cầu là caohơn
Yêu cầu làm sạch nhiên liệu và xử lý khí cho mỏ hoặc nhà máy sử dụng
1.3.2 Ưu nhược điểm các loại bình tách
Bảng 1.1 So sánh sự thuận lợi và không thuận lợi của các loại bình tách
Số
TT Các vấn đề so sánh.
Thiết bị táchhình trụ ngang
Thiết bị táchhình trụđứng
Thiết bị táchhình cầu
31
22
26
Trang 3212 Tiện lợi cho việc kiểm
Ghi chú:
Độ tiện lợi sắp xếp theo kí hiệu như sau:
1: Tiện lợi nhất 3: Kém tiện lợi
2: Tiện lợi trung bình
1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH KHÍ RA KHỎI HỖN HỢP DẦU – KHÍ TRONG BÌNH TÁCH
Do nhiều nguyên nhân khác nhau như đảm bảo chất lượng dầu thô và lợi ích
từ khí tự nhiên cũng không nhỏ Vì vậy phải tách khí không hoà tan khỏi dầu trongquá trình xử lý Các cơ chế để tách khí ra khỏi dầu trong bình tách là: lắng đọng,khuấy, làm lệch, nung nóng, hoá học và lực ly tâm
1.4.1 Sự lắng đọng
Khí chứa trong dầu thô là khí không hoà tan và thường tách khỏi dầu khi có
đủ thời gian để dầu lắng xuống Khi tăng thời gian lưu giữ chất lỏng đòi hỏi phảităng kích thước của bình hay độ sâu của mực chất lỏng trong bình tách Sự tăng độsâu của mực chất lỏng trong bình tách có thể sẽ không làm tăng sự tách của khíkhông hoà tan khỏi dầu bởi vì ‘‘sự chồng chất’’ của dầu sẽ ngăn cản khí nổi lên trên
bề mặt của chất lỏng Việc tách tối đa của khí ra khỏi dầu đạt được khi phần chứadầu trong bình tách là mỏng (tỷ số diện tích bề mặt và thể tích dầu lớn)
1.4.2 Sự khuấy trộn
Phương pháp này rất cần thiết trong việc thu hồi khí không hoà tan bị giữ lạitrong dầu do sức căng bề mặt và độ nhớt của dầu Khi có hoạt động khuấy trongbình thì thời gian để các bọt khí trong dầu tách ra ngắn hơn nhiều so với không cóhoạt động khuấy Tuy vậy các hoạt động khuấy này cũng được điều chỉnh ở mộtmức thích hợp để không xảy ra phản tác dụng Mặt khác trong thiết kế và lắp đặtcác chi tiết bên trong sao cho hợp lý
1.4.3 Sự đổi hướng
Một thiết bị khử khí ở cửa vào như hình (1.20) có thể lắp đặt ở cửa vào củabình tách để hỗ trợ trong việc hướng dòng chất lưu đi vào bình tách không bị khuấyđộng mạnh và cũng hỗ trợ trong việc tách khí ra khỏi dầu Thiết bị này làm cho dầu
đi qua nó sẽ tán xạ hay tạo thành lớp mỏng để khí tách ra khỏi dầu nhanh hơn.Thiết
Trang 33bị này cũng khử sự va đập của chất lỏng ở tốc độ cao vào thành đối diện của bìnhtách Hình (1.20) là hình vẽ của bộ làm lệch hướng dòng chảy được lắp trong bìnhtách giữa đầu vào và mức dầu làm cho dầu khi chảy từ cửa vào đến khoang dầuluôn ở dạng lớp mỏng Khi dầu chảy qua thiết bị này nó được dàn mỏng ra và có xuhướng cuộn tròn làm tăng hiệu quả làm tan các bọt khí, đặc biệt chúng có hiệu quảtrong việc xử lý dầu có bọt Bộ làm lệch có đục lỗ được dùng để tách khí không hoàtan trong dầu, chúng gây nên sự khuấy động nhẹ làm cho khí thoát ra khỏi dầu thôkhi dòng dầu chảy qua.
1.4.4 Nung nóng
Nung nóng làm giảm sức căng bề mặt và độ nhớt của dầu, vì vậy nó hỗ trợcho việc thoát khí khỏi dầu dễ dàng hơn Phương pháp hiệu quả nhất trong việcnung dầu thô là cho chúng đi qua một thùng nước được nung nóng Một cái đĩa làmtán xạ chất lỏng thành dòng hay lớp mỏng sẽ làm tăng ảnh hưởng của bình nướcnóng, dòng dầu đi lên qua bình nuớc nóng sẽ tạo ra sự khuấy động nhẹ rất cần thiếtcho sự kết tụ và tách khí sủi bọt từ trong dầu Bình nước nóng cũng làm tăng hiệuquả của việc tách khí ra khỏi dầu thô dạng bọt Trên thực tế bình nước nóng khôngđược lắp trong một số bình tách nhưng nhiệt lượng có thể cung cấp cho dầu bằngnhững bộ nung nóng bằng lửa ,bộ trao đổi nhiệt…một cách gián tiếp hay trực tiếp.Những bộ xử lý nhũ tương cũng được dùng như vậy
1.4.5 Hoá chất
Hoá chất làm giảm sức căng bề mặt của dầu thô và hỗ trợ trong việc giảiphóng khí ra khỏi dầu Những hoá chất như thế làm giảm đáng kể khuynh hướngtạo bọt của dầu và vì vậy làm tăng công suất của bình tách khi mà bọt dầu đã được
xử lý
28
Trang 34Hình 1.20 Sơ đồ bình tách đứng đặc biệt để tách dầu thô chứa nhiều bọt
1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH DẦU RA KHỎI HỖN HỢP DẦU – KHÍ TRONG BÌNH TÁCH
Trang 35Những hạt chất lỏng còn sót lại trong khi chất lưu đi qua các thiết bị táchban đầu (khi mà trong bình tách đã phân biệt rõ hai dòng chất lưu khí và lỏng) đượctách lần cuối bằng một bộ thiết bị gọi là bộ chiết sương hay màng ngăn Hơi ngưng
tụ trong khí không thể thu hồi bằng bộ chiết này Sự ngưng tụ của hơinày xảy ra do
sự giảm nhiệt độ hoặc sau khi khí vừa được thu hồi từ bình tách Bởi vì khí vừangưng tụ có thể có những đặc tính tự nhiên ở nhiệt độ và áp suất của bình tách Sựngưng tụ của hơi này xảy ra nhanh chóng sau khi ra khỏi bình tách
Sự khác nhau về tỷ trọng của chất lỏng và khí có thể hoàn thành việc táchnhững hạt chất lỏng còn lại trong khí khi mà tốc độ dòng khí chậm vừa phải đểhoàn thành sự tách Người ta có thể tính toán và giới hạn vận tốc của khí trong bìnhtách để đạt được sự tách một cách hoàn toàn khi không có bộ chiết sương Tuynhiên, theo quy ước thì các bộ chiết sương được lắp trong bình tách để hỗ trợ thêmcông việc tách và làm giảm thấp nhất chất lượng chất lỏng khi bị khí mang theo
Các phương pháp để tách dầu từ khí trong bình tách là:
Sự khác nhau về tỷ trọng
Sự va đập
Thay đổi hướng dòng chảy
Thay đổi tốc độ dòng chảy
Dùng lực ly tâm
Sự đông kết và lọc
1.5.1 Sự khác nhau về tỷ trọng
Khí tự nhiên nhẹ hơn hydrocacbon lỏng Do sự khác nhau về tỷ trọng
và lực hấp dẫn, những phần tử hydroccacbon lỏng lơ lửng trong dòngkhí tự nhiên sẽ thoát khỏi dòng khí nếu như vận tốc dòng khí chậmvừa phải Những hạt lớn sẽ lắng xuống nhanh hơn, và những hạt nhỏ
sẽ lắng xuống chậm hơn
Với điều kiện áp suất và nhiệt độ tiêu chuẩn thì những hạthydrocacbon lỏng có tỷ trọng từ 400-16000 lần so với khí tự nhiên.Tuy nhiên khi áp suất và nhiệt độ khí tăng lên thì sự khác nhau về tỷtrọng sẽ giảm xuống, ở áp suất làm việc 53 at thì tỷ trọnghydrocacbon lỏng chỉ nặng gấp 6-10 lần so với khí Vì vậy áp suất cóảnh hưởng tới kích thước của bình tách, kích thước và kiểu của màngngăn để tách hoàn toàn chất lỏng và khí
30