Separation Technology for Oilfield Applications from GEA ... · PDF file6 GEA Westfalia...

Separation Technology for Oilfield Applicationsfrom GEA Westfalia SeparatorProtection of the environment

Mechanical Separation / GEA Westfalia Separator

Separation. Solution. Success.

2

GEA Westfalia Separator

Mechanical Separation Technology from GEA Westfalia Separator Enables You to ProgressSeparators and decanters are centrifuges with which liquid mixtures can be separated with simultaneous removal of the solids.

Separators are vertical bowl high speed centrifuges,

up to 10,000 G, which are primarily applied for the

clarification and separation of liquids with and

without solids content. The max. particle size that

can be separated is 0.5 mm with a total solids content

of 0.1-3 %. The throughput capacities of separators

range from 50 to 250,000 l / h; a comfortable spectrum

which accommodates the units for all process steps

of separation technology.

Available separator anddecanter features

High separation efficiency

No impact from ship / platform movement

Achieve down to 5 ppm oil in water

IMO MEPC.107(49) approved

Reduced need of chemicals

Gastight design available

When the solids content in the suspension to be

processed is too high, up to 60 %, it‘s time to call in

the decanters. They are often placed upstream of a

centrifuge and achieve high clarification efficiencies

and maximum dewatering. They are also employed for

the separation of liquids with simultaneous removal

of the solids. The essential preconditions here are a

high bowl speed, up to 4000 G, a powerful drive for the

scroll and a scroll speed that is automatically adapted

to the solids concentration in the feeds.

Self-cleaning or manual centrifuges

Nozzle centrifuges

Ex-Zone 1 & 2

ATEX approved

Compact and robust design

Plug and play system

3


2 Mechanical Separation Technology

Separators and decanters

4 High Performance Equipment

Overview oilfield applications

5 Drilling

Mud / slop / drain water treatment system

Brine water treatment system

7 Production

Crude oil dewatering and produced water de-oiling

9 Utilities

Self-cleaning separators for MDO / LO / HFO treatment

10 Downstream Applications

MEG particle removal

Slop oil recovery

Cat fines removal

16 Westfalia Separator minimaXx

Hydraulic oil treatment plant

Visco Booster Unit

Fuel oil conditioning system

17 Fresh Water Generator

Water desalination system

18 Package design

Complete system solutions

Contents

4


High-Performance Equipment for the Oilfield IndustryOverview of oilfield applications

Demand and requirements applicable for processing

rigs and FPSOs for the oil industry are increasing.

Operating reliability, weight and space requirements

are major parameters. GEA Westfalia Separator

supplies plug and play processing systems which

comply with even the most stringent environmental

requirements and feature the latest weight and space

saving designs.

They handle continuous liquid-liquid-solids separation

in a wide range of applications and a wide range of

capacities. The centrifuges are specifically designed to

cope with the needs and circumstances on site, with

permanent reduction of costs.

Upstream Downstream

On– and offshore installations Oil refineries

Drilling Production Utilities

Brine Crude oil Bilgewater Cat fines

Drain water Drain water Fuel oil MEG

Drilling mud Produced water Hydraulic oil Slop oil

Slop water Lube oil Slop water

Solids control Tank bottoms

Tank cleaning

Oil & gas production Gas treatment plantTank terminal

5


DrillingMud / slop / drain water treatment system

The higher demand for hydrocarbons is pushing us

further into a tough environment. New high-tech

rigs / FPSOs are developed to cope with these new

challenges. Our contribution is to help you protect

our fragile environment and to maintain the “zero-

discharge” philosophy. GEA Westfalia Separator has

a complete environmental system which reduces the

discharge to sea to a minimum. A high efficiency slop

treatment system will also have economic benefits as

the costs for ship to shore and subsequent treatment

are no longer required.

The treatment of slop is always a challenge as the slop

tanks contain everything from drain and slop water,

oil spills, brine, bentonite, barite, cement, mud etc.

This results in a variable oil and solids content.

To solve this challenge GEA Westfalia Separator has

developed a complete system using the full capacity

of both the decanter and centrifugal technology.

Our available decanters for this application have a

low bowl angle for optimal thickening and a hydraulic

scroll drive for maximum power. We have also the

patented bowl design for handling of brine with a

specific gravity of up to 1.5 sg.

6


DrillingBrine water treatment system

The first centrifugal separator has been installed on

a rig to handle slop (oil containing SW, brine, soap,

polymer pills etc.). No slop is now sent onshore. Only

very little debris is left after the separation process.

The capacity of the GEA Westfalia Separator system is

10-30 m3 per hour. Up to 1.5 specific gravity is

handled.

The separator has now been used for 8 wells, with

an average saving of more than 250,000 € per well.

Previously a flocculation process, DE-press and

cartridge filtering and more personnel were required,

still resulting in larger volumes being sent onshore

for expensive disposal.

7


ProductionCrude oil dewatering and produced water de-oiling

When produced from the reservoir, crude oil contains

contaminants such as water, suspended solids and

water-soluble salts. These contaminants are damaging

to refinery equipment, and must be removed before

crude oil can be processed into fuels and other

products.

Oil drilling operations can create large quantities of

contaminated water known as “produced water”, or

water that is produced from the well. Most under-

ground oil reservoirs have a natural water layer

called formation water, which lies underneath the

hydrocarbons.

The dewatering of crude oil becomes more difficult

when we talk about heavy crude oil from API 19

and higher densitities. Here, the high g-forces of

centrifuges help to avoid the use of chemicals and

improve the separation.

As a well ages and oil becomes difficult to remove,

water or steam is injected into the reservoirs to help

force the oil to the surface. Both formation and

injected water eventually make their way to the top

and are produced at the well head along with the

hydrocarbons.

As the oil / water mixture is pumped out of the well,

it is separated yielding the hydrocarbon product

and the produced water. As the oil level drops in the

reservoir, the amount of water injected increases to

fill the void.

In the United States, produced water coming from oil

wells is 8 times the volume of the oil produced. These

volumes represent huge amounts of contaminated

water that require economical and environmentally

friendly methods of treatment so it can be re-used or

safely disposed of.

Produced water volumes tend to increase dramatically

as older oilfields pass their peak production. GEA

Westfalia Separator has solved this challenge by

making it possible to convert the centrifuges from

crude oil separation to produced water separation.

Emergency water /Make-up water

Feed

Discharge,light phase

Inert gas supply

Discharge,heavy phase

Nozzle discharge

Inert gas supply

Emergency water

Feed

Discharge, light phaseDischarge,heavy phase

Inert gas supply

Nozzle discharge

Inert gas supply

Figure 1 – Crude oil separation Figure 2 – Produced water separation

8


Utilities Demulsifier

Fresh water

Hot process water

Instrument air

Nitrogen

9


UtilitiesSelf-cleaning separators for MDO / LO / HFO treatment

Self-cleaning separators with disc bowl and automatic

solids ejection are used where the percentage of solids

in the oil is too high for manual cleaning. These are

used mainly for the clarification and purification

of fuel oils such as gas oil, diesel oil, heavy fuel

oil and lube oil. Self-cleaning separators discharge

solids automatically while the separator is running.

This avoids the need to shut down the separator for

frequent cleaning.

Self-cleaning separators operate continuously. Solids

ejection occurs either by total or partial ejections, or

a combination of both with additional self-cleaning

of the disc stack. Labour intensive cleaning of the

discs using CIP systems is not necessary. Optimum

separation efficiency over long operating times is

ensured. Maintenance work is required only after

8000 to 16,000 operating hours. The clean oil and the

separated water are conveyed to the discharge under

pressure by a centripetal twin pump.

Features Automatic operation

Continuous operating mode

Self-cleaning effect of the bowl without

CIP systems

Highly concentrated solids

High separation efficiency

Can be used as clarifier and purifier

Discharge of light and heavy phase under

pressure by a centripetal twin pump

Low noise level

Belt drive

EX design available

Filling and displacement water

Dirty oil feed Dirty water discharge

Clean oil discharge

Solids discharge

Bowl cross-section of a self-cleaning mineral oil separator with disc bowl

10


Downstream ApplicationsMEG particle removal

Proper hydrate management is vital for all field

developments. For long distance gas / condensate

tiebacks continuous injection of MEG (Mono

Ethylene Glycol) in a closed MEG loop is the preferred

solution.

By using carbon steel production pipelines, corrosion

and corrosion inhibition strategy become important

issues. Although the presence of the MEG itself gives

a reduction of the pipeline corrosion rate, additional

means are almost always required to avoid

unacceptable corrosion.

Even though alternatives for corrosion control like

pH adjustment, addition of a corrosion inhibitor

or a combination of the different alternatives are

utilized, the pipeline will corrode and large amounts

of iron ions will be formed. These iron ions, with

other divalent ions like calcium stemming from the

produced water, will enter the onshore plant. To

prevent accumulation, and subsequently precipitation

and scaling at unwanted locations, these ions must be

handled with precaution at the onshore plant.

The nature of a closed loop MEG system, where

water is continuously removed through conventional

regeneration, requires a holistic approach to the

challenge of ion and particle control and handling.

Input from different disciplines like chemistry,

corrosion, scaling, salt precipitation and engineering

must interact in the design of the onshore plant,

where the MEG is to be regenerated.

Flexibility regarding particle removal utilizing

centrifuges has been built into the closed loop MEG

system. The centrifuges can be run both up- and

downstream of the MEG regeneration units. The

reason why the base case solution is downstream

the MEG regeneration units, is that the main overall

concern to the project is high volumes of particles of a

certain size present in the Lean MEG being injected

sub sea having the ability to obstruct the injection

devices. However, if problems are encountered in the

MEG regeneration units that can be traced back to

particles in the Rich MEG, the centrifuges can be run

upstream the MEG regeneration trains.

GasCondensateWater

Scale

pH stabilized MEGNaHCO3 / Na2CO3

Formation waterCa2+, Ba2+, Mg2+, Sr2+

MEG to bind condensate and salt in sub sea natural gas pipelines.

11


Typical overall MEG system for gas treatment plants.

12


Downstream ApplicationsSlop oil recovery – treatment solutions for refineries

In refineries all kinds of waste oils are produced, so-

called slop oils. They come from drainages, residues

and cleaning processes, especially cleaning oil tank

bottoms. Most of these slop oils contain a high

percentage of oil which can be mixed with crude oil to

be processed in the refinery. If this slop oil is treated,

not only disposal costs can be reduced, but profit can

also be generated with the oil phase recovered from

the slop.

As the oil as well as water content can vary from 10

to 90 percent and the solid content can vary from

1 to 10 percent, either disk stack centrifuges or

decanters can be used for treatment of the slop oil.

Decanters are normally used in feed with a solid

content of more than approx. 5 percent (by vol.) A disk

stack self-cleaning centrifuge can be used downstream

of the decanter to polish either oil or water phase.

2-phase decanter to separate solids from

liquid phases

Disk stack self-cleaning separator to separate

the two liquid phases

Normally the oil phase is the one to be cleaned

Optionally, the water phase can be treated

further downstream to avoid disposal costs for

oily water

Oily water treatment systems from GEA

Westfalia Separator can reduce the free

oil content in water down to 5 ppm

As an alternative, 3-phase decanters are

available

13


SEPARATION ofsolids and twoliquid phases ofslop oil

Reduction of disposal costs

The oil can be mixed with crude oil and processedin the refinery

RECOVERY of oilphase in slop oil

PROFIT INSTEAD OFDISPOSAL COSTS

Separation results Customer benefits

14


Downstream ApplicationsSystems for cat fines removal from residual oils in refineries

During modern refining processes the residual oils

from vacuum distillation are sent to a cracking tower.

The long hydrocarbons are cracked with the help of

pulverized catalysts such as aluminum silicates which

are mixed with the oil.

This cracking process takes place at a temperature

of approx. 500 °C. A lot of these cat fines remain in

the residues of the cracking tower and the distillates

coming from the cracking process.

These cat fines can be separated from the oils to

recover them and / or improve oil quality.

Effective refining principleCombining disk stack centrifuges and decanters

Disk stack centrifuges for cat fines removal

(operated as clarifier)

Due to high product temperature oil is

recommended as operating liquid

Downstream cat fines concentration with

decanters possible

Atmospheric distillation Vacuum distillation Conversion plantsCatalytic cracker Visbreaker

Crudeoil

Residues Residues Residues Residues

GasGasoline

Middle distillate

GasGasolineMiddle distillateCracked gas oil

GasHeavy gas oilHeavy vacuumFuel

GasGasolineKerosineMiddle distillateGas oil

Classical fuels

Low-grade fuels

Typical refinery process

15


Catalyst fine removal from residual oils

Optimum oil quality as refinery product

Separation results Customer benefits

Higher sales prices for refinery product obtainable

Catalyst fine removal from residual oils

These cat fines can be reinjected into catalyst tower

16


Westfalia Separator minimaXx –Sophisticated Technology in Confined SpacesHydraulic oil treatment plant

The part played by separators in the shipping

industry has changed drastically in recent years. Not

just stand-alone machines, but complete systems,

even for small product streams, are required to face

the increasing demands for high performance and

low costs. The compact units with Westfalia Separator

minimaXx separators were developed to fulfill these

requirements and features.

The compact units of the minimaXx class are made

in a space-saving design. Each one is based on a

separator of the Westfalia Separator minimaXx

family. This is mounted together with all necessary

monitoring equipment in a mobile system.

VBU – Visco Booster UnitFuel oil conditioning system

Efficient operation of diesel engines operated with

crude oil and heavy fuel oil requires optimum fuel

supply. This key condition is accomplished by the

Visco Booster Units developed by GEA Westfalia

Separator for fuel conditioning.

This unit consists of a treatment system that meets

the fuel requirements between the clean oil tank

and injection system for the main and auxiliary

engines in terms of the required injection viscosi-

ty and temperature. Supply and booster pumps are

provided for a stable system pressure. The modules

are designed for the different engines as well as to the

required injection viscosity (approx. 10 – 24 cSt) and

corresponding temperature (approx. 135 – 150 °C).

With the Visco Booster Units, GEA Westfalia

Separator offers a complete, compatible system from

the service tank to the engine for safe and economic

fuel oil treatment.

Visco Booster Units are supplied as package systems.

They can be delivered as separate systems or as a

complete module for the main engine and auxiliary

engines for heavy fuel oil and diesel oil. They are

designed for 24-hour unattended operation and meet

the requirements of the classification societies.

(Please see left figure on page 17.)

17


FWG – Fresh Water GeneratorWater desalination system

Sea water is fed through the condenser, where

it absorbs the latent heat of the condensing vapour.

Some sea water is used as feed water for the evapor-

ator whilst the remaining brine and non condensable

gases are discharged using a combined ejector.

In the evaporator the sea water is heated up to

the saturation temperature corresponding to the

vacuum maintained by the ejector and a proportion

is evaporated. The evaporator generally utilizes the

waste heat from the main diesel engine jacket water,

however, other heating media may also be used (e.g.

steam, thermal oil).

The vapour produced passes through the demister

located in the upper casing to remove entrained

droplets of water and is led to the condenser.

The distillate is drawn from the condenser by the

distillate pump and discharged through the sali-

nity measuring unit. Depending on the residual

salt content of the distillate, it is either led to the

distillate tank or, if the maximum allowable residu-

al salt content is exceeded, back to the evaporator.

All parts in contact with sea water are constructed of

corrosion-resistant materials (CuNi, stainless steel).

The plates are made of titanium.

Features Compact

Easy to operate, fully automatically controlled

Reliable

Low weight

Low maintenance costs

Integrated anti-scaling system

Corrosion resistant materials

High performance

Fuel oil conditioning system

Service tank

Jacket water heated

Sea water

Distillate

Heating water

Feedwater

Brine

Brine

Demister

Circulation pump

Fuel oil conditioning system with VBU (above) and single stage evaporating system (right)

18


Package DesignComplete system solutions for your benefits

Portable container solution with centrifuge WSC 50,

control panel in ex design. Scope of delivery includes

all necessary valves, instrumentation, pump and

duplex filter for plug & play operation. The container

is equipped with manual traverse carriage, mechanical

ventilation, illumination, storage cases for centrifuge

bowl and special tools.

Open skid with 3 x WSC 50 centrifuges; complete

installation with nitrogen blanketing system, material

handling equipment and separate sludge and water

system. Typical application MEG.

Skid with noise enclosure incl. mechanical

ventilation. 3 x WSD 200 centrifuges with direct

drive motors; complete installation with nitrogen

blanketing system, material handling equipment and

separate sludge and water system. Typical application

MEG and produced water / crude oil.

19


Portable container solution with decanter CA 458

with hydraulic scroll drive. Local operator panel in

ex design. Scope of delivery also includes feed pumps.

The container has mechanical ventilation and detacha-

ble skylight for maintenance. Typical application is

slop and mud treatment.

Open skid with 2 x WSC 50 centrifuges; complete

installation with junction boxes and sludge

transfer system. Typical application drain / slop water

treatment.

Open skid with 1 x OSC 30 centrifuge; complete

installation with junction boxes and sludge transfer

system and feed pumps. Scope of delivery also

includes inlet strainer & filter skids. Typical

application diesel oil treatment.

Open skid with 1 x OSD 18 centrifuge; complete

installation with junction boxes and sludge transfer

system and feed pumps. Scope of delivery also includes

inlet strainer & filter skids. Typical application diesel

oil treatment.

Werner-Habig-Straße 1 · 59302 Oelde (Germany) Phone +49 2522 77-0 · Fax +49 2522 77-5058 [email protected] · www.westfalia-separator.com

Beverage Technology

Dairy Technology

Renewable Resources

Chemical / Pharmaceutical Technology

Marine

Energy

Oilfield

Fluids & Water

Engineering

Second Hand Machinery

Cross-Flow Filtration

with Ceramic Elements

Original Manufacturer Service

Mechanical Separation


The information contained in this brochure merely serves as a non-binding description of our productsand is without guarantee.

Binding information, in particular relating to capacity data and suitability for specific applications, canonly be provided within the framework of concrete inquiries. Printed on chlorine-free bleached paper 9997-1290-010/0109 EN Printed in Germany Subject to modification

Технология сепарации для применения на нефтепромыслах Защита окружающей среды

Mechanical Separation / GEA Westfalia Separator

Separation. Solution. Success.

2


Технология механической сепарации от ГЕА Вестфалия Сепаратор позволяет вам развиваться Сепараторы и декантеры – это центрифуги, которые позволяют разделять смеси жидкостей с одновременным удалением твердых частиц

Сепараторы – это центрифуги с вертикальным

высокоскоростным барабаном, создающими

усилие до 10.000 g, которые применяются,

главным образом, для осветления и разделения

жидкостей, содержащих или не содержащих

твердые частицы. Могут отделяться частицы

с максимальным размером до 0,5 мм и

общим содержанием 0,1 – 3%. Пропускная

способность сепараторов составляет от

250 до 250.000 л/час; т.е. целый спектр,

который заключает в себе устройства для всех

этапов технологического процесса сепарации

Когда содержание твердых веществ в

перерабатываемой суспензии слишком велико

и достигает 60%, приходит время обратиться

к декантерам. Деканеры часто размещаются

перед центрифугами для достижения высокой

эффективности осветления и максимального

обезвоживания. Они также применяются для

разделения жидкостей с одновременным

удалением твердых частиц. Основными

требованиями в этом случае будут высокая

скорость барабана создающая усилие до

4000 g, мощный привод шнека и скорость

шнека, которая автоматически регулируется в

зависимости от концентрации твердых веществ

на входе.

Характерные особенности сепараторов и декантеров

Высокая эффективность сепарации

Не оказывает воздействия на

движение судна / платформы

Снижает содержание нефти

в воде до 5 ppm

Одобрены Международной Морской

Организацией IMO MEPC 107(49)

Меньшая потребность в реагентах

Могут быть выполнены во

взрывозащищенном исполнении,

с накачкой инертным газом

Центрифуги с автоматической

или ручной выгрузкой

Сопловые центрифуги

Для зоны взрывоопасности Ех1 и Ех2

Одобрены АТЕХ

Компактная и прочная конструкция

Готовые к работе системы

3


2 Технология механической сепарации

Сепараторы и декантеры

4 Высокопроизводительное оборудование

Обзор вариантов применения на нефтепромыслах

5 Бурение

Система очистки бурового раствора /

вод, загрязненных нефтепродуктами / сточных вод

Система очистки рассола

7 Добыча

Обезвоживание нефти и очистка промысловых

вод от нефтепродуктов

9 Рабочие среды

Саморазгружающиеся сепараторы для очистки

дизельного топлива, смазочного масла, тяжелого топлива

10 Применение на следующих стадиях

Очистка моноэтиленгликоля (МЭГ)

Переработка нефтешлама

Удаление мелких частиц катализатора

16 Сепаратор minimaXx компании

ГЕА Вестфалия Сепаратор

Установка очистки масла для гидравлических систем

Visco Booster Unit

Блок подготовки топлива

17 Опреснительная установка

Система опреснения морской воды

18 Конструкция на единой раме

Комплексные системные решения

Содержание

4


Высокопроизводительное оборудование для нефтедобывающей промышленностиОбзор вариантов применения на нефтепромыслах

Увеличивается спрос и повышаются требования

к буровым установкам и оборудованию FPSO для

нефтяной промышленности. Эксплуатационная

надежность, требования к весу и занимаемому

месту являются основными параметрами.

Компания ГЕА Вестфалия Сепаратор Системз

поставляет готовые к работе системы

очистки, которые отвечают самым строгим

экологическим требованиям и отличаются

самыми современными конструкциями с

минимальным весом и габаритами.

Они обеспечивают непрерывное разделение

жидкость-жидкость-твердые вещества в

различных вариантах использования в

широком диапазоне производительности.

Центрифуги специально разработаны для

решения существующих задач, с различными

условиями на площадке, при постоянном

снижении изжержек.

На начальных стадиях добычи На следующих стадиях

Наземные и морские установки Нефтепереработка

Добыча нефти и газа Установки газоочистки

Нефтеналивные терминалы

Область применения центрифуг

Бурение Добыча Рабочие среды

Рассол

Сточные воды

Буровой раствор

Шламосодержащие

воды

Удаление твердой фазы

Мойка танков

Сырая нефть

Сточные воды

Промысловые воды

Льяльные воды

Топливо

Масло для

гидравлических систем

Смазочное масло

Частицы катализатора

МЭГ

Нефтешлам

Шламосодержащие воды

Осадок в танках

5


Бурение Система очистки бурового раствора, нефтесодержащих и сточных вод

Рост потребления углеводородов создал

для нас еще более сложную экологическую

ситуацию. Новые высокотехнологичные

буровые установки / FPSO разрабатываются

для решения таких новых задач. Наш вклад

состоит в том, чтобы помочь вам сохранить

нашу хрупкую окружающую среду и реализовать

философию «безотходного производства». У

компании ГЕА Вестфалия Сепаратор имеется

комплексная экологичная система, благодаря

которой выбросы в море сводятся до минимума.

Высокоэффективная система переработки

нефтешлама, кроме того, обеспечивает

экономическую выгоду, поскольку отпадает

потребность в транспортировке больших

объемов для утилизации на берегу.

Переработка нефтешлама – это всегда

вызов, поскольку в шламонакопителях может

содержаться любые компоненты сточных воды

и вод, загрязненных нефтью, проливы нефти,

рассол, бентонит, барит, цемент, буровой

раствор и т.д. В результате этого имеют место

колебания по содержанию нефти и твердых

частиц на выходе.

Для решения такой задачи компания

ГЕА Вестфалия Сепаратор разработала

комплексную систему, в которой в полной

мере используются возможности декантерной

и сепараторной технологии.

Декантеры, предлагаемые нами для этих

целей, имеют малый угол конусной части

барабана для оптимального обезвоживания

и гидравлический привод шнека для

получения максимальной мощности. Мы также

запатентовали конструкцию шнека для очистки

рассола с плотностью до 1,5 ед. удельного

веса.

ФлокулянтБуровой раствор на масляной основе / Буровой раствор на водной основе

Цистерна для сточных вод / нефтешлама

Питающийнасос

Фильтр грубой очистки

Цистерна для шлама

Питающий насос

Выгрузка осадка

Высоко-скоростной декантер Промывная

жидкость

Флокулянт

3/2-ходовой клапан

3/2-ходовой клапан Управляющая вода

Сброс чистой воды за борт

Высокоскоростная центрифуга

Предохранительныйфильтр

3/2-ходовойклапан PPM

6


БурениеСистема очистки рассола

Первый центробежный сепаратор был

установлен на буровой для обработки шлама

(нефтесодержащая вода, рассол, мыло,

гранулы полимера и т.д.). Теперь шлам не

нужно вывозить на берег. После сепарации

остается лишь небольшое количество

загрязнений. Пропускная способность

сепаратора, поставленного компанией

ГЕА Вестфалия Сепаратор, составляет

10–30м3/ч. Перерабатываются вещества

плотностью до 1,5 ед. удельного веса.

В настоящее время сепаратор используется для

обслуживания 8 скважин с экономией затрат в

среднем более чем 250 000 Евро на скважину.

Прежде был необходим процесс флокуляции,

отжимной эксцентриковый пресс, патронный

фильтр, требовалось больше персонала, и при

этом, гораздо большие объемы направлялись

на берег для дорогостоящей утилизации.

Рассол из скважины, например, показатель рН: 7 – 11; температура: 50 – 60 град.С


Накопительный резервуар

Рассол

Нефть


Фильтр предварительной очистки

Контейнер

Твердые вещества

Размер ячеек 320 US mesh

Сетчатый фильтр грубой очистки

Управляющая вода

Высокоскоростная центрифуга

Песок


Слив или выпуск для повторного использования

3/2-ходовой клапан Абсорбционный

фильтр

PPM

200С

"HC"<40ppm

7


НефтедобычаОбезвоживание нефти и очистка промысловых вод от нефтепродуктов

При добыче из пласта сырая нефть содер-

жит такие загрязнения, как вода, взвешенные

твердые частицы и водорастворимые соли.

Эти загрязняющие вещества представляют

опасность для оборудования нефтеперераба-

тывающих предприятий, и они должны быть

удалены, прежде чем сырая нефть поступит

в процесс переработки в топливо и другие

нефтепродукты.

Буровые работы при добыче нефти могут

приводить к образованию больших объемов

загрязненных вод, известной как промысловые

или извлеченные из скважины воды. В

большинстве подземных нефтяных пластов

под слоем углеводородов имеется природный

слой, так называемых пластовых вод.

Обезвоживание сырой нефти становится

более сложным, если рассматривать нефть с

плотностью от API 19 и выше. В данном случае

большие усилия, создаваемые в центрифугах,

позволяют обойтись без химических реагентов

и улучшить разделение.

По мере старения скважины и усложнения

извлечения нефти для поднятия нефти на

поверхность в пласт закачивают воду или

пар. Как пластовые так и закачиваемые воды

просачиваются к верхней части скважины и

откачиваются вместе с углеводородами.

После откачки из скважины нефте-водяной

смеси ее разделяют, в результате чего получают

углеводородное сырье и промысловую воду. С

падением уровня нефти в пласте, увеличиваются

объемы воды, закачиваемой для заполнения

полости.

В Соединенных Штатах промысловые воды,

извлеченные из нефтепромысловых скважин,

в 8 раз больше объема полученной нефти.

Такие огромные количества загрязненных

промысловых вод требуют экономичных

и экологичных методов очистки, которые

позволили бы повторно их использовать или

безопасно утилизировать.

Объемы промысловых вод значительно

увеличиваются после того, как нефтеотдача

пласта пройдет свой максимум. Эту задачу

компания ГЕА Вестфалия Сепаратор решила,

обеспечив возможность переключения

центрифуг с сепарации сырой нефти на

сепарацию промысловой воды.

Вода системы безопасности / подпиточная вода

Подача

Выпуск легкой фазы

Подача инертного газа

Выпуск тяжелой фазы

Сопловая выгрузка


Вода системы безопасности

Подача

Выпуск легкой фазы Выпуск тяжелой фазы


Сопловая выгрузка


Рис. 1 – Сепарация сырой нефти Рис. 2 – Сепарация промысловой воды

8


Рабочие среды Деэмульгатор

Пресная вода

Горячая технологическая вода

Сжатый воздух

Азот

Бак для воды

Центрифуга для сырой нефти

Центрифуга для промысловых вод

Отгрузка сырой нефти


Накопительный резервуар / дегазатор

Вода системы защиты (подача самотеком)

Промысловые воды

Выпуск

Вода, загрязненная нефтью

Выпуск

Вода, загрязненная нефтью

Отстойник с кольцевым порогом

Выпуск воды, загрязненной нефтью

Накопительный резервуар / дегазатор

Статический сепаратор / дегазатор

Нефть, содержащая воду / Подаваемая нефть

Выпуск промысловой воды

Охладитель



Нефть, содержащая воду

Нефть, содержащая воду

9


Рабочие среды Саморазгружающиеся сепараторы для очистки дизельного топлива / смазочного масла / тяжелого топлива

Саморазгружающиеся сепараторы с тарельчатым

барабаном и автоматической выгрузкой осадка

применяются там, где содержание твердых

частиц в нефтепродукте слишком велико

для их ручного удаления. Они используются,

преимущественно, для осветления и очистки

жидкого топлива, такого как газойль, дизельное

топливо, тяжелое топливо, а также смазочного

масла. Саморазгружающиеся сепараторы

выгружают твердые частицы автоматически,

тогда как сепаратор продолжает работать. Это

позволяет исключить остановки сепаратора для

частого удаления осадка.

Саморазгружающиеся сепараторы работают

в непрерывном режиме. Удаление осадка

происходит при полной или частичной

разгрузке, или при сочетании этих операций, что

сопровождается дополнительной самоочисткой

пакета тарелок. Отпадает необходимость в

трудоемкой очистке тарелок с использованием

системы безразборной мойки (CIP).

Обеспечивается оптимальная эффективность

сепарации в течение длительного срока

эксплуатации. Техническое обслуживание

требуется только после 8.000 – 16.000 часов

работы. Чистый нефтепродукт и отделенная

вода подаются на выпуск под давлением

при помощи двойного центростремительного

насоса.

Отличительные особенности Автоматическая эксплуатация

Непрерывный режим работы

Эффект самоочистки барабана без

системы безразборной мойки (CIP)

Высокая концентрация осадка

Высокая эффективность сепарации

Возможность использования в

качестве осветлителя или очистителя

Выпуск легкой и тяжелой фазы под

давлением при помощи двойного

центростремительного насоса

Низкий уровень шума

Ременный привод

Существуют версии во

взрывозащищенном исполнении

Заполняющая и вытесняющая вода

Подача загрязненного нефтепродукта Отвод загрязненной воды

Отвод чистого нефтепродукта

Выгрузка осадка

Сечение барабана саморазгружающегося сепаратора для нефтепродуктов с тарельчатым барабаном

10


Применение на следующих стадияхОчистка моноэтиленгликоля (МЭГ)

Надлежащий контроль за образованием

гидратов имеет жизненно важное значение

для всех разрабатываемых месторождений.

При большой длине соединительных труб

для газа / газоконденсата наилучшим

решением будет непрерывная циркуляция МЭГ

(моноэтиленгликоля) в закрытом контуре.

При использовании промышленных

трубопроводов из углеродистой стали,

важными факторами являются коррозия и

стратегия защиты от коррозии. Несмотря

на то, что само присутствие МЭГ приводит

к снижению скорости развития коррозии

трубопровода, для прекращения развития

коррозии почти всегда приходится прибегать

к дополнительным мерам.

Но даже при использовании различных

способов защиты от коррозии, таких

как изменение показателя рН, введение

ингибитора коррозии или комбинация

нескольких способов, коррозия трубопровода

продолжает развиваться, следствием чего

является образование огромного количество

ионов железа. Эти ионы железа вместе с

другими двухвалентными ионами, например,

ионами кальция, присутствующими в

промысловой воде, попадают на береговую

установку. Чтобы не допустить накопления,

последующего осаждения и образования

окалины на нежелательных участках, на берегу

приходится применять специальные меры по

защите от таких ионов.

Природа системы, использующей МЭГ в

закрытом контуре для непрерывного удаления

воды путем обычной регенерации, требует

комплексного подхода к проблеме ионов

и задаче по контролю и удалению частиц.

Вклад различных дисциплин, таких как химия,

изучение коррозии, окалины, осаждения

солей, а также машиностроения должен быть

совместно использован в разработке береговой

установки для регенерации МЭГ.

Гибкость, присущая технологии удалению

твердых частиц при помощи центрифуг, была

реализована в системе циркуляции МЭГ в

закрытом контуре. Центрифуги могут работать

как перед установками регенерации МЭГ, так

и за ними. Причина, по которой было принято

принципиальное решение о размещении

центрифуг за установками регенерации МЭГ,

состояла в том, что проблема, вызывавшая

основную озабоченность в проекте, связывалась

с наличием слишком большого количества

частиц определенного размера в разбавленном,

подаваемом под водой МЭГ, которые могли

бы засорить само устройства подачи. В то же

время, если источник проблем, с которыми

столкнулись в установках регенерации МЭГ,

будет связан с частицами в концентрированном

МЭГ, то центрифуги могут работать и перед

установками регенерации МЭГ.

Газ Конденсат Вода

Окалина

МЭГ с заданным рН NaHCO3 / NaCO3

Пластовая вода Ca2+, Ba2+, Mg2+, Sr2+

МЭГ для связывания конденсата и солей в подводном трубопроводе для природного газа

11


Типичная комплексная система МЭГ установки очистки газа

Из шламонакопителя Емкости для концентрированного МЭГ

Перекачивающие насосы для концен-трированного МЭГ

Нагреватели для концентри-рованного МЭГ

Главный сепаратор

Отстойники

Выпуск шлама

Управляющаявода

Установка регенерации

к / от центрифуг

Питающий насос для концентри-рованного МЭГ

Подающие насосы для разбавленного МЭГ

Подкачивающие насосы для разбавленного МЭГ

Фильтры

Устройство стабилизации рН

Выгрузка

Устройство стабилизации рН

Ингибитор коррозии

Емкости для разбавленного МЭГ

Охладитель разбавленного МЭГ

Концентрированный МЭГ из бабрабана сепаратора

Вакуумная установкадля удаления солей

12


Применение на следующих стадиях Переработка нефтешлама

На нефтеперерабатывающих предприятиях все

виды отходов нефтепереработки называются

нефтешламом. Его образуют стоки и осадки

при очистке, в особенности, при мойке дна

резервуаров от водно-грязевого отстоя.

Большая часть такого шлама содержит

нефть, которая может смешиваться с сырой

нефтью, перерабатываемой на предприятии.

Переработка нефтешлама позволяет не только

снизить издержки на удаление отходов, но

и получить прибыть за счет нефтяной фазы,

извлеченной из шлама.

Поскольку содержание нефти, как и

содержание воды может варьироваться от

10 до 90%, а содержание твердых частиц

может изменяться в пределах от 1 до 10%, для

переработки нефтешлама могут применяться

либо тарельчатые центрифуги либо

декантеры. Декантеры обычно используются

при содержании твердого вещества в

подаваемом продукте более 5% (по объему).

Тарельчатая саморазгружающаяся центрифуга

может использоваться за декантером для

дополнительной очистки либо нефтяной либо

водной фазы.

Двухфазные декантеры для удаления

твердых частиц из жидких фаз

Тарельчатый саморазгружающийся

сепаратор для разделения

двух жидких фаз

Очищается, как правило,

только нефтяная фаза

В качестве опции, водная фаза может

очищаться далее в технологическом

процессе, чтобы снизить издержки

по утилизации отходов

Система очистки воды, загрязненной

нефтепродуктами, от компании ГЕА

Вестфалия Сепаратор Системз может

понизить содержание несвязанной

нефти в воде до 5 ppm.

В качестве альтернативы, могут быть

предложены трехфазные декантеры.

13


Разделение нефтешлама на твердые частицы и две жидких фазы

Снижение расходов на удаление отходов

Извлеченная нефть может смешиваться с сырой нефтью и перерабатываться на предприятии

Извлечение нефти из нефтешлама

Прибыль вместо расходов на удаление отходов

Результаты сепарации

Преимущества для заказчика

Деэмульгатор

Нагреватель

Емкость для пере-мешивания продукта

Продукт

Шлам

Тяжелая фаза

Жидкая фаза


Насос

Нагреватель

Емкость для пере-мешивания продукта

Нагреватель Нагреватель Питающий насос

Легкаяфаза

Шлам

Шлам

Сетчатый фильтр

Управляющая вода

14


Применение на следующих стадиях Системы для удаления мелких частиц катализатора из нефтяного остатка

В современных процессах вакуумной перегонки

нефтяной осадок направляется в колонну

для крекинга. Длинные цепи углеводородов

расщепляются при помощи распыленных

катализаторов, таких как силикаты алюминия,

которые смешиваются с нефтью.

Крекинг-процесс протекает при температуре

прибл. 500 °С. Большое количество мелких

частиц такого катализатора остаются в нефтяном

остатке колонны и в дистилляте, получаемом в

крекинг-процессе.

Эти мелкие частицы катализатора могут

быть отделены из нефтепродукта в целях

получения катализатора / улучшения качества

нефтепродукта.

Принципы эффективной очистки Комбинация тарельчатой центрифуги и

декантера Тарельчатые центрифуги для

извлечения мелких частиц катализатора

(работа в режиме осветлителя)

Из-за высоких рабочих температур в

качестве рабочей жидкости вместо воды

рекомендуется использовать масло

Возможности получения концентрата

мелких частиц катализатора при

помощи установленного декантера

Перегонка при атмосферном давлении

Вакуумная перегонка Установки каталитического крекинга

Осветительный керосин

Сырая нефть

Нефтяной остаток




Газ, бензин

Низкосорт-ные марки топлива

Газ, бензин, осветительный керосин, крекинг-газойль

Бензин, тяжелый газойль, тяжелое жидкое топливо

Газ, бензин, керосин, осветительный керосин, газойль

Классические виды топлива

Легкий крекинг

Типичные процессы нефтепереработки

15


Удаление катализатора из нефтяного осадка

Оптимальное качество товарного нефтепродукта предприятия

Результаты сепарации Преимущества для заказчика

Более высокие цены на продук-цию нефтепере-рабатывающего завода

Извлечение катализатора из нефтяного осадка Этот катализатор

может повторно использоваться в каталитической колонне

Нефтяной осадок установки каталитического крекинга

Осадок (на удаление)

Смесительная емкость

Очистка рабочей жидкости

Нагре-ватель


Неочищенное тяжелое топливо

Очищенное тяжелое топливо < 0,1% мелких частиц катализатора

Легкая фаза

Нефть для смешивания

Охладитель

Шлам Рабочая жидкость


120 оC

80 оC

16


Сепаратор minimaXx компании ГЕА Вестфалия Сепаратор - Передовые технологии на ограниченном пространствеУстановка очистки масла для гидравлических систем

За последние годы кардинально изменилась

та роль, которую играют сепараторы.

Чтобы соответствовать все возрастающим

требованиям высокой производительности

и низких издержек, необходимы уже не

отдельные машины, но целые системы даже для

небольших потоков продукта. Для выполнения

таких требований было разработано новое

поколение компактных блоков с сепараторами

minimaXx

Новые компактные блоки класса mini-

maXx изготовлены с учетом минимального

занимаемого места. Основой каждого является

сепаратор семейства minimaXx. Сепаратор

вместе со всеми необходимыми контрольно-

измерительными приборами смонтирован в

виде передвижной системы.

Visco Booster Unit (VBU) Система подготовки тяжелого топлива

Для эффективной работы дизельных

двигателей судов и электростанций необходима

оптимальная подача топлива. Это ключевое

условие выполняют Блоки Виско Бустер,

разработанные компанией ГЕА Вестфалия

Сепаратор Системз для подготовки топлива.

Этот блок содержит систему подготовки,

обеспечивающую выполнение требований к

температуре и вязкости топлива при его подаче

из бака для чистого топлива в систему впрыска

главного и вспомогательных двигателей.

Питающие и бустерные насосы служат для

создания необходимого давления в контуре. В

модулях предусмотрена регулировка вязкости

(прибл. 10 - 24 сСт) и температуры (прибл.

135 - 150 C) впрыска топлива для различных

двигателей.

Вместе с Блоками Виско Бустер компания

ГЕА Вестфалия Сепаратор Системз предлагает

комплексную и совместимую систему надежной и

экономичной подготовки топлива, подаваемого

из расходного бака к двигателям.

Блоки Виско Бустер обычно поставляются

в виде комплексных систем на единой

раме. Но существует возможность поставки

отдельных систем или комплектного модуля

подготовки тяжелого и дизельного топлива для

главного и вспомогательного двигателя. Они

разработаны для круглосуточной работы без

присутствия оператора и отвечают требованиям

классификационных обществ.

(см. расположенный слева рисунок на стр. 17)

17


SWD - Опреснительная установка Система опреснения морской воды

Морская вода пропускается через конденсатор,

где она получает остаточное тепло конденсации

пара. Часть морской воды подается в

испаритель, в то время как остальной соляной

раствор и неконденсирующиеся газы отводятся

при помощи комбинированного эжектора.

В испарителе морская вода нагревается до

температуры насыщения, соответствующей

разрежению, которое поддерживается при

помощи эжектора, и часть воды испаряется.

В испарителе используется, главным

образом, тепло воды из рубашки охлаждения

главного двигателя, однако также могут

быть использованы и другие теплоносители

(например, пар, термальное масло и т.д.)

Полученный пар проходит через каплеуловитель,

расположенный в верхней части кожуха для

удаления захваченных капель воды, и подается

в конденсатор. Дистиллят откачивается

из конденсатора при помощи насоса для

дистиллята и выпускается через солемер. В

зависимости от остаточного содержания солей

в дистилляте, он направляется или в емкость

для дистиллята или, если будет превышен

максимально-допустимый уровень содержания

солей, обратно в испаритель. Все детали,

контактирующие с морской водой, изготовлены

из коррозионно-стойких материалов (медно-

никелевые сплавы, нержавеющая сталь).

Пластины изготовлены из титана.

Характерные особенности установки:

Компактная

Простая в эксплуатации, полностью

автоматическое управление

Надежная

С малым весом

Низкие издержки на техобслуживание

Встроенная система защиты от накипи

Коррозионно-стойкие материалы

Высокая производительность

Система подготовки жидкого топлива

Расходный бак

Нагревание при помощи воды рубашки охлаждения

Морская вода

Дистиллят

Греющая вода

Питающая вода

Соляной раствор

Соляной раствор

Каплеуло-витель

Циркуляционный насос

Система подготовки жидкого топлива с Блоком Виско Бустер (VBU)

Одноступенчатая система испарителя

18


Конструкция на единой раме Выгодные комплексные системные решения

Компактная контейнерная версия с

центрифугой WSC 50, панелью управления во

взрывозащищенном исполнении. Комплектация

предусматривает всю необходимую клапанную

арматуру, приборы, насосы и сдвоенный фильтр

готовой к работе системы. Контейнер оборудован

кран-балкой, механической вентиляцией,

освещением, ящиками для размещения барабана

центрифуги и специального инструмента.

Открытая рама с тремя центрифугами WSC 50;

комплектная установка с системой заполнения

азотом, оборудованием подачи продукта и

раздельной системой для шлама и воды.

Типичная область применения: МЭГ.

Рамная конструкция со звукоизоляцией,

включая механическую вентиляцию. Три

центрифуги WSD 200 с двигателями прямого

привода; комплектная установка с системой

заполнения азотом, оборудованием подачи

продукта и раздельной системой для шлама

и воды. Типичная область применения: МЭГ,

промысловые воды / сырая нефть.

19


Компактная контейнерная версия с декантером

СА 458, с гидравлическим приводом

шнека. Местная панель оператора во

взрывозащищенном исполнении. В комплект

поставки также включены отдельные питающие

насосы. Контейнер оборудован механической

вентиляцией, съемным фонарем верхнего

освещения для технического обслуживания.

Типичная область применения: переработка

нефтешлама и стоков.

Открытая рама с двумя центрифугами WSC 50;

комплектная установка с распределительной

коробкой и шламоперекачивающим устрой-

ством. Типичная область применения: очистка

сточных вод и вод, загрязненных нефтепродук-

тами.

Открытая рама с одной центрифугой OSC 30;

комплектная установка с распределительной

коробкой, шламоперекачивающим устройством

и питающими насосами. В комплект поставки

также включен предварительный фильтр

грубой очистки на раме. Типичная область

применения: очистка дизельного топлива.

Рамная конструкция с одной центрифугой OSC

18; комплектная установка с распределительной

коробкой, шламоперекачивающим устройством

и питающими насосами. В комплект поставки

также включен предварительный фильтр грубой

очистки на раме. Типичная область применения:

очистка дизельного топлива.

Отделение механической сепарации ООО «ГЕА Вестфалия Сепаратор Си Ай Эс»105094, Москва. Россия, Семеновский вал, д.6АТел.: +7 495 787 20 05, факс: +7 495 787 20 [email protected]

Производство напитков

Технология переработки молока

Переработка масел и жиров

Химия, фармацевтика и биотехнология

Извлечение масел и жиров

Технология крахмалопаточного производства

и промышленная биотехнология

Судостроение

Энергетика

Нефтедобыча и нефтепереработка

Промышленность

Технологии для защиты окружающей среды

Инжиниринг

Восстановленное машинное оборудование

Технология фильтрации с применением

керамических мембран

Техническое обслуживание

Mechanical Separation


Информация, содержащаяся в данной брошюре,носит ознакомительный характер и даетобщее представление о нашей продукции.

Точная информация, в частности относящаясяк производительности и обработке определенныхпродуктов, может быть предоставлена только в контексте конкретного запроса.

Напечатано на отбеленной бумаге

Separation Technology for Oilfield Applications from GEA ... · PDF file6 GEA Westfalia...

Documents

Transcript of Separation Technology for Oilfield Applications from GEA ... · PDF file6 GEA Westfalia...