уп 02. УП 18.02.09 КУЛЕШОВА. Учебная практика

• Название: Учебная практика
• Анкор: уп 02.01
• Дата: 14.03.2022
• Размер: 0.56 Mb.
• Имя файла: УП 18.02.09 КУЛЕШОВА.docx
• Тип: Отчет; #395413
• страница: 2 из 3

= Н₁ – количество товарной нефти из блока электродегидраторов, кг/ч;

= В₁ – количество пластовой воды из блока электродегидраторов, кг/ч.

Составим систему уравнений:

0,948·Q_н = 0,998·Н₁ + 0,001·В₁ (2)

0,052·Q_н = 0,999·В₁ + 0,002·Н₁ (3)

Решая эту систему, получаем:

Н₁ = 389681,67 кг/ч

В₁ = 20761,58 кг/ч

Таким образом, получили следующее массовое распределение потоков на выходе из блока электродегидраторов:

товарная нефть: = 389681,67 кг/ч, в том числе:

нефть – 0,998· = 0,998 · 389681,67 =388902,306 кг/ч

вода – 0,002· = 0,002 · 389681,67 = 779,363

пластовая вода = 20761,58кг/ч, в том числе:

вода – 0,999· = 0,999·20761,58 =20740,818

нефть – 0,001· = 0,001·20761,58 =20,761

Расчет материального баланса электродегидратора выполнен правильно при соблюдении равенства:



410256,410 кг/ч



389681,67 + 20761,58 = 410433,25

Расчетные данные занесены в таблицу 3.

Таблица 3 - Материальный баланс блока электродегидраторов

Наименован ие	Приход					Расход
	% масс	кг/ч	тыс т/г				% масс	кг/ч	тыс т/г
Некондиц. нефть, в том числе:					Некондиц. нефть, в том числе:		95,13
нефть	94,8	410256,410	3200		Нефть		99,80	388902,306	3033,43
Вода	5,2	21333,333	166,4		Вода		0,20	779,363	6,08
					Итого		100,00	389681,67	3039,51
					Пластовая вода, в том числе:		4,87
					Вода		99,90	20740,818	161,8
					Нефть		0,10	20,761	0,161
					Итого		100,00	20761,58	161,940
ИТОГО	100,00	431589,743	3366,4		ИТОГО		100,00	410433,25	3201,37

2.2 Конструктивный расчет

Исходные данные:

- производительность установки 3200 тыс. т/год;

- температура в электродегидраторе 110 ;

- диаметр наименьших капель воды d=1,7 • м;

- плотность нефти при 20℃ 867,2 кг /м³;

- плотность нефти при 110℃ 805,46 кг /м³;

- плотность воды при 20℃ 1032 кг /м³;

- плотность воды при 110℃ 987 кг /м³;

- кинематическая вязкость нефти при 20℃ 15,72 мм²/с (1,572 м²/с);

- кинематическая вязкость нефти при 50℃ 7,24 мм²/с (7,24 м²/с);

- кинематическая вязкость нефти при 110℃ 0,76 10^-6 м²/с;

- обводненность сырой нефти – 5,2 % мас.;

- диаметр наименьших капель воды, осаждающихся в отстойнике (D кв ), м; D кВ = 1,5 м.

Решение:

Принимаем стандартный электродегидратор 2ЭГ-200-10

Характеристики аппарата:

- диаметр (Dэд) 3,4м;

- длина (Lэд) 23,45 м;

- рабочее давление – 1 МПа;

- расстояние от дна электродегидратора до поверхности раздела фаз принимаем равным 1 м;

- время отстоя принимаем равным 40 минутам (0,67ч).

Рассчитаем поверхность осаждения в аппарате:

Sэд= Dэд Lэд, (3)

где Dэд– диаметр электродегидратора, м;

Lэд– длина электродегидратора, м.

Sэд = 3,4 23,45 = 79,73 м²

Рассчитаем скорость осаждения капель воды:



Рассчитаем критерии Re:





Поскольку критерии Re менее 0,4-2,0, использование формулы Стокса для определения скорости осаждение справедливо.

Рассчитаем скорость движения нефти в электродегидраторе:



где







Рассчитаем фактическую скорость осаждения капель воды в потоке поднимающейся нефти по разнице

,



Рассчитаем объемную производительность электродегидратора:

,



Скорость движения нефти в электродегидраторе ( =0,0003м/с) ниже скорости осаждения капель воды ( =0,0035м/с) более чем в 7 раз. Следовательно, условия в электродегидраторе обеспечивают отделение воды от нефти.

Рассчитаем плотность эмульсии при температуре в отстойнике (электродегидраторе) :

,

где - плотность эмульсии при 120 °С, кг/

– плотность нефти при 120°С, кг/ 834,3275 кг/

– плотность воды при 120°С, кг/ 1017,9485 кг/

– обводненность нефти на входе в отстойник, в массовых долях от единицы,



Рассчитаем массовую производительность электродегидратора:





Рассчитаем необходимое число электродегидраторов на одной ступени из соотношения





Принимаем число электродегидраторов равным 1

2.3 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 = 410256,410 /(1·3600·841,31)= 0,076м³/с,

где n – количество электродегидраторов.

Скорость эмульсии принимаем 1 м/с.



Принимаем Dу = 350 мм.

Расчет штуцера выхода воды

Расход воды составляет:



Принимаем скорость воды  = 0,6 м/с



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 м

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

3.1 Электродегидраторы и их классификация

Электродегидраторы классифицируются по следующим основным признакам:

1 по применению электрических полей переменного и постоянного тока. В настоящее время электродегидраторы работают в основном с полями переменного тока, как в промысловых, так и в нефтезаводских установках подготовки нефти. Наряду с эффективностью обработки водонефтяных эмульсий В/Н (вода в нефти) с большой обводненностью в полях переменного тока такие системы имеют более простое и доступное электрооборудование.

2 по вводу нефти в электродегидратор.

В отечественной и зарубежной промышленной практике подготовки нефти получили распространение две принципиально разные системы ввода нефти в электродегидратор -- в нижнюю часть аппарата и непосредственно в межэлектродное пространство. Установлено, что аппараты с нижним вводом эффективно эксплуатируются и дают лучшие результаты по качеству нефти при обработке нефтей легкой и средней плотности. Электродегидраторы с межэлектродным вводом эмульсии (без нижней подачи) также эффективно работают при увеличении объема электрического поля за счет введения дополнительной площади электродов (электродегидраторы 2ЭГ160/3, 2ЭП60-2 и др.) и могут иметь меньшие габариты. Серией исследований установлено, что очистка от воды и солей существенно повышается при комбинированном вводе эмульсии в аппарат, когда организуется одновременная раздельная подача около 2/3 нефти (по производительности) в подэлектродную зону и около 1/3 в межэлектродную зону.

Характерной особенностью электродегидраторов с двумя раздельными вводами является их универсальность. Она позволяющая при необходимости эксплуатировать эти аппараты только с нижней подачей, когда обрабатывается легкая (по плотности) и мало обводненная нефть, или только с верхней подачей при высоко обводненной нефти средней плотности; высоковязкие нефти обрабатываются в аппаратах, как правило, с нижним и верхним вводами.

3 по конструктивным особенностям. Различают несколько видов электродегидраторов: вертикальные, шаровые и горизонтальные.

3.2 Конструкция электродегидраторов

В нефтяной промышленности для обессоливания и обезвоживания эмульсионной нефти чаще всего используют электродегидраторы:

1. 
   вертикальные
   
2. 
   горизонтальные
   
3. 
   шаровые
   

3.2.1 Вертикальные электродегидраторы

Вертикальный электродегидратор представляет собой цилиндрический сосуд диаметром 3 м, высотой 5 м и объемом 30 м³. Внутри находятся электроды — металлические пластины, подвешенные на фарфоровых изоляторах. Напряжение подается к электродам от двух повышающих трансформаторов мощностью по 5 кВ·А. Напряжение между электродами от 15 до 33 кВ.

Сырье вводится в электродегидратор через вертикальную, вмонтированную по оси аппарата трубу, которая на половине высоты дегидратора заканчивается распределительной головкой. Головка устроена так, что через ее узкую кольцевую щель эмульсия нефти и воды вводится в виде тонкой веерообразной горизонтальной струи. Обработанная нефть выводится в центре верхнего днища электродегидратора, а отстоявшаяся вода — через нижнее днище.

Недостатком вертикальных электродегидраторов, приведшим к их вытеснению более современными конструкциями, является низкая производительность, недостаточно высокая температура обессоливания. Из-за низкой производительности на установках ЭЛОУ приходилось соединять параллельно 6—12 аппаратов.

Эскиз вертикального электродегидратора представлен на рисунке 1.



Рисунок 1 – Вертикальный электродегидратор
3.2.2 Горизонтальный электродегидратор

Ввод сырья в горизонтальный электродегидратор осуществляется через расположенный вдоль аппарата горизонтальный маточник. Поступая в аппарат, нефть попадает в слой отстоявшейся воды, а затем — в зону под электродами, в межэлектродное пространство, и, наконец, в зону над электродами. В верхней части дегидратора располагаются выкидные коллекторы обработанной нефти. Достоинством этой конструкции является большой путь движения нефти и время ее пребывания в аппарате, так как ввод сырья расположен значительно ниже, чем в других электродегидраторах. При этом значительно улучшаются условия отстаивания воды.

Кроме того, в горизонтальном электродегидраторе крупные частицы воды выпадают из нефти еще до попадания в зону сильного электрического поля, расположенную в межэлектродном пространстве. Поэтому в нем можно обрабатывать нефть с большим содержанием воды, не опасаясь чрезмерного увеличения силы тока между электродами..