【正文】 氣相數(shù)量較少 ， 重組分在氣相中的濃度也較低； 如果在較高的壓力下把已分離成為氣相的氣體排出 ， 減少了體系中具有較高能量的輕組分分子 ， 即改變了體系的組成 ， 則在壓力進(jìn)一步降低時就減少了重組分分子被輕組分分子的撞擊 、 攜帶的機(jī)率 。 氣體排出越及時 攜帶效應(yīng) 減少 。 結(jié)論 連續(xù)分離所得的液體量最多 ， 一次平衡分離所得的液體量最小 ， 多級分離居中 。 在多級分離中 ， 級數(shù)越多 ，液體的收率越大 ， 液體的密度越小 。 分離效果的影響因素 ? 石油組成 ? 分離級數(shù) ? 分離壓力 ? 分離溫度 分離壓力的影響 對相同的分離級數(shù) ， 分離壓力不同其分離效果也是不同的 。 實(shí)驗(yàn)證明 ，存在著一個最優(yōu)的分離壓力 。 分離級數(shù)的制約因素 ? 經(jīng)濟(jì)約束：投資 、 維修費(fèi)用 ? 集輸管網(wǎng)壓力的約束 ? 石油性質(zhì)也有影響 分離級數(shù)的選擇原則 ? 根據(jù)油氣比的高低來選擇，油氣比高應(yīng)增多分離級數(shù) ? 根據(jù)井口壓力進(jìn)行選擇，井口壓力高的應(yīng)增多級數(shù) ? 根據(jù)原油的相對密度進(jìn)行選擇，隨著相對密度的降低，應(yīng)適當(dāng)增加級數(shù)。 推薦分離級數(shù) 參考條件 選用 分離級數(shù) 井口壓力 原油密度 油氣比 低 高 低 二級 中 中 中 三級 高 低 高 四級 分離壓力的選擇 11?? nnPPR10?? pR分離器的類型 ? 按外型分 ? 按功能分 ? 按壓力分 ? 按工作溫度分 ? 按實(shí)現(xiàn)分離主要利用的能量分 臥式分離器的結(jié)構(gòu) ? 入口分流器 ? 集液部分 ? 重力沉降部分 ? 除霧器 入口分流器功能 ? 減小流體動量，有效地進(jìn)行氣液初步分離 ? 盡量使分出的氣液在各自的流道內(nèi)分布均勻 ? 防止分出液體的破碎和液體的再攜帶 入口分流器類型 集液部分 ? 使原油中攜帶的氣泡上浮至液面并進(jìn)入氣相 ? 使原油在分離器中有一定的停留時間 ，使其充分接觸 ， 接近氣液平衡狀態(tài) ? 集液部分也提供緩沖容積 ， 起到緩沖作用 ， 用來均衡進(jìn)出分離器原油流量的波動 重力沉降部分 氣體通過重力沉降部分 ， 被氣流攜帶的油滴在此部分靠重力降至氣液界面 ， 未沉降至液面的粒徑更小的油滴隨氣體流經(jīng)捕霧器除去 。 捕霧器 ? 網(wǎng)墊除霧器 ? 拱板除霧器 ? 波紋板除霧器 捕霧器 ? 迪克松板捕霧器 ? 填料式捕霧器 ? 離心式捕霧器 除霧器碰撞分離工作原理 碰撞 、 凝聚： 折板式 ， 金屬絲網(wǎng) 臥式分離器的工作原理 入口分流器 : 油 、 氣流向和流速突然改變 ， 使油氣得以初步分離 集液區(qū) :分離與緩沖 捕霧器 :聚結(jié) 、 合并成大油滴 ， 在重力作用下流入集液區(qū) 分離器工作壓力 :氣體出口管線上的控制閥控制 液位 :液體排出管上的控制閥控制 立式分離器 基本結(jié)構(gòu)與臥式分離器相同 ，與臥式分離器不同的地方是： （ 1）氣液界面較小 （ 2）氣體流向和氣體中液滴的沉降方向相反 。 分離器的基本組成 ? 入口分流器 ? 重力沉降區(qū) ? 集液區(qū) ? 捕霧器 ? 壓力、液位控制 ? 安全防護(hù)部件 立、臥式分離器的比較 臥式優(yōu)點(diǎn)： ? 氣中油滴易沉降 ， 氣體處理量大 ， 處理成本低 ，適于氣油比較高的混合物 ? 氣液界面大 ， 有較好的油氣分離效果 ? 安裝 、 制造 、 維修方便 ， 可以作成撬裝式 立式優(yōu)點(diǎn)： ? 占地少 ， 適用于海洋采油 ? 適合于處理含固體雜質(zhì)較多的油氣混合物 ， 可以在底部設(shè)置排污口定期排放和清除固體雜質(zhì) ? 液位控制靈敏 影響分離性能的因素 ? 油氣最大、最小和平均流量 ? 分離壓力和溫度 ? 油氣混合物進(jìn)入分離器時形成段塞流的傾向 ? 油氣物性 ? 原油發(fā)泡傾向 ? 砂、鐵銹等固體雜質(zhì)含量 ? 油氣混合物的腐蝕性等 分離器的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) ? 接近氣液平衡的程度 ? 機(jī)械分離效果 ?氣體帶液率 Ko ?液體帶氣率 Kg ? 原油在分離器中的停留時間 ? 氣體允許最大流速 121212100%100%ooooggggGGGGGG????????分離器的工藝計算 ? 從氣體中分出油滴的計算 ? 從原油中分出氣泡的計算 油滴勻速沉降速度公式的假設(shè)條件 ? 油滴為球形 ， 在沉降過程中即不能破碎 ， 也不與其它油滴合并 ? 油滴與油滴 ， 油滴與分離器壁以及與其它構(gòu)件間無相互作用力 ? 氣體的流動是穩(wěn)定的 ， 截面上任意點(diǎn)流速不隨時間而變化 ? 作用在油滴上各種力的合力為零 ，油滴勻速沉降 油滴的勻速沉降速度的推導(dǎo) 油滴在氣體中所受的重力為： ? ?36 ogdFg? ????油滴在氣體中所受阻力： 2242DgdvRC ? ??油滴做勻速運(yùn)動時 ， F=R， 即： ? ?3 2 26 4 2o g D gd d vgC??? ? ??? ? ?43ogDggdvC?????阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系 按相關(guān)式計算沉降速度 ? 設(shè) CD ＝ ， 由 的計算式計算該油滴的 ? 由求得的 求 Re ? 由 Re按上式求 CD ? 由求 CD求 ， 與上一個 進(jìn)行比較 ， 若在控制誤差范圍內(nèi) ， 計算所得的 即為欲求的沉降速度 ? 否則 ， 返回步驟 ② 直至前后兩次求得的 （ 或 CD） 在控制誤差范圍內(nèi) 。 v vvv vvv0 . 52 4 3 0 . 3 4DeeC RR? ? ? 按流態(tài)分區(qū)計算沉降速度 各流態(tài)區(qū) 的關(guān)系 Re DC?各流態(tài)區(qū)沉降速度公式 層流區(qū)： ? ?218lggdgv?????過渡區(qū)： ? ? 0 . 7 1 40 . 7 1 4 1 . 1 4 30 . 4 2 8 0 . 2 8 60 . 1 5 3 lggggdv??????紊流區(qū)： ? ? 1 .7 4 lgggdv??????? ????油滴流態(tài)的判斷 d1是層流變?yōu)檫^渡流時的液滴直徑 ， d2是過渡流變?yōu)槲闪鲿r的液滴直徑 。 11 2ggvd ?? ?? ?2111218oggggdgvd???????? ? ?1321 3 . 3gg o gdg?? ? ???? ?????? ?1322 4 3 . 5gg o gdg?? ? ???? ????? 當(dāng) dd1時為層流 ， dd1時為過渡流或紊流 。 dd2時為紊流， d1dd2為過渡流。 阿基米德準(zhǔn)數(shù)法求沉降速度 22224 2 8DD g gCdvR C d v?? ????8DC?? ?將上式兩邊同乘以 ， 并使 R＝ F： 2gg??2 2 2222 ReggggF d v???????? ? ?322 Re6goggd g ?? ? ? ????? ?32o g ggdgAr? ? ????2Re6?? ?ArAr與 Re的關(guān)系 流態(tài) 雷諾數(shù) 阿基米德數(shù) Re=f(Ar) 層流 Re≤ 2 Ar=18Re≤ 36 Re= 過渡流 2Re≤ 500 36Ar≤ 83 103 Re= 紊流 Re500 Ar83 103 Re= 分離器中油滴的沉降條件 在立式分離器中 ， 氣流方向與油滴沉降速度方向相反 。 油滴能沉降的 必要條件是： 油滴的沉降速度必須大于或等于氣體在流通截面上的平均流速 ， 即： 在臥式分離器中 ， 氣體流向與油滴沉降方向相垂直 ， 油滴能沉降至集液區(qū)的 必要條件是： 油滴沉降至集液區(qū)所需的時間應(yīng)小于或等于油滴隨氣體流過重力沉降部分所需的時間 ， 即： gvv?? ?? ?11DeeggDhDL L vvv v h D????或氣體的允許流速 氣體允許流速與 油滴的沉降速度有關(guān) 油滴沉降速度又與 油滴直徑有關(guān) 。 油滴直徑越小 ，沉降速度越慢 ， 要使較小直徑的油滴在重力沉降部分沉至集液部分 ， 以獲得較低的氣體帶液率 ，就必須降低氣體在重力沉降部分的流速 。 要求：在一定氣體處理量下 ， 必須加大分離器的直徑或增加臥式分離器的有效沉降長度 ， 金屬耗量和制造成本就會增加 。 油滴直徑的選取： 2～ 1000 ， 分隔直徑 100 m? m? 的確定－ 法 ? 中國 ? 前蘇聯(lián) ——100 油滴的直徑 ? ? ? ? ? ?vh 0 . 7 ~ 0 . 8 11 egegDDLvLvvh D h D?? ??? ?v 0 . 7 ~ 0 . 8gvv?? ?v 0 . 7 5 ~ 0 . 8gvv?vgvv m? 的確定－－ 桑得斯－布朗系數(shù)法 gvogg SBgvK?????按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法） 已知：重力沉降部分內(nèi)允許的氣體流速和分離條件下的氣體處理量 對于立式分離器： 對于臥式分離器： 2 4,4 gg gvgvQDQ v Dv????2 8,8 gg ghghQDQ v Dv???? ◇ 考慮進(jìn)入分離器的油氣兩相比例隨時間不斷發(fā)生變化這一情況，引入載荷波動系數(shù) β 。 ◇ 改用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體處理量 Qgs（ m3/d） 液面控制在直徑一半時 ， 按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法） ssgsgsgssgPTPz T RTz R TQPPQ8 6 40 0, ??立式分離器： 臥式分離器： 2v 67858sg s g vsPTQ D vP T Z ??H 67858sg s e g vsPTQ D L vP T Z ?? 臥式分離器的氣體處理能力為同直徑立式分離器的 Le/D倍 。 按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法） 液位不在一半處 LAm A? 12Ld A xd H?2112x rH H??21 1 122Ld A r H H d H??? ? ? ?1 222 2 2 1 11 1 1 1 102 2 s i n 2HL Hr rA r H H d H H r r H r r r ??? ? ???? ? ? ? ? ? ? ????? ?????? ?211 1 1221111 1 1 s in 124 1 1 1 = s in 2 122LLD D D DA A H H HmA r r r rh h h h????????? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ?????按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法） 液位不在一半處 ? ?? ?1678581e g v sg H sDsm D L v pTQh p TZ ????此時集液區(qū)液體的體積為： 24LDV A L m L???L Lk D?令 ：34 LDV k m??按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（ 桑得斯－布朗系數(shù)法 ） 對立式分離器： 對臥式分離器： 0 . 52vs 67858og sg S BgspTQ D Kp T Z????? ?? ????? ?0 . 52gH 14ogSBgDQ m K ????????? ????? ?0 . 52Hs 6 7 8 5 8 1