Главная страница
Навигация по странице:

  • 1 Цель и задачи работы

  • 2 Теоретические положения

  • Список использованных источников

  • «Дальневосточный федеральный университет» ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

  • Департамент нефтегазового дела и нефтехимии ОТЧЕТ по лабораторной работе № 8

  • «Сепаратор для разделения конденсата отстаиванием»

    		•

    Сепаратор. 8_ПиЭБ в НГК_ЛР_Сепаратор 1. Лабораторная работа 8 по дисциплине Промышленная и экологическая безопасность на объектах нефтегазового комплекса


    Скачать 227.56 Kb.
    НазваниеЛабораторная работа 8 по дисциплине Промышленная и экологическая безопасность на объектах нефтегазового комплекса
    АнкорСепаратор
    Дата20.11.2021
    Размер227.56 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла8_ПиЭБ в НГК_ЛР_Сепаратор 1.docx
    ТипЛабораторная работа
    #277065

    Самко Наталья Андреевна


    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
    по дисциплине «Промышленная и экологическая безопасность
    на объектах нефтегазового комплекса»

    СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КОНДЕНСАТА ОТСТАИВАНИЕМ

    Владивосток

    2020

    Оглавление


    1 Цель и задачи работы 3

    2 Теоретические положения 3

    2.1 Общие положения 3

    2.2 Принцип действия и схема сепаратора 4

    2.3 Расчет сепаратора 5

    3 Исходные данные 6

    4 Контрольные вопросы 8

    5 Содержание отчета 8

    Список использованных источников 9

    Приложение А 10


    1 Цель и задачи работы


    Цель работы: освоить методику расчета сепаратора для разделения конденсата отстаиванием, приобрести навыки выполнения инженерных расчетов.

    Задачи работы:

    1. Рассмотреть схему сепаратора.

    2. Изучить принцип действия оборудования.

    3. Произвести расчет сепаратора для разделения конденсата отстаиванием в соответствии с предложенным вариантом.

    4. Проанализировать полученные результаты.

    5. Оформить отчет по лабораторной работе.

    2 Теоретические положения

    2.1 Общие положения


    Для механического разделения водонефтяной эмульсии применяются сепараторы, отстойники, центрифуги и фильтры. Этот способ относится к одному из наиболее простых в техническом плане. Для его осуществления не требуется сложных производственных решений: процесс основывается на физических свойствах жидкостей и силе гравитации.

    Водонефтяные эмульсии – термодинамически неустойчивые системы, постоянно стремящиеся к равновесному состоянию с минимумом поверхности раздела между фазами. Площадь поверхности раздела минимальна при расслоении фаз.

    Эмульсия имеет двухкомпонентный состав, который представляет собой нерастворимые друг в друге жидкости. Это может быть как «вода в нефти», так и «нефть в воде»: отличие заключается в преобладающей среде, то есть одна является сплошной, а вторая – дисперсной, и наоборот. Молекулы дисперсной среды как бы обволакивают молекулы сплошной (рисунок 1).


    Рисунок 1 – Водонефтяные эмульсии:
    1 – нефть, дисперсная среда, 2 – вода, дисперсная фаза, 3 –оболочка
    Водонефтяная эмульсия является нестабильным составом, склонным к расслоению. Разделение ее может происходить как естественным путем, так и при обязательном применении технологий ее разрушения в связи с присутствием в ней эмульгаторов – веществ, расположенных на «оболочке» и препятствующих коалесценции частиц. Это могут быть как естественные эмульгаторы, так и твердые взвешенные включения, которые снижают эффективность расслоения.

    На скорость и темп разделения эмульсии влияет диаметр частиц воды (чем они больше, тем быстрее отделятся от капель нефти) и плотность нефти.

    2.2 Принцип действия и схема сепаратора


    В сепараторе непрерывного действия жидкая фаза, представляющая собой смесь жидких веществ, расслаивается вследствие различия плотностей присутствующих в смеси веществ: легкая часть поднимается вверх и отводится через штуцер 5, а тяжелая опускается вниз и уходит через трубу 4 и штуцер 3.

    Принципиальная схема сепаратора представлена на рисунке 2.



    Рисунок 2 – Схема сепаратора:
    1 – корпус сепаратора; 2 – штуцер для подачи смеси жидкостей;
    3 – штуцер для отвода нижнего слоя жидкости; 4 – труба для отвода нижнего слоя жидкости; 5 – штуцер для отвода верхнего слоя жидкости;
    6 – штуцер для отвода воздуха
    Производительность сепараторов зависит от физико-химических свойств эмульсии (суспензии): плотности, размеров частиц и вязкости фаз.

    2.3 Расчет сепаратора


    Определим скорость всплывания частиц бензина , используя выражение для критерия Архимеда :



    где – диаметр шарообразной частицы, м;

    – плотность воды, кг/м3;

    – плотность вещества частицы (бензин), кг/м3;

    – динамический коэффициент вязкости среды, Пас;

    g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

    По известному критерию Архимеда можно определить режим движения частиц и значение критерия Рейнольдса :

    • для ламинарного режима 36:



    • для переходной области осаждения 36 83000:



    • для автомодельной области 83000:



    Критерий Рейнольдса определяется выражением:



    откуда получим выражение для определения скорости всплывания , м/с:



    Определим время отстаивания , с:



    где – рабочая высота отстойной части, м. Примем рабочую высоту отстойной части 1 м.

    Объем , м3, отстойной части сепаратора равен:



    Определим площадь поперечного сечения F, м2, отстойной части сепаратора:



    Диаметр , м, сепаратора равен:


    3 Исходные данные


    В соответствии с заданным вариантом (таблица 1) рассчитать сепаратор для разделения конденсата (смеси воды и бензина) отстаиванием.

    Условные обозначения:

    – расход конденсата, м3/ч;

    – размер частиц бензина, мкм.

    Для всех вариантов принять следующее:

    1. плотность водонефтяной эмульсии 830 кг/м3;

    2. плотность бензина 770 кг/м3;

    3. плотность нефтяных частиц 989 кг/м3;

    4. динамический коэффициент вязкости среды 1,005 ∙ 10-3 Па∙с.



    Таблица 1 – Исходные данные

    Номер варианта
    , м3/ч
    , мкм

    1
    440
    13

    2
    460
    13

    3
    480
    13

    4
    500
    14

    5
    520
    14

    6
    540
    14

    7
    440
    11

    8
    340
    11

    9
    360
    11

    10
    380
    12

    11
    400
    12

    12
    420
    12

    13
    560
    15

    14
    580
    15

    15
    600
    15

    16
    620
    16

    17
    640
    16

    18
    660
    16

    19
    680
    17

    20
    700
    17

    21
    720
    17

    22
    140
    8

    23
    160
    8

    24
    180
    8

    25
    200
    9

    26
    220
    9

    27
    240
    9

    28
    260
    10

    29
    280
    10

    30
    300
    10


    Результаты расчета сепаратора для разделения конденсата (смеси воды и бензина) отстаиванием представлены в таблице 2.
    Таблица 2 – Результаты расчета сепаратора

    Показатель
    Обозначение
    Величина

    Вариант 31

    Скорость всплывания частиц бензина, м/с





    Время отстаивания, с





    Объем отстойной части, м3





    Площадь поперечного сечения отстойной части, м2





    Диаметр сепаратора, м







    4 Контрольные вопросы


    1. Что представляет собой водонефтяная эмульсия?

    2. Какое оборудование применяется для механического разделения водонефтяной эмульсии?

    3. Каким образом происходит разделение водонефтяной эмульсии?

    4. Раскройте принцип действия сепаратора для разделения жидких фаз отстаиванием.

    5. От каких показателей зависит производительность сепараторов?

    6. По какой формуле определяется скорость всплывания бензина при его сепарации?

    7. Как определить площадь поперечного сечения и диаметр сепаратора?



    5 Содержание отчета


    Отчет по лабораторной работе должен содержать:

    1. титульный лист (приложение А);

    2. цель и задачи работы;

    3. схему сепаратора;

    4. принцип действия оборудования;

    5. исходные данные для задания (в табличной форме, с указанием варианта);

    6. расчет сепаратора для разделения конденсата отстаиванием;

    7. сводную таблицу полученных результатов;

    8. выводы, анализ полученных результатов.

    При оформлении расчетной части отчета необходимо указать определяемую величину; привести расчетную формулу с последующей расшифровкой всех составляющих формул и указанием их размерности; подставить значения составляющих в формулу и привести конечный результат с указанием единиц измерения.

    Все расчеты оформлять с использованием редактора формул.

    Список использованных источников


    1. Ветошкин А.Г. Основы процессов инженерной экологии. Теория, примеры, задачи: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2014. – 512 с. (+ CD). – (Учебники для вузов. Специальная литература).

    2. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе : [учебное пособие] / В. В. Тетельмин, В. А. Язев. – Долгопрудный : Интеллект, 2009. – 351 с.

    3. Родионов, А.И. Охрана окружающей среды: процессы и аппараты защиты гидросферы : учебник для среднего профессионального образования / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, В.Г. Систер. – 5-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство Юрайт, 2018. – 283 с.

    Приложение А




    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

    «Дальневосточный федеральный университет»


    ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


    Департамент нефтегазового дела и нефтехимии

    ОТЧЕТ

    по лабораторной работе № 8
    по дисциплине «Промышленная и экологическая безопасность
    на объектах нефтегазового комплекса»
    на тему «Сепаратор для разделения конденсата отстаиванием»



    Выполнил(а) студент(ка)
    гр. Б3118-21.03.01срстт(1)

    ___________ И.О. Фамилия

    Проверила ст. преподаватель

    ___________ Н.А. Самко

    _______________________

    (оценка)

    «_____» ________________ 2021 г.



    Владивосток

    2021

    написать администратору сайта