3.5 Расчет насадочных сепараторов
Технологический расчет насадочных сепараторов сводится к определению скорости набегания потока на насадку, при которой не происходит срыва и дробления капель жидкости, осевшей в насадке. Критическая скорость газа, характеризующая это явление, определяется формулой
, (3.25)
где σ – поверхностное натяжение на границе раздела газа и жидкости, Н/м;
А – параметр, величина которого зависит от типа применяемой насадки и требуемого коэффициента уноса капельной жидкости ky.
Для насадки из проволочной сетки А=0,65; зависимость А от ky для жалюзийных насадок показана на рисунок В.1, на рисунке В.2 дан график, с помощью которого можно определить скорость потока газа в жалюзийной насадке при различных коэффициентах уноса жидкости в зависимости от давления.
Площадь сечения насадки определяют по формуле
,
(3.26)
4 Задачи и варианты для самостоятельного решения
Задача №1: Состав пластовой нефти задан в массовых долях приводится в таблице 4.1. Рассчитать состав нефти в мольных долях, если её молярная масса равна Mсм.
Таблица 4.1
Вариант |
Состав многокомпонентной смеси |
Моляпная масса Mсм, кг /кмоль |
|||||||||
N2 |
СО2 |
H2S |
сн4 |
с2н6 |
С3Н8 |
i-C4H10 |
n-С4Н10 |
i-C5H12 |
n-С5Н12 |
||
|
|
0,03 |
0,02 |
– |
0,02 |
0,05 |
0,03 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
0,015 |
150 |
|
|
0,03 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,06 |
0,04 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,021 |
138 |
|
|
0,01 |
0,03 |
– |
0,02 |
0,03 |
0,08 |
0,015 |
0,015 |
0,02 |
0,02 |
142 |
|
|
0,02 |
0,02 |
0,015 |
0,03 |
0,04 |
0,035 |
0,01 |
0,025 |
0,01 |
0,015 |
132 |
|
|
0,025 |
0,01 |
– |
0,025 |
0,06 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,02 |
0,025 |
130 |
|
|
0,032 |
0,018 |
0,02 |
0,01 |
0,05 |
0,05 |
0,01 |
0,02 |
0,015 |
0,018 |
145 |
|
|
0,03 |
0,02 |
– |
0,02 |
0,05 |
0,03 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
0,015 |
145 |
|
|
0,03 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,06 |
0,04 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,021 |
135 |
|
|
0,01 |
0,03 |
– |
0,02 |
0,03 |
0,08 |
0,015 |
0,015 |
0,02 |
0,02 |
144 |
|
|
0,02 |
0,02 |
0,015 |
0,03 |
0,04 |
0,035 |
0,01 |
0,025 |
0,01 |
0,015 |
130 |
|
|
0,025 |
0,01 |
– |
0,025 |
0,06 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,02 |
0,025 |
136 |
|
|
0,032 |
0,018 |
0,02 |
0,01 |
0,05 |
0,05 |
0,01 |
0,02 |
0,015 |
0,018 |
129 |
|
|
0,03 |
0,02 |
– |
0,02 |
0,05 |
0,03 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
0,015 |
136 |
|
|
0,03 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,06 |
0,04 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,021 |
130 |
|
|
0,01 |
0,03 |
– |
0,02 |
0,03 |
0,08 |
0,015 |
0,015 |
0,02 |
0,02 |
137 |
|
|
0,02 |
0,02 |
0,015 |
0,03 |
0,04 |
0,035 |
0,01 |
0,025 |
0,01 |
0,015 |
135 |
|
|
0,025 |
0,01 |
– |
0,025 |
0,06 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,02 |
0,025 |
128 |
|
|
0,032 |
0,018 |
0,02 |
0,01 |
0,05 |
0,05 |
0,01 |
0,02 |
0,015 |
0,018 |
132 |
|
|
0,03 |
0,02 |
– |
0,02 |
0,05 |
0,03 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
0,015 |
143 |
|
|
0,03 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,06 |
0,04 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,021 |
138 |
|
|
0,01 |
0,03 |
– |
0,02 |
0,03 |
0,08 |
0,015 |
0,015 |
0,02 |
0,02 |
145 |
|
|
0,02 |
0,02 |
0,015 |
0,03 |
0,04 |
0,035 |
0,01 |
0,025 |
0,01 |
0,015 |
136 |
|
|
0,025 |
0,01 |
– |
0,025 |
0,06 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,02 |
0,025 |
120 |
|
|
0,032 |
0,018 |
0,02 |
0,01 |
0,05 |
0,05 |
0,01 |
0,02 |
0,015 |
0,018 |
131 |
|
|
0,03 |
0,02 |
– |
0,02 |
0,05 |
0,03 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
0,015 |
126 |
|
|
0,03 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,06 |
0,04 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,021 |
136 |
|
|
0,01 |
0,03 |
– |
0,02 |
0,03 |
0,08 |
0,015 |
0,015 |
0,02 |
0,02 |
129 |
|
|
0,02 |
0,02 |
0,015 |
0,03 |
0,04 |
0,035 |
0,01 |
0,025 |
0,01 |
0,015 |
122 |
|
|
0,025 |
0,01 |
– |
0,025 |
0,06 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,02 |
0,025 |
124 |
|
|
0,032 |
0,018 |
0,02 |
0,01 |
0,05 |
0,05 |
0,01 |
0,02 |
0,015 |
0,018 |
127 |
Задача №2: Рассчитать составы и основные свойства фаз, получаемых при сепарации пластовой нефти, добытой на промыслах Западной Сибири, при давлении P МПа и температуре T К. Состав и молярная масса смеси приводится в таблице 4.1, давление и температура в таблице 4.2
Таблица 4.2
Вариант |
Давление, МПа |
Температура, К |
Вариант |
Давление, МПа |
Температура, К |
1 |
0,6 |
283 |
16 |
0,8 |
283 |
2 |
0,65 |
288 |
17 |
0,85 |
288 |
3 |
0,4 |
293 |
18 |
0,9 |
293 |
4 |
0,8 |
297 |
19 |
0,6 |
297 |
5 |
0,85 |
300 |
20 |
0,65 |
300 |
6 |
0,9 |
283 |
21 |
0,4 |
283 |
7 |
0,6 |
288 |
22 |
0,8 |
288 |
8 |
0,65 |
293 |
23 |
0,85 |
293 |
9 |
0,4 |
297 |
24 |
0,9 |
297 |
10 |
0,8 |
300 |
25 |
0,6 |
298 |
11 |
0,85 |
283 |
26 |
0,65 |
280 |
12 |
0,9 |
288 |
27 |
0,4 |
282 |
13 |
0,6 |
293 |
28 |
0,8 |
290 |
14 |
0,65 |
297 |
29 |
0,85 |
285 |
15 |
0,4 |
300 |
30 |
0,9 |
296 |
Задача №3: На сепарационную установку (СУ) поступает нефть в количестве: G, тыс.м3/сут с газовым фактором 100 м3/м3 (объем газа приведен к нормальным условиям). Сепарация производится при давлении 0,6 МПа для нечётных вариантов и 1,6 МПа – для чётных и температуре 293 °К. Плотности нефти и газа соответственно равны ρн, ρг (таблица 4.3). Подобрать потребное для СУ количество сепараторов типа НГС, принимая в качестве критерия выбора минимум металловложений в СУ. Сделать проверку для выбранного сепаратора: расчет пропускной способности по жидкости и газу.
Таблица 4.3
Вариант |
G, тыс.м3/сут |
ρн, кг/м3 |
ρг, кг/м3 |
Вариант |
G, тыс.м3/сут |
ρн, кг/м3 |
ρг, кг/м3 |
1 |
10 |
860 |
2 |
16 |
60 |
808 |
4 |
2 |
20 |
830 |
2,5 |
17 |
70 |
807 |
4,5 |
3 |
30 |
827 |
3 |
18 |
80 |
806 |
5 |
4 |
40 |
816 |
3,5 |
19 |
90 |
860 |
5,5 |
5 |
50 |
810 |
4 |
20 |
100 |
830 |
6 |
6 |
60 |
809 |
4,5 |
21 |
10 |
827 |
6,5 |
7 |
70 |
808 |
5 |
22 |
20 |
816 |
7 |
8 |
80 |
807 |
5,5 |
23 |
30 |
810 |
2 |
9 |
90 |
806 |
6 |
24 |
40 |
809 |
2,5 |
10 |
100 |
860 |
6,5 |
25 |
50 |
808 |
3 |
11 |
10 |
830 |
7 |
26 |
60 |
807 |
3,5 |
12 |
20 |
827 |
2 |
27 |
70 |
806 |
4 |
13 |
30 |
816 |
2,5 |
28 |
80 |
860 |
4,5 |
14 |
40 |
810 |
3 |
29 |
90 |
830 |
5 |
15 |
50 |
809 |
3,5 |
30 |
100 |
827 |
5,5 |