Материал: Электродегидратора
Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам
СОДЕРЖАНИЕ
1 Общая характеристика электродегидраторов
Классификация и виды элетродегидраторов
2. Обоснование выбора типа электродегидратора.
3.1 Исходные данные оценочных характеристик аппарата
Описание аппарата подготовки нефти Хитер Тритер тип 2
Монтаж и эксплуатация аппарата подготовки нефти Хитер- Тритер тип 2
В аппарат поступает жидкость в количестве:Qн=87541кг/час,втомчисле:нефть–0,9495*Qн=0,9495*87541=83120,1795кг/ч;вода–0,0505*Qн= 0,0505*87541= 4420,8205кг/ч;После процесса обессоливания и окончательного обезвоживания составпотока на выходе из аппарата должен соответствовать требованиям ГОСТ Р51858-2002.Примем:товарная нефть: вода – 0,5 %; нефть – 99,5%;пластоваявода:нефть–0,1%;вода –99,9%.Принимаем:
н 1
Q ап = Н – количество товарной нефти из аппарата, кг/ч; Qвап = В1 – количество пластовой воды из аппарата, кг/ч. Составим систему уравнений: 0,9495*Qн=0,995*Н1+0,001*В1 (3.2)0,0505*Qн=0,999*В1+0,005*Н1 (3.3)гдеН1–количествотоварнойнефтиизаппарата,кг/ч;В1–количествопластовойводыизаппарата,кг/ч.Qн–количествожидкостинавходеваппарат, кг/ч.Решаяэтусистему,получаем:Н1 = 83533,84 кг/ч.В1= 4007,16кг/ч.Такимобразом,получилиследующеемассовоераспределениепотоковнавыходеизаппарата:товарная нефть Qнап = 83533,84 кг/ч, в том числе:нефть–0,995*Qнап=0,995*83533,84=83116,17кг/ч;вода – 0,005* Qнап = 0,005*83533,84 = 417,669 кг/ч;пластоваяводаQвап= 4007,16кг/ч,втом числе:вода– 0,999*Qвап= 0,999*4007,16 = 4003,152кг/ч;нефть–0,001*Qвап=0,001*4007,16 = 4,007 кг/ч.Расчетматериального балансааппаратавыполненправильно,присоблюдении равенства:ƩQiдоап=ƩQiпослеап (3.4)Где,ƩQ
н 1
Q ап = Н – количество товарной нефти из аппарата, кг/ч; Qвап = В1 – количество пластовой воды из аппарата, кг/ч. Составим систему уравнений: 0,9495*Qн=0,995*Н1+0,001*В1 (3.2)0,0505*Qн=0,999*В1+0,005*Н1 (3.3)гдеН1–количествотоварнойнефтиизаппарата,кг/ч;В1–количествопластовойводыизаппарата,кг/ч.Qн–количествожидкостинавходеваппарат, кг/ч.Решаяэтусистему,получаем:Н1 = 83533,84 кг/ч.В1= 4007,16кг/ч.Такимобразом,получилиследующеемассовоераспределениепотоковнавыходеизаппарата:товарная нефть Qнап = 83533,84 кг/ч, в том числе:нефть–0,995*Qнап=0,995*83533,84=83116,17кг/ч;вода – 0,005* Qнап = 0,005*83533,84 = 417,669 кг/ч;пластоваяводаQвап= 4007,16кг/ч,втом числе:вода– 0,999*Qвап= 0,999*4007,16 = 4003,152кг/ч;нефть–0,001*Qвап=0,001*4007,16 = 4,007 кг/ч.Расчетматериального балансааппаратавыполненправильно,присоблюдении равенства:ƩQiдоап=ƩQiпослеап (3.4)Где,ƩQ
iдоап–суммарасходавсехжидкостейнавходеваппарат,кг/ч;ƩQiпослеап– суммарасхода жидкостейна выходеизаппарата,кг/чƩQiдоап =Qн=87541кг/час; н
н в
ƩQiпосле ап =Qап +Qап (3.5)где Q ап – расход товарной нефти после аппарата; Qвап–расход водыизаппарата.ƩQiпослеап=83533,84 +4007,16 = 87541 кг/час.Равенствоизформулы3.4выполняется.Данныезаносимвтаблицу3.2Таб.3.2–МатериальныйбалансаппаратаподготовкинефтиХитерТритерна700000 т/годпотоварнойнефти.
н в
ƩQiпосле ап =Qап +Qап (3.5)где Q ап – расход товарной нефти после аппарата; Qвап–расход водыизаппарата.ƩQiпослеап=83533,84 +4007,16 = 87541 кг/час.Равенствоизформулы3.4выполняется.Данныезаносимвтаблицу3.2Таб.3.2–МатериальныйбалансаппаратаподготовкинефтиХитерТритерна700000 т/годпотоварнойнефти.
| Наимен. | Приход | Наимен. | Расход | ||||
| % масс | кг/ч | тыс т/г | % масс | кг/ч | тыс т/г | ||
| Сырая нефть, в том числе | | | | Товарная нефть, в том числе | 94,95 | | |
| нефть | 94,95 | 83120,179 | 698,208 | нефть | 99,5 | 83116,17 | 698,174 |
| вода | 5,05 | 4420,8205 | 37,134 | вода | 0,5 | 417,669 | 3,508 |
| | | | | Итого | 100 | 83533,839 | 701,677 |
| Пластовая вода, в том числе | 5,05 | | | ||||
| вода | 99,9 | 4003,152 | 33,626 | ||||
| нефть | 0,1 | 4,007 | 0,33 | ||||
| Итого | 100 | 4007,159 | 33,966 | ||||
| | 100 | 87541 | 735,3444 | | 100 | 87541 | 701,709 |
Дальнейшимрасчетомунасбудеттехнологическийрасчет.Цельюдальнейшегорасчетаявляетсянахождениемаксимальнойпроизводительностиаппарата иопределение количествааппаратов.Таб.3.2–Исходныеданныедлярасчета
Находимплотностьэмульсиипри450С.
эм
????45 = 1/((0,95/ ρн) + (0,05/ ρв)) (3.6)
эм
где ????45 – плотность эмульсии при 45 0С; ρн - плотность нефти при 45 0С; ρв-плотностьводыпри450С.ρэм=1/((0,95/828,218)+(0,05/1012,215))=835,815кг/м3.Найдемдинамическуювязкостьэмульсиипри450С:45−20
lg ????45
= lg ????20
lg ????20
30 (3.7)
где ????45 – динамическая вязкость эмульсии при 45 0С;
????20 – динамическая вязкость эмульсии при 20 0С;
????50 – динамическая вязкость эмульсии при 50 0С.
lg(4.37 ∙ 10−3 )
45−20
30
lg(9 ∙ 10−3) ∙ (
lg(9.0 ∙ 10−3 ) )
| Наименование параметров | Значение параметров |
| Годовая производительность установки по товарной нефти | 87541 кг/ч |
| Температура продукта в секции нагрева | t=450С |
| Плотность нефти при 45 0С | ρн=828,218 кг/м3 |
| Плотность воды при 45 0С | ρв=1012,215 кг/м3 |
| Наименьший диаметр осаждающихся капель воды | d=2,2*10-4 |
эм
????45 = 1/((0,95/ ρн) + (0,05/ ρв)) (3.6)
эм
где ????45 – плотность эмульсии при 45 0С; ρн - плотность нефти при 45 0С; ρв-плотностьводыпри450С.ρэм=1/((0,95/828,218)+(0,05/1012,215))=835,815кг/м3.Найдемдинамическуювязкостьэмульсиипри450С:45−20
lg ????45
= lg ????20
-
(lg ????50)
lg ????20
30 (3.7)
где ????45 – динамическая вязкость эмульсии при 45 0С;
????20 – динамическая вязкость эмульсии при 20 0С;
????50 – динамическая вязкость эмульсии при 50 0С.
lg(4.37 ∙ 10−3 )
45−20
30
lg(9 ∙ 10−3) ∙ (
lg(9.0 ∙ 10−3 ) )
????45 = 4,965 мПа ∙ с.
Следующим действием определим кинематическую вязкость эмульсии:
????45
????45
????
=45
эм
(3.8)
где ????45 – кинематическая вязкость эмульсии при 45 0С;
????45 =
4,965 ∙ 10−3
835,815
= 5,940 ∙ 10−6 м2/с.
Максимальная поверхность осаждения в выбранном аппарате составит:
Ϝ = ???? ∙ ???? (3.9)
где l– длина секции электродегидрации, м;
b – длина хорды (ширина поверхности осаждения), м; F – максимальная поверхность осаждения, м2.
bопределяется по уравнению:
???? = 2 ∙ √????2 − (???? − ℎ)2 (3.10) где R– радиус аппарата, мм;
ℎ - высота хорды, мм.
b = 2 · 1431,08 = 2862 мм = 2,9 м.
Подставляем в формулу 3.9, получаем:
F = 2,9 · 12,0 = 34,8 м2.
Предположим сто Re˂0.4, при таком значении критерия Рейнольдса скорость осаждения капель воды в неподвижной среде определяется по формуле Стокса:
Uпок = d2 ∙ g ∙ (????в − ????н)/(18 ∙ Vн ∙ ????н) (3.11)
где g – ускорение свободного падения, м/с2;
Uпок – скорость осаждения капель воды, м/с;
d – наименьший диаметр осаждающихся капель воды, м;
νн – вязкость нефти, м/с2.
Uпок =
(2,2 ∙ 10−4)2 ∙ 9,81 ∙ (1012,215 − 828,218)
(18 ∙ 5,94 ∙ 10−6 ∙ 828,218) = 0,00099 м/с
| При использовании необходимо проверить значения формуле: | Рейнольдса | Re по |
| Re = Uпок · d/Vн Re = 0,00099 · 2,2 · 10-4 · (5,940 · 10-6) = 0,0365 | | (3.12) |
| Критерий Re˂0,4, следовательно, использование | формулы | Стокса |
где hэ – высота слоя эмульсии, м; τ – время отстоя, ч.
U = hэ
н????
(3.13)
hэ = 0,5·D – h1 (3.14)
где h1 – расстояние от дна аппарата до поверхности раздела фаз, м; D – диаметр аппарата, м.
Примем h1 – 1 м, а время отстоя τ – 1 час. Тогда:
Uн = (0,5·3,048 – 1)/1 = 0,524 м/ч = 0,00015 м/с.
Фактическая скорость осаждения капель воды в потоке поднимающейся нефти составит:
Uфакт = Uпок – Uн (3.15)
где Uфакт - фактическая скорость осаждения капель воды в потоке поднимающейся нефти, м/с.
Uфакт = 0,00099 – 0,00015 = 0,00084 м/с.
Максимальная производительность аппарата при данном режиме составит:
Qмакс = Uфакт·F (3.16)
где Qмакс – максимальная производительность аппарата, м3/час; F – максимальная поверхность осаждения, м2.
Qмакс = 0,00084·34,8 = 0,029232 м3/с = 105,23 м3/час
Необходимое число аппаратов определим по формуле:
n = Qэм/ Qмакс (3.17)
где n – количество аппаратов, шт;
Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/253353