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天然气4.ppt

天然气4

nppan
2011-08-28 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《天然气4ppt》,可适用于高等教育领域

第四章油(液)气分离设备第四章油(液)气分离设备两相分离器三相分离器旋风分离器概述概述危害性腐蚀堵塞污染化学溶液液泛分离要求从气流中分离掉液体和固体从油流中分离掉气体和固体以及游离水设计重要性分离器为初始加工设备将影响整个系统的处理能力分类按作用原理分:重力式、旋风式、过滤式按捕雾器类型分:百叶窗式.螺道式.过滤式重力式分离器:按功能分:两相分离器和三相分离器按流体流动方向和安装形式分:卧式、立式和球形.双桶式四个操作功能油和气或气和液的基本“相”的分离脱除气相中所夹带的液沫脱除液相中所包含的气泡从分离器内分别引走分离出来的气相和液相不允许它们有彼此重新夹带掺混的机会四个部分基本相分离段:控制或消减能量重力沉降段:分离和沉降积液段(液体收集和引出段)除雾段(聚集段)两相分离设备的工作过程两相分离设备的工作过程卧式分离器立式分离器球形分离器优点:承压能力强缺点:波动容量受限制制造困难其它形式分离器双桶式分离器卧式分离器与立式分离器的比较和选择分离效果:卧式优于立式排污能力:立式优于卧式占地面积:立式小于卧式操作:卧式优于立式搬运:卧式优于立式液面波动:立式优于卧式选择高气油比选卧式(有乳状液)低气油比或非常高选立式(气体洗涤器)两相分离器的外壳及内部构件两相分离器的外壳及内部构件外壳:圆形筒体两端是椭球形或球形的封头(承压容器)内部进口转向器导流档板:快速变化液流方向和速度旋风式进口:应用离心力分离时采用波浪破碎器:垂直档板除沫板:倾斜的平行板片或管束旋流破碎器雾沫脱除器丝网垫:适用但易堵塞(气流速度要适宜)叶板除雾器:改变为层流离心式除雾器:效果好但压降大且对流量敏感两相分离理论两相分离理论颗粒的沉降假设颗粒在分离器中的运动速度为常数:重力等于阻力颗粒为球形大小不变计算公式阻力:浮力:重力:可计算出w的值CD-气流携带系数(可查图)Re:CD=ReRe:CD=ReRe:CD=Re:CD=推导出:()介质不流动时:仅重力作用沉降速度的影响因素:d、L、g、介质换算颗粒单位:()计算w的方法:迭代法将CD=代入公式()得到w计算得到Re用公式()计算CD用公式()计算w转至第步并迭代计算直到计算出来的w满足要求时为止。气流向上流动(考虑相对运动速度w)w<v:颗粒被气流带走(速度)w=v:颗粒成悬浮状态(速度)w>v:颗粒向下沉降(速度)颗粒的大小气体分离段:气体负荷设计方程是基于脱除m的颗粒雾沫脱除器脱除直径在~m的颗粒停留时间定义:假定停止流动的情况下一个液体分子保留在容器内的平均时间停留时间为秒到分钟两相分离器尺寸设计方法两相分离器尺寸设计方法立式分离器气相处理能力计算原理:令天然气的流动速度与颗粒沉降速度相等而得:令:得:将标态下流量换算为实际工况并使颗粒直径等于m并令:立式分离器液相处理能力计算原理:令液相的滞流时间满足要求而得:再把时间单位秒换算为分钟则有:立式分离器实用长度与长径比长径比为~两相分离器尺寸设计方法两相分离器尺寸设计方法卧式分离器气相处理能力计算原理:令天然气在分离器内流动时间与颗粒的沉降时间相等而得:令并带入公式有:卧式分离器液相处理能力计算原理:令液相的滞流时间满足要求而得:将时间从秒换算为分钟流量从标准状态换算为实际工况之后可得:或:停留时间:小于等于min卧式分离器实用长度计算或:长径比为~两相分离器尺寸设计另一方法两相分离器尺寸设计另一方法具体情况下的颗粒沉降方程一般方程一、当颗粒直径不大于(~)m且雷诺数Re时n=a=则以上方程变为下列式:二、当颗粒直径小于(~)m且雷诺数<Re时n=a=则以上方程变为下列式:将以上公式制为图表便可得下图通过此图可查得在不同压力下水滴的沉降速度w与其直径d的关系。三、当颗粒直径大于(~)m且雷诺数<Re<时CD=则以上方程变为下列式:立式重力式分离器的尺寸设计立式重力式分离器的尺寸设计分离器直径及高度的计算进出口计算取进口速度v为ms取出口速度为v为ms卧式重力式分离器尺寸设计卧式重力式分离器尺寸设计而:代入上式有:令:得:立式与卧式分离器的比较立式与卧式分离器的比较设颗粒沉降的有效面积(颗粒沉降的工作面积)F则:立式分离器卧式分离器结论:当直径相同时卧式分离器的效率就比立式分离器的效率高三相分离设备的工作过程三相分离设备的工作过程三相卧式分离器三相卧式分离器特点有界面控制器和堰板:不适用于重质油或者有大量乳化物或石蜡的场合槽和堰的设计:要求水堰板应放置于低于油堰板一个距离立式分离器立式分离器三相分离器尺寸设计方法三相分离器尺寸设计方法立式分离器气相处理能力计算而得:令:得:将标态下流量换算为实际工况并使颗粒直径等于m并令:三相立式分离器液体处理能力计算以油流中分离出水滴为主要依据运用司托克公式(可作层流考虑)滞流时间:min(特殊情况下选~min)原理:原油的流速与水滴的沉降速度相等且dm=m时有:将气相处理计算所得的D与液相处理所得D相比较取最大值三相立式分离器液柱高度计算原理:满足滞留时间要求三相立式分离器实用长度计算或:长径比为~三相分离器尺寸设计方法三相分离器尺寸设计方法卧式分离器气相处理能力计算(与二相分离计算相同)而得:令并带入公式有:卧式分离器液相处理能力计算长径组合关系:而:其中:将上两式带入并将时间从秒换算为分钟:两式相加得:许用最大油层厚度:原理:令原油在分离器内流动时间与水滴沉降时间相等即W取值由司托克公式计算经单位换算即可得:分离器最大直径计算过程:运用公式求得由AwA查图可得系数Z而A=2(AoAw)Ao、Aw分别为:三相卧式分离器实用长度计算长径比为~5以气相处理能力为主:以液相处理能力为主:旋风式分离器旋风式分离器旋风式分离器旋风式分离器定义:利用离心力来分离气流中颗粒的分离器原理:利用离心力过程颗粒分离规律颗粒分离规律假定:颗粒作匀速运动即离心力阻力联立求解:一、当颗粒直径不大于(~)m且雷诺数Re时n=a=则方程变为:二、当颗粒直径小于(~)m且雷诺数<Re时n=a=则方程变为:三、当颗粒直径大于(~)m且雷诺数<Re<时CD=则方程变为:与重力式分离器的比较离心力作用下的分离速度比重力作用下的分离速度大倍其中m=,,分离速度的影响因素:d、L、g、介质及分离器的结构和尺寸影响旋风分离效率的因素气体进口速度:~ms(进口速度过高会破坏旋风分离器的压力平衡形成局部涡流造成二次夹带气液密度差:不适于油水两液分离旋转半径:不宜超过m(旋风子)旋风分离器直径及进出口管计算(一)旋风分离器直径及进出口管计算(一)K=~而:Qn为标准状态下的流量过程:令K=()计算D取出口管线直径D进口管线D验算进口流速是否在~ms出口流速是否在~ms筒体流速在~ms否则另取K值直到合乎要求。旋风分离器直径及进出口管计算(二)水力损失方程:产量公式:得出:<净化程度低>净化程度高压降大丝网除雾器的工艺计算效果:除雾效率可达构成:园形或扁形的耐腐蚀的金属丝编织而成机理:接头聚集重力沉降压力降:如无固体颗粒则可忽视丝网除雾器的工艺计算流速:流速大则不易落下小则不易碰撞面积:根据气体处理量和流速确定若为正方形则有:一般取压力降:如无固体颗粒则可忽视f-摩阻系数对金属丝一般取g-重力加速度g、g-操作条件下的密度和粘度Vg-操作条件下的气流速度msX-丝网层厚度m,一般取~mmdw-丝网的金属丝直径m-丝网的空隙率~利用图表进行分离器设计高压卧式分离器气体处理能力液体处理能力作业:气量万方日压力为MPa(绝)温度C相对密度为要求尽可能分离掉大量的固体颗粒(m)和少量液滴试分别设计立式及卧式分离器并比较直径的大小。

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