油气集输课程设计

例题四
分离条件下气体粘度按下式计算
x 2.57 0.2781 g 1063 .6 1063 .6 2.57 0.2781 0.6377 6.05 T 273 49
y 1.11 0.04x 1.11 0.04 6.05 1.352
c 2.4157.77 0.1844 g T 1.5 104 122.4 377.58 g 1.8T
用网垫除雾器，试计算所需面积和厚度。
解：（一）分离器基本尺寸的计算 由263页例表2可知在3.4MPa，49℃下，单井产油量9398.06Kg/d，密度
870Kg/m3 单井产气量601.94Kg/ ,密度0.8246kg/m3。
（1）分离条件下原油密度的计算（按下式计算）
lt l20 t 20 870 0.6849 20 850Kg/m3
题目：分离器结构尺寸计算
油气集输课程设计

基础数据 例题
基础数据
原油组成、油气混合物处理量、停留时间、分离温度
分离级数：二级分离
分离压力：初级分离压力（单号：3.4MPa，双号：3.2Mpa） 二级分离压力（单号：0.7MPa，双号：0.5Mpa）
分离器类型：一级分离用卧式，二级分离用立式
卧式分离器：排油口高度与直径之比y/2r=0.1，液面控制于 直径一半处
原油组成
学号：2、7、12、17、22、27、32
组成 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计 质量Wi，g 55.9 7.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2 1000 分子量 Mi 16 30 44 58 72 86 287
原油组成
学号：3、8、13、18、23、28、33
Qt t D 360K1 n1 n2
1/ 3
2211.5 1.5 360 4.50.5 0.052
1/ 3
0.602
l K1D 4.5 0.602 2.71m
初选分离器直径D=0.6m，长L=3m， K1 =5
对比压力
对比温度
pr
p 3.4 0.72 pc 4.7
Tr
T 273 49 1.594 Tc 202
压缩因子按下式计算
Z 1 0.34Tr 0.6Pr 1 0.341.594 0.6 0.72 0.958
分离条件下气体密度 pTs 3.4 273 g gs 0.8246 24.5Kg/m3 psTZ 0.1013 273 49 0.958
（3）气液相的质量计算
例题一
体系中 组分 i 的 质量 Wi ，g 体系中组 分 i 的分 子分数 Zi 液相中组 分 i 的分 子分数 Xi 组分 i 在 液相中 的克分 子分数 XiL 0.2430 0.0324 0.0341 0.0255 0.0163 0.0279 0.3993
组分 i 液
试求:1Kg石油在13.6MPa 103℃
条件下平衡时，气液相的质量
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+
53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2
16 30 44 58 72 86 287
合计
1000
及组成
例题一
解：（1）由质量组成计算石油的分子组成
组成 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 质量 Wi ，g 53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2 分子量 Mi 16 30 44 58 72 86 287 克分子数 Ni 3.3688 0.3300 0.3114 0.2172 0.1333 0.2221 3.0704 分子分数
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计
53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2 1000
0.4402 0.0431 0.0407 0.0287 0.0174 0.029 0.4012 1.0000
0.3122 0.0416 0.0438 0.0327 0.0209 0.0358 0.5131 1.0001
组成 体系中的 分子分数 Zi 0.4402 0.0431 0.0407 0.0284 0.0174 0.029 0.4012 1.0000
13.6MPa 103℃
液相中的分子分数Xi
Xi Zi L VK i
平衡常数 Ki 2.85 1.17 0.68 0.41 0.244 0.15 0.016
相与体系 克分子数 之比 X L
i
组分 i 在
液相中的 质量
组分 i 在气
相中的质量 Wgi=Wi-Wli
组成
Zi
0.5520 0.7512 0.8376 0.8961 0.9349 0.9608 0.9954
xL wli i Wi Zi
29.75 7.44 11.47 11.29 8.97 18.35 877.13 964.40
1.828 0.00132 l 20 1.828 0.00132 870 0.68
例题四
（2）分离器的原油处理量 3 20 9398 .6 Ql 221 m d 850 （3）设：分离器长细比K1 =L/D=4.5(3~5)；载荷波动系数β=1.5；排油 口高度与直径之比y/2r=0.1,由4-3表查得，n1=0.052,液面控制于卧式分 离器直径的一半处，即y/2r=0.5，n2=0.5,按下式分离器的直径为
原油组成
学号：5、10、 15、 20、 25 、30、 35
组成 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计 质量Wi ，g 53.9 7.9 13.7 16.6 7.6 19.1 881.2 1000 分子量 Mi 16 30 44 58 72 86 287
原油组成
其他同学
组成 质量Wi ，g 分子量 Mi
24.15 2.46 2.23 1.31 0.63 0.75 4.07 35.60
例题二(P137)
例二 以例一平衡气液相的数据，求气液相密度(工程标准状态)
解（1）气体密度:由例一中气相组成，求气体的分子量
组成
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计
Yi
0.8897 0.0486 0.0298 0.0134 0.0051 0.0054 0.0082 1.0002
气相中的分子分数Yi Yi=KiXi
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计
0.3170 0.0416 0.0436 0.0324 0.0207 0.0353 0.5057 0.9963
例题一
另设L=0.7783 V=0.2217 ,重复上述计算 组成 Yi Xi
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计 0.3122 0.0416 0.0438 0.0327 0.0209 0.0358 0.5131 1.0001 0.8897 0.0486 0.0298 0.0134 0.0051 0.0054 0.0082 1.0002
例题四
原油在分离器的实际停留时间
360 D3 K1 n2 n1 360 0.63 5 0.5 0.052 t 1.65min Ql 2211.5
（4）校核气体处理量 601 .94 1.5 Qgs 20 21900 Nm 3 /d 0.8246 天然气的相对密度
Mi
16 30 44 58 72 86 114(按C8取)
YiMi
11.2352 1.4580 1.3112 0.7772 0.3672 0.4644 0.9348 19.5480
例题二
由表中数据可求出标准状态下气体密度为
g
（2）液体密度(工程标准状态) 由Sanding—Katz求液体密度计算过程见下表
Zi Ni Ni
0.4402 0.0431 0.0407 0.0284 0.0174 0.029 0.4012
合计
1000
7.6532
1.0000
例题一
（2）气液相平衡计算 假设石油体系的克分子数为1,液相摩尔分数为L=0.79,气相的 摩尔分数为V=0.21,进行猜算（k由129-131页查出）
例题三
分离条件下原油密度按下式计算
t 20
t l 20 l
1.828 0.00132 l 20
式中 ——20℃时原油的密度，Kg/m3； l
20
lt ——t℃时原油的密度，Kg/m3；

——常数。
例题四
若20口日产10t油气混和物共用一套油气分离器，各级的分离条件、 气液相质量和密度见263页例表2。原油在分离器中要求停留1.5min，一级 分离器选用卧式分离器，二级用立式，试计算分离器的基本尺寸。若采
载荷波动因子：单号
双号
1.6
1.5
（精度要求0.001)
油气混合物处理量：
1~4号——160 t/d
5~8号——165 t/d 9~12号——170 t/d 13~16号——175 t/d 17~20 号——180 t/d
21~24号——185 t/d
25~28号——190 t/d 29~32号——195 t/d 33~36号——200 t/d …
组成 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计 质量Wi ， g 55.9 9.9 11.7 12.6 9.6 19.1 881.2 1000 分子量 Mi 16 30 44 58 72 86 287
原油组成
学号：4、9、14、19、24、29、34
组成 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计 质量Wi ，g 53.9 7.9 13.7 14.6 9.6 19.1 881.2 1000 分子量 Mi 16 30 44 58 72 86 287
停留时间 ： 单号——1.6min 双号——1.8min 分离温度：47℃ (1~10号）； 48 ℃ (11~20号）； 49 ℃ (21~30号）； 50 ℃ (31~40号）。
原油组成
（1、6 、11 、16 、21、 26、 பைடு நூலகம்1 、36 号）
组成 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计 质量Wi ，g 53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 19.1 881.2 1000 分子量 Mi 16 30 44 58 72 86 287
组成 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+ 合计 液相重质量 g 29.75 7.44 11.47 11.29 8.97 18.35 877.13 964.40 密度 g/cm3
19.5480 0.8725 Kg/m 3 1.0002 22.4
P137
容积 cm3
0.5008 0.5671 0.6216 0.6578 0.9065
1.5
2.415 7.77 0.1844 0.6377273 49 10 4 0.01167 122.4 377.58 0.6377 1.8273 49
22.90 19.91 14.43 27.90 967.60 1052.74
例题二
包括丙烷
由表可知：丙烷以上组分质量=927.21 g 丙烷以上组分密度=927.21/1052.74=0.8808 g/cm3
=934.65 g
乙烷占乙烷以上组分（包含乙烷）的： 质量百分数=（7.44/934.65）×100%=0.796% 甲烷占总质量的质量百分数=（29.75/964.4）×100%=3.08% 由图2-7(P83)查的液相在工程标准状态下的密度为0.846 g/cm3
g 0.8246 0.6377 1.293
求天然气的临界参数：临界压力
pc 55.3 10.40g.5 105 55.3 10.5 0.63770.5 105 4.7MPa




例题四
临界温度
0 Tc 12 2380g.5 12 238 0.6377 .5 202K
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7+
合计
53.9 9.9 13.7 12.6 9.6 15.1 885.2
1000
16 30 44 58 72 86 287
例题一 (P135)
组成 质量 Wi ，g 分子量 Mi
已知：石油的质量组成、庚烷 以上假组分的分子量为287，相 对密度为0.9065