2大庆油田有限责任公司第七采油厂第一油矿708队；
3大庆油田有限责任公司第七采油厂第二油矿714队
摘要：本文通过目前己经常用的油水分离方法的对比分析，并对三相油水分离器内部构件尤其是加入聚结板和TP板结构与只利用沉降原理结构之间分离效果差异进行模拟比较，优化了分离器内部组件，其最终分离效率完全满足用户最初提出的要求，使得国产分离器在技术工艺性能上达到国际先进水平，赢得了项目组和最终用户的认可。为最终实现打开国外市场奠定了一定的基础。
关键词：三相分离器；分离效果；优化设计；
1 三相分离的相关理论分析
1.1 气体分离
（1）颗粒的沉降。对于三相分离器，流体进入分离器，并冲击到进口挡板上。由于液流的动量突然变化，就产生液体和气体的初始预分离，在分离过程中，由于固体颗粒和液滴从气流中分离出来的过程尚未彻底弄清楚，所以在各个具体条件下的分离效果，目前还不能精确的计算。在计算时，认为颗粒在分离器中的运动速度为常数，这样就可以令颗粒的重力等于介质给与颗粒的阻力；另外还认为颗粒是球形的，在分离过程中，这些颗粒既不粉碎成细末，也不积聚成大块状的。但实际情况要复杂的多，携带颗粒的气流以不变的速度进入分离器，而在分离器内气流速度发生变化。因此颗粒的速度也就发生变化。通常，颗粒速度的变化要延续相当长的时间。而这个情况对分离过程有非常重要的作用。（2）颗粒的大小。分离器的气体分离段的作用是用除雾元件使气体最后抛光（脱尽气体中的雾沫）。根据经验，发现100um的颗粒可以在气体分离段被脱除，除雾元件不会被浸渍，能够完成直径大于等于10um的液滴的脱除任务。
1.2 油水分离
油气水处理设备及由之组成的处理系统，在原油和天然气生产中只有重要地位。随着近代技术发展和陆地、海洋石油的全面开发，油气水处理技术也由早期的以自然沉降为主的原油处理发展到目前综合利用气体动力学、热力学、化学和电学等多种手段来加工原油、天然气，使油、气、水生产具有更高的效率和经济性。此类设备的中心任务是将地层深处达到地面的井流—夹带有大量伴生天然气、水分、盐分、泥沙和其他杂质的原油，加工成符合成品规格的原油和天然气，将污水处理成符合规定的回注水和环境保护法规允许的排放水，完成主要分离工序川。而油气水分离器是油气处理中的关键设备，其任务是：利用重力沉降原理对油、气、水混合物进行初步分离。
分离油、水混合物的难易程度是随着他它们的来源和油滴的状态及成分不同而有差别的。其处理方法按原理可分为物理法，其中包括；粗粒化、机械、重力沉降、过滤、膜分离、离心等等：物理化学法，其中包括：吸附、浮选、离子交换、电解等；化学法，其中包括：酸化、凝聚、盐析等；生物化学法，其中包括：活性污泥、生物滤池、氧化塘等，具体如下。（1）重力分离法。重力分离的方法是最简单、最基础的初级分离方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它的分离依据指的是运用油、水两相态的密度差及油和水的互不相溶性，每当原油同水处在不稳定的乳化状态时，或者是经过电或者是化学剂破乳后的非乳化状态之时，在其分离的过程中，轻相态的油会进行上浮，而重相态的水将会下沉，最终实现了油与水的分离。（2）粗粒化法。粗粒化法是应用油、水两相态相对聚结材料的亲和力的异同而进行分离。（3）旋液分离法。旋液分离法属于离心沉降。利用不同密度、不互溶的两相在高速度旋转的非均质相体系产生不同的离心力而分离的方法。（4）化学破乳法。通过给油、水乳状液中添加化学药剂（破乳剂），使得乳状液发生破坏的方法称之为化学破乳。其方法包括有电解质破乳、热化学破乳和低温化学破乳。（5）电脱分离法。电脱法指的是将乳状液放置在高压电场中，电场对水滴的作用进而加快它们的碰撞，聚结成更加大的水滴。（6）过滤法。过滤法指的是将废水经过设置有孔眼的装置或者是通过某种介质的组成滤层，使得废水中的悬浮物变得能够去除的办法。（7）聚结分离法。聚结分离法指的是使油滴同聚结介质表面发生吸附、润湿、碰撞的作用形成更大的油滴，进而完成油水的分离等等。
2 三相分离器分离效果的优化设计
首先，入口分配器。重力式油水分离设备中入口分配器的作用，一方面是吸收进入设备高速液流的动能，减少来流对设备流场的冲击，另一方面是根据来流速度较高的特点，利用惯性或离心的方式，把油气分开，成为以气体为主和以液体为主的两个部分，实现气液的初步像离。为了达到这个目的，尽可能将油气分布开，使其便于油气向两个方向流动，还要求不要产生过多的油滴和气泡，造成下一步分离的困难。甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司常用的类型有：挡板式入口（入口动能吸收器）、碟形转向器、入口扩张型、旋风进料口、离心式分配器和等，可根据不同的原油性质及油气比选择最合适的入口分配器。
其次，气相区除雾分离原件。除雾分离元件是分离器中气相区进行气、液分离的最后一个工序。为了提高分离效果，一般在气相区设置聚结或整流元件，以有效地控制气体滞流，充分利用重力和碰撞原理使100um以上的液滴能全部分离出来，并使直径大于等于10um的液滴也尽可能多得分离出来。多年来，我国石化高新装备的科研人员在吸取国外先进的技术的基础上，自行开发和设计了多种形式并适合于多种工况的除雾元件。常用的除雾器元件有TP板型雾沫捕集器和丝网除雾器。
最后，液相区分离原件。在生产分离器的油/水分离段使用PEX凝聚器，这是一种交错排列的平行波纹板，它可以大大提高油滴上升并聚集成较大油滴的速度，使其尽早形成稳定油层，从而大大提高油/水分离效率，当油/水通过PEX凝聚器的速度低于1.5米/分时，100微米的油滴去除率可达98%。
综上所述，开展聚结板和TP板高效三相分离器研究具有重要的现实意义，理论研究和现场实际验证表明该分离器具有较高的工作效率，在国内处于领先水平，经过优化的板片结构能够进步一提高分离效率，对促进分离技术的发展具有重要的意义。
参考文献：
[1]毛东壁.三相分离器的设计及流场分析研究[D].西南石油大学，2015.
[2]孙立强，王迪，朱红波，高翔，魏耀东.卧式重力三相分离器分离效果影响因素[J].石油化工设备，2017，46（02）：34-38.
[3]程云雷.三相分离器分离效果的影响因素[J].科技资讯，2017，15（11）：126+128.
论文作者:丁战军1,段祥杰2,张玲丽3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/26
标签：聚结论文; 分离器论文; 颗粒论文; 分离法论文; 重力论文; 油气论文; 气体论文; 《基层建设》2019年第5期论文;