มาตรฐานการออกแบบเครื่องแยกน้ำมันและก๊าซ

ในการผลิตขั้นต้นและกลางน้ำ การออกแบบเครื่องแยกไม่ได้เป็นเพียงงานทางกลเท่านั้น แต่ยังเป็นข้อกำหนดทางวิศวกรรมกระบวนการที่สำคัญอีกด้วยเนื่องจากตัวแยกมักเป็นจุดแรกของการประมวลผลหลังหลุมผลิต การออกแบบจึงต้องเป็นไปตามหลักเกณฑ์สากลที่เข้มงวดเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และประสิทธิภาพของกระบวนการ

คู่มือต่อไปนี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับมาตรฐานการออกแบบพื้นฐานและพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับวิศวกรรมเครื่องแยกน้ำมันและก๊าซ

1. มาตรฐานการออกแบบเบื้องต้น

ถังแยกต้องปฏิบัติตามทั้งรหัสความปลอดภัยตามกฎระเบียบและมาตรฐานประสิทธิภาพเฉพาะอุตสาหกรรม

2. พารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญ

ขนาดตัวคั่นที่เหมาะสมคือความสมดุลระหว่างความจุก๊าซ(การจัดการความเร็วไอ) และความจุของเหลว(ให้เวลาเพียงพอสำหรับการตกตะกอนของแรงโน้มถ่วง)

ก. ความจุก๊าซ: สมการเซาเดอร์-บราวน์

เพื่อป้องกัน "การส่งต่อ" (หยดของเหลวถูกลากออกไปพร้อมกับกระแสก๊าซ) จะต้องควบคุมความเร็วของก๊าซ วิธีการเชิงประจักษ์มาตรฐานคือความสัมพันธ์ระหว่างเซาเดอร์-บราวน์

B. ความจุของเหลว: เวลาการเก็บรักษา

การแยกของเหลวขึ้นอยู่กับ "เวลากักเก็บ" ซึ่งเป็นระยะเวลาที่ของไหลยังคงอยู่ในถังเพื่อให้เกิดการวิวัฒนาการของก๊าซและการตกตะกอนของเฟส

• บรรทัดฐานการออกแบบ:สำหรับน้ำมันดิบที่ปราศจากโฟม โดยทั่วไป API 12J แนะนำเวลาการคงอยู่ของ30 วินาทีถึง 3 นาที.

• การเพิ่มประสิทธิภาพ:หากกระแสน้ำมีฟองหรือมีความหนืด จะต้องเพิ่มเวลากักเก็บ หรือต้องเพิ่มสารรวมตัวภายใน (แผ่นขนาน/ชุดใบพัด) เพื่อเร่งการแยกหยด

3. ข้อพิจารณาทางวิศวกรรมสำหรับการคัดเลือก

การเลือกประเภทเรือจะขึ้นอยู่กับลักษณะทางกายภาพของลำน้ำ:

• การวางแนว (แนวนอนและแนวตั้ง):

  • แนวนอน:แนะนำให้ใช้กับอัตราส่วนก๊าซต่อน้ำมัน (GOR) สูง หรือเมื่อเกิดปัญหาฟองพื้นที่ผิวของเหลวขนาดใหญ่เอื้อต่อการปล่อยก๊าซ

  • แนวตั้ง:เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน GOR ต่ำ มีศักยภาพในการทากของเหลวสูง หรือการใช้งานนอกชายฝั่งที่มีพื้นที่จำกัด

• ภายใน:

  • ตัวเปลี่ยนทางน้ำเข้า:จำเป็นต้องกระจายโมเมนตัมของกระแสน้ำและป้องกันไม่ให้หยด "แตก" เมื่อเข้ามา

  • เครื่องดูดหมอก:ใบพัดแพ็คหรือแผ่นตาข่ายลวดที่ติดตั้งใกล้กับช่องจ่ายก๊าซเพื่อรวมละอองหมอกขนาดเล็กจนเป็นหยดขนาดใหญ่

  • เจ็ตส์ทราย:หากมีของแข็งอยู่ ภาชนะต้องได้รับการออกแบบให้มีก้นทรงกรวยหรือเส้นฉีดน้ำภายในเพื่อป้องกันการสะสมตัวของของแข็ง

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ถาม: ASME Section VIII ครอบคลุมถึงตัวแยกภายในหรือไม่

ตอบ: ไม่ ASME มาตรา VIII ส่วนที่ 1 เกี่ยวข้องกับอย่างเคร่งครัดความสมบูรณ์ในการรักษาแรงกดดันของเปลือก (ความหนาของผนัง การเชื่อม วาล์วนิรภัย)การออกแบบภายใน ประสิทธิภาพ และประสิทธิภาพอยู่ภายใต้มาตรฐานการออกแบบกระบวนการ เช่นเอพีไอ 12เจ.

ถาม: สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้ตัวแยกล้มเหลวคืออะไร

ตอบ: ความล้มเหลวส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ ไม่ใช่กลไก ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดคือยกยอด(ของเหลวในท่อแก๊ส) หรือดำเนินการภายใต้(ก๊าซในท่อของเหลว) มักเกิดจากการทำงานเกินความจุ เครื่องสกัดหมอกที่เสียบปลั๊ก หรือการปรับระดับการควบคุมที่ไม่เหมาะสม

ถาม: เหตุใด "K-factor ของ Souders-Brown" จึงมีความสำคัญ

ตอบ: ปัจจัย K แสดงถึง "ประสิทธิภาพ" ของระบบภายในในการจัดการก๊าซของคุณ การออกแบบที่ใช้ชุดใบพัดประสิทธิภาพสูงจะมีค่า K สูงกว่าการออกแบบที่ไม่มีส่วนภายใน ซึ่งช่วยให้ท่อมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลงในขณะที่ยังคงปริมาณก๊าซเท่าเดิม

ถาม: ฉันจะจัดการ H2S (Sour Service) ในการออกแบบได้อย่างไร

ตอบ: หากกระแสก๊าซมี H2S คุณต้องปฏิบัติตามเนซ MR0175แนวทาง สิ่งนี้กำหนดขีดจำกัดความแข็งของวัสดุเฉพาะ การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) และการใช้การเคลือบพิเศษเพื่อป้องกันการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น