Расчет нефтегазового сепаратора на пропускную способность по газу и по жидкости Вариант № 1 ЗАДАНИЕ Найти скорость

Расчет нефтегазового сепаратора на пропускную способность по газу и по жидкости Вариант № 1 ЗАДАНИЕ Найти скорость осаждения капель нефти в газовой среде и определить пропускную способность вертикального гравитационного сепаратора по газу и жидкости. Исходные данные приведены в таблице 1. Таблица 1 параметры СИ Давление в сепараторе Р, МПа 1,6 1,6·106 Па Температура в сепараторе Т, оК 285 Диаметр сепаратора D, м 0,8 Плотность нефти в условиях сепаратора н, кг/м3 800 Плотность газа в условиях сепаратора о, кг/м3 1 Вязкость газа в условиях сепаратора г, мПа.с 0,01 0,01·10-3 Па·с Вязкость нефти в условиях сепаратора н, мПа.с 3,7 3,7·10-3 Па·с Расчетный диаметр капельки нефти dн, мкм 24 24·10-6 м Коэффициент сжимаемости газа Z 0,95 Расход нефти Qн, т/сут 180 180·103 кг/сут.

Определяем плотность газа в условиях сепаратора по формуле:
, кг/м3
где о – плотность газа при нормальных условиях, кг/м3;
Р и Ро - соответственно давление в сепараторе и атмосферное давление, МПа, Ро=0,1 МПа;
Т и То – соответственно температура в сепараторе и абсолютная нормальная температура, ºК, То=273 ºК);
- коэффициент сжимаемости.
ρг=1∙1,60,1⋅285273⋅10,95=17,58242≈17,58 кг/м3
Определяем скорость осаждения капельки жидкости по формуле:
, м/с
где Uч – скорость осаждения частицы, м/с;
dн – расчетный диаметр капельки нефти, м;
н и г – соответственно плотность нефти и газа в условиях сепаратора, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
г – динамическая вязкость газа в условиях сепаратора, Па.с
Uч=24∙10-62⋅800-17,58)18⋅0,01∙10-3⋅9,81=0,024562≈0,025 м/с
Определяем скорость подъема газа по формуле:
, м/с
ϑг=0,0245621,2=0,020468≈0,02 м/с
Определяем суточную производительность сепаратора по газу по формуле:
, м3/сут
где D – диаметр сепаратора, м
Vг=86400⋅0,02⋅0,785⋅0,82⋅1,6∙106⋅2730,95⋅0,1∙106⋅285=14005,79 м3/сут.
Определяем скорость подъема уровня нефти в сепараторе:
, м/с
ϑн=180∙10386400⋅0,785⋅0,82⋅800=0,005183≈0,005 м/с
Определяем диаметр пузырьков газа по формуле:
, м
где н – динамическая вязкость нефти, Па.с
dг=0,02⋅18⋅3,7∙10-3800-17,58)⋅9,81≈0,0004 м (0,4 мм)
Определить суточную производительность сепаратора по жидкости:
, м3/сут.
Qж=36964⋅0,82⋅0,00042⋅800-17,58)⋅9,8118⋅3,7∙10-3≈436,23 м3/сут.
Контрольные вопросы:
Какие основные факторы влияют на работу нефтегазового сепаратора?
На работу любого нефтегазового сепаратора значительное влияние оказывают следующие факторы:
физико-химические свойства нефти;
производительность сепаратора или скорость подъема уровня нефти в сепараторе;
давление в сепараторе и температура нефти;
способность нефти образовывать пену и ее стойкость к разрушению;
конструктивные элементы внутреннего устройства сепараторов;
обводненность нефти