油气集输课程设计 - 分离器设计计算（两相及旋风式） - 图文(4)

重庆科技学院本科课程设计 立式两相分离器的工艺

7号井：

19×1040.101325285.82×0.792Q7=××=0.029m3/d 864006293

3.5液滴沉降速度

3.5.1天然气密度的计算

根据天然气密度计算的公式:

PM ρg= （3.8）

8.314ZT

式中 P——节流后的压力； M——天然气的分子质量； Z——压缩因子； T——节流后的温度。

可以根据上述（3.8）公式算出在P=6MPa，T=(12.67+273.15)K=285.82K条件下天然气密度：

ρg=

6000×20.115=64.13kg/m3

8.314×0.792×285.823.5.2临界温度、压力的计算

根据下图3.5可查到天然气在不同压力温度下的粘度。气体的相对密度是0.696，从图2天然气的假临界特性中查得临界温度是217K，临界压力是4600KPa，计算求得临界参数。

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重庆科技学院本科课程设计 立式两相分离器的工艺

图3.5.2 天然气的假临界特性

P=6MPa，T=268.15K条件下：

Tr=285.82=1.322176Pr==1.3 4.6

3.6.3天然气粘度的计算

根据已知条件，6、7号井节流后温度为12.67℃可以根据下图3.5.3查得粘度数据。 从图3.5.3分子量、相对密度与粘度的关系中查得在101.325KPa和12.67℃条件下经过H2S和CO2含量的校正气体粘度0.0098mPa·S。

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重庆科技学院本科课程设计 立式两相分离器的工艺

图3.5.3 在101.325kPa(a)压力下气体的分子量、相对密度与粘度的关系

利用所算出来的对比压力和对比温度可以在下图3.5.4对比温度与粘度的关系中查得粘度比，然后在密度与粘度关系图中查出的数字相乘，就可得到流体的运动粘度。

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重庆科技学本科课程设计 旋风分离器工艺设计

图3.5.4 对比温度与粘度的关系

其中上图3.5.4中： μg——在操作温度和操作压力下的粘度，mPa·S μl——在101.325kPa（绝）和操作温度下，mPa·S 从上图3.5.4中查得：μgμl=1.3

μg=1.3×0.0098=0.01274mPa?S=1.274×105Pa?S

粘度的计算公式为：

4gdl3(ρl-ρg)ρgf(Re)=23μg （3.9）

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已知颗粒直径取dl=100um、凝析油的密度为ρl=780kg/m3、天然气的密度为

ρg=64.13kg/m3有上述（3.9）公式可以算出天然气的运动粘度为：

-124×9.8×10×(780-64.13)×64.132f(Re)==3695 -523×(1.274×10)

3.6.4天然气沉降速度的计算

已知上述计算出运动粘度为3695,可以根据下图3.5.4液滴在气体中的阻力系数计算列线图可以查得其阻力系数。

图3.5.4 液滴在气体中的阻力系数计算列线图

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重庆科技学院本科课程设计 立式两相分离器的工艺

查上图3.5.4可得阻力系数CD=1.8，所以颗粒沉降速度为：

ω2=4dl(ρl-ρg)g （3.10）

3ρgCD

式中 dl——颗粒直径； ρl——液体的密度； ρg——气体的密度； CD——阻力系数。

有上述（3.10）公式可以得到液滴的沉降速度为：

4dl(ρl-ρg)g4×106×(780-64.13)×9.8ω===0.1m/s

3ρgCD3×64.13×1.8

3.5立式两相分离器的计算

3.6.1立式两相分离器直径的计算

由前面的液体颗粒沉降速度公式可求得在给定条件下的液滴沉降速度W，在垂直上升的气流中，为了不是颗粒被气流携带出分离器，并考虑到分离器横截面积的利用情况，一般取气流计算速度：

V=ηω （3.11）

其中系数η=0.75~0.8

设在给定压力P和温度T的条件下，欲被分离的气体流量为Q，令其流经的横截面积为：

F0=π2 3.12） D （

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式中 D——分离器的直径 流量的计算公式：

F0V=Q （3.13）

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