分离器结构尺寸计算油气集输课程设计.ppt

题目：分离器结构尺寸计算 油气集输课程设计 n基础数据 n例题 基础数据 原油组成、油气混合物处理量、停留时间、分离温度 分离级数：二级分离 分离压力：初级分离压力（单号：3.4mpa，双号：3.2mpa） 二级分离压力（单号：0.7mpa，双号：0.5mpa） 分离器类型：一级分离用卧式，二级分离用立式 卧式分离器：排油口高度与直径之比y/2r=0.1，液面控制于 直径一半处 载荷波动因子：单号 双号 （精度要求0.001) 油气混合物处理量： 14号160 t/d 58号165 t/d 912号170 t/d 1316号175 t/d 1720 号180 t/d 2124号185 t/d 2528号190 t/d 2932号195 t/d 3336号200 t/d 分离温度：47 (110号）； 48 (1120号）； 49 (2130号）； 50 (3140号）。 停留时间 ： 单号1.6min 双号1.8min 原油组成 （1、6 、11 、16 、21、 26、 31 、36 号） 组成质量wi ，g分子量 mi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2 16 30 44 58 72 86 287 合计1000 学号：2、7、12、17、22、27、32 组成质量wi，g分子量 mi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 55.9 7.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2 16 30 44 58 72 86 287 合计1000 原油组成 学号：3、8、13、18、23、28、33 组成质量wi ， g分子量 mi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 55.9 9.9 11.7 12.6 9.6 19.1 881.2 16 30 44 58 72 86 287 合计1000 原油组成 学号：4、9、14、19、24、29、34 组成质量wi ，g分子量 mi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 53.9 7.9 13.7 14.6 9.6 19.1 881.2 16 30 44 58 72 86 287 合计1000 原油组成 学号：5、10、 15、 20、 25 、30、 35 组成质量wi ，g分子量 mi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 53.9 7.9 13.7 16.6 7.6 19.1 881.2 16 30 44 58 72 86 287 合计1000 原油组成 其他同学 组成质量wi ，g分子量 mi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 15.1 885.2 16 30 44 58 72 86 287 合计1000 原油组成 例题一 (p135) 已知：石油的质量组成、庚烷 以上假组分的分子量为287，相 对密度为0.9065 试求:1kg石油在13.6mpa 103 条件下平衡时，气液相的质量 及组成 组成 质量 wi ，g 分子量 mi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2 16 30 44 58 72 86 287 合计1000 例题一 组成 质量 wi ，g 分子量 mi 克分子数 ni 分子分数 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2 16 30 44 58 72 86 287 3.3688 0.3300 0.3114 0.2172 0.1333 0.2221 3.0704 0.4402 0.0431 0.0407 0.0284 0.0174 0.029 0.4012 合计10007.65321.0000 解：（1）由质量组成计算石油的分子组成 （2）气液相平衡计算 假设石油体系的克分子数为1,液相摩尔分数为l=0.79,气相的 摩尔分数为v=0.21,进行猜算（k由129-131页查出） 例题一 组成 体系中的 分子分数 zi 13.6mpa 103 平衡常数 ki 液相中的分子分数xi 气相中的分子分数yi yi=kixi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 0.4402 0.0431 0.0407 0.0284 0.0174 0.029 0.4012 2.85 1.17 0.68 0.41 0.244 0.15 0.016 0.3170 0.0416 0.0436 0.0324 0.0207 0.0353 0.5057 合计1.00000.9963 另设l=0.7783 v=0.2217 ,重复上述计算 例题一 组成 xi yi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 0.3122 0.0416 0.0438 0.0327 0.0209 0.0358 0.5131 0.8897 0.0486 0.0298 0.0134 0.0051 0.0054 0.0082 合计1.00011.0002 （3）气液相的质量计算 例题一 组成 体系中 组分 i 的 质量 wi ，g 体系中组 分 i 的分 子分数 zi 液相中组 分 i 的分 子分数 xi 组分 i 在 液相中 的克分 子分数 xil 组分 i 液 相与体系 克分子数 之比 组分 i 在 液相中的 质量 组分 i 在气 相中的质量 wgi=wi-wli c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2 0.4402 0.0431 0.0407 0.0287 0.0174 0.029 0.4012 0.3122 0.0416 0.0438 0.0327 0.0209 0.0358 0.5131 0.2430 0.0324 0.0341 0.0255 0.0163 0.0279 0.3993 0.5520 0.7512 0.8376 0.8961 0.9349 0.9608 0.9954 29.75 7.44 11.47 11.29 8.97 18.35 877.13 24.15 2.46 2.23 1.31 0.63 0.75 4.07 合计10001.00001.0001964.4035.60 例题二(p137) 例二 以例一平衡气液相的数据，求气液相密度(工程标准状态) 解（1）气体密度:由例一中气相组成，求气体的分子量 组成yimiyimi c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 0.8897 0.0486 0.0298 0.0134 0.0051 0.0054 0.0082 16 30 44 58 72 86 114(按c8取) 11.2352 1.4580 1.3112 0.7772 0.3672 0.4644 0.9348 合计1.000219.5480 p137 由表中数据可求出标准状态下气体密度为 （2）液体密度(工程标准状态) 由sandingkatz求液体密度计算过程见下表 例题二 组成液相重质量 g密度 g/cm3容积 cm3 c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7+ 29.75 7.44 11.47 11.29 8.97 18.35 877.13 0.5008 0.5671 0.6216 0.6578 0.9065 22.90 19.91 14.43 27.90 967.60 合计 964.40 1052.74 例题二 由表可知：丙烷以上组分质量=927.21 g 丙烷以上组分密度=927.21/1052.74=0.8808 g/cm3 =934.65 g 乙烷占乙烷以上组分（包含乙烷）的： 质量百分数=（7.44/934.65）100%=0.796% 甲烷占总质量的质量百分数=（29.75/964.4）100%=3.08% 由图2-7(p83)查的液相在工程标准状态下的密度为0.846 g/cm3 包括丙烷 例题三 分离条件下原油密度按下式计算 式中20时原油的密度，kg/m3； t时原油的密度，kg/m3； 常数。 例题四 若20口日产10t油气混和物共用一套油气分离器，各级的分离条件、 气液相质量和密度见263页例表2。原油在分离器中要求停留1.5min，一级 分离器选用卧式分离器，二级用立式，试计算分离器的基本尺寸。若采用 网垫除雾器，试计算所需面积和厚度。 解：（一）分离器基本尺寸的计算 由263页例表2可知在3.4mpa，49下，单井产油量9398.06kg/d，密度 870kg/m3 单井产气量601.94kg/ ,密度0.8246kg/m3。 （1）分离条件下原油密度的计算（按下式计算） 初选分离器直径d=0.6m，长l=3m， k1 =5 例题四 （2）分离器的原油处理量 （3）设：分离器长细比k1 =l/d=4.5(35)；载荷波动系数=1.5；排油 口高度与直径之比y/2r=0.1,由4-3表查得，n1=0.052,液面控制于卧式分 离器直径的一半处，即y/2r=0.5，n2=0.5,按下式分离器的直径为 例题四 原油在分离器的实际停留时间 （4）校核气体处理量 天然气的相对密度 求天然气的临界参数：临界压力 例题四 临界温度 对比压力 对比温度 压缩因子按下式计算 分离条件下气体密度 例题四 分离条件下气体粘度按下式计算 例题四 阿基米德准数，（按222页阿基米德准数计算） 由表4-2知，油滴沉降流态处于过渡区，雷诺数为 油滴匀速沉降速度按式4-5计算 同直径立式分离器的允许气体流速按式4-15计算 例题四 卧式分离器的气体处理能力按式4-20计算，并取分离器有效长度为0.7倍圆筒长度 所选600300mm卧式分离器的允许气体处理量大于实际气体处理量，故满足要求 2.二级立式分离器基本尺寸的计算 由263页例表2知：0.44mpa，49下，平衡液相量为9207.28kg/d，密 度880kg/m3，平衡气相量190.79kg/d，密度1.1513kg/m3 21900nm3/d 例题四 （1）分离条件下原油密度计算 （2）分离器的原油处理量 （3）设分离器直径为0.7m，满足停留时间要求的控制液位h至出口高 度按下式计算 例题四 （4）校核气体处理能力 分离器的实际气体处理量为 按与卧式分离器相同的方法可求得 立式分离器的气体处理能力按式3-67计算 气体处理能力大于实际处理量，满足要求 例题四 确定立式分离器直径后，分离器的其他尺寸可参考下述方法确定 除雾分离段h1：对于水平安装的丝网除雾器，我国推荐一般不小于400mm 沉降分离段h2：一般取h2=d，但不小于1m。 入口分离段h3：一般不小于600mm。 液体储存段h：由原油在分离器内需要停留的时间确定。 液封段h4：防止气体窜入原油管路，其高度一般不小于400mm 泥沙储存段h5：视原油含砂量和分离器中是否需设置加热保温盘管而定 立式分离器的总高度h0：一般为（3.55）d 例如本例题中：选h=0.9m，h1=0.6m，h2=1.2m，h3=0.8m，h5=0.2m 则分离器总高度h=0.9+0.6+1.2+0.8+0.2=3.7m 立式分离器的结构尺寸 h1 高液位 h2h3 h4 h5 h 低液位 天然气出口 油气入口 原油出口 排污口 h0 例题四 确定卧式分离器直径后，分离器的其他尺寸可参考下述方法确定 入口分离段l1：由入口形式确定，但不小于1m。 沉降分离段l2：按要求确定，但不小于2d。 除雾分离段l3：由构件布置确定。 液体储存段h3：由原油在分离器内需要停留的时间确定。常使h3=d/2，对