Избор на нефтени и газови сепаратори (2 часа)
Ефективността на процеса на разделяне зависи от степента на отделяне на нефтения газ от капещата течност и течността от газа, която се характеризира с: коефициенти на увличане на течността от потока газ Kzh, газ от потока течност Kr, граничната средна скорост на газа в свободното сечение на сепаратораVrmax и времето на задържане на течността в сепаратора t3. Коефициентите на улавяне на течност и газ и показателите за съвършенство на сепараторитеVrmax и t3 зависят от физичните и химичните свойства на нефта и нефтения газ, техните дебити, работни налягания и температури, способността на маслото да се пени, нивото на течността в сепаратора и конструктивните характеристики на сепаратора.
Коефициентите на увличане на течност и газ се определят по формулите:
където qzh е обемният дебит на капковата течност, отнесена от потока нефтен газ от сепаратора, m 3 /h; qr - обемен дебит на газ, отнесен от потока течност от сепаратора, m 3 /h; QK - обемен дебит на течността на изхода на сепаратора, определен при работни налягания и температури на разделяне, m 3 /h; Qr - обемен дебит на газ на изхода на сепаратора, m 3 /h.
Колкото по-малки са Kzh и Kr, при равни други условия, толкова по-съвършен е сепараторът. Според практическите данни коефициентите на улавяне на течност и газ имат следните стойности Kzh 3 /1000m3 газ и Kr 3 /m течност.
1) по уговорка - измерване и сепариране;
2) по геометрична форма и положение в пространството - цилиндрични, сферични, вертикални, хоризонтални и наклонени;
3) по характера на проявлението на основните сили - гравитационни, инерционни (жалузийни), центробежни и ултразвукови;
4) чрез работно налягане - високо налягане - 6,28 MPa (64 kgf / cm 2), средно 2,45 MPa (25 kgf / cm 2), ниско налягане 0,588 MPa (6 kgf / cm 2) ивакуум;
5) според броя на обслужваните кладенци - индивидуални и групови сепарационни агрегати.
Изчисляване на вертикален гравитационен сепаратор.
Изчисляването на тези сепаратори се извършва за газовата и течната фази. За газовата фаза пропускателната способност на сепаратораVr се изчислява за известния диаметър на сепаратора Dc, термобаричните условия в него (Pc; Tc), свойствата на газа и маслото.
Като се вземе предвид утаяването на течни и твърди частици в газовия поток в полето на гравитацията, максималният дебит на газ се определя от:
(4.3)
къдетоVrmax е максималният капацитет на сепаратора за газ, чийто дебит е намален до нормални условия, m 3 /ден; dl е диаметърът на капка течност, m (dl = 1x10 -4 m); Pc - налягане в сепаратора, Pa; Тс - температура в сепаратора, K; е вискозитетът на газа, Pa × C.
Въз основа на условията за поява на газови мехурчета в нефта, движещ се в сепаратора, максимално допустимият капацитет на сепаратора е m 3 /ден.
(4.4)
където dr е диаметърът на газовия мехур (приема се, че dr = 1x10 -3) m.
- вискозитет на маслото, Pa-s,
Задача 4.1. Изчислете капацитета на вертикален гравитачен сепаратор с диаметър Dc = 1,2 m. Течната фаза е масло с плътност p = 860 kg / и "' (при налягане в сепаратора Pc = 1,5 MPa, температура Tc = 295 K) и вискозитет при тези условия h = 7 MPa-s. Плътност на газа при нормални условия = 1,30 kg / m 3. Вискозитет на газа при условия на сепаратор = 1,35x 1 0 -5 Pa-s. Кое ефективното Z се приема равно на 1.
Решение : Изчислете плътността на газа при условия на разделяне
Използвайки формула (4.3), изчисляваме максималния капацитет на газовия сепаратор
Капацитетът на течността се изчислява по формулата (4.4)
При даденото условиев този сепаратор ще може качествено да се сепарира нефт до 6400 m 3 /ден. с газов фактор до 626 m3/m3.
Можете да изберете хоризонтален разделител, като използвате следния метод.
Основната версия на устройствата се основава на нормален диапазон от резервоари 25, 50, 100 и 200 m 3 за работно налягане от 0,6; 1.6; 2,5; 4,0 MPa различни климатични и корозионни модификации. Сепараторите са оборудвани с различни структурни елементи, които формират входната, утаителната и изходната зона на продуктите.
Обемът на сепаратора V се изчислява, като се вземат предвид количеството течност и времето на престой в сепаратора
(4,5)
където Qzh - натоварване на течността, m 3 / min.;
ts - време на престой, мин.;
C - коефициентът на запълване на обема на апарата с течност, равен на 0,5, варира от 0,4 до 0,6D.
Приблизително време на престой на течността в апарата в зависимост от вида на маслото и характера на технологичния процес
Таблица 4.1 - Приблизително време на престой на течността в апарата