12.8.5. Расчёт сепаратора конечной ступени сепарации

Из материального баланса конечной ступени сепарации следует, что в сепаратор поступает нестабильная нефть в количестве , из сепаратора отходит газ в количестве .

Рабочая температура в сепараторе 38^оС. Рассчитаем плотность нефти при этой температуре:

Таким образом, абсолютная плотность безводной нефти при температуре 38^оС . В нефти, поступающей в сепаратор, содержится 0,2 % масс. воды. С учётом этого, плотность нефти составляет:

Объёмный расход нефти на входе в сепаратор:

Объёмный расход газа (при нормальных условиях):

где = 1,62 кг/м³ – плотность газа конечной ступени сепарации при нормальных условиях (см. п. 12.6).

По объёмным расходам жидкости и газа выбираем сепаратор типа НГС – 0,6 – 2000, со следующими характеристиками:

- объем V = 25 м³;

- внутренний диаметр D_в. = 2 м;

- длина L = 7,96 м;

- производительность по жидкости 86–430 м³/ч;

- производительность по газу 62200 м³/ч.

Площадь зеркала нефти в сепараторе:

Плотность газа при рабочих условиях в сепараторе (см. п.14.6):

Динамическую вязкость нефти при 38^оС определяем из выражения:

Динамическая вязкость нефти с содержанием 0,2% масс. воды:

Максимальная пропускная способность сепаратора по жидкости:

Таким образом, расчёт показал, что максимальная пропускная способность выбранного сепаратора по жидкости превосходит реальный расход нефти:

9839,64 м³/ч > 418 м³/ч

Следовательно, выбранный сепаратор обеспечит необходимые условия конечной ступени сепарации нефти.

12.9. Расчёт вспомогательного оборудования

12.9.1. Расчёт трубчатой печи

В трубчатую печь поступает эмульсия из отстойников, где нагревается от 25^оС до 50^оС. Из материального баланса процесса предварительного обезвоживания нефти следует, что массовый расход эмульсии составляет .

Примем для установки печь типа ПТБ-10, техническая характеристика которой приведена в табл. 12.29.

Необходимая площадь поверхности нагрева поступающей эмульсии:

где Q – количество тепла, которое необходимое передать потоку эмульсии для её нагрева, Вт;

К – коэффициент теплопередачи, ;

средний температурный напор, град.

Количество передаваемого тепла эмульсии рассчитывается по уравнению:

где G_эм – массовый расход эмульсии, кг/с;

конечная и начальная энтальпии эмульсии, Дж/кг.

Таблица 12.29

Техническая характеристика печи ПТБ-10

Параметр	Единица измерения	Значения параметра
Площадь поверхности нагрева	м2	1150
Коэффициент теплопередачи	Вт/(м2·гр)	20
Дина труб	м	18
Диаметр труб	мм	152×8
Число труб	-	10
Число ходов	-	4
Максимальная производительность по сырью	м3/ч	800
Максимальное абсолютное давление жидкости на входе	МПа	1,0
Максимальная температура нагрева	оС	50
Температура отходящих дымовых газов, не более	оС	600
Коэффициент полезного действия, не ниже	%	75
Номинальная теплотворная способность	МВт	11,7

Энтальпию нефтяной эмульсии можно рассчитать по формуле:

где относительная плотность нефтяной эмульсии;

Т – температура эмульсии, К

Абсолютная плотность эмульсии при 20^оС составляет (см. п. 12.8.2). Относительная плотность эмульсии .

Энтальпия эмульсии на входе в печь:

Энтальпия эмульсии на выходе из печи:

Полезная тепловая нагрузка печи:

Коэффициент теплопередачи известен из характеристики печи:

Средний температурный напор упрощённо можно рассчитать как разность между средней температурой дымовых газов и средней температурой эмульсии:

За среднюю температуру дымовых газов можно принять 600^оС – температуру уходящих газов (из характеристики печи).

Тогда необходимая площадь поверхности нагрева составит:

Сравниваем полученное значение с площадью поверхности стандартной печи. Так как 453,3 м² < 1150 м², следовательно, для нагрева эмульсии достаточно одной печи типа ПТБ-10.