Крюковского месторождения
.pdf63
Фактический диаметр сепаратора равен dф =2,8 м. Так как фактический диаметр сепаратора больше минимального,
следовательно условие dф > dmin выполняется.
Определение времени пребывания жидкой фазы в сепараторе Время пребывания жидкой фазы в сепараторе рассчитаем по формуле:
τ = |
l |
, |
(2.38) |
|
|||
W |
|||
|
жф |
|
|
где - время пребывания жидкой фазы в сепараторе, мин; l – длина сепаратора, м;
l = 8,5 м (паспортные данные);
Wжф – линейная скорость жидкой фазы в сепараторе, м/мин.
Линейную скорость жидкой фазы в сепараторе рассчитаем по формуле:
W = |
Vжф |
, |
(2.39) |
|
|||
жф |
0,5 ∙ S |
|
|
|
|
||
где Wжф – линейная скорость жидкой фазы в сепараторе, м/мин;
Vжф – объемный расход жидкой фазы, м3/мин;
S – площадь сечения сепаратора, м2;
S = 6,1 м2.
Объемный расход жидкой фазы рассчитаем по формуле
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
|
|
|
64 |
V = |
Gжф |
, |
(2.40) |
|
|||
жф |
ρж ∙ 60 |
|
|
|
|
||
где Vжф – объемный расход жидкой фазы, м3/мин;
Gжф– массовый расход жидкой фазы, кг/ч;
Gжф = 35405,2 кг/ч (см. табл. 2.20);
ρж – плотность жидкой фазы в сепараторе, кг/м3;
ρж = 1159,6 кг/м3
35405,2
Vжф = 1159,6 ∙ 60 = 0,51 м3/мин.
Рассчитываем линейную скорость жидкости
0,51
Wжф = 0,5 ∙ 6,1 = 0,17 м/мин.
Рассчитываем время пребывания жидкой фазы в сепараторе
8,5 τ = 0,17 = 50,0 мин.
Вывод: время пребывания жидкой фазы в сепараторе τ=50,0 мин, Wфак=0,026 м/с < Wдоп=0,42 м/с, условия эксплуатации сепаратора обеспечивают получение газовой и жидкой фаз необходимого качества.
Консорциум « Н е д р а »
65
5.2 Технологический расчет отстойника
Отстойник находится на УПН. Расход эмульсии 35565,9 кг/ч. (выход жидкости с сепаратора). Последовательность аппаратов: Сепаратор - отстойник.
Точный расчет отстойника с подачей эмульсии под водяную подушку.
Исходные данные представлены в таблице 5.5.
Таблица 5.5 - Исходные данные для расчета отстойника
|
Характеристика |
Значения |
1. |
Реальный расход эмульсии |
Q = 849,7 т/сут |
2. |
Длина отстойника |
L = 19,8 м |
3. |
Радиус отстойника |
Rв = 1,5 м |
4. |
Высота водяной подушки |
h1 = 1,25 м |
5. |
Максимальный взлив |
h2 = 1 м |
6. |
Минимальный взлив |
h3 = 0,3 м |
7. |
Объемная доля дисперсной фазы до отстоя |
φн = 0,96,5 |
8. |
Объемная доля дисперсной фазы после отстоя |
φк = 0,10 |
9. |
Плотность дисперсной среды |
ρс = 1168 кг/ м3 |
10. Плотность дисперсной фазы |
ρф = 927 кг/ м3 |
|
11. Вязкость дисперсной среды |
μс = 1,1 ∙ 10−3 Па ∙ с |
|
Расчет базируется на ряде следующих положений, качественно описывающих реальную картину гравитационного
осаждения полидисперсной эмульсии в типа В/Н в стесненных условиях в двигающей жидкости [42]:
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
66
−за время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника концентрация дисперсной фазы изменяется как вдоль аппарата, так и по его высоте.
−за время прохождения эмульсии от входа до выхода отстойника ее вязкость изменяется как вдоль аппарата, так и по его высоте.
− 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:
− пренебрежем толщиной входного слоя, который образуется между нефтью и водяной подушкой.
− будем вести расчет, используя понятие ( |
d |
MIN |
). |
|
− будем считать время отстоя равным среднему времени движения эмульсии вдоль зоны отстоя [33].
Схема горизонтального отстойника приведена на рисунке 4.8
Сборочный чертеж отстойника представлен на рисунке 4.9.
Консорциум « Н е д р а »
67
|
|
L |
|
|
|
|
h |
|
Н |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
D |
Э |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Э |
|
|
|
|
|
Водянаяподушка |
|
h |
|
|
|
|
1 |
|
h |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
|
Рисунок 4.8 - Схема горизонтального отстойника |
|
||
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Рисунок 4.9 – Сборочный чертеж отстойника
68
Консорциум « Н е д р а »
69
Зная φвх и φвых с помощью таблице 5.6 определяют минимальный размер капель дисперсной фазы φmin, которые удаляются в данном отстойнике.
Таблица 5.7 - Усредненное распределение дисперсной фазы по d
d,∙ 10−6 м |
3 |
|
4 |
|
5 |
10 |
20 |
|
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
200 |
∆φ |
0,05 |
|
0,15 |
|
0,2 |
0,18 |
0,15 |
|
0,08 |
0,05 |
0,03 |
0,03 |
0,02 |
0,02 |
0,04 |
Для этого, |
вычисляют |
|
как разницу φвх и φвых |
двигаясь справа налево по нижней строке табл., суммируются |
|||||||||||
указанные в ячейках величины ∆φ до тех пор пока найденное слагаемое не станет равным (или минимальным не превышая) ∆φ [34].
|
d = (dmin) = 5 ∙ 10−6; |
|
|
|
|
|
|
Рассчитываются критерий Архимеда, заменял dr на (dmin): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(ρ |
− ρ |
) ∙ ρ ∙ d3 |
∙ g |
||
|
Ar = |
дс |
|
дф |
дф r |
|
(2.51) |
|
|
|
μд.с2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
(1168 − 927) ∙ 927 ∙ (5 ∙ 10−6)3 |
∙ 9,81 |
|
|
|
||
Ar = |
|
|
|
= 0,004 |
|
|
|
(1,1 ∙ 10−3)2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
При r 36, следовательно режим Ламинарный.
Для Ламинарных условий оседания:
Консорциум « Н е д р а »