Расчет вертикального гравитационного сепаратора

Количество газа, выделяющегося в сепараторе, определяется по формуле

, (3.5)

где Vг - количество газа, проходящего через сепаратор при нормальных условиях, м3/сут;

α - коэффициент растворимости газа в нефти, Па;

Qн - количество нефти, проходящей через сепаратор, м3/сут;

Р1 и Ро - соответственно давление в сепараторе и нормальное давление (101,3∙103), Па;

Т1 и Т2 - соответственно термодинамическая температура в сепараторе и нормальная (273 грК);

z - коэффициент сжимаемости газа.

Поделив правую часть уравнения (3.5) на число секунд в сутках и на площадь сечения сепаратора F = π∙D2 / 4, можно найти среднюю скорость газа в сепараторе:

, (3.6)

Из выражения (3.6) можно определить диаметр сепаратора:

, (3.7)

 

Средняя скорость газа в сепараторе Wгср должна быть несколько меньше расчетной скорости оседания частиц жидкости Wч, определяемой формулой Стокса:

а)Re ≤ 1

, (3.8)

где d - диаметр оседающей или всплывающей частицы (жидкости, газа), м;

ρж и ρг – соответственно, плотность жидкости и газа в условиях сепаратора, кг/м3;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

μг - абсолютная вязкость газа, Па∙с.

 

б) 2 < Re≤500, формула Алена:

, (3.9)

в) Re > 500, формула Ньютона - Ритингера:

, (3.10)

Условие осаждения частицы:

 

Wч - Wг > 0 (3.11)

 

На практике при расчетах принимается:

 

Wч =1,2∙Wг (3.12)

 

Пропускная способность вертикального сепаратора по газу связана со скоростью газа следующим уравнением:

 

, (3.13)

 

где Wг - скорость подъема газа в вертикальном сепараторе, м/с;

F - площадь поперечного сечения сепаратора, м;

Р1 и Ро - соответственно давление в сепараторе и нормальное давление (101,3∙10 3), Па;

Т1 и Т2 - соответственно рабочая температура в сепараторе и нормальная (273 К);

z - коэффициент сверхсжимаемости газа.

Отсюда:

, (3.14)

 

Подставив уравнения (3.8) и (3.14) в (3.12) получаем:

или

, ; (3.15)

Расчет вертикальных гравитационных сепараторов по жидкости сводится к выполнению условия, чтобы скорость подъема уровня жидкости Wж в них была меньше скорости всплывания газовых пузырьков, т.е.

 

Wн < Wг (3.16)

 

Скорость всплывания пузырьков газа Wг в жидкости можно определять по формуле Стокса (3.8), заменив в ней динамическую вязкость газа μг на динамическую вязкость жидкости μн.

Учитывая соотношение (3.16), пропускную способность вертикального сепаратора по жидкости можно записать в следующем виде:

< (3.17)

или

(3.18)

 

После подстановки в формулу (3.18) величин F = π∙D2/4, g = 9,81м/с2, и соотношения Wг = 1,2∙Wн, получим:

, ; (3.19)

 

3.2.2 Расчет горизонтального гравитационного сепаратора по газу

В условиях горизонтального сепаратора:

(3.20)

где Wн - скорость оседания частиц нефти, м/с;

Wг - скорость газа в сепараторе, м/с;

h - расстояние по вертикали от верхней образующей до уровня нефти в сепараторе, м;

h = (0,5 – 0,55)D;

L - длина сепаратора, м.

Подставив в (3.20) выражения для скоростей (3.8) и (3.14), получаем уравнения для определения пропускной способности по газу:

, ; (3.21)

 

При расчетах сепараторов на пропускную способность плотность газов в условиях сепаратора рассчитывается по формуле:

, (3.22)

 

где ρо - плотность газа при Н.У., кг/м3;

Р, Ро - соответственно давление в сепараторе и давление при Н.У. (Ро = 0,1013 МПа = 1,033∙9,81∙10 4 Па);

Т, То - соответственно абсолютная температура в сепараторе, и абсолютная нормальная температура (273 К).

 








Дата добавления: 2015-05-19; просмотров: 3100;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.012 сек.