卧式三相分离器工艺设计计算
三相分离器工艺计算01
2、由VL=（π D2/4）×a×bD=Qo×to+Qw×tw反推直径D
D 3
T/T长度
VL 4 a b
L
1.5590945 4.6772835
m m
注：按照分离器系列化规定，卧式分离器直径范围0.6-4m，增量0.2m(即0.6、0.8、1.0、 1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、)， 圆筒长度范围1.8-16.8m，增量0.8m（即1.8、2.6、3.4、4.2、5.0、5.8、6.6、7.4、8.2 、9.0、9.8、10.6、11.4、12.2、13.0、13.8、14.6、15.4、16.2、16.8)
三相分离器计算
第一步 油量Qo 水量Qw 气量Qg 选择水在分离器内停留时间tw 0.5 5 初选分离器尺寸 7.14 m3/min m3/min m3/min min 通常相等 选择油在分离器内停留时间to 分离器长径比 b=L/D 液体横截面占筒体截面的比例 a 分离器内液体占有体积 VL=Qo×to+Qw×tw 1 3 0.8 7.14 min 卧式罐通常为3~5，立式通常为 3.5~5 视气量决定，气量大可选0.5， 气量小可选0.8 m3 1、给出油气水体积流量，单位m3/min
850 4 0.5676539 0.8808184 2.975 3.8558184 2.216274 1.6 4.8
Kg/m3 Kg/m3 m/s m2系数KSB
0.0390327
m/s
油相密度ρ o 气相密度ρ g 气相允许最大气速 Vg=KSB×((ρ o-ρ g)/ρ g)0.5 气体所需最小流通面积 Ag=Qg/Vg 液相所需最小流通面积 AL=VL/Le 选分离器 分离器所需总面积A=Ag+AL 相应的分离器直径D 因此，选定分离器尺寸 选取直径 D 选取T/T长度 L 气相有效长度Le=L-D 液相有效长度Le=0.75L 分离器的截面积=π d2/4
三相分离器工作原理、结构、工艺设计参数
三相分离器工作原理、结构、工艺参数一、工作原理生产汇管来原油进入三相分离器，利用油、气、水密度的不同进行油、气、水三相初步分离。
1、预分离段从三相分离器进口来的油气由切向进入预分离器，利用离心力而不是机械的搅动来分离来液成为液体和气体，进行初步气、液两相旋流分离。
分离后的气体向上进入预分离器下伞和上伞，按折流方式先后与下伞、上伞壁碰撞，从而将气中带出的液体形成较大的液滴，重力使液滴进一步分离出来，经上、下伞碰撞分离后的气体则通过气连通管导入到三相生产分离器的分离沉降段上部。
分离后的液体通过预分离器向下导液管导入到三相分离器底部，经布液管从液面以下的水层向上喷出，进入到三相分离器预分离段进行油、水初步分离，主要分离出游离水。
布液管的作用：避免了气体对液体的扰动，保持了油水界面的稳定，有利于油水更好地分离。
2、分离沉降段经预分离段进行初步分离后的液体，沿水平方向向右移动进入分离沉降段。
这一段内有较大的沉降空间（分离沉降时间20分钟左右），其中部有两段聚结填料，有助于水中油滴和油中水滴的聚结，从而有促进油、水分离。
液体在水平移动过程中，密度较小的原油逐渐上浮，而密度较大的污水（主要是游离水）则向下沉入设备底部，同时使油气逐步分离开来。
气体则在分离沉降段上部空间内，沿水平方向向右运动进入到分气包，重力作用使气体中的液体沉降到三相分离器分离沉降段液面上。
3、集液段由于油、水密度的不同，使分离沉降段中的液体出现分层，水的密度较大在下层，油的密度较小在上层。
在下层的水则通过集液段底部的喇叭口，利用连通器原理向上溢流进入三相分离器水室，水室中的水通过出水口导出进入5000m3沉降罐。
在上层的油经集液段上部堰板溢流到导油汇管，进入到三相分离器的油室，油室中的油通过油出口导出进入热化学脱水器。
4、捕雾段气体经沉降分离段后进入到分气包，由于气体中仍夹有细小的液滴，在分气包中装有捕雾装置－丝网捕雾器，丝网捕雾器的丝网由圆形或扁形的耐腐蚀的金属丝编织而成，其脱除液沫工作原理是：夹带液沫的气体流经丝网时，与丝网相碰撞，液沫由于其表面张力，而在丝与丝的交叉接头处聚集。
重力式分离器计算书(卧立式)
一、工艺委托参数（编号:集-01）工作压力P ：2.4MPa（绝）工作温度：30℃处理液量：25m3/d 轻烃组分： C 1 C 2 C 3 iC 4 nC 4 iC 590.28 4.040.210.060.080.06nC 5 C 6 C 7 N 2 CO 2 H 2O0.080.192.121.980.650.26二、基本参数的确定：19.086083.天然气相对密度△g ：0.6589594.临界压力Pc:4.572505Mpa5.临界温度T'c ：-68.191℃ =204.809K6.对比压力Pr ：Pr=P/Pc=0.5248767.对比温度Tr ：Tr=T/T'c=1.479427卧式分离器工艺计算程序制-027M=∑y i m i =△g=M/28.964=Pc=∑Pc i y i =T'c=∑y i Tc i=8.压缩因子Z：Z=1+(0.34Tr-0.6)Pr=0.949099.1大气压下定压比热C0p：C0p i=∑y i Cp i=0.511623(卡/克.℃)C0p=C0p i M=9.764885(卡/克.℃)10.工程标准状态下气体密度ρgs:ρgs=1.205△g=0.794045kg/m311.分离条件下气体密度ρg:ρg=ρgs PT s/(P S TZ)=17.85911kg/m312.分离条件下气体动力粘度μg:x=2.57+0.2781△g+1063.6/T= 6.263487y=1.11+0.04x=1.360539c=2.415(7.77+0.1844△g)T1.5x10-4/(122.4+377.58△g+1.8T)=0.010966μg=cexp[x(ρg/1000)y]=0.011257mPa.s13.阿基米德准数Ar:Ar=d3(ρ1-ρg)gρg/μg2=1011.12414.油滴沉降状态处于过渡区，雷诺数Re:Re=0.153Ar0.714=21.3856215.液面高度与容器直径之比η:η=h/D=0.516.油滴匀速沉降速度ω0:ω0=μg Re/dρg=0.134803m/s17.容器长度与直径之比K1：3~518.分离器允许气体流速ωgh:ωgh=0.49(3~5)ω0/η=0.396321~0.660535m/s三、分离器外形尺寸的确定：1.处理液量Q1：25m3/d2.载荷波动系数β(1~2)：13.集液面积与横截面积之比n2:n2=[(2η-1)(1-(2η-1)2)1/2+arcsin(2η-1)]/π+1/2=0.54.出油口高度与容器直径之比：0.15.出油口以下弓形面积与横截面积之比n1:0.0520446.油在分离器中的停留时间t:30min7.分离器直径D：D=[(Q1tβ)/(360πK1(n2-n1))]1/2=0.702467~0.544129m5.分离器实际外形尺寸：直径D= 1.2m长度L= 5.6m。
三相分离器现场工艺参数要求及故障原因判断浅析
三相分离器现场工艺参数要求及故障原因判断浅析摘要：三相分离器是油田原油进行脱气、脱水、除砂的综合处理设备，该设备具有工艺简单、运行效率高、投资少、管理和维护方便的特点。
但随着投运时间的增长，常出现分离油或水不达标、假液位、阀门失灵或卡死等故障，影响生产的正常运行。
本文就现场常见故障进行解析，从而确保三相分离器的正常使用。
关键词：三相分离器；工艺参数；故障原因一、三相分离器结构及工作原理三相分离器按外形分立式分离器和卧式分离器两种，油田常用的为卧式三相分离器。
卧式三相分离器外部由油气水混合物进口、天然气出口、油出口及水出口四部分组成。
内部结构如图1-1所示。
图1-1 三相分离器内部结构示意图工作原理：油、气、水混合物进入一级捕雾器进行液、气分离，首先将大部分气体分离出来，通过气体导管进入二级捕雾器，与后期分离出的气体经气出口一起流出。
油水混合液（含少量气体）经布液板均匀进入分离区，再经整流器缓冲整流后进入沉降室沉降，依靠重力差完成油水分离。
水集中在底部，油集中在上部。
通过液位调节器控制油水界面，以达到所要求的油水分离效果。
分离后的油、水分别进入油室和水室经出油阀、出水阀自动排出。
二、三相分离器相关工艺参数1、适用范围：油气田原油脱水、脱气、除砂；原油密度小于930kg/m3。
2、运行关键因素：日常运行过程中，影响三相分离器运行效果的因素主要有加药浓度、加热温度、来液平稳度、油水界面高度以及系统气压。
3、工艺技术指标：工作温度≤60℃；进口原油含水率在8-99%之间；出口油含水率＜0.5%；出口气中带液率≤0.05g/m3；出口水含油率≤150mg/L。
4、日处理能力计算：以HXS3.0×12.4-0.6Y型三相分离器为例，容积为87m3。
根据有效容积和滞留时间推算，在综合含水为50%时可处理量为50m3/h，日处理能力为1200m3/d。
三、常见故障分析与处理措施1、油水室液位过高原因分析：（1）系统工作压力过低（2）浮球阀卡死（3）来液过大（4）电动调节阀工作不正常。
三相分离器
4.1.2 三相分离器的设计计算三相分离器是UASB反应器的核心组成部分，三相分离器直接影响着UASB反应器的气、液、固的分离效果，也直接影响着后续构筑物的处理，对三相分离器进行合理的设计对于整个工艺有着重要的影响。
三相分离器的主要作用是将气体、液体、固体进行等三相加以分离，产生的沼气通过集气罩收集后排出反应器，并将处理水导入出水区，将固体颗粒导入反应区。
三相反应器由气体收集器和折流挡板组。
三相分离器的简图如图4—2所示。
图4—2三相分离器简图UASB升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程设计规范（HJ2013—2012）有以下要求：①沉淀区表面负荷宜小于0.8 m3/( m2·h)，沉淀区水深应大于1.0m；②进入沉淀区前，沉淀槽底缝隙中的流速≤2.0m/h；③沉淀器斜壁角度应在45°～60°之间；④出气管的直径应保证从集气室引出沼气；⑤三相分离器宜选用聚乙烯（HDPE）、碳钢、不锈钢等材料，如采用碳钢材质应进行防腐处理；在以上条件下，沉淀区的表面水力负荷为：q=Q/A1=9.17/(2×30)=0.153 m3/( m2·h)q＜0.8 m3/( m2·h)，符合设计要求。
由于UASB三相反应器的L=7.5m，宽B=4m；没个反应器中设置2个三相分离器，每个三相分离器的长度为：b=3.75m；上下三角形集气室斜面水平夹角为：θ=50°；UASB 反应器水面超高为：h1=0.5m ；上三角形顶深：h2=0.5m ；下三角形高度：h3=1.5m ；宽度为：d=4m ； 则下三角形集气室底部宽为：θtan 31h b =上式中：h1——为UASB 反应器超高；h2——为上三角顶深；h3——为下三角高度；b1——为下三角集气室底部宽度；则，b1=1.5/tan50°=1.26m相邻两个下三角之间的水平距离为：b2=b —2b1=3.75—2×1.26=1.23m则下三角回流缝的面积为：S1=b2·d=1.23×4=4.92m2下三角集气室之间污泥回流缝中混合液的上升流速计算公式为：111S Q V =式中：Q1——为反应器中废水的流量，m3/d;S1——为下三角回流缝的面积，m2。
三相分离器设计
设计参数（1）液体介质资料A．液体流量：53.00 m3/h ；B．油比重900.7 kg/m3；C．原油含水量：30.00 %D．原油发泡程度：有（有、无）；E．原油动力粘度：0.75 Pa.s；F．水的动力粘度：4.5×10-4 Pa.s；G．水密度：1070.00 kg/m3H．气密度 3. 90 kg/m3I．气体流量4388.00 m3/hJ．气粘度 1.22×10-5Pa.SK．压缩因子Z 0.958L．是否有断塞流：无（有、无）；M．设计处理余量50.00 %N 油相停留时间10.00 minO水相停留时间10.00 minP设计温度49.00 ℃Q操作温度38.00 ℃R设计压力3000.00 KPaS操作压力2000.00 KPaT最小长径比 2.50X最大长径比 5.00Y 控制粒径500.00 μm（2）气体介质资料A．气体处理量：4388.00 m3/h；B．标准状态下气体密度： 3. 90 kg/m3；C．操作条件下气体动力粘度： 1.22×10-5 Pa.s；（3）设计条件A．操作温度：38.00℃；B.设计温度49.00 ℃C．操作压力：2000.00 MPa；D．分离器型式：（立式、卧式、球形）卧式；E．分离器功能：（两相、三相）三相；F．分离后允许原油含水量：5~10 %（质量比）；G．水中含油量： 1000 mg/L；H．缓冲时间：10.00 min；I．分离后气体带液量是否需要检测：不（需、不）；J．分离器是否设有排液泵：设（设、不）；K．控制仪表类型：气动（电动或气动）。
分离器工艺计算1分离器选型根据已知参数，此原油处理中固体杂质含量较少，位于陆路，占地面积因素要求较小，分离性能要求较高，存在乳状液，泡沫等因素，气液处理量较大，液量变化大，对缓冲性能要求高，气液比约20:1，设计分离温度49℃，鉴于以上因素，选择卧式三相分离器。
分离器计算
油量Qo 7.14
m3/min 水量Qw m3/min 气量Qg
0.5m3/min 选择水在分离器内停留时间tw
5min
选择油在分离器内停留时间to 1min
分离器长径比 b=L/D 3液体横截面占筒体截面的比例a
0.8分离器内液体占有体积V L =Qo×to+Qw×tw
7.14
m3
1.5590945m T/T长度 L
4.6772835
m
选取直径 D 1.6m 选取T/T长度 L 4.8m 气相有效长度Le=L-D 3.2m 液相有效长度Le=0.75L
2.4
m
三相分离器计算
第一步 初选分离器尺寸
1、给出油气水体积流量，单位m3/min 卧式罐通常为3~5，立式通常为3.5~5
3、选定分离器尺寸视气量决定，气量大可选0.5，气量小可选0.8通常相等
2、由VL=（πD 2/4）×a×bD=Qo×to+Qw×tw反推直径D
1.2、1.4、1.6、1.8、
2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、
3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、
4.0、)，圆筒长度范围1.8-16.8m，增量0.8m（即1.8、2.6、3.4、4.2、
5.0、5.8、
6.6、
7.4、
8.2、
9.0、9.8、10.6、11.4、12.2、13.0、13.8、14.6、15.4、16.2、16.8)
3
4L V D a b π
⨯=∙∙
第二步 按各相所需面积选分离器尺寸。
卧式三相分离器工艺设计计算
卧式三相分离器⼯艺设计计算⼀、⼯艺委托参数：⼯作压⼒P'w：1.661Mpa ⼯作温度：18.5℃处理⽓量：352m 3/d原油密度：894.9kg/m 3油处理量：40m 3/d 停留时间：10min 含⽔率:10%⽔的密度：1013kg/m 3液体加热温度：℃⼊⼝：18.5 进⼝：18.5天然⽓组分：(Vi%) C 1C 2 C 3 iC 4 nC 4 iC 50.2850.1410.1580.0530.141 4.49 nC 5C 6 C 7 N 2 CO 2 H 2O 0.03440.07030.053000.065⼆、基本参数的确定：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 ℃ =282.2748K 6.⼯作温度：t=18.5℃三相分离器⼯艺计算书M=∑y i m i =△g=M/28.964=Pc=∑Pc i y i =T'c=∑y i Tc i =Tw= t+273=291.5K7.⼯作压⼒Pw:P'w= 1.661MPaPw=P'w+0.1= 1.761Mpa(绝）8.对⽐压⼒Pr：Pr=Pw/Pc= 6.2797029.对⽐温度Tr：Tr=Tw/T'c= 1.03268210.压缩因⼦Z：（0≤Pr≤2;1.25≤Tr≤1.6)Z=1+(0.34Tr-0.6)Pr=-0.5629411.1⼤⽓压下定压⽐热C0p：C0p i=∑y i Cp i=0.021887(卡/克.℃)C0p=C0p i M=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=ρgs PwT s/(P S TwZ)=-4.7872kg/m317.分离条件下⽓体动⼒粘度µg:x=2.57+0.2781△g+1063.6/Tw= 6.253859y=1.11+0.04x= 1.360154c=2.415(7.77+0.1844△g)Tw1.5x10-4/(122.4+377.58△g+1.8Tw)=0.01348112µg=cexp[x(ρg/1000)y]=#NUM!mPa.s 18.原油20℃时的密度ρ20：ρ20=894.9kg/m319.原油⼯作温度下的密度ρo:(0~50℃)§=1.828-0.00132ρ20=0.646732ρo=ρ20-§(t-20)=895.8701kg/m320.原油15℃时的密度ρ15：ρ15=ρ20-§(t-20)=898.1337kg/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=µg Re/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：40m3/d2.原油含⽔率ηi:10%3.⽔的密度ρw：ρw=1013kg/m34.液体综合密度ρl:ρl=ρwηi+ρo(1-ηi)=907.5831kg/m35.液体处理量Q:Q=Q oρ20/(1000(1-ηi))=39.77333(t/d) /ρl=43.82335m3/d6.⽔处理量Qw:Q w=ηiQ=3.977333(t/d)/ ρw= 3.926292m3/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=10min12.分离器直径D：D=[(Qtβ)/(360π(L/D)(n2-n1))]1/3=0.646189~0.54501711m 13.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! >352m3/d 结论：满⾜要求五、⽹垫除雾器计算：1.⽓体处理量Qgs: Qgs=352m3/d2.分离条件下⽓体的实际处理量Q g:Q g=Q gs TwP s Z/(PwT s)=-12.015m3/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=Q g/(86400ωg)=#NUM!m25.丝⽹单丝直径D0:0.00015m6.斯托克斯准数S t:S t=d2ρoωg/(18µg D0)=#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)=1252.214kg/m3 =78.1730091lb/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V e:Ve=C/ρm1/2= 1.72368m/s4.出⽓管⽓体流速V2: V2=15m/s5.出油⼝液体流速Vo Vo=1m/s6.出⽔⼝液体流速V w Vw=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=24.27885mm10.出⽔⼝直径确定d w:dw=103[4Qw/(πVw)]1/2=7.60658mm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W s：W s=Q gρg/24= 2.396596kg/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P z：Pz=P=0.4Mpa5.安全阀排放压⼒(绝）P d：Pd=1.1P+0.1=0.54Mpa6.⽓体绝热系数k：C pi0=∑y i C pi=0.021887C p0=C pi0M=0.080113查图2-27△C p=0.07C p=C p0+△C p=0.150113查图2-29C p-C v=2C v=C p-5=-1.84989k=C p/C v =-0.081157.临界条件：P0/P d=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=W S/(7.6x10-2CKP d(M/ZTw)1/2=#NUM!mm211.安全阀数量 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：18.5℃2.原油出⼝温度：18.5℃3.被加热原油质量流量W o：W o=ρoQo=1493.117kg/h4.被加热原油含⽔率η1:η1=30%5.被加热⽔的质量流量Ww:W W=W oη1/(1-η1)=639.9072kg/h6.原油⽐热C O(按出⼝温度t2计算):Co=(1.687+3.39x10-3t2)/[4.1868(ρ15)1/2]=0.440976kcal/kg*℃7.⽔的⽐热C w： C w=1kcal/kg*℃8.加热所需的热负荷QR:Q R=(C W W w+C o W o)(t2-t1)=0kcal/h=0kw实际取值： Q R=kw。
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一、工艺委托参数：工作压力P'w：1.661Mpa 工作温度：18.5℃处理气量：352m 3/d原油密度：894.9kg/m 3油处理量：40m 3/d 停留时间：10min 含水率:10%水的密度：1013kg/m 3液体加热温度：℃ 入口：18.5 进口：18.5天然气组分：(Vi%) C 1C 2 C 3 iC 4 nC 4 iC 50.2850.1410.1580.0530.141 4.49 nC 5C 6 C 7 N 2 CO 2 H 2O 0.03440.07030.053000.065二、基本参数的确定：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 ℃ =282.2748K 6.工作温度：t=18.5℃三相分离器工艺计算书M=∑y i m i =△g=M/28.964=Pc=∑Pc i y i =T'c=∑y i Tc i =Tw= t+273=291.5K7.工作压力Pw:P'w= 1.661MPaPw=P'w+0.1= 1.761Mpa(绝）8.对比压力Pr：Pr=Pw/Pc= 6.2797029.对比温度Tr：Tr=Tw/T'c= 1.03268210.压缩因子Z：（0≤Pr≤2;1.25≤Tr≤1.6)Z=1+(0.34Tr-0.6)Pr=-0.5629411.1大气压下定压比热C0p：C0p i=∑y i Cp i=0.021887(卡/克.℃)C0p=C0p i M=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=ρgs PwT s/(P S TwZ)=-4.7872kg/m317.分离条件下气体动力粘度μg:x=2.57+0.2781△g+1063.6/Tw= 6.253859y=1.11+0.04x= 1.360154c=2.415(7.77+0.1844△g)Tw1.5x10-4/(122.4+377.58△g+1.8Tw)=0.01348112μg=cexp[x(ρg/1000)y]=#NUM!mPa.s18.原油20℃时的密度ρ20：ρ20=894.9kg/m319.原油工作温度下的密度ρo:(0~50℃)§=1.828-0.00132ρ20=0.646732ρo=ρ20-§(t-20)=895.8701kg/m320.原油15℃时的密度ρ15：ρ15=ρ20-§(t-20)=898.1337kg/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=μg Re/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：40m3/d2.原油含水率ηi:10%3.水的密度ρw：ρw=1013kg/m34.液体综合密度ρl:ρl=ρwηi+ρo(1-ηi)=907.5831kg/m35.液体处理量Q:Q=Q oρ20/(1000(1-ηi))=39.77333(t/d) /ρl=43.82335m3/d6.水处理量Qw:Q w=ηiQ=3.977333(t/d)/ ρw= 3.926292m3/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=10min12.分离器直径D：D=[(Qtβ)/(360π(L/D)(n2-n1))]1/3=0.646189~0.54501711m13.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! >352m3/d结论：满足要求五、网垫除雾器计算：1.气体处理量Qgs: Qgs=352m3/d2.分离条件下气体的实际处理量Q g:Q g=Q gs TwP s Z/(PwT s)=-12.015m3/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=Q g/(86400ωg)=#NUM!m25.丝网单丝直径D0:0.00015m6.斯托克斯准数S t:S t=d2ρoωg/(18μg D0)=#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)=1252.214kg/m3 =78.1730091lb/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V e:Ve=C/ρm1/2= 1.72368m/s4.出气管气体流速V2: V2=15m/s5.出油口液体流速Vo Vo=1m/s6.出水口液体流速V w Vw=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=24.27885mm10.出水口直径确定d w:dw=103[4Qw/(πVw)]1/2=7.60658mm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W s：W s=Q gρg/24= 2.396596kg/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P z：Pz=P=0.4Mpa5.安全阀排放压力(绝）P d：Pd=1.1P+0.1=0.54Mpa6.气体绝热系数k：C pi0=∑y i C pi=0.021887C p0=C pi0M=0.080113查图2-27△C p=0.07C p=C p0+△C p=0.150113查图2-29C p-C v=2C v=C p-5=-1.84989k=C p/C v =-0.081157.临界条件：P0/P d=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=W S/(7.6x10-2CKP d(M/ZTw)1/2=#NUM!mm211.安全阀数量 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：18.5℃2.原油出口温度：18.5℃3.被加热原油质量流量W o：W o=ρoQo=1493.117kg/h4.被加热原油含水率η1:η1=30%5.被加热水的质量流量Ww:W W=W oη1/(1-η1)=639.9072kg/h6.原油比热C O(按出口温度t2计算):Co=(1.687+3.39x10-3t2)/[4.1868(ρ15)1/2]=0.440976kcal/kg*℃7.水的比热C w： C w=1kcal/kg*℃8.加热所需的热负荷QR:Q R=(C W W w+C o W o)(t2-t1)=0kcal/h=0kw实际取值： Q R=kw。