Газ және сұйық бойынша тік гравитациялық айырғыштың өткізу қабілетін есептеу

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы: Айырғыштарды газ және сұйық бойынша өткізу қабілетіне есептеу.

1 Айырғыштарды газ және сұйық бойынша өткізу қабілетіне есептеу

Теориялық бөлім

Кез-келген түрдегі мұнай-газ айырғыштарының жұмысына мынадай факторлар әсер етеді:

Мұнайдың физика-химиялық қасиеттері. Тығыздығы жоғары, тұтқыр мұнайларда тұрақты мұнай эмульсиясындағыдай газ көбіктерінің сұйықтан бөлінуі және көтерілуі өте баяу жүреді. Мұндай айырғыштардың өткізу қабілеті өте төмен болады. Ал, сұйықпен бірге ілесіп кететін газ көбіктерінің мөлшері өте көп болады.
Айырғыштағы мұнай деңгейінің көтерілу жылдамдығы. Айырғышқа қосылған ұңғылардың өнімділігі қаншалықты жоғары болса, айырғыштағы сұйықтың көтерілу жылдамдығы да соғұрлым жоғары болады. Бұл газ көбіктерінің бөлініп шығуы сұйықтың көтерілу деңгейінен кейіндеп қалуына әкеледі.

Осыған байланысты олар мұнай ағынына ілесіп айырғыштан шығып кетеді. Өз кезегінде газ фазасындағы мұнай тамшылары мұнай деңгейіне ілесе алмай айырғыштан тысқары газбен ілесіп шығады. Осы аталғандардың барлығы айырғыштың жұмысын төмендетеді.

Айырғыштағы қысым мен мұнайдың температурасы. Айырғыштағы қысым қаншалықты жоғары болса, газ тығыздығы соншалықты үлкен болады. Ал, бұл мұнайдағы газ көбіктерінің қалқып шығуын және газ ағынындағы мұнай тамшыларының құлау жылдамдығын азайтып, айырғыштың жұмысын нашарлатады. Айырғыштағы температураны ұлғайту мұнайдың тұтқырлығын төмендетеді. Осының әсерінен мұнай мен газдың бөлінуі жақсарады.
Мұнайдың көбіктену қасиеті және көбіктің тұрақтылығы. Көпіршіктенетін мұнай өте қиын айырылады және айырғыштардағы тұрақты көбіктердің түзілуін болдырмау үшін қолданылатын тиімді заттардың жоқтығы.
Ішкі құрылғының конструктивті элементтері. Олардың жоғарыда аталғандай түрлері өте көп және айыру процесіндегі алатын орны едәуір маңызды.
Мұнайдың сулануы. Мұнайдағы судың болуы тұрақты эмульсиялардың түзілуіне әкеледі.

Осылайша, көріп отырғанымыздай айырғыштың өткізу қабілетіне көптеген факторлар әсер етеді, оларды ескеру мен бақылау қиынға соғады.

1. 2 Газ бойынша тік гравитациялық айырғышты есептеу

Гравитациялық режимде жұмыс жасайтын айырғыштарда газ ағынынан сұйық тамшыларының шөгуі ауырлық күші әсерінен болады. Сұйық тамшыларынан және қатты қоспалардан газды жоғары дәрежеде тазалау үшін айырғыштағы газ ағыны қозғалысының есептік жылдамдығы газ ағынында ауырлық күші әсерінен қозғалатын сұйық және қатты қоспалардың шөгу жылдамдығынан аз болуы керек:

ω _г < ω; (1)

ω _г - айырудың берілген термодинамикалық жағдайындағы қондырғыдан шығатын газ ағысының жылдамдығы, м/с;

ω - газ ағынындағы сұйық тамшыларының шөгу жылдамдығы;

Айырудың қысымы мен температурасын ескере отырып, тік айырғыштағы шығатын газ ағысының жылдамдығын, газдың көлемдік шығынының шамасын және қондырғының диаметрін біле отырып, газ ағысының жылдамдығын былай есептейміз:

ω _г = Vo* Po* T * z / 86400 * F * P * To; (2)

Vo - қалыпты жағдайдағы газ көлемінің шығыны, м³/тәу. ;

F - айырғыш қимасының ауданы, м²:

F = π * D² / 4;

D - диаметрі; Po - атмосфералық қысым; P - айыру қысымы; Т - айыру температурасы; z - реалды газ қасиетінің идеал газ қасиетіне ауысуын сипаттайтын жоғары сығымдылық коэффициенті; Т = 273 К;

(2) -ші формулаға сандық өзгертулер жасап, мынаны аламыз:

ω _г = 5, 47 * 10 ^-3 * Vo * T * z / D² * P; (3)

Газ ағысындағы сұйық тамшыларының немесе қатты бөлшектерінің шөгу жылдамдығын есептеу кезінде мына шарттар қабылданады:

бөлшектердің пішіні шар тәрізді;
газ қозғалысы қалыптасқан (яғни, айырғыштың кез-келген нүктесіндегі газ ағынының жылдамдығы тұрақты) ;
газ ағынындағы бөлшектердің қозғалысы еркін, яғни, олар бір-бірімен соқтығыспайды.

Осы айтылғандарға байланысты шар пішінді бөлшектердің шөгу жылдамдығын Стокс формуласымен анықтаймыз:

ω = d ² м * (ρс - ρг) * g / 18 * μг; (4)

Мұндағы ω - газ ағысындағы бөлшектердің шөгу жылдамдығы, м/с; d - бөлшектің диаметрі, м; ρс және ρг - айыру қысымы мен айыру температурасындағы, сәйкесті сұйықтар мен газдардың тығыздықтары, кг/м³; μг - айыру қысымы мен айыру температурасындағы (айырғыштағы) газдың динамикалық тұтқырлығы, Па*с.

Кейбір жағдайларда газдың кинематикалық тұтқырлығын қолданамыз:

ω = d ² * (ρс - ρг) * g / 18 * νг * ρг; (5)

νг - айырғыштағы кинематикалық тұтқырлық, м²/с.

Практикалық есептерде мына жағдай қабылданады:

ω = 1, 2ω _г ; (6)

(3) -ші теңдеудің және (5) -ші теңдеудің мәндерін (6) -шы теңдеуге қоя отырып, келесі теңдеуді аламыз:

d ² * (ρс - ρг) * g / 18 * νг * ρг = 1, 2 * 5, 47 * 10 ^-3 * Vo * T * z / D² * P; (7)

Vo = 84 * D² * P * d² * (ρс - ρг) / T * νг * ρг * z; (8)

Vo = 84 * D² * P * d² * (ρс - ρг) / T * μг * z; (8)

Бұл формуланы қолдана отырып, газ-сұйық қоспасындағы барлық сұйық және қатты бөлшектердің қондырғының жинақтау секциясына тұнады (шөгеді) деген кепілдікпен айырғыштың газ бойынша өткізу қабілетін есептеуге болады.

Сұйық бойынша тік гравитациялық айырғышты есептеу

Айырғыштардың сұйық бойынша өткізу қабілетін бақылаудағы мақсат - айырғыштан мұнай мен газ көбіктерін болдырмау қажеттілігінен туындайды.

Сұйықпен ілесетін газ көбіктерінің мөлшері мына факторларға байланысты:

сұйық тұтқырлығына;
айыру қондырғысындағы қысымға;
айырғыштағы сұйық деңгейінің көтерілу жылдамдығына.

Сұйық бойынша айыру қондырғыларын есептеу газ көбіктерінің қалқып шығу жылдамдығынан аз болатын сұйық деңгейінің көтерілу жылдамдығын алуға негізделген:

ω _с < ω _г ; (9)

Сұйықтағы газ көбіктерінің қалқып шығу жылдамдығын Стокстың формуласымен анықтаймыз: