油气分离器的技术参数
油气集输课程设计 ——分离器设计计算(两相及旋风式)
重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院:石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名:学号:设计地点（单位）重庆科技学院石油科技大楼设计题目:某低温集气站的工艺设计——分离器设计计算（两相及旋风式）完成日期: 年月日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:摘要天然气是清洁、高效、方便的能源。
天然气按在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。
只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。
它的使用在发展世界经济和提高环境质量中起着重要作用。
因此，天然气在国民经济中占据重要地位。
天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中，有些和原油储藏在同一层位，有些单独存在。
对于和原油储藏在同一层位的天然气，会伴随原油一起开采出来。
天然气分别通过开采、处理、集输、配气等工艺输送到用户，每一环节都是不可或缺的一部分。
天然气是从气井采出时均含有液体（水和液烃）和固体物质。
这将对集输管线和设备产生了极大的磨蚀危害，且可能堵塞管道和仪表管线及设备等，因而影响集输系统的运行。
气田集输的目的就是收集天然气和用机械方法尽可能除去天然气中所罕有的液体和固体物质。
本文主要讲述天然气的集输工艺中的低温集输工艺中的分离器的工艺计算。
本次课程设计我们组的课程任务是——某低温集气站的工艺设计。
每一组中又分为了若干个小组，我所在小组的任务是——低温集气站分离器计算。
在设计之前要查低温两相分离器设计的相应规范，以及注意事项，通过给的数据资料，确定在设计过程中需要使用公式，查询图表。
然后计算出天然气、液烃的密度，天然气的温度、压缩因子、粘度、阻力系数、颗粒沉降速度，卧式、立式两相分离器的直径，进出管口直径，以及高度和长度。
把设计的结果与同组的其他设备连接起来，组成一个完整的工艺流程。
关键字：低温立式分离器压缩因子目录摘要 (1)1.设计说明书 (4)1.1 概述 (4)1.1.1 设计任务 (4)1.1.2 设计内容及要求 (4)1.1.3 设计依据以及遵循的主要规范和标准 (4)1.2 工艺设计说明 (4)1.2.1 工艺方法选择 (4)1.2.2 课题总工艺流程简介 (5)2.计算说明书 (5)2.1 设计的基本参数 (5)2.2 需要计算的参数 (5)3.立式两相分离器的工艺设计 (6)3.1 天然气的相对分子质量 (6)3.2 天然气的相对密度 (6)3.3 压缩因子的计算 (6)3.4 天然气流量的计算 (9)3.5液滴沉降速度 (10)3.5.1天然气密度的计算 (10)3.5.2临界温度、压力的计算 (11)3.5.3天然气粘度的计算 (11)3.5.4 天然气沉降速度的计算 (13)3.6 立式两相分离器的计算 (14)3.6.1 立式两相分离器直径的计算 (14)3.6.2 立式两相分离器高度的计算 (15)3.6.3 立式两相分离器进出口直径的计算 (15)3.7 管径确定 (16)3.8 壁厚的确定 (16)3.9 丝网捕雾器 (17)3.10 设备选型 (17)4.旋风分离器的工艺设计 (18)4.1.1根据进、出口速度检验K值及最后结果 (19)4.2 压力降的计算 (21)结论 (23)参考文献 (24)1 设计说明书遵循设计任务的要求，完成某低温集气站的工艺设计——分离器计算（两相及旋风）。
三相分离器资料
高效三相分离器1.型号释疑JM－WS3.0×8.0-0.8设计压力MPa设备筒体长度m设备筒体内径mW：卧式容器S：三相分离器骏马集团2.三相分离器分离原理及结构特点刚从地下开采出来的石油我们称为原油，它是复杂的油水乳化混合物，还含有部分气体和少量泥沙。
气体的主要成分是天然气和二氧化碳。
为了分别得到有利用价值的高纯度的天然气和石油，我们研制出了原油用高效三相分离器，来满足原油开发开采者的需要。
所谓的三相，就是气相、液相、固相。
三相分离器的工作原理就是利用原油中所含各物质的密度不同、粘度不同以及颗粒大小等的区别来进行分离的。
来自井口的原料油首先经过井口阀门、管线到一个加药装置，加药装置可连续可控制的来给原油加破乳剂。
这是用来降低原料油中水、油、泥沙之间的粘连混合程度以及分化乳化混合物的颗粒，有利于三相分离器更好的进行分离。
我们可根据原油的参数（粘度和温度）来看是否需要在加破乳剂之前设置水套加热炉。
水套加热炉就是对原油加热，来降低原油的粘度，提高原油的运输速度。
加了破乳剂的原料油首先进入三相分离器的一级分离装置，进口是在一级分离装置中部，沿切线方向旋转式进入。
通过旋风分离，根据离心力和重力的作用，将原油所含的各物质由里到外、由上到下的排列为气、油、水、泥沙。
为了延长分离器的使用寿命，我们在一级分离装置的入口处沿筒壁方向增加一块垫板，这样泥沙在冲涮筒壁时，只磨损到这块垫板。
等于说是把一级分离装置能接触到的高速流体的那段筒体壁厚进行了加强。
经过旋风分离，大部分气体涌向一级分离装置的上部，在分离装置的上部我们设有一个伞状板，伞状板由三根扁钢呈120°角分布支承。
下部靠一个焊接在筒体内壁上的支承圈支撑。
气体冲击到伞状板之后，经过伞状板和一级分离器筒体之间的空隙到达分离器的顶部出气口，由出气口进入二级分离装置。
我们设置这个伞状板的原因，就是因初步分离的气体中，含有部分雾状的小颗粒，颗粒中有水和原油以及细微的泥沙，经碰撞到伞状板上之后，由于粘度的原因，大部分都附着在伞状板的内壁上，积累到一定程度会沿伞状板的内壁边缘滴落。
油气分离CFD计算
迷宫式油气分离器的CFD分析王福志（长城汽车股份有限公司动力研究院，河北省保定市）摘要：本文利用CFD的方法计算了两种迷宫式油气分离器的分离效率，根据计算结果选择最优方案，为油气分离器的开发提供理论依据关键词：油气分离器，粒子直径，分离效率主要软件：A VL FIRE1 前言油气分离器的分离效率高低直接影响发动的进气含油量，高进气含油量导致燃烧室积碳严重，从而影响发动机的性能。
EB01项目为我公司近期开发的一款单增压缸内直喷汽油机，由于在整机布置中增压器离缸盖罩比较近，为了防止高温损坏，缸盖罩采用铝合金材质，集成的迷宫式油气分离器相对简单，分离效率不高，因此需要增设外置分离器。
本次计算是对缸盖罩内迷宫式分离器进行分离效率分析，两种迷宫式分离器方案，分别计算20L/min，30L/min，40L/min三种活塞漏气量下，不同油粒子直径在两种分离器中的分离效率。
经过计算，得出方案一分离的油粒子在40μm以上时达到设计要求，而方案二分离的油粒子在30μm以上时达到设计要求，因此方案二优于方案一。
2 计算方法与计算参数2.1 计算方法气液两相流的数值模拟包括气相场和气液间的相互干扰计算，相互间干扰即气液两相间的动量，能量，质量的交换过程，常见的算法可以分为欧拉-欧拉型算法和欧拉-拉格朗日算法，欧拉-欧拉型算法比较繁琐，并且计算成本很高，因此，本计算采用欧拉-拉格朗日算法，即对气相流场采用欧拉方法进行计算，而对液滴的运动则采用拉格朗日方法进行跟踪计算。
首先对不同方案的油气分离器进行稳态流场计算，之后根据稳态流场结果，将不同直径的油粒子引入流场中，计算不同直径粒子的运动轨迹，待粒子在流场中稳定后，统计计算逃逸的粒子质量，引入流场的粒子质量，这样我们就得出了油气分离器的效率。
2.2 计算参数根据发动机不同的负荷，选择20L/min，30L/min，40L/min三种活塞漏气量。
油粒子直径的大小对油气分离器的分离效果影响明显，研究文献表明，在重力作用下，当油气混合物的流速不是太快，大的油滴最终都会落到油气分离器的底部，油滴直径越小，其下落的时间就越长。
油气分离器规格系列及设计步骤
3．球形分离器规格和设计压力4．分离器设计依据资料根据油气分离器处理能力的影响因素及根据石油行业标准，在分离器的工艺设计前，首先应收集、计算和了解有关液体介质、气体介质资料和设计条件，用作为设计依据。
（1）液体介质资料A．原油处理量： m3/d；B．原油密度： kg/m3；C．原油含水量： % （质量比）D．水密度： kg/m3；E．原油发泡程度：（有、无）；F．操作条件下原油动力粘度： Pa.s；G．操作条件下水的动力粘度： Pa.s；S： mg/L；H．水中含H2： mg/L；I．水中含CO2J．水中含氧量： mg/L；K．是否有断塞流：（有、无）；L．原油含蜡量： % （质量比）；M．原油含砂量： % （体积比）；（2）气体介质资料A．气体处理量： m3/d；B．标准状态下气体密度： kg/m3；C．操作条件下气体动力粘度： Pa.s；含量： %（体积比）；D．气体中CO2S含量： %（体积比）；E．气体中H2（3）设计条件A．操作温度：℃；B．操作压力： MPa；C．分离器型式：（立式、卧式、球形）；D ．分离器功能：（两相、三相） ；E ．分离后允许原油含水量： %（质量比）；F ．水中含油量： mg/L ；G ．缓冲时间： min ；H ．分离后气体带液量是否需要检测： （需、不）； I ．分离器是否设有排液泵： （设、不）； J ．控制仪表类型： （电动或气动）。
5．分离器工艺计算步骤分离器工作时应同时满足从气体中分出油滴和从原油中分出气泡的要求，对缓冲分离器尚需满足缓冲时间的要求。
因此，计算和选择油气分离器时，应对照下述步骤进行。
根据油气平衡计算中所确定的气液处理量、物性、分离压力、分离温度等基础资料，并参照现场具体情况选择分离器的类型。
（1）根据油气平衡计算中所确定的气液处理量、物性、分离压力、分离温度等基础资料，并参照现场具体情况选择分离器的类型。
（2）按照从原油中分出气体的要求，由原油性质和操作经验确定原油在分离器内的停留时间，对缓冲分离器尚需考虑缓冲时间，据此初步确定分离器尺寸。
(完整版)油气分离器
2. 分离出油水混合液中的伴生气，伴生气进伴生气处理系统。经处 理后，油中含气达到如下要求：
分离质量（%）K≤ 0.5cm3/m3(气) 分离程度（%）S ≤ 0.05m3/m3 (液） 3. 除去油水混合液中砂等杂质。
由于海洋平台与浮式处理 油轮主要完成采油、采气及 集输的任务，因此在平台及 处理油轮上以重力式分离器 为主。
1.5.2 按分离器功能进行分类
分离器
计量分离器
主要作用是完成 油气水的初步分离并 计量，一般属低压分 离器。
生产分离器
主要作用是完成多 口生产井集中进行初 步分离后密闭输送， 属中高压分离器。
特点：
有界面控制器和堰 板：不适用于重质油或 者有大量乳化物或石蜡 的场合。
槽和堰的设计：要 求水堰板应放置于低于 油堰板一个距离。
现场应用：
锦州20-2计量分 离器、聚集分离器等
埕北离水分 离器、计量分离器、 热处理器等
2.2 三相分离器
2.2.1 一般三相卧式分离器基本结构及工作过程
气液混合流体经气液进口 进入分离器进行基本相分离， 气体进入气体通道通过整流和 重力沉降，分离出液滴；液体 进入液体空间分离出气泡，同 时在重力条件下，油向上流动， 水向下流动得以油水分离，气 体在离开分离器之前经捕雾器 除去小液滴后从出气口流出， 油从顶部经过溢流隔板进入油 槽并从出油口流出，水从排水 口流出。
第三节 分离器的检验标准
3.1 分离质量K
▪ 定义：分离器出口处每标准立方米气体 所带液量的多少。
▪ 计算公式：
K V液 /V气 100％
油气分离器课件
8）液封段的高度一般不小于400mm。 的变化。
8）观察运行状况，压力、温度、液位是否在参数范围内，并无渗漏，人方可离开，做到按时巡检。
1油、水、气三相分离器的结构 2）观察分离器压力控制在正常范围内，当液面低于液位计后，关闭分离器进出口阀门； 8）液封段的高度一般不小于400mm。
二分离器的结构
1分离部分 1）初次分离部分：由入口、油槽、防冲板组
成； 2）主要分离部分：由主体容器组成，有一定
的直径和长度，以满足气、液重力沉降的要 求； 3）油雾捕集器：由伞状隔板、金属丝网和叶 片油雾捕集器组成；利用碰撞分离10~30um 以上的油滴。
2压力控制部分 分离器出气管线上安装压力控制阀。 3液面控制部分 1）计量分离器：由浮漂连杆机构和出油阀组
2)卧式分离器：处理量大，液面难控制，不容易清理泥沙、杂物；
46） ）除入雾口段分6的离）高段度的入一高般度口不 一小般分于不小40离于0m6m0段0；mm的； 高度一般不小于600mm； 8一）观油察气运分7行离）状器况的液，分压类体力、储温度存、液段位是的否在高参数度范围由内，原并无油渗漏在，人分方可离离开器，做内到按需时巡要检。停留的时间来 确定； 1单排布置的立式油气分离器，平面投影中心必须在同一直线上，间距为1.
成液面调节；
2）生产分离器：由集散控制系统调节液面。
三油气分离器的分离过程
1初分离过程：依靠离心分离原理对大量气体进行 分离；
2沉降过程：依靠重力沉降原理进行油气分离； 3捕雾过程：依靠碰撞原理将小的液滴从气体中
分离出来； 4集液过程：储集以上过程分离出来的液体，有相
艾默生油气分离器内工作原理_理论说明
艾默生油气分离器内工作原理理论说明1. 引言1.1 概述艾默生油气分离器是一种常用于石油工业的设备，其主要作用是将油气混合物中的液相和气相进行有效分离。
这种分离器具有高效、可靠且功能全面的特点，被广泛应用于炼油厂、天然气处理站、油田等领域。
1.2 文章结构本文将就艾默生油气分离器的内部工作原理进行详细讨论，并结合流体力学、物理化学和控制工程等理论知识进行解析。
其次，通过实际工程案例以及实验室模拟结果与实际效果的对比，来验证该分离器在实践中的有效性。
最后，总结各个章节的重要发现，并对未来艾默生油气分离器的发展提出展望和建议。
1.3 目的本文旨在清晰阐述艾默生油气分离器内部工作原理，并通过理论说明和实例分析为读者提供相关领域的参考和指导。
同时，通过对该设备未来发展趋势进行探讨，旨在促进相关技术和设备的进一步创新和优化，以满足日益增长的能源需求。
2. 艾默生油气分离器内工作原理：2.1 分离器原理介绍：艾默生油气分离器是一种用于将油和气体分离的设备，广泛应用于石油、天然气等工业领域。
其基本原理是利用不同密度和不同物理性质的油和气体在分离器内部发生相互作用，使之在设备中形成两个或多个相互分开的相。
通过这种方式，可以有效地去除输送管道中的杂质和多余气体，并使油和气体达到更纯净的状态。
2.2 液相与气相分离过程：在艾默生油气分离器内部，液态和气态流体通过重力、浮力以及其他外界力的作用相互作用，实现分离。
当混合流入分离器时，由于密度差异，液态组分（即油）会较快下沉并集中在底部形成液层；而轻质组分（即气体）则上升到顶部形成气层。
在这个过程中，还会发生惯性效应、粘附效应等等。
惯性效应指的是由于油和气的质量和体积之间存在差异，使得在分离器内部流动时会发生相互作用；而粘附效应则指油和气体之间的黏附力会影响分离的效果。
2.3 分离器设计要点：艾默生油气分离器的设计要点包括以下几个方面：- 分离器尺寸：合理确定分离器的尺寸是确保其有效工作的前提。
分离器结构尺寸计算设计
目录一、课程设计的基本任务 (2)（一）设计的目的、意义 (2)（二）设计要求 (2)（三）工艺计算步骤 (2)二、课程设计理论基础 (2)（一）分离器综述 (2)（二）油气分离器原理 (2)（三）从气泡中分离出油滴的计算 (3)（四）气体的允许速度 (5)（五）分离器结构尺寸计算 (6)三、实例计算 (7)(一)基础数据 (7)(二)计算分离器的结构尺寸 (8)四、结束语 (19)附录计算程序 (20)一、课程设计的基本任务（一）设计的目的、意义目的：在老师指导下，根据给定的原油组成、分离条件、停留时间等基础数据，按规范要求独立地完成分离器结构尺寸设计。
意义：为了满足计量、储存的需要，油井产品从井口出来后，首先要进行分离，分离的场所即油气分离器。
分离后所得油、气的数量和质量除了与油气的组成、分离压力、分离温度有关外，也与油气在分离器内停留的时间有关，当油气的组成、分离压力、分离温度及处理量一定时，分离效果由分离器的尺寸决定，合理的设计或选择分离器的尺寸对改善分离效果非常必要。
（二）设计要求1.初分离段应能将气液混合物中液体大部分分离出来2.储液段要有足够的容积，以缓冲来油管线的液量波动和油气自然分离3.有足够的长度和高度，是直径100um以上的油滴靠重力沉降4.在分离器的主体部分应有减少紊流的措施，保证液滴沉降5.要有捕集的器除雾，以捕捉二次分离后气体中更小的液滴6.要有压力和液面控制（三）工艺计算步骤1.根据油气平衡计算中所确定的气液处理量、物性、分离压力、分离温度等基础资料，并参照现场具体情况选择分离器类型。
2.按照从原油中分出气体的要求，由原油性质和操作经验确定原油在分离器内的停留时间，对缓冲分离器需考虑缓冲时间，据此初步确定分离器尺寸。
3.按照从气体中分出油滴的要求，计算100微米的油滴在气相中的匀速沉降速度Wo ，分离器允许的气体流速wg ，分离器直径D，长度l (或高度H)等尺寸。
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二、立式油气分离器的技术参数教学内容
9、液封段的高度一般不小于400mm。 10、泥砂储存段的高度视原油含砂量和分 离器中是否需要设置加热盘管而定。
三、卧式油气分离器的技术参数教学内容
1、油滴沉降至液面的时间应小于油滴 随气体流过重力沉降段所需的时间。
三、卧式油气分离器的技术参数教学内容
2、一般卧式分离器液面控制在直径的1/2处。
3、立式分离器的高度为直径的3.5～5.0倍。
4、除雾器的厚度一般取100 ～ 150mm。
二、立式油气分离器的技术参数教学内容
5、除雾段的高度一般不小于400mm。 6、沉降段的高度一般取H2=D，但不小于1m。
二、立式油气分离器的技术参数教学内容
7、入口分离段的高度一般不小于600mm。 8、液体储存段的高度由原油在分离器内需要 停留的时间来确定。
3、卧式分离器圆筒部分的长度L与直径D之
比一般为3～5。
三、卧式油气分离器的技术参数教学内容
4、入口分离段的长度由入口的形式确定，但不小于1m。
5、沉降分离段的长度按结构要求定，但不小于2D。
三、卧式油气分离器的技术参数教学内容
6、除雾分离的长度由除雾器结构及布置而定。 7、液体储存段的长度由液体在分离器停留的时间来确 定，通常h=D/2。
二、立式油气分离器的技术参数教学内容
1、液滴能沉Leabharlann 的必要条件：液滴沉 降速度大于气流速度。
二、立式油气分离器的技术参数教学内容
2、液体在分离器中要有足够的停留时间： 一般原油为1～3min，起泡原油5 ～ 20min。 立式分离器的液面一般保持在油出口上 面1 ～ 3倍容器直径。
二、立式油气分离器的技术参数教学内容
责任心、真功夫、好习惯
油气集输工艺技术
油气分离器的技术参数
开发系集输教研室
彭
朋
一、油气分离器的结构设计要求教学内容
1、初分离段应能将气液混合物中液体大部分 分离出来； 2、储液段要有足够的容积；
一、油气分离器的结构设计要求教学内容
3、有足够的长度和高度； 4、分离器的主体部分应有减少紊流的措施，保 证液滴沉降 ； 5、要有除雾器、压力和液面控制。