Направление. Данный подход основан на выражении

Данный подход основан на выражении

. (3.30)

Тогда по аналогии итоговое уравнение для ламинарных условий оседания примет вид

.

(3.31)

Для турбулентных условий оседания

. (3.32)

При переходном режиме

. (3.33)

Расчет вертикального отстойника принципиально не отличается от горизон­тального за тем лишь исключением, что в итоговых формулах (3.24), (3.27), (3.28), (3.29), (3.31), (3.32) и (3.33) вместо L используется выражение (H-h₁-h₂), а вместо (D_в-h₁-h₂) используется D_в.

Если водонефтяная эмульсия подается выше водяной подушки, то вместо выражения (D_в-h₁-h₂) используется выражение (D_в-h₂-h₃), а вместо выраже­ния (H-h₁-h₂) используется выражение (H-h₂-h₃) для соответствующих ти­пов отстойников.

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, определяют внутренний диаметр, который в данном случае является минимально необходимым.

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 -того компонента, кг/ч;

M_i – молекулярная масса i -того компонента.

Н (выход)

В

Э

D_В

h₂

Н_В

Н_ОТ

Н_Н

h₃

h₄

h₁

h₁^/

Н (на орошение)

h₆

h₅

h₇

h₈

h₉

A

A

A - A

A

E

O

C

MM

N

R

α

Рис. 4.1. Схема вертикального отстойника с газовой подушкой

Н (выход)

Н (на орошение)

В

Э

D_В

h₂

Н_В

Н_ОТ

Н_Н

h₃

h₄

h₇

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 NMC.

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:

r w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> . (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).

8. Высоту свободного пространства под отбойником h₇ находят по уравнению

. (4.11)

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

9. 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 = 0,6 м.

10. Высоту 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 = 0,8 м.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Химическая энциклопедия. Т.3. М.: Большая Российская энцикло­педия, 1992. 1245 с.

2. Лутошкин Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. М.: Не­дра, 1979. 319 с.

3. Лутошкин Г.С., Дунюшкин И.И.. Сборник задач по сбору и подготовке нефти, газа и воды на промыслах. М.: Недра, 1985. 135 с.

4. Адельсон С.В., Белов П.С. Примеры и задачи по технологии нефтехи­мического синтеза. М.: Химия, 1978. 191 с.

5. Скобло А.И., Трегубова И.А., Молоканов Ю.К.. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Хи­мия, 1982. 583 с.

6. Хуревич И.Л.. Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа. М.: Химия, 1972. 359 с.

7. Сарданашвили А.Г., Львова А.И.. Примеры и задачи по технологии пере­работки нефти и газа. М.: Химия, 1980. 254 с.

8. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1981. 560 с.

9. Кузнецов А.А., Судаков Е.Н. Расчеты основных процессов и аппаратов переработки углеводородных газов. М.: Химия, 1983. 223 с.

Оглавление

1. Общие сведения [1, 2] 3

1.1. Классификация и основные свойства отстаивающихся систем. 3

1.1.1. Суспензии (взвеси) 3

1.1.2. Эмульсии. 6

1.1.3. Пены.. 13

1.1.4. Пыли и туманы.. 14

1.2. Теоретические основы гравитационного разделения фаз [5,8] 16

1.2.1. Осаждение одиночной сферической твердой частицы
в неподвижной жидкости. 16

1.2.2. Осаждение несферической одиночной твёрдой частицы
в неподвижной жидкости. 20

1.2.3. Осаждение одиночной твёрдой частицы в двигающейся жидкости. 21

1.2.4. Осаждение сообщества одинаковых сферических твёрдых частиц
в неподвижной жидкости. 21

1.2.5. Осаждение полидисперсных твердых частиц
в неподвижной жидкости. 24

2. Конструкции отстойных аппаратов [3, 4, 6] 30

2.1. Двухфазные отстойники. 30

2.1.1. Гравитационные аппараты.. 30

2.1.2. Центробежные аппараты.. 41

2.1.3. Коагуляция, флокуляция и осветление во взвешенном слое осадка. 48

2.2. Трёхфазные отстойники. 54

2.2.1. Аппараты для разделения системы газ – нефть – вода. 54

2.2.2. Аппараты для разделения системы
нефть – вода – механические примеси. 67

3. Технологический расчет отстойной аппаратуры [7, 9] 72

3.1. Расчет пропускной способности. 72

3.1.1. Прикидочный (приближенный расчет) 72

3.1.2. Точный расчет (на примере горизонтального отстойника
с подачей эмульсии под водяную подушку) 74

4. Расчет геометрических размеров отстойников. 80

4.1. Определение диаметра (на примере вертикального отстойника. 80

4.2. Определение высоты отстойника. 83

Библиографический список. 85

Учебное издание

Дата добавления: 2014-12-27