اشنایی با سیستم تفکیک وجداسازی در صنایع نفت وگاز

تفکیک :
هدف از عمل تفکیک جداکردن گاز از نفت بمنظور تقلیل فشار وبوجود آوردن امکاناتی است که بتوان از نقطه نظر انتقال و صرفه جوئی اقتصادی درصد افزایش محصولات مورد انتظار را بیشتر نمود .
در محل هائی که فشار جریان نسبتاً زیاد است ، غالباً عمل تفکیک گاز از نفت در مراحل متعدد صورت می گیرد .
امروزه عمل تفکیک گاز و نفت معمولاً درچهار مرحله انجام میشود ، مواردی که لازم است برای جداسازی گوگرد و یا آب موجود در نفت ، و نمک زدائی ، دستگاههای دیگری در کنار دستگاههای تفکیک قرار داد . البته در بعضی از کارخانه ها بعلت کمبود فشار نفت عملیات تفکیک در مراحل کمتری انجام میشود . در طرح سیستمی جهت انجام عمل تفکیک در مراحل کمتری انجام
می شود . در طرح سیستمی جهت انجام عمل تفکیک باید مقدار جریان خروجی محصول چاه از منبع . وزن مخصوص و اوضاع منبع مانند فشار . درجه حرارت و میزان آب موجود در نفت و فشار عملیاتی دستگاههای تفکیک را می بایست در نظر داشت .
عواملی که در امر تفکیک مؤثرند ، عبارتند از ، گنجایش جداکننده . اندازه شیرها و لوله های ورودی و خروجی نفت و گاز ، فشار عملی تفکیک ، ارتفاع سطح مایع و حرارت محیط اندازه یک جدا کننده و شکل هندسی و وسائلی که درون آن بکار رفته میتواند در چگونگی عمل تفکیک مؤثر بوده و ظرفیت آنرا به نسبت تغییر دهد . و اندازه لوله و شیرهای ورودی و خروجی گازو نفت طوری انتخاب و تعبیه می شوند که متناسب با ظرفیت دستگاه تفکیک باشند . بنابراین وقتی جدا کننده با ظرفیتی برای نفتی با خصوصیات معین سفارش داده شد ساخته می شود و در امر بهره برداری از آن و چگونگی عمل تفکیک و میزان بهره دهی آن و عواملی چون فشار عملی ، سطح مایع و حرارت محیط می توانند مؤثر باشند .
دو عامل از عوامل ذکر شده را می توان با در نظر گرفتن G.O.R (نسبت گاز به نفت) و فشار جریان ، تنظیم و کنترل نمود : نگهداری ارتفاع سطح مایع و تنظیم و کنترل فشار .
ادامه دارد......


سطح مایع :
یک ظرف را در نظر بگیرید که از یک طرف مایع وارد آن شده و از سوی دیگر خارج شود و فرض کنید که اندازة لوله های ورودی و خروجی آن یکی باشد
در صورتی که لوله خروجی این ظرف بوسیله شیری بسته باشد و مایع را از طریق لوله ورودی وارد ظرف سازیم ، سطح مایع در ظرف تا حدی بالا خواهد رفت که ظرف پر از مایع شود .
حال اگر شیر خروجی را باز و شیر ورودی آنرا ببندیم : سطح مایع در ظرف آنقدر پائین خواهد آمد تا ظرف خالی شود و چنانچه در ضمن خالی کردن ظرف و هنگامیکه سطح مایع به نیمة ظرف رسید ، شیر ورودی را هم باز کنیم بطوریکه مقدار مایع ورودی و خروجی مساوی شود ، سطح مایع در ظرف ثابت خواهد ماند مگر اینکه در مقدار مایع ورودی و یا خروجی تغییری داده شود . بنابراین میتوان سطح مایع را در ظرف با کم و زیاد کردن نفت ورودی ویا خروجی تغییر داد و یا کنترل نمود .
یکی دیگر از عواملی که در کنترل و یا تغییر سطح مایع در ظرف مؤثر است ، نیروئی است که اگر به سطح مایع وارد آید باعث ازدیاد سرعت و حرکت ملکولی در لوله خروجی مایع خواهد شد . حال اگر بتوان چنین وضعیتی را با کم و یا زیاد کردن فشار بر سطح بوجود آورد ، نتیجتاً مایع کندتر ویا سریعتر از ظرف خارج خواهد شد و سطح مایع در ظرف تغییر خواهد کرد .
فشار علاوه بر نگهداری سطح مایع . خود میتواند در کیفیت و چگونگی گاز حاصله مؤثر باشد ، معمولاً گازهای سبکتر در فشارهای بالاتر و گازهای سنگین تر در فشارهای کمتر تفکیک می شوند.

تغییر درجه حرارت محیط و تأثیر آن در عمل تفکیک :
اگر در یک ظرف سربسته محتوی گاز ، درجه حرارت بالا رود سرعت مولکولها و فاصله مولکولی افزایش یافته و باعث ایجاد فشار بیشتری میگردد .
در مایعات مولکول ها بوسیله نیروهای جاذبة بین مولکولی باهم در تماس بوده و در عین حال دائماً در حرکتند و بر روی هم می غلطند . این حرکت و جنبش دائمی موجب میشود که تعدادی از مولکول های سطح مایع که از یک طرف آزاد هستند ، محیط را ترک کنند و از ظرف خارج شوند .
حال اگر یک ظرف سربسته دا در نظر بگیریم و قسمتی از آن را پر از مایع کنیم ، در صورت زیاد شدن درجه حرارت مایع ، حرکت مولکولها سریعتر شده و مولکولهای بیشتری از سطح مایع خارج می شود . این مولکولها که موجب ایجاد فاز گاز می شوند . در اثر برخورد بر جدار ظرف فشار بیشتری بوجود می آورند . بنابراین در صورتی که حجم ثابت باشد فشار بخار مایع در درجه حرارت بالاتر بیشتر و در درجه حرارت پائین تر کمتر است .
مولکول های موجود در فاز گاز همیشه سعی دارند وارد محیط مایع شوند و بزرگترین عاملی که می تواند در انجام این عمل مؤثر باشد ، کم شدن ناگهانی درجه حرارت است و در صورتی که چنین وضعی پیش آید از حجم گاز کاسته شده و حجم مایع زیاد می شود .
در یک مرحله تفکیک نفت از گاز که حجم جدا کننده ثابت است و فشار و سطح مایع آن در حد معینی تنظیم شده ، کم شدن ناگهانی درجه فشار دستگاه کم می شود برای نگه داشتن فشار باید از میزان گاز خروجی آن کم نمود و چون حجم مایع زیاد می شود . سطح مایع نیز بالا خواهد رفت وبرای برگرداندن سطح مایع به حالت اولیه می بایست مقدار مایع خروجی را بیشتر نمائیم . در مورد زیاد شدن حرارت محیط عکس این مسئله نیز صادق است .
در طرح ساختمان یک ظرف جدا کننده ، حداکثر مقدار گاز و نفتی را که
می خواهند تفکیک کنند در نظر می گیرند و اندازة لوله و شیر خروجی گاز طوری طرح ریزی می شود که بتواند ده درصد بیش از مقدار حداکثر گاز تفکیکی آن را از جدا کننده خارج نماید ، که این خود به این دلیل است که در صورت زیاد شدن درجه حرارت محیط و استفاده از حد اکثر ظرفیت . تفکیک کننده ، بتواند مانع ایجاد فشار بیشتر گردد و عمل تفکیک را دچار اشکال نسازد . در صورتیکه جداکننده ای در حال تفکیک گاز و نفت در حداکثر میزان تعیین شده باشد و ناگهان درجه حرارت محیط کم شود ، مقداری از مولکول های گاز در لوله ای که نفت را از چاه به ظرف جداکننده هدایت می کند به مایع تبدیل شده و در نتیجه حجم مایع ورودی به دستگاه تفکیک زیاد شده و بعلت کم شدن مولکول های گاز فشار نیز کم می شود و سطح مایع در دستگاه بالا می رود و چون لوله و شیر خروجی نفت نمی تواند مایع را بیش از حد معین عبور دهد ، سطح نفت تا حدی بالا می رود که اولاً عمل تفکیک بخوبی انجام نمی گیرد و ثانیاً مقداری از قطرات نفت همراه گاز از لوله خروجی گاز خارج می شود در چنین موردی حتماً می بایست از مقدار نفت ورودی بدستگاه تفکیک کاسته شود .

عملیات بهره برداری کلاً شامل نکات زیر است :
1-چگونگی استفاده از چاههای نفت و وسائل سر چاه
2-عملیات مربوط به لوله های انتقال نفت از سر چاه تا محل دستگاه تفکیک
3-عملیات جداسازی در محل تفکیک و عملیات مربوط به تلمبه ها
4-عملیات مربوط به لوله های انتقال نفت از کارخانه های مختلف تفکیک به خط انتقال اصلی
5-عملیات مربوط به خط انتقال اصلی
6-تلمبه خانه های تقویتی و عملیات مربوط به آنها

علل بکاربردن دستگاه های تفکیک :
1-بیشتر چاه ها فاصله بسیار زیادی تا محل بارگیری یا پالایش دارند که گاه این فاصله به صدها مایل می رسد ، لذا انتقال نفت در چنین مسافتی سبب می شود که یا نفت کمتری به مقصد برسد یا محصول چاه بطور کلی جریان نیابد .
2-اگر نفت که محتوی گاز با فشار زیاد است قبل از بارگیری وارد مخزن ذخیره شود خطرات زیادی را موجب خواهد شد .
3-مقدار بهره دهی هر چاه قبل از پیوستن به لولة چاههای دیگر می بایست
اندازه گیری شود .
4-لازم است گاز و نفت را بطور جداگانه و در محل های مختلف مورد استفاده قرار داد یا بفروش رساند . لذا می بایست یک واحد بهره برداری را جهت جمع آوری نفت تعدادی از چاهها و انجام عمل تفکیک بنا نمود .
محل کارخانه تفکیک داوری انتخاب می شود که نفت چاه برای رسیدن و وارد شدن به آن حداقل فاصلة ممکنه را طی کند تا بدین ترتیب مقاومت در مقابل جریان کم شده و افت فشار بحداقل ممکنه برسد و از چاه تا سرحد امکان استفاده شود .
سیالی که از چاه های نفت بهره برداری می شود معمولاً بصورت دو فاز گاز و نفت یا سه فاز گاز و نفت و آب است . باید در نظر داشت که گاز مورد بحث تحت فشار مخزن بصورت مایع بوده ودر اثر افت فشار مخزن تا سطح زمین از نفت جدا می شود . و این عمل تفکیک در مراحل مختلف ادامه می یابد تا فشار آن نزدیک فشار اتمسفر برسد .
چون هدف اصلی از بهره برداری از این نوع چاهها نفت خالص می باشد بنابراین مواد ناخالص همراه نفت را باید از آن جدا نمود . برای انجام این کار از دستگاه های تفکیک استفاده می شود . معمولاً در دستگاههای تفکیک گاز را از نفت به آسانی می توان جدا نمود ولی آب هنوز همراه نفت در جریان خواهد بود . برای جداکردن آب از نفت از روشهای مخصوصی بنام نمک زدائی (DESALTING PROCESS ) باید استفاده نمود . این دستگاهها اخیراً به عملیات بهره برداری اضافه شده و بطور جداگانه شرح داده است .

- انواع مختلف دستگاه های تفکیک
- جداکننده های عمودی
- جداکنندة افقی تک مخزنی
- جداکنندة افقی دو مخزنی
- دسته بندی جداکننده ها
- ظروف تفکیک
- جداکننده های NATCO
- متعلقات یک جداکننده

منبع:وبلاگ دنیای نفت