油氣水分離器國內外設計標準

中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司

油氣水分離器國內外設計標準

劉玉梅

中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司

美國石油學會標準規范體系中，針對分離器的規范是APISPEC 12J—2008，2008年10月開始實施，替代APISPEC 12J—1989。該標準規定了石油和（或）天然氣生產過程中所使用的油、氣分離器和（或）油、氣、水分離器的設計、制造、檢驗的基本要求。中國石油天然氣行業標準《分離器規范（SY/T 0515—2007）》（代替SY/T 0515—1997）2007年10月8日發布，2008年3月1日開始實施。該標準是在APISPEC 12J—1989《油氣分離器規范》的基礎上進行修改，并細化了SY/T 0515—1997的內容，該標準更適合我國分離器制造和設計的實際情況。

油氣水；分離器；設計；標準

海外油田地面工程油氣水三相分離器設計所使用的標準規范多為國際上行業內慣用的標準規范，主要是一些學會、協會和標準化組織發布的標準規范，如API美國石油學會、ANSI美國國家標準、ASME美國機械工程師協會、ISO國際標準化組織、IEC國際電工委員會等。這些標準規范在國際石油地面工程設計領域使用多年，占有主導地位，為各國廣泛采用。

1 三相分離器常用國際標準規范

油、氣、水分離一般是依靠其密度差進行沉降分離，分離器的主要分離部分就是應用這個原理。美國石油學會標準規范體系中，針對分離器的規范是APISPEC 12J—2008，2008年10月開始實施，替代APISPEC 12J—1989。該標準規定了石油和（或）天然氣生產過程中所使用的油、氣分離器和（或）油、氣、水分離器的設計、制造、檢驗的基本要求。該標準所適用的分離器包括立式、球形、單筒臥式或雙筒臥式，不適用于離心分離器、過濾分離器和除砂分離器。

1.1 典型結構

在APISPEC 12J—2008的附錄A中，對典型的兩相分離器結構圖做了資料性說明，見圖1、圖2、圖3、圖4所示。

1.2 外形尺寸和設計壓力

按照APISPEC 12J—2008設計的分離器可以是立式、臥式或球形的。分離器的外形尺寸和最高工作壓力額定值見表1、表2和表3所示，數據為API行業公稱標準。其他的外形尺寸、壓力和溫度等級可以通過買賣雙方協商確定。

圖1 立式兩相分離器結構

圖2 臥式兩相分離器結構

圖3 臥式兩相雙筒分離器結構

圖4 球型兩相分離器結構

表1 臥式分離器的外形尺寸和最高工作壓力額定值

表2 立式分離器的外形尺寸和最高工作壓力額定值

表3 球式分離器的外形尺寸和最高工作壓力額定值

1.3 停留時間

在APISPEC 12J—2008附錄C中對兩相分離器液相停留時間做了資料性說明，見表4所示。對于不起泡且重度不低于API35°的原油，兩相分離器液相容積一般按1min停留時間考慮，對于重度低于API35°的原油則需要更長時間。

表4 兩相分離器液相停留時間

在APISPEC 12J—2008附錄C中對起泡原油的處理做了規定。氣體從起泡原油中分離出來需要更大的界面面積和更長的滯留時間。臥式分離器的界面面積通常是最大的，滯留時間可能要長達15min。在多數情況下，處理起泡原油的停留時間是2～5min。

在APISPEC 12J—2008附錄C中對三相分離器液相停留時間做了資料性說明，見表5所示。

表5 三相分離器液相停留時間

1.4 其他要求

在APISPEC 12J—2008附錄A中規定了捕霧器的要求。捕霧器可以采用一連串葉片、鋼絲網填料或離心設備。捕霧器在氣體離開分離器之前除去氣流中的小液滴（通常直徑小至10μm），氣體中含液通常低于0.1 gallon/MMSCF。

在APISPEC 12J—2008附錄A中規定了分離器瀉放裝置的要求。所有分離器必須按照ASME規范要求安裝超壓瀉放裝置，安全閥的瀉放壓力設定值通常為分離器的最高工作壓力（MAWP）。

2 三相分離器常用國內標準規范

中國石油天然氣行業標準《分離器規范（SY/ T 0515—2007）》（代替SY/T 0515—1997）2007年10月8日發布，2008年3月1日開始實施。

該標準是在《油氣分離器規范（APISPEC 12J—1989）》的基礎上進行修改，并細化了SY/T 0515-1997的內容，該標準更適合我國分離器制造和設計的實際情況，詳見表6、表7、表8所示。

表6 臥式分離器外形尺寸和壓力范圍

表7 球式分離器外形尺寸和壓力范圍

表8 立式分離器外形尺寸和壓力范圍

3 國內外標準差異

由于我國法律要求和工業的特殊需要，《分離器規范（SY/T 0515—2007）》在采用國際標準過程中進行了修改，該標準與APISPEC 12J—1989的技術性差異及原因見表9所示。

除中國石油天然氣行業標準《分離器規范（SY/ T 0515—2007）》外，中國國家標準《油氣集輸設計規范（GB50350—2005）》對分離器也有一些規定。

《油氣集輸設計規范（GB50350—2005）》第5.1.2條兩相分離器的液相停留時間做了規定，“兩相分離器的液相停留時間，處理起泡原油時宜為5～20分鐘，處理其他原油時宜為1～3分鐘”。這與APISPEC 12J—2008中的描述不同。

《油氣集輸設計規范（GB50350—2005）》正文里沒有對三相分離器液相停留時間做規定，而是規定“油水沉降時間應按照原油性質、乳化原油的乳化程度、含水率、脫水設備的結構等通過試驗確定”，在條文說明里面給出了一些參考性資料。這與APISPEC 12J—2008中的描述不同。

表9 SY/T 0515—2007與APISPEC12J—1989技術性差異

《油氣集輸設計規范（GB50350—2005）》正文里對脫水設備（含三相分離器）污水指標做了規定，“由脫水設備排出輸往污水處理站的含油污水，含油量不應大于1 000mg/L。對聚合物驅采出原油，含油量不宜大于3 000 mg/L，對于特稠油、超稠油，含油量不宜大于4 000 mg/L”，而API SPEC 12J—2008中沒有做此規定。

（010）62396778、liuyumei@cpebj.com

（欄目主持 李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.001

劉玉梅：高級工程師，1989年畢業于石油大學油氣儲運專業，現任中國石油集團工程設計有限責任公司北京分公司副總經理。