Механический расчет

Нефтегазоосепаратор предназначен для сепарации нефти и попутного газа в промысловых установках подготовки нефти к транспорту.

Условное (расчетное) давление в аппарате – 5 кгс/см² (0,5 Мпа).

Расчетная температура стенки – +100С (373К).

Рабочая среда – газ. Характеристика среды взрывоопасная, высокотоксичная.

Максимальная производительность сепаратора 5000 тыс.м³/год.

Рабочий объем аппарата – 180 м³. Номинальный – 200 м³.

Расчет обечайки, работающей под избыточным внутренним давлением:

Материал обечайки сталь 16ГС ГОСТ 5520-79;

Температура стенки расчетная 100 С;

- внутренний диаметр сосуда или аппарата;

- избыточное расчетное внутреннее давление;

- допустимое напряжение при расчетной температуре;

_р=1,0 – коэффициент прочности продольного сварного шва;

Расчет:

Исполнительная толщина стенки обечайки:

где - сумма прибавок к расчетной толщине стенки

Принимаем

(2.24)

где - прибавка к расчетной толщине обечайки для компенсации коррозии и эрозии;

- прибавка для компенсации минусового допуска;

- прибавка технологическая.

- расчетная толщина стенки обечайки;

(2.25)

Принимаем

Допускаемое избыточное внутреннее давление:

(2.26)

Формулы применимы при выполнении условия:

Расчет выполнен по ГОСТ 14249-80.

Расчет эллиптических днищ, работающих под избыточным внутренним давлением.

Днище по ГОСТ 6533-78, материал днища сталь 09Г2С ГОСТ 5520-79, температура стенки расчетная 100 С.

- внутренний диаметр сосуда;

- избыточное расчетное внутреннее давление;

- допустимое напряжение при расчетной температуре;

- высота выпуклой части днища без учета цилиндрической части;

- радиус кривизны в вершине днища равен:

(5)

где - для эллиптических днищ с ;

- коэффициент прочности сварного шва.

Расчет:

Исполнительная толщина стенки:

где - расчетная толщина стенки днища;

- сумма прибавок к расчетной толщине стенки:

где - прибавка к расчетной толщине обечайки для компенсации коррозии и эрозии;

- прибавка для компенсации минусового допуска;

- прибавка технологическая.

(2.27)

Принимаем

Допускаемое внутреннее избыточное давление:

(2.28)

Формулы применимы при выполнении условия:

(2.29)

(2.30)

Расчет выполнен по ГОСТ 14249-80.

2.4 Технологический расчет отстойника

Отстойник стоит на УПСВ Горбатовская. Отделение воды в сепараторе не осуществляется. С УПСВ выходит нефть с остаточной обводненностью менее 10%. Точный расчет отстойника с подачей эмульсии под водяную подушку.

Таблица 2.11

Исходные данные

Характеристика	Значения
1. Реальный расход эмульсии	Q= 2067
2. Длина отстойника	м
3. Радиус отстойника	м
4. Высота водяной подушки	м
5. Максимальный взлив	м
6. Минимальный взлив	м
7. Объемная доля дисперсной среды до отстоя
8. Объемная доля дисперсной среды после отстоя
9. Плотность дисперсной среды
10. Плотность дисперсной фазы
11. Вязкость дисперсной среды

Чертеж отстойника представлен на рисунке 2.1

РАСЧЕТ:

Расчет базируется на ряде следующих положений, качественно описывающих реальную картину гравитационного осаждения полидисперсной эмульсии в типа В/Н в стесненных условиях в двигающей жидкости.

1. За время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника концентрация дисперсной фазы изменяется как вдоль аппарата, так и по его высоте.

2. За время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника ее вязкость изменяется как вдоль аппарата, так и по его высоте.

3. За время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника ее линейная скорость изменяется как вдоль аппарата, так и по его высоте.

Такой сложный характер поведения реальной эмульсии в аппарате неизбежно требует ряда упрощений:

Рис 2.1

Пренебрежем толщиной входного слоя, который образуется между нефтью и водяной подушкой.

Будем вести расчет, используя понятие ( ).

Будем считать время отстоя равным среднему времени движения эмульсии вдоль зоны отстоя.

Так как объемная доля дисперсной фазы системы входящей в отстойник больше 70%, а при данном условии происходит самопроизвольная инверсия фаз, то проведем 2 расчета: при понижении объемной доли дисперсной фазы от 85 до 70% и от 70% до 20%.

Схема горизонтального отстойника

Зная и , с помощью таблице 2.1. определяют минимальный размер капель дисперсной фазы ( ), которые удаляются в данном отстойнике.

Таблица 2.12