油气水分离器国内外设计标准.pdf

第 3 3 卷第 9 期 2 0 1 4 ． 0 9 行业论坛 油气水分离器国内外设计标准 刘 玉梅 中国 石油集团工程设计有限责任公司北京分公司 摘要 美国石油学会标 准规 范体 系中，针 对分 离器的规范是 AP I S P E C 1 2 j 一2 O 0 8 ，2 0 0 8 年 1 0月开始 实施 ，替代 AP I S P E C 1 2 J 一 1 9 8 9 。该标准规 定 了石油和 或 天然气生产过程 中所使 用的油、气分 离器和 或油、气、水分 离器的设计、制造、检验 的基本要 求。中国石油天然 气行业标准 分 离器规范 S Y ／ T 0 5 1 5 2 0 0 7 代替 S Y ／ T 0 5 1 5 1 9 9 7 2 0 0 7 年1 O 月8日 发 布，2 0 0 8 年3 月1 日开始实施。该标准是在A P I S P E C 1 2 J 一1 9 8 9 油气分离器规范的基础上进 行修改 ，并细化 了S Y ／ T 0 5 1 5 1 9 9 7 的 内容 ，该标 准更适合我 国分 离器制造和设计的实际情况。 关键词油气水；分离器；设计；标准 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 6 - 6 8 9 6 ． 2 0 1 4 ． 9 ． 0 0 1 海外油田地面工程油气水三相分离器设计所使 用的标准规范多为国际上行业 内惯用的标准规范 ， 主要是一些学会 、协会和标准化组织发布 的标准规 范 ，如 A P I 美 国石 油学会 、A NS I 美 国国家标 准 、 A S ME美 国机 械 工程 师协 会 、I S O国 际标准 化 组 织 、I E C国际电工委员会等 。这些标准规范在 国际 石油地面工程设计领域使用多年 ，占有主导地位， 为各 国广泛采用。 1 三相分离器常用国际标准规范 油 、气 、水分离一般是依靠其密度差进行沉降 分离 ，分离器的主要分离部分就是应用这个原理 。 美国石油学会标准规范体系中，针对分离器的规范 是 A P I S P E C 1 2 J 一2 O 0 8 ，2 0 0 8年 1 O 月 开 始实 施 ， 替代 A P I S P E C 1 2 J 一1 9 8 9 。该标准规定了石油和 或 天然气生产过程 中所使用 的油 、气分离器和 或 油 、气 、水分离器的设计 、制造 、检验 的基 本要求。该标准所适用的分离器包括立式、球形、 单筒卧式或双筒卧式 ，不适用于离心分离器 、过滤 分离器和除砂分离器 。 1 ． 1 典型结构 ，在A P I S P E C 1 2 J 一2 O 0 8 的附录A中，对典型的 两相分离器结构图做 了资料性说明 ，见图 l 、图 2 、图3 、图4 所示。 1 ． 2 外形尺寸和设计压力 按照A P I S P E C 1 2 J 一2 O 0 8 设计的分离器可以是 立式 、卧式或球形的。分离器的外形尺寸和最高工 作压力额定值见表1 、表2 和表3 所示，数据为A P I 行业公称标准。其他 的外形尺寸 、压力和温度等级 可以通过买卖双方协商确定。 图1 立式两相分离器结构 A 一气 出 口；B 一捕雾 器 ；C 一爆破 片 ；D安全阀 ；E 一人 E l ； F 一二级分离器 ； 一 压力表；H 一初级分离区；I 一液位控制； J 一仪表风 ；K 一 集液区 ；L 一液 出El；M一控 制阀 ；N 排污 El 图2 卧式两相分离器结构 r 气出口；B 一捕雾器；C 爆破片；D 一安全阀； E 一人口； F 一二级分离器；G _ _ 压力表；H 一初级分离区；I 一液位控制； J 义 表风；K 一集液区； L 一液出El；M一控制阀；N 一排污El 油气田地面工程 h -l-I p ／ ／ 、 ．y q t d mg c ． c 。 m 一1一 ； 苍 』 j J f ， j 4 ． J 【_ J 行业论坛 c 图 3 卧式 两相双筒分 离器结构 A 一气出口；B 一捕雾器；c 爆破片；D 一安全阀；E 一入口； F 一二级分离器；G - 一 压力表 ； H 一初级分离区；I 一液位控制； J 一仪表风 ；K 一集液 区；L 一液出 口；M一控制阀 ；N 排污 口 G 图 4 球 型两相分离器结构 A 一气 出口；B 一捕雾器 ；C 爆破片 ；D 一安全 阀；E 一入 口； F 一二级分离器 ；G - 一压力表 ；H 一初级分离 区 ；I 一液位控制 ； J 一仪表风；K 一集液区； L 一液出口；M _一控制阀；N 一排污V I 表 1 卧式分离器的外形尺寸和最高工作压力额定值 注1 分离器通常采用的最小筒体长度与直径的比值为2 ． 0 。简体长度一般为1 5 2 4 m m 5f 1 ，2 2 8 6 m m 7 f t 或3 0 4 8 m m 1 0 f t 。简 体长度 即两个封头焊接接头之 间的长度 的增 量宜 为7 6 2 mm 2 f t 注2 分离器直径的增量值宜为 1 5 2 m m 6 i n 以外径或内径标注均可 。以外径标注的分离器的最大直径宜为6 1 0 m m 2 4i n ，大于此 直径的分离器宜标注 内径 表2 立式分离器的外形尺寸和最高工作压力额定值 注 1 分离器通常采用 的最小简体 长度 与直径的比值为 2 ． 0 。简体长度一般为 1 5 2 4mm 5f t ，2 2 8 6mm 7 f t 或 3 0 4 8mm 1 0f t 。简 体高度 即两个封头焊接接头之间的高度的增量宜为7 6 2 m m 2 f t 注2 分离器直径的增量值宜为 1 5 2 m m 6 i n 以外径或内径标注均可 。以外径标注的分离器的最大直径宜为 6 1 0m m 2 4i n ，大于此 直径的分离器宜标注内径 一 2一 油气田地面工程 h M p ／ ／ www． y q t dmg c ． c o rn 第 3 3 卷第 9 期 2 0 1 4 ． 0 9 行业论 坛 表3 球式分离器的外形尺寸和最高工作压力额定值 1 ． 3 停留时间 在 A P I S P E C 1 2 J 一2 O 0 8 附录C中对两相分离器 液相停留时间做了资料性说 明，见表 4 所示 。对于 不起泡且重度不低于 A P I 3 5 。的原油 ，两相分离器 液相容积一般按 1 m i n 停留时间考虑，对于重度低 于A P I 3 5 。的原油则需要更长时间。 表 4 两相 分离器液相停留时 间 原油重度 滞留时间／ m i n 3 5 。以上 A P I 2 0。 3 0 。 API 1 0。 2 0 。 API 1 1 -2 2 4 在 A P I S P E C 1 2 J 一2 0 0 8 附录 C中对起泡原油 的 处理做了规定。气体从起泡原油中分离 出来需要更 大的界面面积和更长的滞留时间。卧式分离器的界 面面积通常是最大的，滞留时间可能要长达 1 5 mi n 。 在多数f 靓 下，处理起泡原油的停留时间是2 ～ 5 mi n 。 在 A P I S P E C 1 2 J 2 0 0 8 附录 C中对三相分离器 液相停留时间做了资料性说明， 见表5 所示。 表5 三相分离器液相停留时间 1 ． 4 其他要求 在 A P I S P E C 1 2 J 一2 O 0 8 附录A中规定 了捕雾器 的要求 。捕雾器可 以采用一连串叶片、钢丝 网填料 或离心设备。捕雾器在气体离开分离器之前除去气 流中的小液滴 通常直径小至1 0 II 1 ，气体中含 液通常低于0 ．1 g a 1 1 o n ／ M M S C F 。 在 A P I S P E C 1 2 J 一2 O 0 8 附录A中规定 了分离器 泻放装置 的要求 。所有分离器必须按照 A S ME规范 要求安装超压泻放装置，安全阀的泻放压力设定值 通常为分离器的最高工作压力 MA WP 。 2 三相分离器常用国内标准规范 中国石油天然气行业标准 分离器规范 S Y ／ T o 5 1 5 --2 o o 7 代替S Y ／ T 0 5 1 5 --1 9 9 7 2 0 0 7 年 1 0 月8日发布 ，2 0 0 8 年 3 月 1日开始实施 。 该标准是在 油气分离器规范 A P I S P E C 1 2 J 一1 9 8 9 的基础上进行修改 ，并细化了S Y ／ T 0 5 1 5 1 9 9 7 的内容，该标准更适合我国分离器制造 和设计的实际情况 ，详见表 6 、表 7 、表 8 所示。 表6 卧式分离器外形尺寸和压力范围 注1 分离器通常采用的最小简体长度与直径的比值为3 ． 0 。简体长 度 即两个封头焊接接头之间的长度的增量宜为 8 0 0 mm 注2 D N 6 0 0 以下分离器直径的增量值宜为 1 0 0 m m ，D N 6 0 0 以上 分离器直径的增量值宜为2 0 0 m m 。以外径标注的分离器的 最大直径为D N 6 0 0 ，大于此直径的分离器宜标注内径 表 7 球式分离器外形 尺寸和压 力范 围 油气田地面工程 h t t p ／ ／ 、 v ． y q t d mg c ． c 。 m 一3一 第 3 3 卷第 9 期 2 0 1 4 ． 0 9 行业论坛 注1 分离器通常采用的最小简体高度与直径的比值为3 ． 0 。简体高度 即两个封头焊接接头之间的长度的增量宜为8 0 0 m m 。 注2 D N 6 o o 以下分离器直径的增量值宜为 1 0 0m m，D N 6 0 0 以上分离器直径的增量值宜为 2 0 0 m m 。以外径标注的分离器的最大直径为 D N 6 0 0 ，大于此直径的分离器宜标注内径。 3 国内外标准差异 由于我国法律要求和工业的特殊需要 ， 分离 器规范 S Y ／ T O 5 1 5 2 0 0 7 在采用国际标准过 程中进行 了修改 ，该标准与 A P I S P E C 1 2 J 一1 9 8 9 的 技术性差异及原因见表9 所示 。 除中国石油天然气行业标准 分离器规范 S Y ／ T 0 5 1 _ 2 0 0 7 外，中国国家标准 油气集输设计 表 9 S Y ／ T 0 5 1 5 2 0 0 7 与 A P 规范 G B 5 0 3 5 卜 _ 2 O O 5 对分离器也有一些规定。 油气集输设计规范 G B 5 o 3 5 0 2 0 0 5 第 5 ． 1 ． 2 条两相分离器的液相停 留时间做 了规定 ，“ 两 相分离器 的液相停 留时间 ，处理起泡原 油时宜为 5 ～ 2 0 分钟 ，处理其他原油时宜为 1 ～ 3 分钟 ” 。这与 A P I S P E C 1 2 J 一2 O 0 8中的描述不 同。 油气 集输设计 规范 G B 5 0 3 5 0 2 O 0 5 正 文里没有对三相分离器液相停留时间做规定 ，而是 S P E C 1 2 J 一 1 9 8 9 技术性差异 本标准的章节编号 技术性差异 第1 章 第2 章 第 3 章 第 4 章 第 5 章 第 6 章 第 7 章 第 8 章 附录A 附录 B 附 录E 删除了A P I S P E C1 2 J 中所规定执行的A S M E 锅炉和压力容器标准和A P I 5 1 0 压力容器检验规范 ，在第2 章中增加 了G B 1 5 0 和J B ／ T 4 7 3 1 等相关标准 增加 了规范性 引用文件 增加了捕集器、闪蒸罐、膨胀箱的定义 删除了A S M E 、A P I 、N A C E 标准关于材料的要求，增加G B 1 5 0 的相关要求 增加了我国分离器外型尺寸和设计压力范围的表格 删除了AS ME标准关于制造 的要求 ，增加 了G B 1 5 0 ，J B ／ r 4 7 1 1 等标准的相关要求 删除了A P I ，A s M E 标准关于铭牌、标识的要求 ， 保留其铭牌中关于外形尺寸的要求 ，增加了G B 1 5 0 的相关要求 删除了A S M E 关于检验的要求，增加了G B 1 5 0 及 压力容器安全技术监察规程的相关要求 删除了A P I ，A s M E 标准关于进行排放管线设置、控制器安装的建议 删除了A S M E ，A P I ，N A C E 等参考和推荐性质的标准，增加了S Y 厂 r 0 5 9 9 等相关要求 删除了A S M E ，A P I ， N A C E 等标准关于设计方面的要求 规定 “ 油水沉降时间应按照原油性质 、乳化原油的 乳化程度、含水率、脱水设备的结构等通过试验确 定” ，在条文说明里面给出了一些参考性资料。这 与 A P I S P E C 1 2 J 一2 0 0 8中的描述不同。 油气集输设计规范 G B 5 O 3 5 0 2 O 0 5 正 文里对脱水设备 含三相分离器 污水指标做 了规 定 ，“ 由脱水设备排出输往污水处理站的含油污 水 ，含油量不应大于1 0 0 0 m L 。对聚合物驱采出 原 油 ，含油量不宜大于 3 0 0 0 m g ／ L ，对于特稠油 、 超稠 油 ，含 油 量 不 宜 大 于 4 0 0 0 mW L ”，而 A P I S P E C l 2 J 一2 O 0 8 中没有做此规定 。 [ 作者简介] 刘玉梅高级工程师，1 9 8 9 年毕业于 石 油大学油气储运专业，现任 中国石油集 团工程设 计有限责任公司北京分公 司副总经理 。 0 1 0 6 2 3 9 6 7 7 8 、l i u y u m e i c p e b j ． c o n 栏 目主持李艳 秋 一 4一 油气田地面工程 h t t p ／ ／ www． y q t d mg c ． c o m