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题目：分离器结构尺寸计算油气集输课程设计油气集输课程设计n基础数据基础数据n例题例题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：二级分离分离级数：二级分离分离压力：初级分离压力（单号：分离压力：初级分离压力（单号：3.4MPa，双号：，双号：3.2Mpa）） 二级分离压力（单号：二级分离压力（单号：0.7MPa，双号：，双号：0.5Mpa）） 分离器类型：一级分离用卧式，二级分离用立式分离器类型：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卧式分离器：排油口高度与直径之比y/2r=0.1，液面控制于，液面控制于 直径一半处直径一半处载荷波动因子：单号载荷波动因子：单号双号双号（精度要求（精度要求0.001)油气混合物处理量：油气混合物处理量： 1~4号号——160 t/d 5~8号号——165 t/d 9~12号号——170 t/d 13~16号号——175 t/d17~20 号号——180 t/d 21~24号号——185 t/d 25~28号号——190 t/d 29~32号号——195 t/d 33~36号号——200 t/d … 分离温度：分离温度：47℃ (1~10号）；号）； 48 ℃ (11~20号）；号）； 49 ℃ (21~30号）；号）； 50 ℃ (31~40号）。

号）停留时间停留时间 ：： 单号单号——1.6min 双号双号——1.8min原油组成原油组成（（1、、6 、、11 、、16 、、21、、 26、、 31 、、36 号）号）组成组成质量质量Wi ，，g分子量分子量 MiC1C2C3C4C5C6C7+53.99.913.712.69.619.1881.2163044587286287合计合计1000学号：学号：2、、7、、12、、17、、22、、27、、32组成组成质量质量Wi，，g分子量分子量 MiC1C2C3C4C5C6C7+55.97.913.712.69.619.1881.2163044587286287合计合计1000原油组成原油组成学号：学号：3、、8、、13、、18、、23、、28、、33组成组成质量质量Wi ，， g分子量分子量 MiC1C2C3C4C5C6C7+55.99.911.712.69.619.1881.2163044587286287合计合计1000原油组成原油组成学号：学号：4、、9、、14、、19、、24、、29、、34组成组成质量质量Wi ，，g分子量分子量 MiC1C2C3C4C5C6C7+53.97.913.714.69.619.1881.2163044587286287合计合计1000原油组成原油组成学号：学号：5、、10、、 15、、 20、、 25 、、30、、 35 组成组成质量质量Wi ，，g分子量分子量 MiC1C2C3C4C5C6C7+53.97.913.716.67.619.1881.2163044587286287合计合计1000原油组成原油组成其他同学其他同学组成组成质量质量Wi ，，g分子量分子量 MiC1C2C3C4C5C6C7+53.99.913.712.69.615.1885.2163044587286287合计合计1000原油组成原油组成例题一例题一 (P135) 已已知知：：石石油油的的质质量量组组成成、、庚庚烷烷以以上上假假组组分分的的分分子子量量为为287，，相相对密度为对密度为0.9065 试试求求:1Kg石石油油在在13.6MPa 103℃℃条条件件下下平平衡衡时时，，气气液液相相的的质质量量及组成及组成组成组成质量质量Wi ，，g分子量分子量 MiC1C2C3C4C5C6C7+53.99.913.712.69.619.1881.2163044587286287合计合计1000例题一组成组成质量质量Wi ，，g分子量分子量 Mi克分子数克分子数Ni分子分数分子分数C1C2C3C4C5C6C7+53.99.913.712.69.619.1881.21630445872862873.36880.33000.31140.21720.13330.22213.07040.44020.04310.04070.02840.01740.0290.4012合计合计10007.65321.0000解解：（：（1）由质量组成计算石油的分子组成）由质量组成计算石油的分子组成（（2）气液相平衡计算）气液相平衡计算 假设石油体系的克分子数为假设石油体系的克分子数为1,液相摩尔分数为液相摩尔分数为L=0.79,气相的气相的摩尔分数为摩尔分数为V=0.21,进行猜算（进行猜算（k由由129-131页查出）页查出）例题一组成组成体系中的体系中的分子分数分子分数Zi13.6MPa 103℃℃平衡常数平衡常数Ki液相中的分子分数液相中的分子分数Xi气相中的分子分数气相中的分子分数YiYi=KiXiC1C2C3C4C5C6C7+0.44020.04310.04070.02840.01740.0290.40122.851.170.680.410.2440.150.0160.31700.04160.04360.03240.02070.03530.5057合计合计1.00000.9963另设另设L=0.7783 V=0.2217 ,重复上述计算重复上述计算例题一组成组成XiYiC1C2C3C4C5C6C7+0.31220.04160.04380.03270.02090.03580.51310.88970.04860.02980.01340.00510.00540.0082合计合计1.00011.0002（（3）气液相的质量计算）气液相的质量计算例题一组成组成体系中体系中组分组分 i 的的质量质量 Wi ，，g体系中组体系中组分分 i 的分的分子分数子分数Zi液相中组液相中组分分 i 的分的分子分数子分数 Xi组分组分 i 在在液相中液相中的克分的克分子分数子分数 XiL组分组分 i 液液相与体系相与体系克分子数克分子数之比之比组分组分 i 在在液相中的液相中的质量质量组分组分 i 在气在气相中的质量相中的质量Wgi=Wi-WliC1C2C3C4C5C6C7+53.99.913.712.69.619.1881.20.44020.04310.04070.02870.01740.0290.40120.31220.04160.04380.03270.02090.03580.51310.24300.03240.03410.02550.01630.02790.39930.55200.75120.83760.89610.93490.96080.995429.757.4411.4711.298.9718.35877.1324.152.462.231.310.630.754.07合计合计10001.00001.0001964.4035.60例题二(P137)例二例二 以例一平衡气液相的数据，求气液相密度以例一平衡气液相的数据，求气液相密度(工程标准状态工程标准状态)解（解（1）气体密度）气体密度:由例一中气相组成，求气体的分子量由例一中气相组成，求气体的分子量组成组成YiMiYiMiC1C2C3C4C5C6C7+0.88970.04860.02980.01340.00510.00540.0082163044587286114(按按C8取取)11.23521.45801.31120.77720.36720.46440.9348合计合计1.000219.5480P137由表中数据可求出标准状态下气体密度为由表中数据可求出标准状态下气体密度为（（2）液体密度）液体密度(工程标准状态工程标准状态)由由Sanding—Katz求液体密度计算过程见下表求液体密度计算过程见下表例题二组成组成液相重质量液相重质量 g密度密度 g/cm3容积容积 cm3C1C2C3C4C5C6 C7+29.757.4411.4711.298.9718.35877.130.50080.56710.62160.65780.906522.9019.9114.4327.90967.60合计合计964.401052.74例题二由表可知：丙烷以上组分质量由表可知：丙烷以上组分质量=927.21 g 丙烷以上组分密度丙烷以上组分密度=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：乙烷占乙烷以上组分（包含乙烷）的：质量百分数质量百分数=（（7.44/934.65））×100%=0.796%甲烷占总质量的质量百分数甲烷占总质量的质量百分数=（（29.75/964.4））×100%=3.08%由图由图2-7(P83)查的液相在工程标准状态下的密度为查的液相在工程标准状态下的密度为0.846 g/cm3包括丙烷包括丙烷例题三分离条件下原油密度分离条件下原油密度按下式按下式计算计算式中式中——20℃时原油的密度，时原油的密度，Kg/m3；；——t℃时原油的密度，时原油的密度，Kg/m3；；——常数。

常数例题四 若若20口口日日产产10t油油气气混混和和物物共共用用一一套套油油气气分分离离器器，，各各级级的的分分离离条条件件、、气气液液相相质质量量和和密密度度见见263页页例例表表2原原油油在在分分离离器器中中要要求求停停留留1.5min，，一一级级分分离离器器选选用用卧卧式式分分离离器器，，二二级级用用立立式式，，试试计计算算分分离离器器的的基基本本尺尺寸寸若若采采用用网垫除雾器，试计算所需面积和厚度网垫除雾器，试计算所需面积和厚度 解：（一）分离器基本尺寸的计算解：（一）分离器基本尺寸的计算 由由263页页例例表表2可可知知在在3.4MPa，，49℃下下，，单单井井产产油油量量9398.06Kg/d，，密密度度870Kg/m3 单井产气量单井产气量601.94Kg/ ,密度密度0.8246kg/m31）分离条件下原油密度的计算（按下式计算））分离条件下原油密度的计算（按下式计算） 初选分离器直径初选分离器直径D=0.6m，长，长L=3m，， K1 =5 例题四（（2）分离器的原油处理量）分离器的原油处理量（（3））设设：：分分离离器器长长细细比比K1 =L/D=4.5(3~5)；；载载荷荷波波动动系系数数β=1.5；；排排油油口口高高度度与与直直径径之之比比y/2r=0.1,由由4-3表表查查得得，，n1=0.052,液液面面控控制制于于卧卧式式分分离器直径的一半处，即离器直径的一半处，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原油在分离器的实际停留时间（（4）校核气体处理量）校核气体处理量 天然气的相对密度天然气的相对密度 求天然气的临界参数：临界压力求天然气的临界参数：临界压力 例题四临界温度临界温度对比压力对比压力对比温度对比温度压缩因子按下式计算压缩因子按下式计算分离条件下气体密度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分离条件下气体粘度按下式计算 例题四阿基米德准数，（按阿基米德准数，（按222页阿基米德准数计算）页阿基米德准数计算）由表由表4-2知，油滴沉降流态处于过渡区，雷诺数为知，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油滴匀速沉降速度按式4-5计算计算同直径立式分离器的允许气体流速按式同直径立式分离器的允许气体流速按式4-15计算计算例题四卧式分离器的气体处理能力按式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计算，并取分离器有效长度为0.7倍圆筒长度倍圆筒长度所选所选Φ600×300mm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二级立式分离器基本尺寸的计算 由由263页例表页例表2知：知：0.44MPa，，49℃下下，平衡液相量为，平衡液相量为9207.28Kg/d，密，密度度880Kg/m3，平衡气相量，平衡气相量190.79Kg/d，密度，密度1.1513Kg/m321900Nm3/d例题四（（1）分离条件下原油密度计算）分离条件下原油密度计算（（2）分离器的原油处理量）分离器的原油处理量（（3）设分离器直径为）设分离器直径为0.7m，满足停留时间要求的控制液位，满足停留时间要求的控制液位h至出口高至出口高度按下式计算度按下式计算例题四（（4）校核气体处理能力）校核气体处理能力分离器的实际气体处理量为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立式分离器的气体处理能力按式3-67计算计算气体处理能力大于实际处理量，满足要求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：对于水平安装的丝网除雾器，我国推荐一般不小于400mm沉降分离段沉降分离段H2：一般取：一般取H2=D，但不小于，但不小于1m。

入口分离段入口分离段H3：一般不小于：一般不小于600mm液体储存段液体储存段h：由原油在分离器内需要停留的时间确定由原油在分离器内需要停留的时间确定液封段液封段H4：防止气体窜入原油管路，其高度一般不小于：防止气体窜入原油管路，其高度一般不小于400mm泥沙储存段泥沙储存段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：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立式分离器的总高度H0：一般为（：一般为（3.5~5））D例如本例题中例如本例题中：选：选h=0.9m，，H1=0.6m，，H2=1.2m，，H3=0.8m，，H5=0.2m则分离器总高度则分离器总高度H=0.9+0.6+1.2+0.8+0.2=3.7m立式分离器的结构尺寸立式分离器的结构尺寸H1高液位高液位H2H3H4H5h低液位低液位天然气出口天然气出口油气入口油气入口原油出口原油出口排污口排污口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入口分离段L1：由入口形式确定，但不小于：由入口形式确定，但不小于1m。

沉降分离段沉降分离段L2：按要求确定，但不小于：按要求确定，但不小于2D除雾分离段除雾分离段L3：由构件布置确定由构件布置确定液体储存段液体储存段h3：由原油在分离器内需要停留的时间确定常使：由原油在分离器内需要停留的时间确定常使h3=D/2，对大，对大 型分离器一般不小于型分离器一般不小于0.6m泥沙储存段泥沙储存段h2：视原油含砂量确定：视原油含砂量确定卧式分离器圆筒部分长度与直径之比一般为：卧式分离器圆筒部分长度与直径之比一般为：3~5卧式分离器的结构尺寸卧式分离器的结构尺寸L1h1L2h3h2L例题四（二）网垫除雾器面积和厚度的计算（二）网垫除雾器面积和厚度的计算1.分离条件下气体的实际处理量分离条件下气体的实际处理量第一级第一级第二级第二级2.网垫除雾器的气体流速网垫除雾器的气体流速第一级第一级第二级第二级例题四3.网垫面积为网垫面积为第一级第一级第二级第二级4.网垫厚度为网垫厚度为 第一级若网垫单丝直径为第一级若网垫单丝直径为1.5×10-4m2/m3，比表面积，比表面积300m2则按下式计算其斯托克斯数按下式计算其斯托克斯数例题四由下图查捕集效率由下图查捕集效率，网垫厚度按下式进行计算，网垫厚度按下式进行计算第二级第二级。