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一、工艺委托参数：工作压力P'w：1.8Mpa工作温度：18℃处理气量：20000m3/d原油密度：535kg/m3油处理量：155m3/d停留时间：30min含水率:3.2%水的密度：1087kg/m3液体加热温度：℃入口：20进口：55天然气组分：(Vi%)C1C2C3iC4nC4iC50.2850.1410.1580.0530.1414.49nC5C6C7N2CO2H2O0.03440.07030.053000.065二、基本参数的确定：1.天然气组分数据：组分百分比Vi(%)分子量(mi)临界压力Pci(Mpa)临界温度Tci(℃)C10.28516.0434.544-82.57C20.14130.074.81632.27C30.15844.0974.19496.67iC40.05358.1243.6134.97nC40.14158.1243.747152.03iC54.4972.1513.337187.28nC50.034472.1513.325196.5C60.070386.1782.973234.28C70.053100.2052.7267.11N2028.0133.355-146.89CO2044.017.28831.06H2O0.06518.01521.833374.222.天然气分子量M：3.6603563.天然气相对密度△g：0.1263764.临界压力Pc:0.280427Mpa5.临界温度T'c：9.274789℃=282.2748K6.工作温度：t=18℃三相分离器工艺计算书M=∑yimi=△g=M/28.964=Pc=∑Pciyi=T'c=∑yiTci=1.00091大气压下的定压比热Cpi(卡/克.℃)0.52660.40970.38810.38640.38720.38670.38270.38830.38750.24820.1991Tw=t+273=291K7.工作压力Pw:P'w=1.8MPaPw=P'w+0.1=1.9Mpa(绝）8.对比压力Pr：Pr=Pw/Pc=6.7753759.对比温度Tr：Tr=Tw/T'c=1.0309110.压缩因子Z：（0≤Pr≤2;1.25≤Tr≤1.6)Z=1+(0.34Tr-0.6)Pr=-0.6903911.1大气压下定压比热C0p：C0pi=∑yiCpi=0.021887(卡/克.℃)C0p=C0piM=0.080113(卡/克.℃)12.标准状态下大气压Ps:Ps=0.1MPa13.标准状态下温度Ts:(To=20℃或0℃）To=0℃Ts=To+273=273K14.标准状态下空气密度ρa(Ts=20℃时取1.205；Ts=0℃时取1.293):ρa=1.293kg/m315.标准状态下气体密度ρgs:ρgs=ρa△g=0.163404kg/m316.分离条件下气体密度ρg:ρg=ρgsPwTs/(PSTwZ)=-4.21882kg/m317.分离条件下气体动力粘度μg:x=2.57+0.2781△g+1063.6/Tw=6.260128y=1.11+0.04x=1.360405c=2.415(7.77+0.1844△g)Tw1.5x10-4/(122.4+377.58△g+1.8Tw)=0.01346389μg=cexp[x(ρg/1000)y]=#NUM!mPa.s18.原油20℃时的密度ρ20：ρ20=535kg/m319.原油工作温度下的密度ρo:(0~50℃)§=1.828-0.00132ρ20=1.1218ρo=ρ20-§(t-20)=537.2436kg/m320.原油15℃时的密度ρ15：ρ15=ρ20-§(t-20)=540.609kg/m321.阿基米德准数Ar:Ar=d3(ρo-ρg)gρg/μg2=#NUM!22.油滴沉降状态处于过渡区，雷诺数Re:Re=0.153Ar0.714=#NUM!23.液相截面高度与容器直径之比η:η=h/D=0.624.油滴匀速沉降速度ω0:ω0=μgRe/dρg=#NUM!m/s25.容器长度与直径之比L/D：3~526.分离器允许气体流速ωgh:ωgh=0.49(3~5)ω0/(1-η)=#NUM!~#NUM!m/s三、分离器外形尺寸的确定：1.油处理量Qo：155m3/d2.原油含水率ηi:3.2%3.水的密度ρw：ρw=1087kg/m34.液体综合密度ρl:ρl=ρwηi+ρo(1-ηi)=554.8358kg/m35.液体处理量Q:Q=Qoρ20/(1000(1-ηi))=85.66632(t/d)/ρl=154.3994m3/d6.水处理量Qw:Qw=ηiQ=2.741322(t/d)/ρw=2.521916m3/d7.载荷波动系数β：1.28.液相所占截面积与分离器横截面积之比n2:n2=[(2η-1)(1-(2η-1)2)1/2+arcsin(2η-1)]/π+1/2=0.626479.出油口高度与分离器直径之比η1：η1=0.110.出油口以下弓形截面积与分离器横截面积之比n1:n1=[(2η1-1)(1-(2η1-1)2)1/2+arcsin(2η1-1)]/π+1/2=0.0520440111.液体在分离器中的停留时间t:t=30min12.分离器直径D：D=[(Qtβ)/(360π(L/D)(n2-n1))]1/3=1.418122~1.19609013m13.分离器实际外形尺寸：直径D=1.4m长度L=5.6m四、气体处理量核算：1.容器长度与直径之比K1:K1=L/D=42.分离器允许气体流速ωgh:ωgh=0.49K1ω0/(1-η)=#NUM!3.分离器实际处理能力Q'gsQ'gs=67858D2(1-n2)ωghPwTs/(PsTwZ)=#NUM!20000m3/d结论：满足要求五、网垫除雾器计算：1.气体处理量Qgs:Qgs=20000m3/d2.分离条件下气体的实际处理量Qg:Qg=QgsTwPsZ/(PwTs)=-774.644m3/d3.网垫除雾器的气体流速ωg:ωg=K[(ρo-ρg)/ρg]0.5=#NUM!m3/s4.网垫面积A:A=Qg/(86400ωg)=#NUM!m25.丝网单丝直径D0:0.00015m6.斯托克斯准数St:St=d2ρoωg/(18μgD0)=#NUM!7.单丝的捕集效率η:查图3-27η=0.788.捕雾效率E:0.989.网垫比表面积a:590m2/m310.除雾器网垫厚度H:H=-3πln(1-E)/(2aη)=0.040059m11.丝网除雾器直径Ds：Ds=(4A/π)1/2=#NUM!m实际取值：Ds=m六、分离器进出口管确定：1.流动状态下气液混合体密度ρM：ρM=(ρ1Q+ρgQg)/(Q+Qg)=-143.386kg/m3=-8.9512769lb/ft32.常数C(无固体杂质为100，含有沙子为50~75）:503.进口管流体冲刷腐蚀速度Ve:Ve=C/ρm1/2=#NUM!m/s4.出气管气体流速V2:V2=15m/s5.出油口液体流速VoVo=1m/s6.出水口液体流速VwVw=1m/s7.进口管直径确定d1:d1=103[4Qg/(πVe)]1/2=#NUM!mm8.出气管直径确定d2:d2=103[4Qg/(πV2)]1/2=#NUM!mm9.出油口直径确定do:do=103[4Qo/(πVo)]1/2=47.79297mm10.出水口直径确定dw:dw=103[4Qw/(πVw)]1/2=6.096259mm进口管径实际取值：DN=mm出气管径实际取值：DN=mm出液管径实际取值：DN=mm七、安全阀的计算：1.安全阀的安全泄放量Ws：Ws=Qgρg/24=136.1702kg/h2.分离器设计压力P:P=0.4MPa3.安全阀出口侧压力（绝）P0：P0=0.1Mpa4.安全阀开启压力Pz：Pz=P=0.4Mpa5.安全阀排放压力(绝）Pd：Pd=1.1P+0.1=0.54Mpa6.气体绝热系数k：Cpi0=∑yiCpi=0.021887Cp0=Cpi0M=0.080113查图2-27△Cp=0.07Cp=Cp0+△Cp=0.150113查图2-29Cp-Cv=2Cv=Cp-5=-1.84989k=Cp/Cv=-0.081157.临界条件：P0/Pd=0.185185(2/(k+1))k/(k-1)=1.06011458条件判别：属于：临界状态8.气体特性系数C：C=520[k(2/(k+1))(k+1)/(k-1)]1/2=#NUM!9.安全阀额定泄放系数K:K=0.6510.安全阀排放面积A：A=WS/(7.6x10-2CKPd(M/ZTw)1/2=#NUM!mm211.安全阀数量N：N=1个12.安全阀喉径d0：d0=(4A/（N*π))1/2=#NUM!mm结论：安全阀选用A44Y-16C公称直径DN100数量：1个八、热负荷确定：1.原油入口温度：t1=20℃2.原油出口温度：t2=55℃3.被加热原油质量流量Wo：Wo=ρoQo=3469.698kg/h4.被加热原油含水率η1:η1=30%5.被加热水的质量流量Ww:WW=Woη1/(1-η1)=1487.014kg/h6.原油比热CO(按出口温度t2计算):Co=(1.687+3.39x10-3t2)/[4.1868(ρ15)1/2]=0.608581kcal/kg*℃7.水的比热Cw：Cw=1kcal/kg*℃8.加热所需的热负荷QR:QR=(C)(t2-t1)=125951.2kcal/h=146.4812kw实际取值：QR=kw