Файл: Литературный обзор.docx

Производим корректировку материальных балансов всех стадий на заданную расчетную производительность 1,5 млн. т в год по товарной нефти. Так как товарная нефть выходит с глубокого обезвоживания, поэтому корректировку производим в обратной последовательности. Составляем материальный баланс конечной ступени сепарации на 1,5 млн. т в год по товарной нефти (табл. 2.4-2.6).

Корректировку баланса производим следующим образом. Задаемся расходом товарной нефти – 1,5 млн. т в год, или 1500 тыс. т в год. Производим пересчет расхода в кг/ч:

.

Массовое соотношение товарной нефти и газа на выходе из сепаратора известно: 99,9 % масс. и 0,1 % масс. соответственно (табл. 2.3). Определяем по пропорции количество газа, которое образуется при заданном расходе товарной нефти. установка нефть обессоливание обезвоживание
Таблица 2.4 - Материальный баланс глубокого обезвоживания нефти на 1,5 млн. т в год по пластовой нефти

Приход					Расход
Поток	% масс.	кг/ч	тыс. т/г	Поток		% масс.	кг/ч	тыс. т/г
Пласт. жидкость	100,00	178571,43	1500,00	Эмульсия, в том числе: - нефть - вода		96,58	172464,29	1448,70
в том
числе:
- нефть	80,00	142992,15	1200,00			78,70	135729,39	1140,13
- вода	20,00	35714,28	300,00			21,30	36734,89	308,573
				Газ		3,42	6107,14	51,3
Итого	100,00	178571,43	1500,00	Итого		100,00	178571,43	1500,00

---

---

2.3 Технологический расчет основного оборудования

2.3.1 Блок электродегидраторов

Целью расчета является нахождение максимальной производительности электродегидратора и определение количества аппаратов.

Основным аппаратом обезвоживания и обессоливания нефти считается электродегидратор. В отличии от отстойника он позволяет получать с содержанием воды до сотых долей процента. На современных установках используется наиболее эффективные горизонтальные электродегидраторы.

В качестве электродегидратора примем горизонтальный цилиндрический аппарат ЭГ-200.

Исходные данные для расчета:

производительность G=154762 кг/ч;

температура электрообезвоживания t=40°С;

плотность нефти при 45°С ρ_н=820 кг/м ³;

плотность воды при 45°С ρ_в=1006 кг/м ³;

наименьший диаметр осаждающихся капель воды d=2,2·10^-4 (принимаем).





Найдем кинематическую вязкость при 45°С:

μ45=4,965 мПа·с,

м²/с

Максимальная поверхность осаждения в выбранном аппарате составит:
S=D·L,
где D – внутренний диаметр аппарата, м;

L – длина аппарата, м.

S = 3,4·23,45 = 79,73 м²;

Предположим, что Re< 0,4, при таком значении критерия Рейнольдса скорость осаждения капель воды в неподвижной среде определяется по формуле Стокса:
,
где g – ускорение свободного падения, м/с;

=(2,2·10^-4)2·9,81·(1012,215-828,218)/(18·5,940·10^-6·828,218)= 0,00099 м/с;

При использовании необходимо проверить значения Рейнольдса Re по формуле:
Re =

---

·d/ Vн,
Re = 0,00099·2,2·10^-4·(5,940·10^-6) = 0,0365;

Критерий Re<0,4, следовательно, использование формулы Стокса справедливо.

В качестве электродегидратора примем аппарат типа ЭГ-200 c характеристиками, представленными в табл. 2.7.
Таблица 2.7 - Характеристика электродегидратора ЭГ-200

Показатель	Ед. измерения	Значение
Эффективный объем V	м 3	200
Диаметр D	мм	3400
Длина L	мм	23450
Расчетное давление Р	МПа	1
Рабочая производительность Q	м 3/час	50-350
Номинальное расстояние от дна электродегидратора до границы раздела фаз h1	м	1

Скорость движения нефти U_н в электродегидраторе при нижней ее подаче определяется по формуле:

U_н= h_э/τ,

где h_э – высота слоя эмульсии, м;

h_э=0,5·D-h₁,

где h₁ – расстояние от дна электродегидратора до поверхности раздела фаз. Примем h_1-1м, а время отстоя τ = 1час. Тогда:

U_н= (0,5·3,4-1)/1= 0,7 м/ч = 0,00019 м/с;

Фактическая скорость осаждения капель воды в потоке поднимающейся нефти составит:
U_факт= U_пок – U_н;
U_факт=0,00099-0,00019 = 0,00080 м/с;

Максимальная производительность электродегидратора при данном режиме составит:

Q_макс = U_факт·S =0,00080·79,73= 0,0648 м 3/с = 233,28 м³/ч.

Необходимое число параллельно работающих электродегидраторов определим по формуле:
n = Q_эм /Q_макс;
Q_эм = G/ρ_эм=388979,446 /835,815=465,390 м³/ч

n= 465,390/233,28 = 1,995

Принимаем 2 стандартных горизонтальных электродегидратора типа ЭГ-200.

Тепловой расчет электродегидратора. Целью расчета является определение количества тепла, уходящего в окружающую среду.

В аппарате не протекают основные химические реакции с поглощением или выделением тепла. На установке 2 электродегидратора, следовательно поток эмульсии через аппарат будет равен:

G_эг=G/n= 388979,446/2 = 194489,723кг/ч в том числе:

---

- нефть – G_н= 0,9495·194489,723= 184661,477 кг/ч;

- вода – G_в= 0,0505·194489,723= 9828,246 кг/ч.



Температуру эмульсии, подаваемой на обезвоживание и обессоливание примем равной 40°С, температуру товарной нефти на выходе из электродегидратора 35°С, температура выходящей пластовой воды 40°С.

Определим количество тепла входящего в аппарат:

Аналогично найдем количество тепла, уносимого из аппарата с товарной нефтью и водой.



где - энтальпии нефти в жидком состоянии на входе и выходе из электродегидратора;

– энтальпии воды в жидком состоянии на входе и выходе из электродегидратора.

Q_вых.н= 0,998·184661,477·75,464+0,002·184661,477·167,45=13969266,24 кДж/ч.

Q_вых.в= 0,999·9828,246·167,45+0,001·9828,246·75,464= 1644835,76 кДж/ч.

Потери тепла в окружающую среду:

Q_пот =17463354,74-13969266,24-1644835,76=1849252,74 кДж/ч.

Результаты расчета сводим в таблицу 2.8.

Таблица 2.8 - Тепловой баланс электродегидратора

Приход (кДж/ч)		Расход (кДж/ч)
Тепло, приходящее с нагретой эмульсией	17463354,74	Тепло, уходящее с товарной нефтью	13969266,24
		Тепло, уходящее с водой	1644835,76
		Потери тепла в окр.среду	1849252,74
Итого	17463354,74	Итого	17463354,74

---