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1、摘要为了满足油气井产品计量、矿场加工、储存和管道输送的需要，气、液混合 物要进行气液分离。本文是某低温集气站中分离器的设汁与计算，选用立式分离 器与旋风式两种。立式分离器是重力式分离器的一种，其作用原理是利用生产介 质和被分离物质的密度差来实现基本分离。旋风式分离器的分离原理是山于气、 液质量不同，两相在分离器筒内所产生的离心力不同，液滴被抛向筒壁聚集成较 大液滴，在重力作用下沿筒壁向下流动，从而完成气液两相分离。分离器的尺寸 设计根据气液混合物的压力、温度以及混合物本身的性质计算确定。最后确定分 离器的直径.高度、进出口直径。关键词：立式两相分离器 旋风式分离器 直径 高度 进出口直径 广安
2、1#低温集气站的基本资料：井号产量（104m3/d）进站压力（MPa）进站温度（C）118163122216303201632416163257163061410317191030出站压力：6MP&天然气露点：5C气体组成（% ）C1 二85. 33C2二2. 2C3二 1. 7C4=l. 56C5=1. 23C6=0. 9H2S二6. 3C02=0. 78凝析油含量：20g/n/Sf = 0.781. 压缩因子的计算1天然气的相对分子质量M = 丫 (piMl式中 M天然气的相对分子质量； 曲一一组分i的体积分数：Mi组分i的相对分子质量。则计算得，M 二 20. 11042天然气的相对密度
3、天然气的相对密度用s表示，则有：M西s二M空式中 M天、M空分别为天然气的相对分子质量。已知：M空=28. 97 M兀所以，天然气相对密度S=M空=20. 1104/28. 97=0. 6943天然气的拟临界参数和拟对比参数对于凝析气藏气：当 2号分离器:P、=1.36b. 3号分离器：片JOMPg;石=304211.71.44c. 4号分离器:巴=10MP?;7； =303/：30321 1.7=1.43257211.7 1.24计算压缩因子天然气的压缩因子和拟对比压力，拟对比温度有如下的函数关系:/L天然气压缩因子图版 根据算的的参数查上图得，Zj = Z2 = O.72;Z5 = 0.7
4、8; Z4 = O.77;Z5 = 0.702.天然气密度在某压力，温度下，天然气的密度P 二& 314 ZT式中卩一一天然气在任意压力、温度下的密度，kg/m3P天然气的压力（绝），kPa;M天然气的相对分子质量；Z天然气的压缩因子；T天然气绝对温度，K根据公式可计算,10000x 20.1104&7)10000x20.1104&.314x 0.78x304=102.0(10000x20.1104 =103 ?(y0&314x0.77x303/加6000况 20.11048.314x 0.70x2573.气体流量山已知日产量和流程设计课知各分离器的日处理量分别为C?xl*22xlO4(/)Q
5、 汇=18+ 22+ 20+16 +7 = 83(巧门=2(%)；5“9(”为)18 +22* 20+ 16 + 7+ 14* 19 II 16(77为)PQ 代Q根据公式？厂乙凤推得：0OJ01325 TZ即分离器的流X X q二 86400 P 293 量计算得各分离器的流量分别为：Q = 0.01(2, = 0.067=0013巧= 0.l39rtJ/4粘度的求解.根据天然气的相对密度S二0.694,查天然气的假临界特性图得到天然气的 临界温度和临界压力：丁= 218;匕= 4570 KPa344 (2dwwriii i1800.5 0. 6 0.70.80.9 jt o代体的相对矗度於
6、262:】“:28200rl天然气的假临界 特性图.查下图得出天然气在101.325KPE,不同温度条件下的粘度。7；= 7； = 14(?幻=心=0OO98mps7J = 3lC丿 - 00 106卩$7； = 3CPC,/4 = 0.0105 加psE = - 16C/rs = 00088/uplL32rd la) E力下41血0于划川絃彳厦？；馆工也Jt*- 】/从/ .计算气体临界参数，从对比温度与临界温度关系图查出粘度比/“ 算出气体的粘度。a. 1,2号分离器：入心云132：化IOOOO 2 4570b.L60查得粘度比“气体粘声.“=冷=1 60 x 0.0098 = 1.57
7、x 10 p$ $三号分离器：竺二 1.45查得粘度比n气体粘度.PS = 1 45x 0.0106 = L54x 10 5 pa s 四号分离器：d.查得粘度比“气体粘川：= -45 x 0.0105 = 1.52x 1() pa s五号分离器：5 = 218;45701.31j.4查得粘度比“气体的粘度:13-2-8紗比II嘖与聃度的关銀 儿一AUfFJtt廈Ki矗山力下mPt 舛一金 toi.KHPfemnen-iiftFiKJV mm MB鰻庄W中的IB力K做诈算刿或帕BMiig us:!3x117.1x1.50.07 呼.沉降速度液滴在分离器中的沉降速度按下式计算：网血(S厂)(t)
8、 = JY 3p汁算出各分离器中液滴的沉降速度分别为:4x9.8xl()0x I0 6x(780 117.1)J注竺匕竺也。阴咲3x 103.7x 1.55V3x 80.7x1.46.分离器尺寸计算.立式两相分离器D 二根据公式：-JW = 1 toV “（”取0. 8）,可计算分离器的直径；一般立式重力分离器的高度取HMD;,进口直径：取进口速度：3x 102.0x 1.64x9Hx|OE）：k|（：）”x（7XOI020） ”4 歹取出口速度：a. 一号分离器4201&=0.64 7? =4x0.64= 2.5677；V 0.785 “50018= 0.050.785x 10b二号分离器:
9、4x0.013=0.5/n0.8x 0.074x 3.14H. =4x0.5 = 2.O/7J皿-二 0.03.0.785x15嶼50.785x10c.三号分离器:4x0.0130.8x 0.074x 3.14 一 0,5/WH、=4x0.5= 2.0/w0.0130.785x150 03/77=-J 00,3 -0.040.785x10d四号分离器:4x0.018=0.6/nH, =4x0.6= 2.4/7?0,0180.785x15=0.04/7?0.0180.785x 10=0.05e.五号分离器:H, =4x1.6 = 6.4/n0.1390.785x15二 0.12/n0.139()
10、.785x100.132旋风式分离器尺寸计算根据公式:筒内流速:D=3,39xl(r*进口流速:Q 0.785 D24(?丼D：4Q5 =F出口流速： 心 旋风式分离器尺寸计算得步骤：I .令K二1,计算直径D.II. 取进口管径出口管径III. 验算进口流速是否在15 25,出口流速是否在厲叹2 45 4 43 nVIV验算筒内流速是否在人若不符合上述条件，则需要另取K值进行计算，知道全部符合条件。a. 一号分离器D、=3.39x10287xO.72x 22 x IO4X I 二 0.072n; =98尸3.14x0.034-/ s4O.OI8 .cce*/= = to.oy3J4x0.04
11、X-/ $0.018D, = 0.47x 0.072= 0.034/n= 0.67 x 0.072 = 0.048 m4x：0.018% 0.785 x 0.072 二 4 42 区均符合条件，故b号分离器q = 0.072/zk 占=4Z?j = 0.288刖0.14mD2l = 0.47x 0.14= 0.066/nDj4x0.067:八）呼4x0.06734x0.094,0.067:，均符合条件，故D2 = 0.14in: L, = 4ZZ = 0.56/nc.三号分离器= 3.39xIO-5x3CMx O7I 14x1010=0.06w/?n = 0.47x 0.06 二 QQ3mO414x0.01825.0 叹
