卧式三相分离器工艺设计计算.xls

三相分离器工艺计算书 一 工艺委托参数 工作压力P w 1 661 Mpa工作温度 18 5 处理气量 352 m3 d原油密度 894 9 kg m3 油处理量 40 m3 d停留时间 10 min 含水率 10 水的密度 1013 kg m3 液体加热温度 入口 18 5 进口 18 5 天然气组分 Vi C1 C2 C3 iC4 nC4 iC5 0 2850 1410 1580 0530 1414 49 nC5 C6 C7 N2 CO2 H2O 0 03440 07030 053000 065 二 基本参数的确定 1 天然气组分数据 组分 百分比Vi 分子量 m i 临界压力 Pci Mpa 临界温度 Tci 1大气压下的定压比热 Cpi 卡 克 C10 28516 0434 544 82 570 5266 C20 14130 074 81632 270 4097 C3 0 15844 0974 19496 670 3881 iC4 0 05358 1243 6134 970 3872 nC4 0 14158 1243 747152 030 3867 iC5 4 4972 1513 337187 280 3827 nC5 0 034472 1513 325196 50 3883 C6 0 070386 1782 973234 280 3864 C7 0 053100 2052 7267 110 3875 N2 028 0133 355 146 890 2482 CO2 044 017 28831 060 1991 H2O 0 06518 01521 833374 221 0009 2 天然气分子量M M yimi 3 660356 3 天然气相对密度 g g M 28 964 0 126376 4 临界压力Pc Pc Pciyi 0 280427 Mpa 5 临界温度T c T c yiTci 9 274789 282 2748 K 6 工作温度 t 18 5 Tw t 273 291 5 K 7 工作压力Pw P w 1 661 MPa Pw P w 0 1 1 761 Mpa 绝 8 对比压力Pr Pr Pw Pc 6 279702 9 对比温度Tr Tr Tw T c 1 032682 10 压缩因子Z 0 Pr 2 1 25 Tr 1 6 Z 1 0 34Tr 0 6 Pr 0 562944 11 1大气压下定压比热C0p C0pi yiCpi 0 021887 卡 克 C0p C0piM 0 080113 卡 克 12 标准状态下大气压Ps Ps 0 1 MPa 13 标准状态下温度Ts To 20 或 0 To 0 Ts To 273 273 K 14 标准状态下空气密度 a Ts 20 时取1 205 Ts 0 时取1 293 a 1 293kg m3 15 标准状态下气体密度 gs gs a g 0 1634043 kg m3 16 分离条件下气体密度 g g gsPwTs PSTwZ 4 7872 kg m3 17 分离条件下气体动力粘度 g x 2 57 0 2781 g 1063 6 Tw 6 253859 y 1 11 0 04x 1 3601543 c 2 415 7 77 0 1844 g Tw1 5x10 4 122 4 377 58 g 1 8Tw 0 013481124 g cexp x g 1000 y NUM mPa s 18 原油20 时的密度 20 20 894 9 kg m3 19 原油工作温度下的密度 o 0 50 1 828 0 00132 20 0 646732 o 20 t 20 895 8701 kg m3 20 原油15 时的密度 15 15 20 t 20 898 13366 kg m3 21 阿基米德准数Ar Ar d3 o g g g g2 NUM 22 油滴沉降状态处于过渡区 雷诺数Re Re 0 153Ar0 714 NUM 23 液相截面高度与容器直径之比 h D 0 6 24 油滴匀速沉降速度 0 0 gRe d g NUM m s 25 容器长度与直径之比L D 3 5 26 分离器允许气体流速 gh gh 0 49 3 5 0 1 NUM NUM m s 三 分离器外形尺寸的确定 1 油处理量Qo 40 m3 d 2 原油含水率 i 10 3 水的密度 w w 1013 kg m3 4 液体综合密度 l l w i o 1 i 907 58309 kg m3 5 液体处理量Q Q Qo 20 1000 1 i 39 773333 t d l 43 823352 m3 d 6 水处理量Qw Qw iQ 3 977333 t d w 3 926292 m3 d 7 载荷波动系数 1 2 8 液相所占截面积与分离器横截面积之比n2 n2 2 1 1 2 1 2 1 2 arcsin 2 1 1 2 0 62647 9 出油口高度与分离器直径之比 1 1 0 1 10 出油口以下弓形截面积与分离器横截面积之比n1 n1 2 1 1 1 2 1 1 2 1 2 arcsin 2 1 1 1 2 0 052044012 11 液体在分离器中的停留时间t t 10 min 12 分离器直径D D Qt 360 L D n2 n1 1 3 0 646189 0 545017114 m 13 分离器实际外形尺寸 直径D 1 4m 长度L 5 6m 四 气体处理量核算 1 容器长度与直径之比K1 K1 L D 4 2 分离器允许气体流速 gh gh 0 49K1 0 1 NUM 3 分离器实际处理能力Q gs Q gs 67858D2 1 n2 ghPwTs PsTwZ NUM 352 m3 d 结论 满足要求 五 网垫除雾器计算 1 气体处理量Qgs Qgs 352 m3 d 2 分离条件下气体的实际处理量Qg Qg QgsTwPsZ PwTs 12 01502 m3 d 3 网垫除雾器的气体流速 g g K o g g 0 5 NUM m3 s 4 网垫面积A A Qg 86400 g NUM m2 5 丝网单丝直径D0 0 00015 m 6 斯托克斯准数St St d2 o g 18 gD0 NUM 7 单丝的捕集效率 查图3 27 0 78 8 捕雾效率E 0 98 9 网垫比表面积a 590 m2 m3 10 除雾器网垫厚度H H 3 ln 1 E 2a 0 0400586 m 11 丝网除雾器直径 Ds Ds 4A 1 2 NUM m 实际取值 Ds m 六 分离器进出口管确定 1 流动状态下气液混合体密度 M M 1Q gQg Q Qg 1252 214 kg m3 78 17300914 lb ft3 2 常数C 无固体杂质为100 含有沙子为50 75 50 3 进口管流体冲刷腐蚀速度Ve Ve C m1 2 1 7236796 m s 4 出气管气体流速V2 V2 15 m s 5 出油口液体流速Vo Vo 1 m s 6 出水口液体流速Vw Vw 1 m s 7 进口管直径确定d1 d1 103 4Qg Ve 1 2 NUM mm 8 出气管直径确定d2 d2 103 4Qg V2 1 2 NUM mm 9 出油口直径确定do do 103 4Qo Vo 1 2 24 27885 mm 10 出水口直径确定dw dw 103 4Qw Vw 1 2 7 60658 mm 进口管径实际取值 DN mm 出气管径实际取值 DN mm 出液管径实际取值 DN mm 七 安全阀的计算 1 安全阀的安全泄放量Ws Ws Qg g 24 2 396596 kg h 2 分离器设计压力P P 0 4 MPa 3 安全阀出口侧压力 绝 P0 P0 0 1 Mpa 4 安全阀开启压力Pz Pz P 0 4 Mpa 5 安全阀排放压力 绝 Pd Pd 1 1P 0 1 0 54 Mpa 6 气体绝热系数k Cpi0 yiCpi 0 021887 Cp0 Cpi0M 0 080113 查图2 27 Cp 0 07 Cp Cp0 Cp 0 150113 查图2 29Cp Cv 2 Cv Cp 5 1 84989 k Cp Cv 0 08115 7 临界条件 P0 Pd 0 185185 2 k 1 k k 1 1 060114578 条件判别 属于 临界状态 8 气体特性系数C C 520 k 2 k 1 k 1 k 1 1 2 NUM 9 安全阀额定泄放系数K K 0 65 10 安全阀排放面积A A WS 7 6x10 2CKPd M ZTw 1 2 NUM mm2 11 安全阀数量 N N 1 个 12 安全阀喉径d0 d0 4A N 1 2 NUM mm 结论 安全阀选用 A44Y 16C 公称直径 DN100 数 量 1 个 八 热负荷确定 1 原油入口温度 t1 18 5 2 原油出口温度 t2 18 5 3 被加热原油质量流量Wo Wo oQo 1493 1168 kg h 4 被加热原油含水