КП. Литературный обзор
Скачать 168.52 Kb.
|
2.3 Технологический расчет основного оборудования2.3.1 Блок электродегидраторовЦелью расчета является нахождение максимальной производительности электродегидратора и определение количества аппаратов. Основным аппаратом обезвоживания и обессоливания нефти считается электродегидратор. В отличии от отстойника он позволяет получать с содержанием воды до сотых долей процента. На современных установках используется наиболее эффективные горизонтальные электродегидраторы. В качестве электродегидратора примем горизонтальный цилиндрический аппарат ЭГ-200. Исходные данные для расчета: производительность G=154762 кг/ч; температура электрообезвоживания t=40°С; плотность нефти при 45°С ρн=820 кг/м 3; плотность воды при 45°С ρв=1006 кг/м 3; наименьший диаметр осаждающихся капель воды d=2,2·10-4 (принимаем). Найдем кинематическую вязкость при 45°С: μ45=4,965 мПа·с, м2/с Максимальная поверхность осаждения в выбранном аппарате составит: S=D·L, где D – внутренний диаметр аппарата, м; L – длина аппарата, м. S = 3,4·23,45 = 79,73 м2; Предположим, что Re< 0,4, при таком значении критерия Рейнольдса скорость осаждения капель воды в неподвижной среде определяется по формуле Стокса: , где g – ускорение свободного падения, м/с; =(2,2·10-4)2·9,81·(1012,215-828,218)/(18·5,940·10-6·828,218)= 0,00099 м/с; При использовании необходимо проверить значения Рейнольдса Re по формуле: Re = ·d/ Vн, Re = 0,00099·2,2·10-4·(5,940·10-6) = 0,0365; Критерий Re<0,4, следовательно, использование формулы Стокса справедливо. В качестве электродегидратора примем аппарат типа ЭГ-200 c характеристиками, представленными в табл. 2.7. Таблица 2.7 - Характеристика электродегидратора ЭГ-200
Скорость движения нефти Uн в электродегидраторе при нижней ее подаче определяется по формуле: Uн= hэ/τ, где hэ – высота слоя эмульсии, м; hэ=0,5·D-h1, где h1 – расстояние от дна электродегидратора до поверхности раздела фаз. Примем h1-1м, а время отстоя τ = 1час. Тогда: Uн= (0,5·3,4-1)/1= 0,7 м/ч = 0,00019 м/с; Фактическая скорость осаждения капель воды в потоке поднимающейся нефти составит: Uфакт= Uпок – Uн; Uфакт=0,00099-0,00019 = 0,00080 м/с; Максимальная производительность электродегидратора при данном режиме составит: Qмакс = Uфакт·S =0,00080·79,73= 0,0648 м 3/с = 233,28 м3/ч. Необходимое число параллельно работающих электродегидраторов определим по формуле: n = Qэм /Qмакс; Qэм = G/ρэм=388979,446 /835,815=465,390 м3/ч n= 465,390/233,28 = 1,995 Принимаем 2 стандартных горизонтальных электродегидратора типа ЭГ-200. Тепловой расчет электродегидратора. Целью расчета является определение количества тепла, уходящего в окружающую среду. В аппарате не протекают основные химические реакции с поглощением или выделением тепла. На установке 2 электродегидратора, следовательно поток эмульсии через аппарат будет равен: Gэг=G/n= 388979,446/2 = 194489,723кг/ч в том числе: - нефть – Gн= 0,9495·194489,723= 184661,477 кг/ч; - вода – Gв= 0,0505·194489,723= 9828,246 кг/ч. Температуру эмульсии, подаваемой на обезвоживание и обессоливание примем равной 40°С, температуру товарной нефти на выходе из электродегидратора 35°С, температура выходящей пластовой воды 40°С. Определим количество тепла входящего в аппарат: Аналогично найдем количество тепла, уносимого из аппарата с товарной нефтью и водой. где - энтальпии нефти в жидком состоянии на входе и выходе из электродегидратора; – энтальпии воды в жидком состоянии на входе и выходе из электродегидратора. Qвых.н= 0,998·184661,477·75,464+0,002·184661,477·167,45=13969266,24 кДж/ч. Qвых.в= 0,999·9828,246·167,45+0,001·9828,246·75,464= 1644835,76 кДж/ч. Потери тепла в окружающую среду: Qпот =17463354,74-13969266,24-1644835,76=1849252,74 кДж/ч. Результаты расчета сводим в таблицу 2.8. Таблица 2.8 - Тепловой баланс электродегидратора
Расчет штуцеров электродегидратора. Диаметр штуцеров рассчитываем по уравнению расхода: , где – скорость продукта, принимается 1-3 м/с; V- объемный расход продукта, м3/с. Расчет штуцера входа эмульсии в электродегидратор. Расход эмульсии составляет: V = Qнотс/(n·3600·ρэм)= 388979,446 /(2·3600·835,815) = 0,0646 м 3/с, где n – количество электродегидраторов. Скорость эмульсии принимаем 1 м/с. Принимаем Dу = 300 мм. Расчет штуцера выхода воды. Расход воды составляет: . Принимаем скорость воды = 0,6 м/с. м. Принимаем Dу = 80 мм. Расчет диаметра штуцера выхода товарной нефти. Расход товарной нефти составляет: Принимаем скорость товарной нефти = 1,5 м/с. Принимаем Dу = 250 мм. Список использованной литературы 1. Ахметов, С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. [Текст]/ С.А. Ахметов. – Уфа: "Гилем", 2012. – 672 с. 2. Эрих, В.Н. Химия и технология нефти и газа: Учеб. для техникумов. [Текст]/ В.Н. Эрих, М.Г. Расина, М.Г. Рудин. – 3-е изд., перераб. – Л.: "Химия", 1985. – 408 с. 3. Мановян, А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. [Текст]/ А.К. Мановян. – М.: "Химия", 2001. – 586 с. 4. Суханов, В.П. Переработка нефти. [Текст]/ В.П. Суханов. – М.: "Высшая школа", 1979. – 335 с. 5. Судо, М.М. Нефть и горючие газы в современном мире. [Текст]/ М.М. Судо. – М.: "Недра", 1984. – 347 с. 6. Савченков, А.Л. Химическая технология промысловой подготовки нефти: Учебное пособ. [Текст]/ А.Л. Савченков. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. – 180 с. 7. Лутошкин, Г.С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды к транспорту. [Текст]/ Г.С. Лутошкин. – М.: Недра, 1972. – 324 с. 8. Савченков, А.Л. Графическая часть курсового и дипломного проекта: Методические указания для студентов специальностей 250100 – "Химическая технология органических веществ" и 170500 – "Машины и аппараты химических производств" очной и заочной форм обучения. [Текст]/ А.Л. Савченков. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. – 31 с. |