原油和天然气的分离

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d 2w2g

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将上式两边同乘以 gg2，并使R＝F：
F g

2 g

d
2
来自百度文库
w2

2 g

2 g
Re2
d 3 6
l g
g
g

2 g
Re2
Ar
d3
l
g

2 g
g g
Ar Re2
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Ar与Re的关系
1.要求
• 接近气液平衡的程度l ,g • 机械分离效果 kl , kg • 气体允许最大流速
l

Gl1 Gl 2 Gl1
100%
g

Gg2 Gg1 Gg 2
100%
• 原油在分离器中的停留时间
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第一节 油气两相分离器
2．影响分离性能的因素 ① 油气最大、最小和平均流量； ② 分离压力和温度； ③ 油气混合物进入分离器时形成段塞流的倾向； ④ 油气物性； ⑤ 原油发泡倾向； ⑥ 砂、铁锈等固体杂质含量； ⑦ 油气混合物的腐蚀性等。
• 气液界面大，有较好的油气分离效果
• 安装、制造、维修方便，可以作成撬装式
立式优点：
• 占地少，适用于海洋采油
• 适合于处理含固体杂质较多的油气混合物，可 以在底部设置排污口定期排放和清除固体杂质
• 液位控制灵敏 2019/10/25
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6.其他形式的分离器
1）离心式分离器
优点：占空间小，效率高。
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气体允许流速的确定：
缺点：油气混合物流速对分离效果很敏感，有
较大的压力降，油田上用的不多，但常用其原
2019/10/25 理作重力式分离器的入口分流器。
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第一节 油气两相分离器 2）过滤式分离器
1-头盖；2-入口分离室；3-气体入口；4-滤管；5-捕雾器；6-气体出口；7-集液器
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（二）对分离器要求
1

d1

3.3

g
g

2 g
l g
3
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当d<d1时为层流，d>d1时为过渡流或紊流。
1
d2


43.5

g
g

2 g
l g
3
d>d2时为紊流，d1<d<d2为过渡流
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沉降速度的其它形式
R
d 2
4
w2 2
g
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（二）气体允许流速和处理量
1.油滴沉降速度法
在立式分离器中，气流方向与油滴沉降速度方向相反。 油滴能沉降的必要条件是：油滴的沉降速度必须大于气 体流速，即：
w>wg
在卧式分离器中，气体流向与油滴沉
降方向相垂直，油滴能沉降至集液部分的 必要条件是：油滴沉降至集液部分所需的 时间应小于油滴随气体流过重力沉降部分 所需的时间，即：
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各流态区 Re 关系
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各流态区沉降速度公式
层流区：w d 2g l g Stokes公式
18g
过渡区： w

0.153g 0.714d1.143 l
0.428 0.286
g
g
g
0.714
Allen公式
0.5
5-气体出口；6-重力沉降部分； 7-集液部分；8-出液阀；9-液相出口
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第一节 油气两相分离器
3．分离器基本组成 ①入口流器； ②重力沉降区； ③集液区； ④捕雾器； ⑤压力、液位控制； ⑥安全防护部件
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4.立、卧式分离器的比较
卧式优点：
• 气中油滴易沉降，气体处理量大，处理成本低， 适于气油比较高的混合物
第一节 油气两相分离器
一、分离器类型和对分离器要求 （一）分离器类型 外形:球形和卧式双筒体分离器 功能:油气两相分离器、油气水三相分离器、
涤气器、闪蒸罐、分液器 工作压力：真空、低压、中压、高压 工作温度：常温和低温分离器 能量：重力式、离心式和混合式
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第一节 油气两相分离器
1.卧式分离器
1-油气混合物入口；2-入口分流器；3-重力沉降部分；4-除雾器；5-压力控制阀；
6-气体出口；7-原油出口控制阀；8-原油出口；9-集液部分；10-排污口
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第一节 油气两相分离器
2.立式分离器
1-油气混合物入口；2-入口分流器； 3-除雾器；4-压力控制阀；
• 油滴为球形，在沉降过程中即不 能破碎，也不与其它油滴合并
• 油滴与油滴，油滴与分离器壁以 及与其它构件间无相互作用力
• 气体的流动是稳定的，截面上任 意点流速不随时间而变化
• 作用在油滴上各种力的合力为零， 油滴匀速沉降
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油滴的匀速沉降速度的推导
油滴在气体中所受的重力为：
紊流区：w

1.74

gd
l g

Newton公式

g

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油滴流态的判断
d1是层流变为过渡流时的液滴直径，d2是过渡 流变为紊流时的液滴直径。
w1d1g 2
g
w1

2g d1 g
d12 g l g 18 g
Le h wg w
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（二）气体允许流速和处理量
气体在分离器内的允许流速与油滴的沉降 速度有关。而油滴沉降速度又与油滴直径有 关。油滴直径越小，沉降速度越慢，要使较 小直径的油滴在重力沉降部分沉至集液部分， 以获得较低的气体带液率，就必须降低气体 在重力沉降部分的流速，即：在一定气体处 理量下，必须加大分离器的直径或增加卧式 分离器的有效沉降长度，这样，金属耗量和 制造成本就会增加。
F d 3 6
l g
g
油滴在气体中所受阻力：
R

d 2
4
w2 2
g
油滴做匀速运动时，F=R，即：
d 3 6
l g
g

d 2
4
w2 2
g
w
4gd l g
3g
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阻力系数与雷诺数的关系
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图4-6（P220)
掌握影响分离性能的各种基础资料是设计分离器的前提。
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分离器的工艺计算
二、从气体中分出油滴
从气体分出油滴的计算，使流出分离 器的气体含油量不超过规定的气体带 液率
从原油中分出气泡的计算，使原油含 气量不超过规定的液体带气率
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油滴的匀速沉降速度的假设条件