4. Расчет геометрических размеров отстойников.4. 1. Определение диаметра (на примере вертикального отстойника

Диаметр отстойника определяют исходя из объёма поступающего в него продукта. Если в отстойнике одновременно отделяется газ. то величину сечения рассчитывают и по газовому и по жидкостному потоку, а затем, по большему значению и определяют внутренний диаметр, который в данном случае является минимально необходимым.

Рис.4.1.

Схема вертикального отстойника с газовой подушкой.

Минимально необходимую площадь сечения по газовому потоку рассчиты­вают следующим образом:

1. Определяют предельно допустимую скорость газового потока (_Ur) по формуле Обрядчикова - Хохрякова:

(4.1)

1. Определяют объёмный расход газа (Q_г):

(4.2)

где: Т - температура в отстойнике, К;

Р - давление в системе, МПа;

G_i - массовый расход i - го компонента, кг/час;

M_i- молекулярная масса i- го компонента.

Рис.4.2

Схема вертикального отстойника без отделения газа.

2. Определяют площадь сечения:

(4.3)

Минимально необходимую площадь сечения по жидкостному потоку рассчитывают следующим образом:

(4.4)

где: Q_э - объёмный расход эмульсия;

u_э - предельно допустимая скорость жидкостного потока.

При этом:

(4.5)

Обычно u_э не превышает 0,002 - 0,005 м/с (из опытных данных). Искомый диаметр аппарата определяют по формуле:

(4.6)

Если аппарат имеет отбойную перегородку, то расчет необходимо вести по наиболее узкому месту, т.е. по площади сегмента MEN.

В этом случае формула (4.3) дает нам величину не S_r, a S_c т.е. необходимую площадь сегмента, пересчитать которую на внутренний диаметр можно по формуле:

(4.7)

4.2. Определение высоты отстойника

Высоту отстойника с газовой подушкой рассчитывают следующим образом:

1. Вначале находят высоту зоны отстоя (Н_от), задаваясь длительностью от­стоя (τ) - из опытных данных τ обычно принимают исходя из диапазона 20 – 60 мин.:

(4.8)

Высота h₁ обычно принимается равной примерно 0,7Н_от, а величину h'_l находят из уравнения:

h'₁=H_от-h₁ (4.9)

2. Высоту уровня водяной подушки (Н_в) можно принять равной 0,5 - 0,6 м, если имеется автоматический регулятор её уровня; при его отсутствии H_в ≥1м.

3. Высоту расположения штуцера вывода воды (h₂) можно принять равной 0,3 - 0,4 м.

4. Высоту слоя чистой нефти (Н_н) необходимо принимать такой, чтобы предотвратить попадание в неё капель воды:

(4.10)

где: G_к - массовый расход конденсата;

ρ_к - плотность конденсата.

Обычно, этот расчет не проводят, а просто принимают Н_н ≥ 0,5 м.

5. Высоту h₃ определяют исходя из 10 минутного количества орошения.

6. Высоту h₄ обычно принимают равной 0,4 - 0, 5 м. При выводе нефти самотеком h₄ = 0.

7. Высоту h₅ обычно принимают равной 0,4 м; а высоту h₆ равной 0,6 м (для предотвращения переброса жидкости через сливную перегородку).

5. Высоту свободною пространства под отбойником h₇ находят по уравнению:

(4.11)

Обычно этого расчета не проводят, а просто принимают h₇≥0,5 м.

5. Высота h₈ зависит от конструкции аппарата. Если ставят отбойные тарелки, то h₈ зависит от их числа (n) и расстояния между ними (а), т.е.:

h₈=n·(a-1) (4.12)

Если тарелок нет, то обычно принимают h₈ = 0,6м.

5. Высочу свободного пространства над отбойником h₉ обычно принимают равной 0,5 м.

Общая высота цилиндрической части отстойника (Н):

Н = Н_от + Н_в + Н_н + h₂ + h₃ + h₄ + h₅ + h₆ + h₇ + h₈ + h₉ (4.13)

Если газовая подушка отсутствует, то обычно принимают:

Н_н = 0,8м.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Химическая энциклопедия. М., из - во «Большая Российская энцикло­педия», 1992 г, т.3, 1245 с.

2. Г.С.Лутошкин. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. М., из - во «Не­дра», 1979 г., 319 с.

3. Г.С.Лутошкин, И.И.Дунюшкин. Сборник задач по сбору и подготовке нефти, газа и воды на промыслах. М., изд-во «Недра», 1985 г., 135 с.

4. С.В. Адельсон, П.С.Белов. Примеры и задачи по технологии нефтехи­мического синтеза, М., изд-во «Химия», 1978 г., 191 с.

5. А.И.Скобло, И.А. Трегубова, Ю.К. Молоканов. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М., из - во «Хи­мия», 1982 г., 583 с.

6. И.Л.Хуревич. Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа. М., изд-во «Химия», 1972 г., 359 с.

7. А.Г.Сарданашвили, А.И.Львова. Примеры и задачи по технологии пере­работки нефти и газа. М., изд-во «Химия», 1980 г., 254 с.

8. К.Ф.Павлов, П.Г.Романков, А.А.Носков. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л,, изд-во «Химия», 1981 г. 560 с.

9. А.А.Кузнецов, Е.Н. Судаков. Расчеты основных процессов и аппаратов переработки углеводородных газов. М., изд-во «Химия», 1983 г., 223 с.

94