气液分离
气液分离器原理及结构
气液分离器原理及结构
气液分离器是一种用于分离气体和液体的装置，广泛应用于化工、石油、天然
气等领域。
其原理和结构设计直接影响着分离效果和设备的运行稳定性。
本文将从气液分离器的原理和结构两个方面进行详细介绍。
首先，气液分离器的原理是基于气体和液体在不同密度和体积的情况下产生的
分离效果。
当气体和液体混合物进入分离器时，由于其密度和体积的差异，会产生分层现象，从而实现气体和液体的分离。
在这个过程中，气体会向上升腾，而液体则会下沉，最终实现两者的分离。
而在分离器内部，通常会设置一些分隔板或填料，以增加气液接触面积，促进分离效果。
此外，还会根据具体的工艺要求，设计不同形式的分离器，如旋流分离器、重力分离器等，以满足不同的分离需求。
其次，气液分离器的结构通常包括进气口、分离室、出气口、排液口等部分。
进气口用于将气体和液体混合物引入分离器，分离室则是实现气液分离的主要场所，通常会设置分隔板或填料以增加分离效果。
出气口用于排出分离后的气体，排液口则用于排出分离后的液体。
在一些特殊情况下，还会在分离器内部设置泄气阀、液位控制装置等辅助设备，以确保分离器的正常运行和安全性。
在实际应用中，气液分离器的选择和设计需要考虑多种因素，如气体和液体的
性质、流量、压力、温度等。
合理的选择和设计可以有效提高分离效果，减少能耗和维护成本，确保设备的安全性和稳定性。
总之，气液分离器作为一种重要的化工设备，在各个领域都有着广泛的应用。
通过深入了解其原理和结构，可以更好地指导其选择和设计，提高设备的运行效率和稳定性，为工业生产提供可靠的保障。
气液分离技术
气液分离技术气液分离技术是从气流中分离出雾滴或液滴的技术。
该技术广泛的应用于石油、化工、( 如合成氨、硝酸、甲醇生产中原料气的净化分离及加氢装置重复使用的循环氢气脱硫), 天然气的开采、储运及深加工, 柴油加氢尾气回收, 湿法脱硫, 烟气余热利用, 湿法除尘及发酵工程等工艺过程, 用于分离清除有害物质或高效回收有用物质。
气液分离技术的机理有重力沉降、惯性碰撞、离心分离、静电吸引、扩散等, 依据这些机理已经研制出许多实用的气液分离器, 如重力沉降器、惯性分离器、纤维过滤分离器、旋流分离器等。
一、重力沉降分离气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离, 即液滴所受重力大于其气体的浮力时, 液滴将从气相中沉降出来, 而被分离。
重力沉降分离器一般有立式和卧式两类，它结构简单、制造方便、操作弹性大，需要较长的停留时间，分离器体积大，笨重，投资高，分离效果差，只能分离较大液滴，其分离液滴的极限值通常为 100μm，主要用于地面天然气开采集输。
经过几十年的发展，该项技术已基本成熟。
当前研究的重点是研制高效的内部过滤介质以提高其分离效率。
此类分离器的设计关键在于确定液滴的沉降速度，然后确定分离器的直径。
气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离, 即液滴所受重力大于其气体的浮力时, 液滴将从气相中沉降出来, 而被分离。
二、惯性分离气液惯性分离是运用气流急速转向或冲向档板后再急速转向，使液滴运动轨迹与气流不同而达到分离。
此类分离器主要指波纹（折）板式除雾（沫）器，它结构简单、处理量大，气速度一般在 15～25 m/s，但阻力偏大，且在气体出口处有较大吸力造成二次夹带，对于粒径小于 25μm 的液滴分离效果较差，不适于一些要求较高的场合。
其除液元件是一组金属波纹板，其性能指标主要有：液滴去除率、压降和最大允许气流量（不发生再夹带时），还要考虑是否易发生污垢堵塞。
液滴去除的物理机理是惯性碰撞，液滴去除率主要受液滴自身惯性的影响。
气液分离器
气液分离器｛气水分离器）翌SM^NG:鸵i气液分离器俗称油水分离器，用来分离气体中大于5微米的液体和固体颗粒。
是在气体中除油水的最简单实用的设备。
PX QF气液分离器可应用于对压缩空气、合成气、煤气、氢气、氮气、氧气、天然气、瓦斯气、沼气、氨气、硫化氢、尾气等各种气体的气液分离。
PX QF气液分离器设计制造符合国内或国外的各种标准和规范，如GB150《钢制压力容器》或ASME标准，并刻有CS及ASME钢印。
PX QF气液分离器工作原理通过五级分离—降速、离心、碰撞、变向、凝聚等原理，除去压缩空气（气体）中的液态水份和固体颗粒，达到净化的作用。
湿气在冷却过程中冷凝后，在分离器中的挡板廹使气体改变方向二次，并以设计好的速度旋转，产生离心力高效地分离出液体和颗粒，排水器应及时排放出冷凝液。
常安置在后冷却器的后面，因为要求进气温度越低越好，一般不超过60°C。
PXQF气液分离器产品特点1.除水效率高：可除去99%的液态水份，油份。
2.体积小、重量轻。
3.安装方便，管道式连接、可悬挂安装。
4.免维护、可靠性好。
5.寿命长:可使用20年。
6.按GB150压力容器标准制造，安全可靠。
PXQF气液分离器应用范围1.压缩空气冷凝水分离回收2.蒸汽管线冷凝水分离3.气液混合部位的进/出口分离4.真空系统中冷凝水分离排放5.水冷却塔后的冷凝水分离6.地热蒸汽分离器7.其他多种气液分离应用PXQF气液分离器PXQF DN65 400 600 159 360 18 自动放水阀HL10/1 PXQF DN80 510 760 219 420 42 自动放水阀HL13/1,20/1 PXQF DN100 580 850 273 480 60 自动放水阀HL40/1 PXQF DN125 580 850 273 480 60 自动放水阀HL60/1,70/1,80/1 PXQF DN150 650 990 426 630 120 自动放水阀HL100/1 PXQF DN200 630 1040 426 630 150 自动放水阀HL150/1 PXQF DN250 770 1180 478 680 200 自动放水阀325 HL200/1 PXQF DN300 840 1300 630 830 400 自动放水阀HL370/1 PXQF DN400 1180 1910 820 1090 600 自动放水阀HL370/1 PXQF DN450 2200 920 自动放水阀£气液分离器。
气液分离初中化学教案
气液分离初中化学教案教学目标：1. 让学生了解气液分离的概念和原理。
2. 让学生掌握气液分离的方法和操作技巧。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
教学重点：1. 气液分离的概念和原理。
2. 气液分离的方法和操作技巧。
教学难点：1. 气液分离的原理的理解。
2. 气液分离操作的技巧的掌握。
教学准备：1. 实验室用具：烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台、滤纸等。
2. 实验试剂：水、酒精、盐等。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 教师通过提问方式引导学生回顾之前学过的液体和气体的知识。
2. 教师介绍气液分离的概念和重要性。
二、新课讲解（15分钟）1. 教师讲解气液分离的原理，引导学生理解气体和液体之间的相互作用。
2. 教师介绍气液分离的方法，如蒸馏、萃取、吸附等，并解释每种方法的适用范围和操作步骤。
3. 教师通过示例演示气液分离的操作技巧，如蒸馏时的温度控制、萃取时的溶剂选择等。
三、实验操作（15分钟）1. 教师指导学生进行气液分离的实验操作，如蒸馏实验。
2. 学生按照实验步骤进行操作，观察实验现象，并记录实验结果。
四、总结与拓展（10分钟）1. 教师引导学生总结气液分离的原理和方法，并回答学生的疑问。
2. 教师提出一些拓展问题，引导学生思考气液分离在实际应用中的意义，如能源开发、环境保护等。
五、作业布置（5分钟）1. 教师布置作业，要求学生复习气液分离的知识，并完成一些相关的练习题。
教学反思：通过本节课的教学，学生应该能够理解气液分离的概念和原理，掌握气液分离的方法和操作技巧。
在实验操作环节，学生能够亲自进行实验，培养实验操作能力和观察能力。
在总结与拓展环节，学生能够思考气液分离在实际应用中的意义，培养解决问题的能力。
教师应及时给予学生反馈和指导，帮助学生巩固知识，提高学生的学习兴趣和自信心。
气液分离初中化学教案
气液分离初中化学教案教学内容：气液分离教学目标：1. 了解气液分离的原理和方法。
2. 掌握常见的气液分离装置。
3. 能够应用气液分离技术解决实际问题。
教学重点：1. 气液分离的原理和方法。
2. 常见的气液分离装置。
教学难点：1. 如何使用气液分离技术解决问题。
教学准备：1. 教学用具：幻灯片、实验器材等。
2. 教学内容：气液分离的相关知识。
教学过程：一、导入（5分钟）教师介绍气液分离的概念，并引导学生思考：在生活中我们经常会遇到哪些气液混合物？如何将气液分离？二、讲解气液分离的原理和方法（15分钟）1. 教师结合幻灯片介绍气液分离的原理和方法，重点讲解冷凝法、吸收法和过滤法等气液分离的方法。
2. 教师通过实例讲解气液分离技术在工业生产和生活中的应用。
三、讲解常见的气液分离装置（15分钟）1. 教师介绍常见的气液分离装置，如冷凝器、吸收塔和过滤器等，并分别说明其原理和应用。
2. 教师通过示意图和实例向学生展示这些气液分离装置的结构和工作原理。
四、实验演示（15分钟）教师通过实验演示气液分离的方法和过程，让学生亲自操作并观察气液分离的现象，加深他们对气液分离原理的理解。
五、讨论交流（10分钟）教师组织学生讨论气液分离技术在实际生活中的应用，并引导学生思考：气液分离技术对环境保护和资源利用有何重要作用？六、作业布置（5分钟）布置作业：请同学们写一份关于气液分离的实验报告，包括实验目的、过程、结果和总结。
教学反思：通过本次教学，学生应该对气液分离的原理和方法有了更深入的了解，能够应用气液分离技术解决实际问题。
在以后的教学中，可以通过更多的实验演示和案例分析，帮助学生进一步巩固和拓展所学知识。
气液分离原理
现有的气液分离器采用的分离方法有：1、重力沉降；2、折流分离；3、离心力分离；4、丝网分离；5、超滤分离；6、填料分离等。
其原理为：一、利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离（如分离方法1、2、3、6）；二、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（如分离方法4、5）。
但现有的分离方法存在如下优缺点：一、重力沉降的设备体积庞大，分离效率低，分离负荷低，分离范围窄，但设备简单不需要内件；二、离心力分离和折流分离分离效率较低（可分离较小液滴），分离负荷较高，分离范围较宽，设备体积较小，可用于高压设备；三、填料分离、丝网分离和超滤分离分离效率较高（可分离小液滴），但分离负荷低，分离范围窄，容易将已着网的液体带走，而且容易堵.丝网分离１、丝网分离的原理简述由于气体与液体的微粒大小不同，液体与气体混合一起流动时，如果必须通过丝网，就象过筛一样，气体通过了，而液体被拦截而留在丝网上，并在重力的作用下下流至分离器底部排出。
丝网的筛分作用也类似折流分离，只是其阻挡收集表面积在单位体积内比填料更大，折流次数在单位体积内更多，并且由于液体的表面张力使丝网孔径更小，从而起到了筛分作用。
２、丝网分离的优缺点优点：１）分离效率比填料分离高。
２）结构简单，只需制作一个丝网固定装置。
３）体积比填料分离器小。
缺点：１）分离负荷范围很窄，超过气液混合物规定流速或者液气比后，分离效率急剧下降。
２）阻力比普通的折流分离器或普通的离心分离器大。
３）工作不稳定，很容易带液。
４）很易堵。
６）丝网的目数以及材质选择很重要。
３、改进从丝网分离的原理来说，气液混合物流速越大或者液气比越大，其气液分离的倾向越大，应该是分离效率越高，而实际情况却恰恰相反，为什么呢？究其原因：１）在气液比一定的情况下，气液混合物流速越大，说明单位时间内分离负荷越重，混合物在分离器内停留的时间越短。
２）气体在折流的同时也推动着已经着壁的液体向着气体流动的方向流动，液体下流不畅，随着着壁液体的厚度越来越厚，气体的流通面积越来越小，会产生液堵现象，气液流速越来越大，在这双重影响下，已经着壁的液体将很容易被气体重新带走。
气液分离的基本原理
气液分离的基本原理
气液分离装置的基本工作原理是利用流体在重力、表面张力、惯性力等的作用下，使液体和气体分离。
因此，气液分离装置可分为两大类：一类是重力沉降式，另一类是惯性沉降式。
重力沉降式气液分离器的工作原理是：在压力作用下，气体从气体分相区流入液体分相区。
当液体进入气液分离器后，由于密度不同而发生分层现象。
分层后的两部分液体，一部分具有较大的粘度，密度大于气体，称为重力沉降液；另一部分具有较小的粘度，密度小于气体，称为重力不沉降液。
由于重力作用使密度较大的液体层下沉；而密度小的液体层上升。
当液面达到一定高度后，上升的液体层又会落下而形成气层。
由于气、液两相区具有不同的压力和温度，因此气液两相区内各组分在压力、温度、浓度和速度等方面都是有差异的。
当两相区内各组分从压力低、温度高的一侧进入压力高、温度低的一侧时，各组分中所含气体成分的比重不同而使气液混合物在压力高、温度低的一侧凝结或沸腾而分离开来。
—— 1 —1 —。
压缩机气液分离器工作原理
压缩机气液分离器工作原理压缩机产生的空气中会含有大量的水分，水分既会危害到压缩机的正常运行，还会造成后续设备和工艺的故障。
因此，为了有效地分离压缩空气中的水分，需要使用气液分离器。
气液分离器的工作原理主要分为惯性分离和重力分离两个过程。
1.惯性分离：当含有水分的压缩空气进入气液分离器时，由于速度的变化，水分会因惯性作用而从气流中分离出来。
这是因为水分粒子具有较大的质量和惯性，随着气流速度的变化，惯性较大的水分粒子会继续直线运动，而气流则会发生方向改变。
因此，水分粒子会因惯性作用而冲击在气液分离器内壁上，从而分离出来。
同时，气流中的水分也会因为速度减慢，而逐渐沉降到分离器的底部。
2.重力分离：在分离器的下部，会设置一个水收集器，它的作用是收集下沉的水分。
由于水分具有较大的密度，所以会在气液分离器内发生重力沉降，最终沉积在水收集器中。
同时，在水收集器的顶部，还会设置一个水排放装置，用于排放积水。
气液分离器通常由以下几个组成部分构成：入口管道、分离器壳体、水分离设备、水收集器和出口管道。
入口管道用于将含有水分的压缩空气引入分离器壳体。
分离器壳体通常是圆柱形或圆锥形的，内部经过精心设计，以提供最佳的分离效果。
水分离设备位于分离器壳体内部，它的设计结构有多种形式，包括滤网、过滤元件、旋流器等。
这些设备的作用是增加水分离的表面积，增加气流与水分接触的机会，从而提高水分离的效果。
水收集器位于分离器底部，用于收集下沉的水分。
它通常具有一个阻挡装置，用于阻止水从分离器内部被带出。
出口管道用于将分离出的干燥空气从分离器中排出，以供后续设备或工艺使用。
总的来说，压缩机气液分离器通过惯性分离和重力分离的原理，将压缩空气中的水分离出来，有效地保护了压缩机和后续设备的正常运行。
通过合理的设计和选用适当的分离策略，可以提高气液分离器的分离效果，从而获得更干燥的压缩空气。
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气液分离
一、气液分离的内容 二、分离方式 三、分离级数和分离压力的选择 四、油气分离器 五、油气水三相分离器 六、特殊分离器
2020/8/14
储运工程系
3
气液分离
气液分离的内容
气液分离包括两方面的内容： 1、平衡分离：组成一定的气液混合物，在一定的压 力、温度条件下，充分接触足够长的时间就会形成一 定比例和组成的气液两相，这种现象称为平衡分离。 平衡分离是一个自发过程，实际上就是相平衡。 2、机械分离：把平衡分离所得的气和液分开，用不 同的管线分别输送，称为机械分离。
vo
b
1
a
b
a vody
vo
Qo
2Lb
a
b a
dy r2 y2
Qo
2Lb a
b
sin
1
2
y D
a
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储运工程系
41
气液分离
气泡不被带出分离器的必要条件：气泡上升速度应大 于或等于分离器集液区任一液面的平均下降速度。
立式分离器
vdg vo
d 2g o g 4Qo
18o
D2
卧式分离器
d 2g o g
18o
b
Qo
2Lb
a
sin 1
2
y D
a
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储运工程系
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气液分离
原油停留时间
规范规定：非发泡原油在油气分离器内的停留时间 为1～3分钟，发泡原油为5～20分钟。
消泡方法： •降低分离器上游油气混合物的流速 •入口分流器应避免流体发生剧烈湍流，压降要小 •增大分离器集液区体积 •提高油气混合物的分离温度 •使用消泡剂
v2
500g d2g
1.74[ gd2
o g g
]0.5
1
d2
43.5 g g
g2 o g
3
当d≤d1时为层流，d1<d≤d2为过渡流，d>d2时为湍流。
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储运工程系
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图解法求油滴匀速沉降速度
CD
Re
2 4gd 3g o g
3
2 g
气液分离
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储运工程系
5
气液分离
2、连续分离 是指随油气混合物在管路中压力的降低，不断
地将析出的平衡气排出，直到压力降为常压，最后 进入储罐。
又称为微分分离或微分汽化，在实际生产中难 以实现。
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储运工程系
6
气液分离
3、多级分离 多级分离是指油气两相保持接触的条件下，压力降到
1 hD D
液位在一半直径
vgh
2Levgv D
vgv 0.75 ~ 0.8v
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储运工程系
35
气液分离
桑德斯-布朗系数法求气体匀速流速
vg KSB
o g g
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储运工程系
36
气液分离
按气体处理量确定分离器尺寸
已知重力沉降区气体允许流速和分离条件下的气
体处理量 对对于于立卧式式分分离离器器：：液Q面g 控 D4制2 v在gv ,一D 半直4Qvg径gv 处
4
hD
1 2
hD
hD2
1
sin1 2hD
1
1 2
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储运工程系
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从原油中分出气泡的计算
气泡匀速上升速度
vdg
d 2g o g 18o
气液分离
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储运工程系
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气液分离
液面平均下降速度
立式分离器
vo
D 4
2
Qo , vo
4Qo
D2
卧式分离器集液区某一液面的下降速度与其在集 液区的位置有关。
储运工程系
气液分离
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含水率与沉降时间的关系
气液分离
可见，开始原油含水率随时间迅速降低，大约20、 30分钟后含水率的降低趋于平缓，而且原油的相对密度 愈大，趋于平缓的时间愈长，原油含水率愈高。
用力。 • 气体的流动是稳定的，任意点流速不随时间而变化。
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储运工程系
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气液分离
油滴匀速沉降速度
重力
浮力
阻力
d3 6
o g
g
CD
d2
4
v2 2
g
6
d
3o
g
6
d
3g
g
R
CD
d2 4
v2 2
g
v 4gd o g
4CD g
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储运工程系
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阻力系数与雷诺数的关系
气液分离
CD
24 Re
3 R 0.5
e
0.34
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储运工程系
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气液分离
按相关式计算油滴匀速沉降速度
•设CD＝0.34，计算油滴匀速沉降速度 •由求得的油滴匀速沉降速度计算Re •由Re计算CD •由计算所得的CD计算油滴匀速沉降速度，与上一个计 算所得的油滴匀速沉降速度进行比较，若在控制误差 范围内，该计算所得的油滴匀速沉降速度即为欲求的 油滴匀速沉降速度 •否则，返回步骤②直至在控制误差范围内
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储运工程系
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气液分离
按停留时间确定分离器尺寸
在所要求的原油停留时间内，进入分离器的原 油量应与集液区的体积相等。
立式分离器：
4
D2ho
Qo tr
24 60
卧式分离器： 出油口不在底部，则
V
AL L
D2 4
mL
D2 mL Qo tr
4
24 60
V
AL L
D2 4
(m2
m1)L
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储运工程系
4
气液分离
分离方式
理论上，分离方式有三种：一次分离、连续分离和多 级分离。 1、一次分离
是指油气混合物的气液两相在保持接触的条件下逐渐 降低压力，最后进入常压储罐，在储罐内进行气液分离。
一次分离是在大罐内的一次平衡汽化，因此组分的分 离很不完善。
一次分离方式不能充分利用井口能量而在大罐全部卸 掉；而且油气同时进罐对油罐的冲击力很大；如果不收集 气体会造成严重浪费和污染。实际生产中并不采用。
储运工程系
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分离器的工艺计算
气液分离
从气体中分出油滴的计算 从原油中分出气泡的计算
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储运工程系
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气液分离
从气体中分出油滴的计算
油滴匀速沉降速度
油滴匀速沉降速度公式推导假设： • 油滴为球形，在沉降过程中既不破碎，也不与其它油
滴合并。 • 油滴与油滴，油滴与器壁以及与其它构件间无相互作
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储运工程系
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气液分离
多级分离效果分析（为什么多级分离优于一次分离？）
1、携带效应 2、压力愈高，重组分分子在气相中的浓度愈低，而在液 相中的浓度愈高。 3、气体排出越及时，以后携带蒸发的机会就越少，重组 分分子进入气相的机率就越小。
结论：连续分离所得的液体量最多，一次平衡分离 所得的液体量最小，多级分离居中。在多级分离中，级 数越多，液体的收率越大，液体的密度越小。
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储运工程系
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气液分离
分离压力的选择
克别尔Campbell级间压力比经验公式
R Pi1 n P1
Pi
Pn
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储运工程系
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气液分离
分离器的类型
按外型分：立式，卧式 按功能分：两相、三相、计量、缓冲分离器，涤气 器，闪蒸罐等 按压力分：真空（<0.1MPa）、低压（<1.5MPa） 、 中压（1.5～6MPa）、高压（>6MPa）分离器 按工作温度分：常温、低温分离器 按实现分离主要利用的能量分：重力式、离心式和 混合式
二级分离 分离条件：P1＝3.4MPa，P2＝0.44MPa，T＝49℃
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储运工程系
10
气液分离
多级分离与一次分离的比较
1. 多级分离所得的储罐原油收率高 2. 多级分离所得的原油密度小 3. 多级分离所得原油组成合理 4. 多级分离所得天然组成合理 5. 多级分离天然气的输送压力高
气液分离
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储运工程系
19
捕雾器工作原理
气液分离
流道曲折 绕流 惯性碰撞 凝聚 沉降
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储运工程系
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立式油气分离器
气液分离
与卧式分离器的不同： （1）气液界面 （2）气体流向和气体中液 滴的沉降方向 （3）出油口位置
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储运工程系
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分离器基本组成
入口分流器 重力沉降区 捕雾器 集液区 压力、液位控制部件 安全防护部件
1. 储罐中原油的收率 2. 储罐中原油的密度 3. 储罐中原油的组成是否合理 4. 天然气的组成是否合理 5. 天然气的输送压力
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储运工程系
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气液分离
储罐一次分离（L＝0.3974，V＝0.6026) 分离条件：P＝0.1MPa，T＝49℃
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储运工程系
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气液分离
油气集输
中国石油大学储运工程系 《油气集输》课程组
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储运工程系
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教学内容
➢ 绪论及油气集输流程 ➢ 油气性质和基础理论『上机计算：相平衡计算』 ➢ 矿场集输管路『实验：混输管路的流型和压降』 ➢ 气液分离 ➢ 原油处理 ➢ 原油稳定 ➢ 油田开发和开采