Анализ работы и проверочный расчет основных аппаратов УПН-500 на основе реальных промысловых данных, страница 19

Вывод: поскольку линейная скорость жидкости в отстойнике О-1/1 равна 0,0038 м/с, что обеспечивает ламинарный режим движения жидкости в аппарате, и время пребывания жидкости в аппарате составляет 1 ч 35 мин, условия и размер отстойника обеспечивают необходимое отделение воды от нефти согласно требований СТП.

Отстойник О-1/2

Минимальный диаметр, линейная скорость и время пребывания жидкости в отстойнике О-1/2 определяются по тем же формулам, что и для  О-1/1.

Рассчитываем плотности нефти и жидкости при температуре 50 ⁰С в отстойнике О-1/2

кг/м³,

кг/м³.

Рассчитываем объемный расход жидкости:

м³/мин.

Рассчитываем коэффициент c, динамические вязкости нефти и жидкости при температуре 50 ⁰С и кинематическую вязкость жидкости при температуре 50 ⁰С:

,

 Па ^.с,

 Па ^.с;

м²/с.

Рассчитываем диаметр отстойника О-1/2:

м.

Фактический диаметр О-1/2 равен d_ф = 3 м. Так как. d_ф > d_min, следовательно ламинарное движение жидкости в отстойнике О-1/1 обеспечено.

Рассчитываем линейную скорость и время пребывания жидкости в отстойнике О-1/2:

м/мин = 0,002 м/с.

 мин = 2 ч 49 мин.

Вывод: поскольку линейная скорость жидкости в отстойнике О-1/1 равна 0,002 м/с, что обеспечивает ламинарный режим движения жидкости в аппарате, и время пребывания жидкости в аппарате составляет 2 ч 49 мин, условия и размер отстойника обеспечивают необходимое отделение воды от нефти.

5.4 Расчет сепаратора 2-й ступени С-2

Сепаратор  С-2 предназначен для вторичного разгазирования нефти после отстойника О-1/2.

Цель расчета – оценить эффективность работы сепаратора С-2, определить допустимую и фактическую линейные скорости и время пребывания жидкости в сепараторе.

5.4.1 Исходные данные для расчета.

Исходные данные для расчета приняты следующие:

- температура жидкости в сепараторе – 45 ⁰С;

- давление в сепараторе −0,15 МПа;

- массовый расход поступающей в С-2 газожидкостной смеси – 50967 кг/ч;

- диаметр сепаратора – 1,6 м;

- длина сепаратора – 7,712 м.

5.4.2 Материальный баланс сепаратора С-2

При разгазировании жидкости в сепараторе происходит однократное испарение, поэтому расчет производим по методу однократного испарения.

Основные уравнения однократного испарения на основании которых определяются составы жидкой и газовой (паровой) фаз, следующие:

,

 ,

где   X_i – мольная концентрация компонента в жидкой фазе, доли единицы;

α_i – мольная концентрация компонента сырья, доли единицы;

е – мольная доля отгона, доли единицы;

К_i – константа фазового равновесия компонента газожидкостной смеси;

Y_i – мольная концентрация компонента в газовой фазе, доли единицы.

Решение уравнений производится подбором мольной доли отгона  таким образом, чтобы суммы компонентов в паровой и жидкой фазах были равны единице.

Значения констант фазовых равновесий определяем по номограмме Уинна [6, с. 171] в зависимости от давления и температуры в сепараторе и температуры кипения компонентов.

Расчет производится в следующей последовательности.

По известному мольному составу исходной газожидкостной смеси определяем массовый состав газожидкостной смеси по формуле

 = ,

где   – массовая концентрация компонента сырья, доли единицы;

М_i – молярная масса компонента, кг/кмоль.

Далее рассчитываем массовый расход каждого компонента сырья по формуле

=G

где   G_i – массовый расход каждого компонента сырья, кг/ч;

G – массовый расход газожидкостной смеси, кг/ч;

G = 50967 кг/ч (см. табл.5.7);   

         - массовая концентрация компонента сырья, доли единицы.

Далее рассчитываем число кмолей каждого компонента сырья по формуле

                                                       ,

где  N_i^ГЖФ – число кмолей компонента сырья, кмоль/ч;

Состав паровой и жидкой фаз нефти в условиях однократного испарения в концевом сепараторе С-2 при температуре 45 ⁰С и давлении 0,15 МПа приведены в табл. 5.7.

Далее в зависимости от температуры кипения компонентов, давления и температуры в сепараторе по номограмме Уинна [6, с. 171] определяем константы фазовых равновесий каждого компонента сырья. Затем определяем составы жидкой и газовой фаз, образовавшихся в результате однократного испарения, подобрав при этом значение мольной доли отгона.