فرایند جداسازی، یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین فرایند‌های موجود در صنعت نفت و گاز است. گازی که از چاه استخراج می‌شود، بالغ‌بر ۵۰ جز در آن وجود دارد که می‌بایست قبل از استفاده و یا فروش، اجزای آن جداسازی شوند. اهمیت این موضوع در نفت استخراج‌شده از اعماق زمین بیشتر می‌شود چون نفت خام شامل اجزای بسیار بیشتری نسبت به گاز است. گاهی هدف از جداسازی، جدا کردن اجزای یک مخلوط و گاهی هدف جدا کردن فازهای یک سیستم چندفازی است. مثال‌های مختلفی را برای فرایند‌های جداسازی می‌توان بیان کرد که دراین‌بین، جداسازی فازی جز ساده‌ترین فرایند‌ها به شمار می‌روند.
اساس جداسازی فازی، اختلاف در چگالی دو فاز است. در حقیقت، هدف از فرایند جداسازی فازی در صنعت، جدا کردن اجزای سبک و سنگین یک جریان است. اجزای سبک به دلیل پایین بودن چگالی، بیشتر در فاز گاز و اجزای سنگین به دلیل بالا بودن چگالی، بیشتر در فاز مایع ظاهر می‌شوند که از طریق جداسازی فازهای گاز و مایع، در حقیقت اجزای سبک و سنگین از هم جدا می‌شوند. پارامترهایی که برای فرایند جداسازی فازی باید کنترل شوند عبارت‌اند از: دما و فشار.
با افزایش دما، مولکول‌های سبک با وزن مولکولی کم، وارد فاز گاز می‌شوند و همچنین با کاهش فشار، عمل جداسازی دو فاز راحت‌تر صورت می‌گیرد چون فشار روی سر مایع کم شده و فاز گاز آزادی بیشتری خواهد داشت. جداکننده‌های فازی در صنعت با عنوان‌های مختلفی چون K.O drum، Vessel و Flash drum شناخته می‌شوند. جداکننده‌های دوفازی که اغلب به‌صورت عمودی ساخته می‌شوند دارای یک یا چند جریان ورودی، یک جریان خروجی گاز از بالا و یک جریان خروجی مایع از پایین هستند. گاهی با توجه به شرایط، از جداکننده‌های سه فازی نیز استفاده می‌شود. در این نوع جداکننده‌ها سه جریان خروجی وجود دارد.
فاز گاز، فاز مایع سبک (فاز آلی) و فاز مایع سنگین (فاز آبی). جداکننده‌های دوفازی در جداسازی جریان‌هایی که نسبت گاز به مایع بالا دارند، بازده‌ی بالاتری را دارا هستند و همچنین برای جریان‌هایی مناسب‌اند که میزان مواد جامد در آن‌ها کم باشد. درصورتی‌که جریان دارای مواد جامد باشد، باید ته جداکننده به‌صورت مخروطی ساخته شود. جداکننده‌های سه فازی مایع-مایع-گاز به‌صورت افقی ساخته می‌شوند. در این جداکننده‌ها، جریان در طول جداکننده جریان دارد و این موضوع باعث می‌شود که عمل جداسازی به دلیل اختلاف چگالی فاز گاز و مایع انجام شود.
مثال: در اینجا می‌خواهیم جداسازی فازی را برای جریانی با شرایط مشخص از طریق اسپن هایسیس ۸٫۳ شبیه سازی کنیم.
جریان دارای دمای ۲۲- درجه ی فارنهایت، فشار ۱۰ بار و دبی ۱ تن بر ساعت است. این جریان ابتدا وارد یک شیر فشار شکن شده و پس از رسیدن فشار آن به ۴ بار، وارد جداکننده می شود. شبیه سازی برای دو حالت استفاده از جداکننده ی دو فازی و جداکننده ی سه فازی انجام می شود.
تصویر زیر محیط شبیه سازی شده را نشان می دهد.
اساس جداسازی فازی، اختلاف در چگالی دو فاز است. در حقیقت، هدف از فرایند جداسازی فازی در صنعت، جدا کردن اجزای سبک و سنگین یک جریان است. اجزای سبک به دلیل پایین بودن چگالی، بیشتر در فاز گاز و اجزای سنگین به دلیل بالا بودن چگالی، بیشتر در فاز مایع ظاهر می‌شوند که از طریق جداسازی فازهای گاز و مایع، در حقیقت اجزای سبک و سنگین از هم جدا می‌شوند. پارامترهایی که برای فرایند جداسازی فازی باید کنترل شوند عبارت‌اند از: دما و فشار.
با افزایش دما، مولکول‌های سبک با وزن مولکولی کم، وارد فاز گاز می‌شوند و همچنین با کاهش فشار، عمل جداسازی دو فاز راحت‌تر صورت می‌گیرد چون فشار روی سر مایع کم شده و فاز گاز آزادی بیشتری خواهد داشت. جداکننده‌های فازی در صنعت با عنوان‌های مختلفی چون K.O drum، Vessel و Flash drum شناخته می‌شوند. جداکننده‌های دوفازی که اغلب به‌صورت عمودی ساخته می‌شوند دارای یک یا چند جریان ورودی، یک جریان خروجی گاز از بالا و یک جریان خروجی مایع از پایین هستند. گاهی با توجه به شرایط، از جداکننده‌های سه فازی نیز استفاده می‌شود. در این نوع جداکننده‌ها سه جریان خروجی وجود دارد.
فاز گاز، فاز مایع سبک (فاز آلی) و فاز مایع سنگین (فاز آبی). جداکننده‌های دوفازی در جداسازی جریان‌هایی که نسبت گاز به مایع بالا دارند، بازده‌ی بالاتری را دارا هستند و همچنین برای جریان‌هایی مناسب‌اند که میزان مواد جامد در آن‌ها کم باشد. درصورتی‌که جریان دارای مواد جامد باشد، باید ته جداکننده به‌صورت مخروطی ساخته شود. جداکننده‌های سه فازی مایع-مایع-گاز به‌صورت افقی ساخته می‌شوند. در این جداکننده‌ها، جریان در طول جداکننده جریان دارد و این موضوع باعث می‌شود که عمل جداسازی به دلیل اختلاف چگالی فاز گاز و مایع انجام شود.
مثال: در اینجا می‌خواهیم جداسازی فازی را برای جریانی با شرایط مشخص از طریق اسپن هایسیس ۸٫۳ شبیه سازی کنیم.
| Mole Frac. | Component |
| ۰٫۲۶۵۲ | C1 |
| ۰٫۲۶۴۶ | C2 |
| ۰٫۱۳۲۳ | C3 |
| ۰٫۰۴۳۹ | i-C4 |
| ۰٫۰۲۲۴ | n-C4 |
| ۰٫۰۵۲۸ | i-C5 |
| ۰٫۰۷۸۱ | n-C5 |
| ۰٫۰۴۶۹ | n-C6 |
| ۰٫۰۴۶۹ | n-C7 |
| ۰٫۰۳۱۱ | H2O |
| ۰٫۰۱۵۶ | CO2 |
جریان دارای دمای ۲۲- درجه ی فارنهایت، فشار ۱۰ بار و دبی ۱ تن بر ساعت است. این جریان ابتدا وارد یک شیر فشار شکن شده و پس از رسیدن فشار آن به ۴ بار، وارد جداکننده می شود. شبیه سازی برای دو حالت استفاده از جداکننده ی دو فازی و جداکننده ی سه فازی انجام می شود.
تصویر زیر محیط شبیه سازی شده را نشان می دهد.
آخرین ویرایش:
