Расчет отстойников

Отстойники — это аппараты, в которых процесс разделения: фаз эмульсии (воды от нефти) совершается в условиях ламинар­ного режима, т. е. когда дисперсная фаза (капельки нефти или* воды) движется в дисперсионной среде со скоростями, опреде­ляемыми по формулам:

Формула Стокса

                           (1)

применима, когда частицы воды или нефти движутся в режиме, число Рейнольдса для которого не превышает единицы.

Для капелек (воды, нефти) диаметром от 0,3 до 0,8 мм ско­рость осаждения (всплывания) определяется формулой Алена при     2<Re<500

             

                                           

                                        (2)

      Для капелек (воды, нефти) d > 0,8 мм ско­рость осаждения  определяется формулой Ньютона-Ритингера при


                                 
         

Re > 500                                                                                            

 ρ в и ρ н – плотность воды и нефти, кг/м3; µ- динамическая вязкость дисперсионной среды, Па с; d – диаметр капелек осаждающей воды или капель поднимающейся нефти, м; g – ускорение свободного падения, м/с2.

Отстойная аппаратура обычно рассчитывается без учета влия­ния отдельных капелек друг на друга, т. е. считается, что капли поднимаются (нефть) или опус­каются (вода) в гравитационном нестесненном поле за счет только разности плотностей и архимедо­вых сил.

       При расчете скорости осажде­ния или подъема капель жидко­сти необходимо знать высоту слоя дисперсионной среды h, в которой перемещаются ка­пельки дисперсной фазы. Тогда, зная высоту h и скорость осаж­дения капель воды в нефти или подъема капель нефти в воде, нетрудно определить время полного разделения нефти от воды τ = h / υ н , где υ н - — скорость капель дисперсной фазы, определяемая по одной из выше приведенных формул, м/с.

Порядок расчета пропускной способности отстойников для горячей смеси (нефти с водой) с использованием известных ве­личин τ и υ н  может быть различным. Если известны, например, размеры отстойника D и L (м), время отстоя τ (ч), то при общей производительности УПН, равной Gv  3/ч), необходимое число отстойников будет равно



где go — объем отстойника, м3.

При последовательном соединении отстойников и вводе нефтеводяной смеси со стороны эллиптического днища скорость потока (м/с) будет

 


       Полученные скорости не должны превышать допустимых ско­ростей осаждения vm для данной нефти при заданных условиях, которые определяются из соотношения


где L — длина отстойника  в   м, обеспечивающая  осаждение  или всплытие капель одной жидкости в другой.

      Если нефтяная эмульсия вводится в отстойник через маточник, то такие отстойники рассчитываются на пропускную способность по формуле

                                                      

Здесь gv — количество эмульсии, проходящей через отстойник, м3/сут; s — максимальная площадь сечения горизонтального от­стойника по длине, м2; v — скорость, определяемая по (1), (2) или (3).

Параллельное соединение отстойников на УПН часто приводит к неравномерной их загрузке нефтью и водой, в результате чего нарушается технологический режим работы УПН и использование их становится весьма неэффективным.


Ищи здесь, есть все, ну или почти все

Архив блога