5.5.6 Определение размеров вертикального газосепаратора

Рассчитываем сечение вертикального газосепаратора по формуле:

где V_п — объемный расход газовой (паровой) фазы, м³/с;

- коэффициент заполнения вертикального газоспаратора, принимаем равным 1[1];

W_доп- допустимая линейная скорость газовой фазы в газосепараторе, м/с.

Объемный расход определяем по формуле:

где N^гф— число кмолей газов и паров ГПС, кмоль/ч;

z — коэффициент сжимаемости;

Р — давление, МПа.

Коэффициент сжимаемости для паров сырья и продуктов реакции находим по формуле [6]:

Для определения коэффициента сжимаемости предварительно определяем критические, псевдокритические и приведенные параметры компонентов ГПС по формулам.

Расчет псевдокритических температур и давлений компонентов ГПС приведен в табл. 5.30.

Таблица 5.30. Расчет псевдокритических температур и давлений газопаровой фазы

Компонент		Критические параметры
		Температура, К	Давление, МПа
1. Водород	0,8295	33	1,82	27,53799		1,50961
2. Метан	0,0803	191	4,68	15,30493		0,37600
3. Этан	0,0485	305	4,92	14,79420		0,23849
4. Пропан	0,0204	370	4,28	7,53817		0,08725
5. И-Бутан	0,0051	407	3,76	2,07138		0,01914
6. Н-Бутан	0,0050	426	3,67	2,11860		0,01825
7. Сероводород	0,0105	373	8,89	3,93352		0,09365
8. Бензин-отгон	0,0007	546	27,95	0,40614		0,02079
9. Гидрогенизат	0,00000	721	42,88	0,00282		0,00017
Итого	1,0000			74		2,36

По формулам приведенные параметры равны:

Коэффициент сжимаемости принимаем по литературным данным [7]:

Объемный расход по формуле:

Допустимую линейную скорость газового потока определяем по формуле:

где — плотность жидкой фазы при температуре в сепараторе, кг/м³;

- плотность газовой фазы в сепараторе, кг/м³.

Плотность жидкой фазы рассчитываем по формуле:

где G_i — массовый расход компонента жидкой фазы, кг/ч;

- плотность компонента жидкой фазы, кг/м³.

Плотность жидкой фазы при температуре 40 ⁰С определяем по формуле [8]:

Для гидроочищенного дизельного топлива:

Для бензин-отгона:

Подставляем данные в формулу и получаем:

Плотность газовой (паровой) фазы находим из соотношения:

где G^гф— массовый расход газовой (паровой) фазы, кг/ч.

Тогда допустимая линейная скорость газового потока по формуле :

Рассчитываем сечение горизонтального газосепаратора :

Рассчитываем диаметр горизонтального газосепаратора по формуле:

Диаметр типового сепаратора (d_тип) выбираем по нормали [1]; d_тип = 1400 мм.Диаметр типового сепаратора принят больше расчетного (d), поэтому не рассчитываем фактическую линейную скорость паров.

Высоту слоя жидкости в цилиндрической части аппарата находим, исходя из ее расхода и времени пребывания в газосепараторе с учетом объема полусферы по формуле:

где H_ж— высота слоя жидкости в сепараторе, м;

- время пребывания жидкости в сепараторе, принимаем 20 мин;

V_ж — объемный расход жидкости, м³/мин;

V_п.сф — объем полусферы, м³;

S — сечение газосепаратора, м².

Объем полусферы рассчитываем по формуле:

где d — диаметр сепаратора, м.

По формуле определяем объемный расход жидкой фазы в газосепараторе:

где g_жф – массовый расход жидкой фазы, кг/ч;

- плотность жидкой фазы, кг/м³.

Получаем, высоту слоя жидкости по формуле: