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油气集输---3-3

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油气
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13引言:• 1、分离器作用• 2、油气分离包括:• ⑴初次分离• ⑵ 主要分离• ⑶除雾器分离从气体中分离油滴从液体中分离气泡2(一) 从气体中分离油滴计算• 经初次分离得道的气体,携带大量的液滴进入重力沉降部分后,流速突然变慢,液滴在重力作用下以一定加速度下沉;随着液滴下沉速度的增大,液滴受到向上的阻力增大,当液滴受合力为零时,变为匀速下降。• 为了使液滴从气体中分离出来, 油滴沉降至分离器集液部分所需要的时间应小于气流把液滴带出分离器所需的时间。• 因此,要解决的问题:• 降速度• 许流速• 构尺寸3• 分离机理 :重力沉降分离。• 几点假设 :• ①液滴为球形 —— 不粉碎也不合并 ;• ②液滴与液滴、液滴与分离器壁以及其他构件间没有作用力 —— 匀速运动 ;• ③气体的流动是稳定的,其流速不随时间变化;• ④作用在液滴上的合力为零,液滴均速沉降。41、液滴受力分析:63632422R= 822(6322  16式中 称为介质阻力系数,与雷诺数有关,其值见表 2— 3。•流态 雷诺数 介质阻力系数计算公式层流 2过渡区 2 500 7由 ψ与13 (6322  18)(2  182、气体的允许流速• 分两种情况讨论:• ⑴立式分离器• 气流方向与液滴的沉降方向相反,油滴能够沉降的必要条件是 液滴的沉降速度必需大于气体流速。• ⑵卧式分离器• 气体流向和油滴沉降方向相互垂直,油滴能沉降至集液部分的必要条件是 油滴沉降至集液部分液面所需的时间应小于油滴随气体流过重力沉降部分所需的时间, 即:h 或 ω9从以上分析可知 :• 气体在分离器内的允许流速与液滴的沉降速度有关;而液滴的沉降速度又与液滴的直径有关。• 液滴直径愈小,沉降速度愈慢。• 要使较小直径的液滴在重力沉降部分下沉至集液部分,就必须降低气体在重力沉降部分的流速。18)(2 10通常根据液滴 直径为 100 来确定气体的允许流速。• 考虑到液滴沉降速度计算公式的假设条件与实际情况的出入,分离器重力沉降部分流动截面上气流速度不均匀等因素立式分离器允许气体流速为:m 允许气体流速为 ; hl ω0 —— 直径为 100液滴的沉降速度,m/s。113、分离器的结构尺寸• ① 分离器直径的确定Q  24立式:已知分离器重力沉降部分内允许的气体流速 ωg,就可确定分离器的直径。,:12卧式分离器,按液面控制 在一半直径处计算 ,Q  2421 又 代入上式13• 结论:• 由上面的分析可知,在直径相同时,卧式分离器的气体处理能力为立式分离器的倍;相同的气体处理量时,卧式分离器需要的直径比立式分离器小得多。分离器其他结构尺寸的确定• 立式分离器的其他结构尺寸,其确定原则如下:• 除雾分离段 于水平安装的丝网除雾器,一般不大于 400㎜ ,通常为 150㎜ 。• 沉降分离段 般不小于 1m,通常取 。• 入口分离段 般不小于 600㎜ 。• 液体储存段 h:由原油在分离器内需要的停留的时间确定。• 液封段 般不小于 400㎜ 。• 泥砂储存段 原油含砂量和分离器中是否需设置加热保温盘管而定。• 总高度 常取( 5) D。15卧式分离器的其他结构尺寸,其确定原则如下:• 入口分离段 入口形式决定,但不小于 1米。• 沉降分离段 工艺要求确定,但不小于 2D。• 除雾分离段 构件布置确定。• 储液段 原油在分离器内需要停留的时间确定,通常取 一般不小于 泥砂储存段 据原油的含砂量确定。• 圆筒部分长度通常取( 3~ 5) D。16(二)从原油中分离出气体的计算• ( 1)影响分离原油含气量的因素• ①原油粘度。粘度越大,夹带的气泡越不易浮至液面,原油的含气率越高;• ②原油在分离器中的停留时间。停留时间越短,溶解于原油中的气泡越来不及析出或已析出的气泡来不及浮至液面就被带出分离器,造成原油含气率越高;• ③分离压力。压力愈高,气液密度差越小,气泡越不易浮至液面,原油的含气率越高。17( 2)按气泡在原油中的上升速度计算• 气泡从原油中分离的匀速上升的速度为:•2()18• 气泡不被原油带出分离器的必要条件是 :气泡上升的速度应大于分离器集液部分任意液面的平均下降速度 , 即: 18( 3)按液体在分离器内的停留时间计算• 我国油气集输规范中规定,一般原油的停留时间为 1~ 3泡原油的停留时间为5~ 20 据要求的停留时间可确定分离器的结构尺寸。19• 在规定的液体停留时间内,进入分离器的液量应和集液部分的体积相等,从而可得立式分离器液体处理量与结构尺寸的关系为:• t — 要求的液体在分离器中的停留时间, h— 分离器内控制液位于液口距离, l21 1 3 020卧式分离器液体处理量与结构尺寸的关系为:• 式中 — 控制液面以下的弓形面积与分离器横截面积之比;• 出油口以下部分弓形面积与分离器横截面积之比。)(3 6 0 122 21(三)分离器的设计与选择计算步骤• 其工艺计算的步骤是:• ①根据气液平衡计算中所确定的气液处理量、物性以及分离压力、温度等基础资料,并参照现场具体情况选择分离器的类型。• ②按照从液体中分离出气体的要求,根据原油性质和操作参数确定液体在分离器内的停留时间,对缓冲分离器尚需考虑缓冲时间,初步确定分离器的结构尺寸。• ③按照从气体中分出液滴的要求,计算 100直径的液滴在气相中的匀速沉降速度,分离器的允许气体流速,分离器直径 D、长度 (或高度 H) 等结构尺寸。• ④比较步骤②、③的计算结果,选较大者作为分离器的结构尺寸。当处理量较大时,可选多台分离器并联工作。• ⑤按每台分离器的气体实际处理量以及气体的组成、性质和固体尘粒含量等因素确定除雾器的类型和结构尺寸。
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