Из материального баланса конечной ступени сепарации следует, что в сепаратор поступает нестабильная нефть в количестве , из сепаратора отходит газ в количестве .
Рабочая температура в сепараторе 38оС. Рассчитаем плотность нефти при этой температуре:
Таким образом, абсолютная плотность безводной нефти при температуре 38оС . В нефти, поступающей в сепаратор, содержится 0,2 % масс. воды. С учётом этого, плотность нефти составляет:
Объёмный расход нефти на входе в сепаратор:
Объёмный расход газа (при нормальных условиях):
где = 1,62 кг/м3 – плотность газа конечной ступени сепарации при нормальных условиях (см. п. 12.6).
По объёмным расходам жидкости и газа выбираем сепаратор типа НГС – 0,6 – 2000, со следующими характеристиками:
- объем V = 25 м3;
- внутренний диаметр D в. = 2 м;
- длина L = 7,96 м;
- производительность по жидкости 86–430 м3/ч;
- производительность по газу 62200 м3/ч.
Площадь зеркала нефти в сепараторе:
Плотность газа при рабочих условиях в сепараторе (см. п.14.6):
Динамическую вязкость нефти при 38оС определяем из выражения:
Динамическая вязкость нефти с содержанием 0,2% масс. воды:
Максимальная пропускная способность сепаратора по жидкости:
Таким образом, расчёт показал, что максимальная пропускная способность выбранного сепаратора по жидкости превосходит реальный расход нефти:
9839,64 м3/ч > 418 м3/ч
Следовательно, выбранный сепаратор обеспечит необходимые условия конечной ступени сепарации нефти.
Расчёт вспомогательного оборудования
Расчёт трубчатой печи
В трубчатую печь поступает эмульсия из отстойников, где нагревается от 25оС до 50оС. Из материального баланса процесса предварительного обезвоживания нефти следует, что массовый расход эмульсии составляет .
Примем для установки печь типа ПТБ-10, техническая характеристика которой приведена в табл. 12.29.
Необходимая площадь поверхности нагрева поступающей эмульсии:
где Q – количество тепла, которое необходимое передать потоку эмульсии для её нагрева, Вт;
К – коэффициент теплопередачи, ;
средний температурный напор, град.
Количество передаваемого тепла эмульсии рассчитывается по уравнению:
где G эм – массовый расход эмульсии, кг/с;
конечная и начальная энтальпии эмульсии, Дж/кг.
Таблица 12.29
Техническая характеристика печи ПТБ-10
Параметр | Единица измерения | Значения параметра |
Площадь поверхности нагрева | м2 | 1150 |
Коэффициент теплопередачи | Вт/(м2·гр) | 20 |
Дина труб | м | 18 |
Диаметр труб | мм | 152×8 |
Число труб | - | 10 |
Число ходов | - | 4 |
Максимальная производительность по сырью | м3/ч | 800 |
Максимальное абсолютное давление жидкости на входе | МПа | 1,0 |
Максимальная температура нагрева | оС | 50 |
Температура отходящих дымовых газов, не более | оС | 600 |
Коэффициент полезного действия, не ниже | % | 75 |
Номинальная теплотворная способность | МВт | 11,7 |
Энтальпию нефтяной эмульсии можно рассчитать по формуле:
где относительная плотность нефтяной эмульсии;
Т – температура эмульсии, К
Абсолютная плотность эмульсии при 20оС составляет (см. п. 12.8.2). Относительная плотность эмульсии .
Энтальпия эмульсии на входе в печь:
Энтальпия эмульсии на выходе из печи:
Полезная тепловая нагрузка печи:
Коэффициент теплопередачи известен из характеристики печи:
Средний температурный напор упрощённо можно рассчитать как разность между средней температурой дымовых газов и средней температурой эмульсии:
За среднюю температуру дымовых газов можно принять 600оС – температуру уходящих газов (из характеристики печи).
Тогда необходимая площадь поверхности нагрева составит:
Сравниваем полученное значение с площадью поверхности стандартной печи. Так как 453,3 м2 < 1150 м2, следовательно, для нагрева эмульсии достаточно одной печи типа ПТБ-10.
Дата: 2019-02-19, просмотров: 274.