เครื่องแยกแรงโน้มถ่วงที่ทนทานต่อการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง สําหรับน้ํามันดิบหลายเฟส

ในการดำเนินงานน้ำมันและก๊าซต้นน้ำ การแยกการไหลแบบหลายเฟสอย่างมีประสิทธิผล (ก๊าซ น้ำมัน และน้ำที่ผลิต) ถือเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นขั้นพื้นฐานสำหรับการประมวลผลขั้นปลายน้ำและการขนส่งทางท่อ กเครื่องแยกแรงโน้มถ่วงที่ทนต่อการกัดกร่อนประสิทธิภาพสูงใช้ประโยชน์จากกลศาสตร์ของไหลขั้นพื้นฐานและวัสดุศาสตร์เพื่อเพิ่มปริมาณงานสูงสุดในขณะที่ลดรอยเท้า ด้วยการใช้การรวมตัวภายในขั้นสูงและโลหะวิทยาที่เข้ากันได้กับบริการเปรี้ยว ถังเหล่านี้จึงบรรลุมาตรฐานความบริสุทธิ์สูงแม้ในสภาพแวดล้อมต้นน้ำที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมากที่สุด

การแยกด้วยแรงโน้มถ่วง - มักเรียกว่าการตกตะกอน - ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างเฟส หลักการควบคุมความเร็วตกตะกอนของหยดที่กระจายตัวถูกกำหนดโดยกฎของสโตกส์.

สำหรับหยดน้ำมันทรงกลมที่เพิ่มขึ้น (หรือการตกตะกอนของหยดน้ำ) ในเฟสต่อเนื่อง ความเร็วปลายคือ:

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด ตัวแยกประสิทธิภาพสูงจะปรับตัวแปรเหล่านี้ให้เหมาะสมโดย:

1. การเพิ่ม d (ขนาดหยด): การใช้องค์ประกอบการรวมตัวกันภายในเพื่อรวมหยดเล็กๆ ให้เป็นมวลที่ใหญ่ขึ้นและตกตะกอนเร็วขึ้น
2. การลด mu_c (ความหนืด): การใช้เครื่องทำความร้อนทางเข้าเพื่อลดความหนืดของของเหลว
3. การเพิ่มพื้นที่การทรุดตัว: การใช้แผ่นเพลทคู่ขนาน (แผ่นลาเมลลา) เพื่อลดระยะทางที่หยดต้องเดินทางก่อนจับ

น้ำมันดิบมักประกอบด้วย H_2S, CO_2 และน้ำเกลือที่มีความเข้มข้นสูง ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ทำให้เกิดการแคร็กที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC)และการแคร็กความเครียดด้วยซัลไฟด์ (SSC).

เพื่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว เรือจะต้องถูกประดิษฐ์ขึ้นเนซ MR0175/ISO 15156มาตรฐาน

• การหุ้มภายใน: ในการให้บริการที่มีรสเปรี้ยวจัด วิศวกรมักจะระบุเปลือกเหล็กกล้าคาร์บอนเพื่อความแข็งแรงของโครงสร้าง (ASME มาตรา VIII) ด้วยการหุ้มโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน (CRA) 3 มม. – 6 มม. บนพื้นผิวภายในที่เปียก
• การตกแต่งพื้นผิว: พื้นผิวภายในที่เรียบลื่นป้องกันการเกาะตัวของของแข็งและฟิล์มชีวะ และยังยับยั้งการกัดกร่อนของรูพรุนเฉพาะที่อีกด้วย

ประสิทธิภาพถูกกำหนดโดยความสามารถของถังในการจัดการกับความผันผวนของการไหล (กระสุน) และองค์ประกอบของของเหลว เครื่องแยกที่ทันสมัยใช้คุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญหลายประการ:

• ตัวเปลี่ยนทิศทางทางเข้า: ตัวเปลี่ยนทิศทางทางเข้าแบบไซโคลนหรือแบบ "ใบพัด" จะกระจายพลังงานจลน์ของกระแสหลายเฟสที่เข้ามา วิธีนี้จะช่วยป้องกันการเกิดฟองและทำให้แน่ใจว่าของเหลวจะเข้าสู่บริเวณการตกตะกอนด้วยโปรไฟล์การไหลแบบราบเรียบ
• เครื่องสกัดหมอก: ชุดใบพัดหรือตะแกรงลวดที่ช่องจ่ายก๊าซจะจับของเหลวที่ไหลผ่าน เพื่อให้แน่ใจว่ามีการส่งก๊าซแห้ง
• การฉีดทราย: ในพื้นที่ที่มีการผลิตของแข็งสูง ระบบฉีดทรายภายในจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อทำให้ของเหลวและกำจัดของแข็งที่ตกตะกอนออกไป ป้องกันการสะสมตัวซึ่งโดยทั่วไปจะลดปริมาตรที่มีประสิทธิภาพและเวลากักเก็บของเครื่องแยก

เพื่อให้แน่ใจว่าเรือจะรักษาประสิทธิภาพการออกแบบไว้ ผู้ปฏิบัติงานจะต้องตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:

• การควบคุมระดับอินเทอร์เฟซ: อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ (คาปาซิแตนซ์หรือโพรบเรดาร์) จะต้องตรวจจับส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันและน้ำเพื่อกระตุ้นวาล์วระบายอัตโนมัติ
• การจัดการแรงดัน: การทำงานด้วยแรงดันสูงจะเพิ่มความสามารถในการละลายของก๊าซ การควบคุมแรงดันตกคร่อมตัวแยกมีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกัน "การกะพริบ" (การแตกของก๊าซ) ในเฟสน้ำมัน ซึ่งอาจรบกวนกระบวนการตกตะกอนได้
• คูปองการกัดกร่อน: การติดตั้งคูปองแบบถอดได้ภายในภาชนะช่วยให้สามารถวิเคราะห์โลหะวิทยาเป็นระยะๆ เพื่อคาดการณ์อายุการใช้งานที่เหลืออยู่ของวัสดุหุ้มที่ทนต่อการกัดกร่อน

ถาม:เครื่องแยกแรงโน้มถ่วงจัดการกับ "ทาก" ของก๊าซที่ไม่คาดคิดได้อย่างไร

ตอบ:การออกแบบที่มีประสิทธิภาพสูงประกอบด้วย "ปริมาตรไฟกระชาก" ในส่วนก๊าซและวาล์วระบายขนาดใหญ่ รวมกับตัวเปลี่ยนทางทางเข้าแบบไซโคลนที่ดูดซับโมเมนตัมของกระสุนโดยไม่รบกวนส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันและน้ำ

ถาม:เหตุใด "Coalescence" จึงมีความสำคัญต่อการแยกน้ำมันและน้ำ

ตอบ:หยดน้ำที่ผสมอิมัลชันมักจะมีขนาดเล็กเกินไป (<50mu m) ที่จะตกตะกอนอย่างมีประสิทธิภาพด้วยแรงโน้มถ่วงเพียงอย่างเดียว (กฎของสโตกส์) แพ็คการรวมตัวบังคับให้หยดเหล่านี้ชนกันและรวมกันเป็นอันที่ใหญ่ขึ้น ส่งผลให้ความเร็วการตกตะกอนเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ถาม:เครื่องแยกสามารถจัดการกับน้ำที่ผลิตขึ้นที่มีความเค็มสูงโดยไม่เกิดข้อผิดพลาดได้หรือไม่

ตอบ:ใช่ ถ้าระบุโลหะวิทยาได้ถูกต้อง น้ำที่มีความเค็มสูงทำให้เกิดรูพรุนในเหล็กกล้าคาร์บอนอย่างรวดเร็ว การใช้ดูเพล็กซ์สเตนเลสสตีลหรือภาชนะหุ้ม CRA ที่มีการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนแบบพิเศษสำหรับชิ้นส่วนที่เปียกจะช่วยลดความเสี่ยงนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เครื่องแยกด้วยแรงโน้มถ่วงประสิทธิภาพสูงและทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นปัจจัยสำคัญของภาคพลังงานต้นน้ำ ด้วยการประยุกต์ใช้ฟิสิกส์ของกฎของสโตกส์อย่างพิถีพิถัน ปฏิบัติตามมาตรฐาน NACE สำหรับโลหะวิทยา และเพิ่มประสิทธิภาพไดนามิกของของไหลภายในผ่านตัวเปลี่ยนทิศทางและชุดรวมตัวขั้นสูง วิศวกรสามารถรับประกันประสิทธิภาพการแยกสารในระดับสูงสุดได้ วิธีการออกแบบที่แข็งแกร่งนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม ระยะเวลาในการปฏิบัติงาน และการนำไฮโดรคาร์บอนอันมีค่ากลับมาใช้ใหม่สูงสุด