油气水分离工艺设计

第二节油气水分离工艺设计

四、分离器的类型

1. 分离器的分类

油（气）田上常用的分离器, 按其外形分主要有立式和卧式两种; 按功能分有气液两相分离器和油、气、水三相分离器等；按操作压力可分为负压(<0.1MPa)、低压(<1.5MPa)、中压(1.5～6.0MPa)和高压(>6.0MPa)分离器等。

下面对分离器的型式和内部结构作简单介绍。

2. 立式分离器

图2-3-16为立式分离器的简单结构示意图。

图2-3-16 立式分离器的简单结构示意图

立式分离器一般用于处理高气液比的油气混合物,如用作气体洗涤器、分液罐等, 以便除去大量气体中所含少量液体。

立式分离器的内部结构如图所示，混合物由侧面进入分离器, 经入口分流器使油气得到初步分离, 液体向下沉降至分离器的集液部分, 析出所携带的气泡后经液控阀流入管线；经入口分流后的气体向上流向气体出口, 气体所携带的较重油滴在重力作用下沉降至集液部分; 较小的液滴经出口捕雾器碰撞聚集后进一步脱除, 然后气体流出分离器。

3. 卧式分离器

卧式分离器多用于液气比较高的情况,像原油分离器、缓冲罐等。分离器的内部结构如图2-3-17所示。

图2-3-17 一般三相分离器的简单结构示意图

1—三相流体入口；2—挡板；3—气相整流件；4—填料或防浪板；5—捕雾器；

6—气出口；7—下液管；8—溢流堰板；9—防涡器；10—水出口；11—油出口

流体进入分离器，经过入口分流器后气、液的流向和流速突然改变, 使气液得以初步分离。

气体水平地通过液面上方的重力沉降部分, 被气流携带的液滴在此部分靠重力沉降至气液界面, 未沉降至液面的粒径更小的液滴在出口捕雾器碰撞聚集成大液滴, 在重力作用下沉降至

集液部分。

经过初步分离的液体在重力作用下流入分离器的集液部分, 集液部分需要有一定的空间, 使液体流出前有足够的停留时间；对于两相分离器, 足够的停留时间可以使原油中气泡升至液面并进入气相；对于三相分离器, 足够的停留时间除使油中气泡析出至气相外, 还可以使油中水滴沉降至水层, 水层的油滴升至油层, 然后再通过控制阀流出分离器。油气界面的高度一般控制在(1/2～3/4)D之间。

为了提高脱水效果，容器内部一般加设填料。填料的形式有斜板、波纹板，或填料和斜板合一等。油水混合液流过这些填料时，可使水滴吸附其表面，在液体的剪力作用下破坏水滴表面张力，使水滴易于聚结；同时，顺着填料下沉，缩短沉降时间。

有的分离器气相也设置填料。由于气相主要是分出液体，填料可能与油水分离段的填料不同。填料段一般设置1~2段，如果太多，不经济，且占去较大的分离空间。

根据填料和波纹板的功用，它们应满足以下要求：

a. 具有良好的润湿性，混合物流经其表面时，水滴（或油滴）易于吸附；

b. 能长期使用，不易破碎，并不与油、水发生化学变化；

c. 来源广，价格低廉。

对于用于浮式生产储油设施上的分离器，由于波动原因必须考虑增加内部防浪设施稳定界（液）面。比较简单的办法是采用防浪板，如图2-3-17所示，有时填料兼作防浪板。防浪板的多少根据分离器分离段的长度来定。

3. 高效三相分离器

高效三相分离器一般为卧式分离器，图2-3-18是典型的高效三相分离器。

高效三相分离器是通过合理的内部结构设计，利用机械、热和化学等技术，使原油达到高效分离的容器，与同尺寸的普通分离器相比，处理量大，脱水效果好。由于其内部结构复杂，一般用于处理高密度、高粘度的原油。

高效三相分离器在设计方面主要有以下特点：

（1）设计预脱气室。气液分离仅靠重力，需要的空间较大，也就增大了分离器的尺寸。高效分离器设置气体预分离室（如图2-3-18所示），可以预分离出大部分气体，减少了沉降分离室的气液分离空间，同时保证了液面的稳定。

（2）高操作液面。由于沉降分离室的气液分离空间减少，高效三相分离器操作液面就可设计相对较高，一般在3/4D左右，与同尺寸的普通分离器相比，就增大了处理量。

（3）原油“水洗”预分离。高效分离器中预脱气后的原油直接进入油水预分离室的水层，水洗除去其中的杂质，同时利用油在水中上浮快、破坏油包水滴稳定性的原理“水洗”原油，提高油水分离速度。

（4）设计整流段。液体紊流会严重影响分离效果，设计整流段可以尽量保证液体稳定流动，减少了返混，提高分离效率。

（5）采用高效填料。一般高效分离器的气、液分离室都设置高效填料，减少油滴、水滴上升或沉降的时间。填料越好，分离效率就越高。

（6）稳定可调的界面控制。利用“U”形管原理控制界面可保持油水界面稳定；通过外部调节器可方便地调节油水界面，适应油田不同时期的生产调节需要。

（7）油相加热，减少热负荷。为了减少热负荷，有些在内部设置加热盘管，仅加热油相，既提高了效率，又减少了热负荷，甚至取消入口加热器，但结构复杂。

此外，设计适宜的操作温度、选择高效的破乳剂，也是高效分离器真正实现高效分离所必不缺少的外在因素。

五、分离器的设计计算

1. 一般分离要求

分离器设计时一般要求粒径大于100μm的液滴直接从气体中分离出来, 小于100μm的液滴一般利用碰撞作用完成碰撞分离, 常用的是网垫除雾器。网垫除雾器可以从气流中除掉99%的直径大于10μm的液滴，使气体的带液量不超过50mg/m3。而对于三相分离器, 则希望尽可能多地除去油中自由水(一般希望分离器能将0.5mm粒径的水滴从油中分离出来), 同时使分出的自由水中含油率也降至2000mg/L以下；而脱水原油的含水量则是根据流程的分离级数、原油性质、分离要求以及实验结果或经验而定。

下面从气体中分出油滴、原油中析出气泡以及油、水分离三个方面说明分离器的设计计算。

2. 从气体中分离油滴的计算

混合井流经分离器入口分流获得初步分离后, 携带大量油滴的气体进入沉降部分, 气速突然减慢, 油滴在重力作用下开始加速下沉, 随着油滴下降速度的加大，其所受气流阻力越来越大。当油滴所受合力为零时, 开始匀速下降。显然, 油滴沉降分离至集液部分所需时间应小于气流把油滴带出分离器所需时间, 所以均匀沉降速度的大小关系到能否把油滴从气流中分离出来。从气体中分出油滴的计算首先应计算油滴沉降速度。

计算沉降速度时, 一般取液滴直径极限为100μm, 且假设:(1)油滴为球形, 在沉降过程中不碎也不与其它油滴合并；(2)油滴与油滴、油滴与器壁及其它构件间没作用；(3)油滴在分离器的沉降速度是稳定的, 任一点流速不随时间变化；(4)作用在油滴上的合力为零, 油滴沉降速度不变。根据以上假设, 按流态推荐选用以下计算公式:

层流区: g

g L o o g d W μρρ18)

(2-=

公式2-3-3

式中: o W --油滴均匀沉降速度, m/s ；

d o --油滴直径, m ；

ρＬ--油滴的密度, kg/m 3；

ρg —分离条件下气体的密度, kg/m 3；

μg --分离条件下气体动力粘度, Pa ?s 。

过渡区:286

.0428

.0714

.0143

.1714.0)(153.0g

g

g L o

o d g W ρμρρ-=

公式2-3-4

紊流区:5

.0)(74.1???

?

????-=g g L o o gd W ρρρ

公式2-3-5

为判断某一直径的油滴在给定的分离条件下处于什么流态区, 引入阿基米德准数Ar:

2

3

)(g

g

g L o g d Ar μρρρ-=

公式2-3-6

求出Ar 后按表2-3-15查出雷诺数Re, 即可按流态选用油滴沉降速度计算公式。 表2-3-15中g

g

o o d W μρ=Re 。

表2-3-15

不同流态下Ar-Re 关系 --摘自参考书目[5]

为850kg/m 3, 天然气相对密度为0.7, 工作温度为20?C 时, 不同压力下的油滴直径和沉降速度 的关系。

图2-3-19 不同压力下油滴沉降速度

--摘自参考书目[5]

使用图2-3-19时, 若原油密度、气体相对密度、工作温度与图表不符时, 其修正系数见表2-3-16和表2-3-17。

当原油密度不是850kg/m 3, 将影响()(g L ρρ-一项, 按比例修正即可。

表2-3-16 气体相对密度修正系数--摘自参考书目[5]

表2-3-17 温度修正系数--摘自参考书目[5]

以上介绍的是沉降速度的计算办法, 具有一定沉降速度的油滴能否分离出来, 还要看分离器的型式和分离器重力沉降部分中气体的流速。下面介绍一下气体流速的计算。

（1）气体的允许流速

立式分离器中, 气流方向与油滴沉降方向相反。因此, 油滴能够沉降的必要条件是：油滴的沉降速度W o必需大于气体流速W g, 即W o > W g。

卧式分离器, 气流方向与油滴沉降方向垂直, 因此, 油滴能够沉降至集液部分的必要条件是：油滴沉降至集液部分液面所需时间应小于油滴流过重力沉降部分所需时间，即：

e Wg

h

Wo

>或Wg

Wo

h

e

<

e

-- 重力沉降部分的有效长度, 即入口分流器至气体出口的水平距离(m), 一般取为圆筒部分长度的0.6～0.8倍；

W g -- 气体流速，m/s；

h -- 油滴沉降高度，m，一般为(1

4

～

1

2

)D。

为使问题简化，推导油滴沉降速度时作过若干假设, 实际情况较复杂，与假设情况出入较大，但理论上尚无完善解决方法，考虑到以上原因，求取允许气体速度(W gv)时可利用下列公式：

立式分离器中：W gv = 0.7 Wo 公式2-3-7

卧式分离器中：W gv = 0.7

e

Wo

h

公式2-3-8

当h = 1

2

D时，W gv = 0.7

D

W

e0

2

公式2-3-9 W o--粒径为100μm的油滴沉降速度，m/s。

初步计算时, 气体的允许流速可按下列经验公式计算:

W gv = K

g g

L ρρ

ρ-

m/s 公式2-3-10

式中系数K的选取按表2-3-18选取，也可参考雪夫龙设计手册中更详细的参数值。表2-3-18 系数K与分离器质量的关系--摘自参考书目[4]

h--油气混合入口至液面的距离; l e --油气混合物入口分流器至气体出口的距离;

对于有效长度超过3米的卧式分离器, 确定气体允许流速时应引入修正系数Ko, Ko = (1e /3)0.52。

（2） 除雾器的适宜气速Wg

网垫除雾器的适宜气速Wg 是分离条件下液体密度和气体密度的函数, 经验公式如下: g

g

L K

Wg ρρρ-=

m/s 公式2-3-11

式中K 取0.107

求出Wg 后, 可按分离条件下气体流量确定垂直于气流方向的除雾网面段。 除雾网的厚度一般取100～150mm, 即可除去99%的10～100μm 的油滴, 压降一般为245～490Pa 。 3. 从原油中析出气泡的计算

影响原油中析出气泡的主要因素有：(1)原油粘度。粘度愈大, 原油中夹带气泡愈不易浮

至液面, 造成含气量大；(2)原油在分离器中停留时间。原油停留时间过短, 溶解于原油中气泡就来不及折出；(3)分离压力。压力愈高, 气液密度差愈小, 气泡就愈不易浮出液面。

从原油中分出气泡的过程, 与从气体中分出油滴极为相似。由于原油粘度大, 气泡上浮进度较慢, 雷诺数较小, 其流态一般总处于层流区。因而气泡匀速上升的速度可用下式计算： L

g L o g d Wg μρρ18)

(2

-=

m/s 公式2-3-12

式中: d 0--气泡直径, 常取(1～2)×10-3m;

μＬ--分离条件下原油动力粘度, Pa ?s 。

气泡从原油中分出的必要条件是：气泡上升速度应大于分离器集液部分任一液面下降的平均速度(W), 即Wg > W

根据Ｗ即可分别确定卧式和立式分离器的工艺参数。由于理论计算较复杂, 一般根据停留时间来保证气泡的分离, 从而确定分离器的尺寸。

根据我国原石油部设计规范, 一般原油在分离器中的停留时间为1～3分钟, 起泡原油为

5～20分钟[1]；国际上对原油分离停留时间的要求与我国大致相同, 一般推荐API 12J 《油气分离规范》中的规定, 见表2-3-2-19、20。

表2-3-19

两相分离器中液体停留时间

--摘自参考书目[2]

水中油滴和油中水滴在分离器内的运动一般属于层流范围内, 达到匀速上升或沉降时的

速度亦可用下式计算: μ

ρρ18)(2L w g do W -= 公式2-3-13

W --油滴上升或水滴沉降速度, m/s ； d o --油滴或水滴直径, m ；

ρw , ρＬ--重、轻组分密度, kg/m 3；

μ--连续相的粘度, Pa ?s 。

由于油的粘度远远大于水的粘度, 故从水中分出油滴要比从油中分出水滴容易。水在容器

的停留时间也相应比油停留时间短。由于油、水密度差小于油、气密度差, 故要求油、水在分离器内有较长的停留时间(参见表2-3-20)。简化计算时, 可以将油、水停留时间考虑相同，计算油中分离出水滴的沉降速度。这样，上述公式中d o 为水滴的直径、ρＬ和μ分别为油滴的密度和粘度。

对于液体的停留时间, 在实际设计中要根据原油的物性、分离要求等具体情况, 适当改变。 如在初步分离过程中，分离出原油含水量可以高些, 设计时即可适当缩短液体停留时间, 从而减小分离器的尺寸，特别是对于海上平台, 总是希望在满足要求的情况下尽量减小分离器尺寸, 从而可以减少平台设施的重量，停留时间需要综合考虑系统要求、技术可行性和经济性等各方面因素。

5. 分离器尺寸的确定 设计分离器的尺寸必须满足油、气、水分离要求, 其尺寸的确定就是根据以上油、气、水分离的原则来计算的。下面就介绍分离器尺寸的确定方法。

由于实际生产时, 分离器进料不稳, 为保证分离要求, 计算分离器尺寸时引入波动系数β, 一般取β=1.5～2; 对于海上设计, 一般波动变化较小, 另外, 总是希望在满足分离要求前提下, 尽量减小设计余量, 以便减少设备尺寸，因此, 雪夫龙设计手册中推荐波动系数为β=1.25，比一般取值低些。 下面分别介绍立式和卧式分离器尺寸的确定。 (1) 立式分离器尺寸的确定

根据上面介绍办法先求出气体的允许气速Wgv 。

若已知分离条件下气体处理量为Qg, 则可用下式求分离器直径:

Wgv D Qg 4

2

π=

即 W g v

Qg

D π4=

引入波动系数β, 则WgV

Qg D πβ

4=

公式2-3-14

其它尺寸的确定参见图2-3-20。

图2-3-20 立式分离器的结构尺寸 图2-3-21

除雾分离段H 1--对于水平安装的丝网除雾器, 国内一般推荐不小于400mm ；

沉降分离段H 2--一般取H 2=D, 但至少不小于1m 。H 2过小会使气体中油滴来不及分离即被带出; H 2过大，实践证明对分离效果改善不大； 入口分离段H 3--一般不小于600mm ；

液体储存段h —根据设计液位高度确定；

液体封存段H 4--防止气体窜入液体管路, 一般不小于400mm ；或根据低液位报警时，操作者能够采取正确行动时间（一般为1～2分钟）来定； 泥砂储存段H 5--视含砂量、是否有加热盘管及机械开口要求定； 立式分离器总高H 6--一般为(3.5～5)D 。 (2) 卧式分离器尺寸的确定 1）两相分离器尺寸的确定

根据前面介绍的方法求出允许气速Ｗgv 。

若已知气体处理量为Qg （参见图2-3-21）。

则Qg=A 1Ｗgv

A 1=

Wgv

Qg

引入波动系数β

则A 1=

Wgv

Qg β

液位高度h 2一般取(

12～3

2)D

确定h 2/D 的比值后, 即可求出A 1/(A 1＋A 2)(参考书目[3] 中弓形面积函数表)，从而求出

A 1＋A 2。 A= A 1＋A 2 =

π

4

2D

即可求出D 值

分离长度L 一般取L=(3～5)D 。

确定分离器的直径D 及长度L 后，即可校核液体停留时间是否满足要求, 若不满足要求

则需改变D 、L 重新计算。

对于油气比较大的油气流, 可以直接通过液体停留时间确定分离尺寸, 然后再去校核气

体的允许气速是否满足要求。

分离器其它尺寸的确定参见图2-3-22。

图2-3-22 卧式分离器的结构尺寸图2-3-23

`

入口分离段L1――由入口形式定, 但不小于1m；

沉降分离段L2――按要求确定但不小于2D；

除雾分离段L3――由构件布置确定；

储液段h2――由液体停留时间确定；

泥砂存储段h3――视原油含砂量、是否有加热盘或冲砂管确定。

2）三相分离器尺寸的确定

根据两相分离器尺寸确定的办法求出三相分离器的直径D和长度L, 然后再根据停留时间和油、水处理量的大小校核分离器的尺寸是否合适(参见图2-3-23), 从而可定出分离器中油、水界面高度h3以及其它相应尺寸。

综上所述, 分离器的设计计算步骤可归纳如下：

a)根据气液处理量、物性、分离压力、温度等基础资料及现场具体情况选择分离器类型。

b)按照从气体中分出油滴的要求, 计算100 m粒径的油滴分出来气体的允许气速Wg, 求出分离器结构尺寸直径D、长度L(或高度H)等。

c)按照从原油中分出气体的要求, 由原油性质和实验数据或操作经验确定液体在分离器

的停留时间, 校核分离器是否满足要求；否则需重新计算。对于有段塞流或缓冲分离器，或下游有泵的分离器，停留时间的确定需要考虑段塞流或下游缓冲时间的要求。

d)如果油气比较大, 可以先以原油停留时间为基准确定分离器尺寸, 再去校核气体允许

速度。

e)按分离器的实际处理量、流体性质、气体组成和固体尘粒含量等因素确定其它尺寸及除雾器的类型和尺寸。

f)当油气处理量较大时, 需要多台并联工作。

需要说明的是，以上介绍的分离器尺寸确定方法是初步估算方法, 对于更深一步的设计, 选定分离器的类型和结构尺寸后, 需要重新核算其气体分离空间及液体停留时间是否满足要求, 结构尺寸是否需要调整。

目前分离器的设计计算主要通过软件进行。用于计算分离器的软件主要有两类：一类是用于初步估算单体工艺设备尺寸，方便快捷；另一类是用于分离器的准确设计计算和校核，通过计算可推荐出一系列尺寸的分离器、捕雾网尺寸及液层厚度。进行分离器计算时，可根

据不同情况选择合适的软件。

六、分离系统流程选择和重要参数的确定

附录一中图1和图2是典型的分离系统流程图。流程的选择需要根据油田的实际情况和要求，以及中间是否需要加热、换热或加压等具体情况来定。如果仅为了将井流进行初步处理，脱出部分气体或水分以满足管输需要，则需要一级或两级处理流程即可；如果为了达到储存或直接销售的商业要求，则可能需要两级或两级以上的分离处理，包括增加相应的冷换设备和加压泵等，对于轻质原油甚至需要采用带稳定装置的流程。

分离系统参数的确定对整个系统的设计也非常重要，下面介绍一下分离系统主要参数的确定。

1. 分离级数和各级的操作压力

分离级数和压力的确定主要根据油田的井口压力、井流含气量、井流物性和分离目的及要求而定。

理论上讲，分离级数越多原油收率越高，但投资上升，占地面积加大。在综合考虑的情况下，气油比较高的高压油田，一般采用三级或四级分离；气油比较低的低压油田，一般采用二级分离。

分离压力取决于井口或上游压力、分离级数，以及其它燃气系统或外输压力的要求，需要综合考虑系统的技术可行性和经济性。一般来讲，采用三级时，一级操作压力控制在

0.7~3.5MPa，二级压力控制在0.07~0.55MPa；井口压力高于3.5MPa时应考虑四级分离。

2. 各级的操作温度

分离温度的确定取决于分离级数和井流物性。在分离级数确定的前提下，根据原油是否易于分离、什么温度下分离效果好，以及系统热平衡来确定各级操作温度。最好以油田分离试验的数据为基础确定。

3. 停留时间

如上所述，流体在分离器的停留时间越长，较小液滴就能有足够的时间聚结沉降分离，分离效率就越高。综合考虑经济性和可行性，上面提到的各规范也根据原油的密度给出了理论推荐停留时间。但停留时间的确定受原油密度、粘度等物性影响较大，最好通过试验，综合考虑操作温度来确定。如渤海目前大部分油田原油的密度和粘度都比较大，一级停留时间一般为10～15分钟，二级停留时间一般为25分钟左右。

4. 各级的出口含水率

各级的出口含水率要根据分离级数、原油物性、操作温度和最终分离要求而定。一般原油的三级分离流程中，一级分离器出口含水率要求小于40%（V），二级分离器出口含水率在10~30%（V）之间，第三级通过热化学脱水或电脱水器脱水达到商业脱水要求（一般不高于0.5%）。对于轻质原油，一般两级即可达到商业脱水要求（一级游离水分离和二级热化学脱水或电脱水），一级分离器出口的含水率一般控制在20%（V）以下，二级脱水器出口的含水率达到脱水要求（一般不高于0.5%）。

附录二计算实例

下面以某油田平台的生产分离器(P-V-102)为例, 介绍分离器的设计计算。

该油田伴生气量较少, 可以先通过液体停留时间确定分离器的尺寸, 然后用确定的分离器尺寸去校核气体的允许气速是否满足要求。根据本油田的情况, 选产液量最大产气量最小的第7年和产气量最大的第1年进行分离器尺寸的确定和校核计算。

1. 确定分离器的尺寸 根据该油田的配产情况，选择产液量最大、产气量最小的第7年的配产数据为依据，确定分离器的初步尺寸。

(1)已知条件

a. 原油在操作条件下的密度ρＬ=852.89kg/m 3

b. 原油在操作条件下的体积流率Ｑo=0.791m 3/min

c. 原油的比重指数(API ?)=6

.156

.155

.141d - 131.5 = 34.8 d. 分离出游离水在操作条件下的体积流率 Ｑw =4.87m 3/min (2)根据液体的流量选择一个初步的尺寸

本油田原油的API ?约为35, 操作温度为60℃, 由表2-3-20知, 液相停留时间取5分钟即可, 故取液相停留时间τrs =5分钟

a. 计算液体体积流量

Ｑow=Ｑo+Ｑw=0.791+4.87=5.662m 3/min b.计算液相分离面积A Ｌ及液相高度H Ｌ

生产后期, 油田产液量最大且产气量几乎为0, 为了使所选分离器的尺寸经济合理, 假设

正常操作液位为分离器直径的60%。即

H D

L

=06., 其中D 为分离器内径, H L 为液相高度。 设Hg 为气相高度, 当

Hg

D

=04.时

,

由参考书目[3]中弓形面积函数表查出：3735.0=AT

Ag

, 其中:Ag 为气相流通面积, A Ｔ为分离器横截面积（即：A Ｔ=Ag+A L ）。 则

,6265.01=-=T

g T L

A A A A A Ｌ=0.6265A Ｔ c.确定分离器的初步尺寸 设分离长度L=4D

分离器液相体积Q Ｌ=1.25Ｑow ? τrs =1.25×5.662×5=35.39m 3

m

D L m

D D D D L A Q L L 48.1061.24461.26265.039

.356265.0)44

(6265.033

2=?=====?=?=π

ππ

根据L/D 的推荐值，选出分离器的初步尺寸为3000mm(ID)×10000mm(T/T)。体积S=70.69m 3, D=3.0m, L=10.0m, A T =7.068m 2

(3)校核实际油水停留时间τ

≈??==

662

.525.16265.01025.1T

ow L A Q LA τ 6.26分钟>τrs

2. 校核气体的允许气速 根据该油田的生产情况, 选产气量最大, 产液量仅为第7年的25%的第1年数据, 校核当P-V-102正常操作液位为1/2时, 尺寸为3000mm(ID)×10000mm(T/T)能否满足要求。

(1) 已知条件

a. 气体在操作条件下的密度ρg =3.668kg/m 3

b. 气体在操作条件下的体积流量Qg=0.003m 3/s

c. 油在操作条件下的密度ρL =855.82kg/m 3

d. 油在操作条件下体积流率Qo=1.4m 3/min

e. 分离出的游离水在操作条件下的体积流率Qw=0m 3/min

(2) 计算允许气体流速Wgv

s

m W Ko K K

W gv g

g

L gv /13.267

.367

.382.85514

.014.0)3/10(075.0,075.0,452.0=-===-=取由表ρρρ (3) 校核实际气体流速Wg

当操作液位为分离器直径的1/2时, 气体流通面积,2

1

T g A A = 即,

gv

g g g L g W s m A Q W A m A <≈====?=

/001.053.3003

.053.3068.721

2实际气速

满足要求。

(4)校核液相停留时间τ

rs ow L Q LA ττ>=+??==

min 2.20)

040.1(25.153

.31025.1

满足要求。

3. 确定分离器的尺寸

由1和2的结果知当分离器的尺寸为3000mm(ID)×10000mm(T/T)时, 可以满足在各种

生产条件下液相停留时间和气体允许气速的要求, 故P-V-102的尺寸最终定为: 3000mm(ID)×10000mm(T/T)。 参考文献 1.SYJ 4-84，油田油气集输设计规范，1984年12月。 2. API 12J ，《Specification for Oil and Gas Separators 》。 3.雪夫龙公司《海上油气工程设计实用手册》(第九册)。

4.石油大学出版社《油气集输》, 1988年3月。

5.石油工业出版社《油田油气集输设计手册》（上册）, 1993年8月。

分离爪工艺规程和工艺装备设计

毕业设计—机械制造毕业设计说明书 目录 前言…………………………………………………………………………………………… 1机械制造技术毕业设计的目的……………………………………………………………………………… 2机械制造技术毕业设计的基本任务与要求………………………………………………………………… 2、1、设计任务………………………………………………………………………………………………… 2、2、毕业设计基本要求……………………………………………………………………………………… 3 毕业设计说明书的编写……………………………………………………………………………………… 第一章分离爪工艺规程和工艺装备设计………………………………………………… 1 分离爪工艺规程和工艺装备的基本任务…………………………………………………………………… 2分离爪工艺规程和工艺装备的设计要求…………………………………………………………………… 3分离爪工艺规程和工艺装备的方法和步骤………………………………………………………………… 3、1生产纲领的计算与生产类型的确定……………………………………………………………… 3、2零件图审查……………………………………………………………………………………… 3、2、1 了解零件图的功用及技术要求…………………………………………………………… 3、2、2 分析零件的结构工艺性………………………………………………………………… 3、3毛坯的选择……………………………………………………………………………………… 3、3．1毛坯的种类………………………………………………………………………………… 3、3．2铸件制造方法的选择……………………………………………………………………… 3、3．3铸件的尺寸公差与加工余量……………………………………………………………… 3、3．3．1铸件的尺寸公差…………………………………………………………………… 3、3．3．2铸件的加工余量…………………………………………………………………… 3、3．3．3铸件最小孔径…………………………………………………………………… 3、3、4毛坯—零件合图…………………………………………………………………………… 3、4定位基准的选择……………………………………………………………………………… 3、4、1 夹具设计研究原始资料…………………………………………………………………… 3、4、2 拟定夹具的结构方案…………………………………………………………………… 3、4、2、1确定夹具的类型………………………………………………………………… 3、4、2、2确定工件的定位方式及定位元件的结构…………………………………………… 3、4、2、3确定工件的夹紧方式，计算夹紧力并设计夹紧装置…………………………………… 3、4、2、4确定刀具的导向方式或对刀装置………………………………………………………… 3、4、2、5确定夹具体的结构类型………………………………………………………………… 3、4、3 夹具总图设计…………………………………………………………………………… 3、4、3、1 绘制总装图的注意问题………………………………………………………………… 3、4、3、2 绘制总装图的步骤……………………………………………………………………… 3、4、3、3 夹具总图上尺寸及精度、位置精度与技术要求的标注…………………………… 3、4、3、4 夹具公差与配合的选择………………………………………………………………… 3、4、3、5 各类机床夹具的公差和技术要求的确定……………………………………………… 3、4、4夹具精度的校核………………………………………………………………………… 3、4、5绘制夹具零件图样…………………………………………………………………………… 3、4、6夹具总体结构分析及夹具的使用说明…………………………………………………

5万吨年炼厂气体分离工艺设计(参考)

淮海工学院专业设计报告书 题目： 50000吨/年炼厂液化气分离 工艺初步设计 系（院）：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级： 姓名： 学号： 2013年12月20 日

设计任务书 班级：姓名：学号： 一、设计题目： 50000吨/年炼厂液化气分离工艺设计。 二、设计条件： 液化石油气 组分 wt% 乙烷 0.31 乙烯 0.02 丙烯 35.58 丙烷 8.46 正丁烷 7.51 异丁烷 14.66 异丁烯 12.08 丁烯-1 5.01 反丁烯-2 9.81 顺丁烯-2 6.55 异戊烷 0.01 总硫量 20~50ppm 水分饱和水 合计 100 丙烯： 分子式： C 3H 6 熔点(℃)： -191.2 沸点(℃)： -47.72 相对密度(水=1)： 0.5 相对蒸气密度(空气=1)： 1.48 饱和蒸气压(kPa)： 602.88(0℃) 性能： 主要成分：乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。 外观与性状：无色气体或黄棕色油状液体, 有特殊臭味。 闪点(℃)： -74 引燃温度(℃)： 426～537 爆炸上限%(V/V)： 33 爆炸下限%(V/V)： 5 健康危害：本品有麻醉作用。急性中毒：有头晕、头痛、兴奋或嗜睡、恶心、呕吐、脉缓等；重症者可突然倒下，尿失禁，意识丧失，甚至呼吸停止。可致皮肤冻伤。慢

性影响：长期接触低浓度者，可出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲劳、情绪不稳以及植物神经功能紊乱等。 环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。 燃爆危险：本品易燃，具麻醉性。 危险特性：极易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。 特点： ①污染少。②发热量高。③易于运输。④压力稳定。⑤储存设备简单，供应方式灵活。

油气分离器的结构工作原理

油气分离器的结构工作原理 一、油气分离器的类型和工作要求 1、分离器的类型 1）重力分离型：常用的为卧式和立式重力分离器； 2）碰撞聚结型：丝网聚结、波纹板聚结分离器； 3）旋流分离型：反向流、轴向流旋流分离器、紧凑型气液分离器；4）旋转膨胀型： 2、对分离器工作质量的要求 1）气液界面大、滞留时间长；油气混合物接近相平衡状态。 2）具有良好的机械分离效果，气中少带液，液中少带气。 二、计量分离器 1、结构： 如图所示 1）水包：分离器隔板下面的容积内装有水，其侧下部焊有小水包，小水包中间焊有 小隔板，小水包中的水与分离器隔板以下的大水包及玻璃管相连通。 2）分离筒： 储存油气混合物并使其分离的密闭圆筒。 3）量油玻璃管： 通过闸门及管线，其上端与分离器顶部相通下部与小水包连通，玻璃管与分离筒构成一个连通器供量油用。 4）加水漏斗与闸门：

给分离器的水包加水用。 5）出气管：进入分离器的油气混合物进行计量时天然气的外出通道。 6）安全阀： 保护分离器，防止压力过高破坏分离器。 7）分离伞：在分离筒的上部，由两层伞状盖子组成。使上升的气体改变流动方向，使其中携带的小液滴粘附在上面，起到二次分离的作用。 8）进油管： 油气混合物的进口 9）散油帽：油气混合物进入分离器后喷洒在散油帽上使油气分开，还可稳定液面。 10）分离器隔板： 在分离器下部油水界面处焊的金属圆板直径与分离筒内径相同，但边缘有缺口，使其上下连通，其面上为油下面为水，中间与出油管线连通。 11）排油管：是分离器中的油排出通道，其焊在分离器隔板中心处，并与分离器隔板以上相通。 12）支架： 用来支撑分离器。 2、工作原理 油气混合物经进油管线进入分离器后，喷洒在挡油帽上（散油帽），扩散后的 油靠重力沿管壁下滑到分离器的下部，经排油管排出。同时，气体因密度小而上升，经分离伞集中向上改变流动方向，将气体中的小油滴粘附在伞壁上，聚集后附壁而下，脱油后的气体经分离器顶部出气管进入管线进行测气。

油气分离器的故障分析及预防、解决方案..

但是，一个月前，准备出发到广州，不经意地检查了一下机油（因为是大众的车，所以以前机油检查的非常勤快，但是从来没有少过机油，所以放松了警惕），机油尺竟然到最下限了! 第一反应就是去看看小灰的菊花——晕死，好比吃了好几包奥利奥.........看来哥买的是真的大众 啥情况？早就听说过老万的故事，马上从头到尾把老万的帖子仔仔细细的读了一遍，原来罪魁祸首是缸盖顶部这个“油气分离器”，红框部分： 问了几个玩大众的高手，情况大概是这样的：

1，大众的车，包括进口大众，EA888系列发动机（二代）的“油气分离器”的性能不是很稳定，可靠性有些欠缺； 2，当油气分离器失效，分离效果不好的时候，或者发动机内部压力（曲柄箱内部机油蒸汽压力）过高的时候，机油蒸汽会溢出，进入发动机，参与燃烧，造成烧机油。 仔细的研究了一下图纸和说明书，在这里把我自己对”烧机油“的分析和理解，给大家分享一下，希望对大家有帮助，在大众改进设计或者使用更优良的油气分离器之前，尽量避免EA888烧机油，如有纰漏错误，希望高手指点更正。 故障现象——我们先来说一下因为这个油气分离器失效而造成烧机油的故障现象（借用老万的图片）： 1，涡轮增压器进气口管箍处有油迹，肉眼直观就可以看出来，非常容易检查，我这里叫做A 漏油点：

2，油气分离器与进气歧管的连接管内有机油，需要拔下图中红圈的管子查看，这里叫做B

下面我们再来谈谈，出现A，B两个漏油点的原因及过程。 首相我们来看大众二代EA888发动机的进气原理图： 上图中的文字说明简单的叙述了一下油气分离器发生故障或功能下降后，机油蒸汽的流向。 最终机油蒸汽都是参与燃烧，被消耗掉了，即所谓的烧机油，而不是所谓的活塞环漏油等等.... 参照上图，简单说一下油气分离器的工作原理，方便大家更好的理解接下来的故障分析： 1，油气分离器安装于缸盖顶端，进口与发动机曲柄箱联通；

合成氨循环气分离工艺设计

文献综述 1.氨的性质及主要用途 氨是一种无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水(1:700)，密度比空气小，易液化（在常压下冷却至-33.5℃或常温下加压至70-80bar）。氨是制造化肥、硝酸、炸药的重要原料。氨对地球上的生物相当重要，它是许多食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途，氨是世界上产量最多的无机化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。 2.世界(或国内)合成氨的生产现状及发展前景 2.1合成氨的生产现状 国际肥料工业协会在第七十七届年会上发布《全球肥料和原材料供需展望》报告，预期全球合成氨产量将由2008年的1.809亿吨(实物量NH3，下同)增长至2013年的2.178亿吨，届时全球合成氨海运贸易总量将达到2060万吨。其中，全球新建合成氨装置中有三分之一来自中国，其余来自阿尔及利亚、特立尼达、委内瑞拉、沙特、巴基斯坦、印度等国家。随着新建合成氨装置的投产，区域合成氨贸易将继续增加，全球合成氨生产和海运贸易都将迎来新的增长期。 据IFA对全球合成氨产量的调查显示，2008年全球合成氨产量接近1.528亿吨，比2007年减少了1%。中国、澳大利亚、欧洲、俄罗斯、特立尼达和多巴哥、印度、沙特等国均由于市场需求疲软而减少，伊朗、加拿大、印度尼西亚、墨西哥、委内瑞拉等需求继续增加。2008年全球合成氨产能达到1.809亿吨，比2007年增加500万吨，主要来自于中国、非洲、西亚等地区。 目前，约有80%的合成氨用来生产化学肥料，其余作为生产其他化工产品的原料。除了生产尿素，硝酸及硝酸铵等产品间接用于工业生产外，合成氨还直接用于丙烯腈、己内酰胺等产品的生产。同时，在其他工业领域也有十分广泛的应用，如用作制冰箱、空调、冷藏系统的制冷剂，在冶金工业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属、在医药和生物化学方面用作生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等[1]。 2.2我国合成氨及下游产品工业消费现状与预测 我国是世界上最大的合成氨生产国，产量约占世界总产量的1/3。“十一五”期间，合成

油气计量分离器原理

第一节 计量站 一、计量分离器 二、量油、测气操作

图5-3 储集管量油示意图 2）测气方法主要有：节流式流量计测气和垫圈流量计测气两种： A）节流式流量计测气（图5-4）:V1*A1=V2*A2 气计量公式： 在不精确考虑Fx，Fy，Fz时， 图5-4 测气流程示意图（1－出气管线；2－挡板；3、4－上下流管；5－上流阀；6－下流阀；7－平衡阀；8、9－防空阀；10－U型玻璃管） B）垫圈流量计测气 垫圈流量计由测气短节和“U”形管组成（图5-5），它的下流通大气，下流压力为大气压，上流测出的压差H即为上下流压差。 气量计算公式：

图5-5 垫圈测气原理图 油气分离器的结构工作原理 一、油气分离器的类型和工作要求 1、分离器的类型 1）重力分离型：常用的为卧式和立式重力分离器； 2) 碰撞聚结型：丝网聚结、波纹板聚结分离器； 3) 旋流分离型：反向流、轴向流旋流分离器、紧凑型气液分离器； 4) 旋转膨胀型： 2、对分离器工作质量的要求 1）气液界面大、滞留时间长；油气混合物接近相平衡状态。 2）具有良好的机械分离效果，气中少带液，液中少带气。 二、计量分离器 1、结构：如图所示

1）水包：分离器隔板下面的容积内装有水，其侧下部焊有小水包，小水包中间焊有小隔板，小水包中的水与分离器隔板以下的大水包及玻璃管相连通。 2）分离筒：储存油气混合物并使其分离的密闭圆筒。 3）量油玻璃管：通过闸门及管线，其上端与分离器顶部相通下部与小水包连通，玻璃管与分离筒构成一个连通器供量油用。 4）加水漏斗与闸门：给分离器的水包加水用。 5）出气管：进入分离器的油气混合物进行计量时天然气的外出通道。 6）安全阀：保护分离器，防止压力过高破坏分离器。 7）分离伞：在分离筒的上部，由两层伞状盖子组成。使上升的气体改变流动方向，使其中携带的小液滴粘附在上面，起到二次分离的作用。 8）进油管：油气混合物的进口 9）散油帽：油气混合物进入分离器后喷洒在散油帽上使油气分开，还可稳定液面。 10）分离器隔板：在分离器下部油水界面处焊的金属圆板直径与分离筒内径相同，但边缘有缺口，使其上下连通，其面上为油下面为水，中间与出油管线连通。

甘油分析方法

甘油分析方法 甘油的化学分析方法 过碘酸钠法( GB/T 13216.6—91) 原理：在强酸性介质中，过碘酸钠将三个相连羟基的甘油氧化分解成甲酸和甲醛，用NaOH中和生成的甲酸，用pH值计指示终点。从NaOH标准溶液的消耗量计算甘油的含量。 CH20H-CHOH-CHOH+2NalC4—2HCHO+HCOOH+2NaI3+H2O 试剂蒸馏水：不含二氧化碳。 乙二醇稀释溶液： 1 体积不含甘油的乙二醇，用酚酞作指示剂中和后，再用 1 体积水稀释。 硫酸溶液：约0.1mol/L 。 甲酸钠溶液：约0.1mol/L 。 过碘酸钠酸性溶液的制备：称取60(精确至0.1g)过碘酸钠，溶于已加入120mL 硫酸溶液的约500mL的水中，边加入边冷却，转移到1000mL容量瓶中，用水稀释到刻度并摇匀。必要时用玻璃过滤器过滤。 溶液的酸度校核：空白试验所用NaOH溶液的体积应不少于4.5mL,这与基本反应产生的酸度相当。 NaOH溶液：约0.05mol/L。 NaOH标准溶液：约0.125 mol/L。 酚酞指示剂：溶解0.5g酚酞于95% (体积比)乙醇中，稀释至100mL o 仪器 滴定管：50mL。 pH 值计：pH 值计应用两种缓冲溶液校准。 a：邻苯二甲酸氢钾溶液：0.05mol/L (10.12g/L)，20C 时pH 值为4.00; b：10 水四硼酸二钠(Na z B4O7T0H2O)溶液：0.01mol/L (3.81g/L), 20C时pH 值为9.22。 测定步骤 (1)试验份：称取含甘油不大于0.5g的样品(精确至0.0002g)。如果不知甘油的大 致含量，应称取0.5g样品进行预测(如果甘油含量大于75%，最好称取 0.5g+0.1g样品，精确至0.0002g)，置于500mL容量瓶中，用水稀释至刻 度，摇匀后取50mL此溶液用于测定。 ( 2) 试验溶液的制备：对碱性样品或样品酸化时出现焦油沉淀，可将试验份放入配有回流冷凝器的烧瓶中，需要时稀释到50mL，加2滴酚酞指示 剂，用硫酸溶液中和到刚好褪色。再加入5mL硫酸溶液，煮沸5min, 冷 却，必要时过滤，并用水洗涤过滤器。滤液转入600mL烧杯中。无上述情 况时则可将样品直接放入烧杯进行测定。 (3)滴定：用水稀释试样至体积约250mL，在不断搅拌下，加入NaOH溶液，调 节pH值至7.9± 0.1 o加入50mL过碘酸钠溶液，混合搅匀，盖上表面皿， 在温度不超过35E的暗处放置30min。然后加入10mL乙二醇稀释溶液，混 合，在相同条件下放置20min。加5.0mL甲酸钠溶液，用NaOH 标准溶液滴

油气分离器设计计算

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计与计算，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由于气、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1#低温集气站的基本资料： 出站压力：6MPa 天然气露点：5C <-?

气体组成（%）：C 1=85.33 C 2=2.2 C 3=1.7 C 4=1.56 C 5 =1.23 C 6=0.9 H 2S=6.3 CO 2=0.78 凝析油含量：320/g m 0.78l S = 1. 压缩因子的计算 ① 天然气的相对分子质量 ∑=iMi M ? 式中 M ——天然气的相对分子质量； i ?——组分i 的体积分数； Mi ——组分i 的相对分子质量。 则计算得， M=20.1104 ② 天然气的相对密度 天然气的相对密度用S 表示，则有： S= 空 天 M M 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 所以，天然气相对密度S= 空 天 M M =20.1104/28.97=0.694 ③ 天然气的拟临界参数和拟对比参数 对于凝析气藏气： 当 0.7S < 时，拟临界参数： 4.7780.248106.1152.21pc pc P S T S =-=+ 计算得，

分离爪工艺规程和工艺装备设计

分离爪工艺规程和工艺装备设计 本设计的零件为分离爪，选用Q T40-10球墨铸铁。根据零件的形状、尺寸精度、生产的经济效益等各方面的详细分析其加工工艺，多采用专用机床加工。通过对零件的分析，此轴要求精度高，工序适当集中，要求光滑，所以选用工具和尺寸要准。最后对零件进行校核。以便达到零件精度的要求。 1分离爪工艺规程和工艺装备设计 机械制造技术课程设计是培养机械工程类专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节，它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识，进行零件机械加工工艺规程和工艺装备的设计。其基本目的是： （1）培养工程意识。 （2）训练基本技能。 （3）培养质量意识。 （4）培养规范意识。 2机械制造技术课程设计的基本任务与要求 2、1、设计任务 （1）设计一个中等复杂的零件的加工工艺规程； （2）设计一个专用夹具； （3）编写设计说明书。 2、2、课程设计基本要求 （1）内容完整，步骤齐全。 （2）设计内容与说明书的数据和结论应一致，内容表达清楚，图纸准确规范，简图应简洁明了，正确易懂。 （3）正确处理继承与创新的关系。 （4）正确使用标准和规范。 （5）尽量采用先进设计手段。 3课程设计说明书的编写 说明书要求系统性好、条理清楚、语言简练、文字通顺、字迹工整、图例清晰、图文并茂，充分表达自己的见解，力求避免抄书。 4分离爪工艺规程和工艺装备设计 （1）设计分离爪中车左侧端面，位置尺寸16；粗车外圆至Φ41.5车床夹具 （2）加工工件零件图如图4-1所示。

（3）生产类型：大批量生产。 （4）毛胚：模铸件。 （5）工艺内容：工件材料为Q T40-10。车削大头做侧端面。 粗车外圆至Φ41.5。使用设备为C A6140车床。刀具为标 准普通刀具。其工序简图如4-2所示 （6）工序的加工要求：Φ36外圆中心距为（36±0.212）m m； 平行度允差0.05m m；。 第一章分离爪工艺 图4-1 规程和工艺装备设计 1．基本任务： （1）绘制零件工件图一张； （2）绘制毛坯—零件合图一张； （3）编制机械加工工艺规程卡片一套； （4）编写设计说明书一份； （5）收集和研究原始资料，为夹具结构设计做好技术准备。

一种提高卧式油气水三相分离器污水处理能力的方法

一种提高卧式油气水三相分离器污水处理能力的方法 【摘要】文昌13-1/2油田总产液量超过三相分离器原设计处理能力，处理后原油含水率超标，同时打调整井、换大泵提液等增产措施受到限制。为解决这一瓶颈，充分利用油田现有生产设施，对FPSO油气水三相分离器进行了排水改造，使三相分离器生产污水处理能力得到了显著提高，同时原油处理质量得到明显改善，满足了油田提液增产要求。 【关键词】三相分离器生产水处理能力原油处理提液增产 1 引言 文昌13-1/2油田由文昌13-1井口平台、文昌13-2井口平台和南海奋进号FPSO（浮式生产储油装置）组成，单井全部采用潜油电泵方式生产，FPSO作为原油处理、储存、外输中心。来自井口平台的井液经海底管线到达FPSO后进入三个卧式三相分离器（现场称为一级分离器）进行油、气、水三相分离，经过处理后的原油含水率不超过0.5%，生产水含油量不超过1000ppm，气中90%以上的大于10μm的液体颗粒被除去，处理后的原油进入FPSO货油舱储存。分离器设计最大处理能力为：油8975m3/d，水10415 m3/d，气172440 Sm3/d。 2 存在的问题 按照设计处理要求，一级分离器油出口原油含水不超过0.5%，但随着含水率上升及换大泵提液，产液量和产水量逐年增加，从2008年开始，一级分离器的处理结果就达不到设计要求，处理后原油含水超过10%，大大增加了后期处理工作量，对原油外输造成了很大影响，同时严重制约了油田提液增产、调整井作业等增产措施的实施。根据油藏预测，到2013年底，油田总产液量将达到21000 m3/d，产水量将达到18000 m3/d，水处理量已大大超过原设计处理量，生产水处理能力的不足已成为制约该油田稳产的瓶颈。 3 工艺系统优化改造 3.1 一级分离器水收集室立管改造 一级分离器为对称分离室结构，内部安装有增强油水分离效果的波纹板、防波板、气体除雾内件和冲砂管汇，液流均匀进入两端分离室，油水分离后，原油从分离室上部流过溢流板进入油收集室，分离室底部的水通过分离室底部8〞导管，再流经一个高1650mm的立管后溢流到分离器中央的水收集室，然后排入生产水舱。正常情况下，水收集室立管的高度基本确定了分离室中油水界面的高度，这种设计避免了对油水界面的直接控制。 当一级分离器水处理量超过设计处理量时，分离室至水收集室的排水管不能及时排走分离器底部的生产污水，导致分离室油水界面升高，当高过溢流板时，

萃取分离工艺参数设计

萃取分离工艺参数设计 ——最优化串级萃取工艺设计 1、确定原料和处理能力 根据市场需求现状和发展趋势、本地稀土资源状况和开采能力、企业投资和融资能力大小等因素，确定稀土生产线的原料来源、基本配份、年处理能力。 2、确定产品方案 产品品种和规格要符合主流要求，适销对路，既不要盲目求高而增加分离难度和成本，又不能没有市场竟争能力而遭淘汰。 3、确定分离工艺流程 稀土分离时往往按“四分组”效应首先将原料分为轻、中、重稀土富集物。 分组的切割位置通常选择边界元素间分离系数（或等效分离系数）较大、并保持易萃取组分比例均衡，同时兼顾产品要求、设备条件、工艺衔接、操作稳定性和可行性等因素，以降低生产成本、提高流程的稳定性。 （1）工艺采用了具有世界先进水平分离提纯技术，确保产品质量稳定，纯度较高。 （2）工艺流程在实施过程中容易控制，比较灵活，可以根据市场的不同需求，生产不同规格的产品，充槽投资较省，化工辅料消耗降低，有利于降低产品成本。 （3）整个工艺流程较短，可连续化操作，稀土机械损失少，稀土的总收率高。 （4）实现产品“系列化”“高纯化”“单一化”“规模化”，经济指标较好，市场适应能力较强。 4、最优化串级萃取工艺设计 4.1 确定萃取体系和测定分离系数β 针对要分离的问题，选择一个合适的萃取体系，进行单级试验，确定最适宜的有机相配比、皂化度、料液和洗液的浓度和酸度等。测定萃取段和洗涤段的平均分离系数β和β'。 B A E E =β （1）

' '' B A E E =β （2） 若β和β'值相差不大，通常采用数值较小的β值进行计算。 4.2 确定分离指标 根据料液组成，确定分离切割线位置，确定易萃组分A 和难萃组分B ，B f 为料液中组分B 的摩尔分数，1A B f f =-为料液中组分A 的摩尔分数。 根据市场需求确定产品分离指标，若A 为主要产品，规定其纯度An m p +，回收率为A Y ，则A 的纯化倍数和B 的纯化倍数为： (1) n m n m A A A B P P a f f ++-= （3） (1) A A a Y b a Y -= - （4） 出口水相B 的纯度1B P 和A 的纯度1A P 为： 1B B A B bf P f bf = + （5） 111A B P P =- （6） 出口有机相和出口水相分数A f '和B f '： n m A A A A f Y f P +'= （7） 1 B A f f ''=- （8） 若B 为主要产品，规定其纯度为1B P ，回收率为B Y ，则： 1 1(1) B B B A P P b f f -= （9） (1) B B b Y a b Y -= - （10）

油气分离器的工作原理

压机A+_+hH5Y 0V%空压机油气分离器的工作原理 产品关键字： 油气分离器 油气分离元件是决定空压机压缩空气品质的关键部件，高质量的油气分离元件不仅可保证压缩机的高效率工作，且滤芯寿命可达数千小时。从压缩机头出来的压缩空气夹带大大小0o7~3hQo 2^6D 小的油滴。大油滴通过油气分离罐时易分离，而小油滴（直径1um以下悬浮油微粒）则必须通过油气分离滤芯的微米及玻纤滤料层过滤。油微粒经过滤材的扩散作用，直接被滤材拦截以及惯性碰撞凝聚等机理，使压缩空气中的悬浮油微粒很快凝聚成大油滴，在重力作用下油集聚在油分芯底部，通过底部凹处回油管进口返回机头润滑油系统，从而使压缩机排出更加纯净无油的压缩空气。压缩空气中的固体粒子经过油分芯时滞留在过滤层中，这就导致了油分芯压差（阻力）不断增加。随着油分芯使用时间增长，当油分芯压差达到0.08到0.1Mpa时，滤芯必须更换，否则增加压缩机运行成本（耗电）。上海信然公司以使用世界一流滤材为基础，测试油分芯排气含油量，压差为依据，愿为您提供低残油量、低压差、长寿命的油分芯。 高效滤芯超期使用的危害： (1)过滤效率差，压缩机空气品质无法满足使用要求，导致用气设备不能正常工作或产品合格率大大降低； (2)堵塞后压阻增大，导致机组实际排气压力增大，机组能耗增加，生产成本增高； 2、油滤芯的作用： 油滤芯的作用是滤除空压机专用油中的金属颗粒、杂质等，使进入主机的油是非常干净p

65p 01kCR 的，以保护主机安全运行。 油滤芯的材料： 高精度滤纸 油滤芯的更换标准： (1)实际使用时间达到设计寿命时间后更换。油滤芯设计使用寿命通常为2000小时。到Z 8OVz0A 4P1o 4_$ m#LQ WQ+U 期后必须予以更换。空压机环境状况较差的应缩短使用时间。 (2)设计使用寿命期限内堵塞报警后立即予以更换，油滤芯堵塞报警设定值通常为 1.0-1.4bar。 油滤芯超期使用的危害： (3)堵塞后回油量不足导致排气温度过高，缩短油和油分芯使用寿命；6Y56 W+K@*(4)堵塞后回油量不足主机润滑不足，导致主机寿命严重缩短；滤芯破损后未经过滤的含大量金属颗粒杂质的油进入主机，导致主机损坏。 3、空滤芯的作用：

三苯精馏分离工艺设计

三苯精馏分离工艺设计 “三苯”（焦油苯）精馏分分离工艺的国内外生产（技术）工艺现状： 据统计，1997年全球甲苯生产能力为1690万吨/年，同时消费1297万吨/年。2003年生产能力和需求量分别达1870万吨/年和1480万吨。我国1997年甲苯产量40.5万吨，同年消费量为79.5万吨。2000年甲苯生产能力上升到60万吨/年。2000年全球领二甲苯生产能力达到400万吨，我国2000年生产能力超过50万吨，从2000年到2005年全球领二甲苯需求的平均增长率约占4.2%。 我国粗笨精制加工企业有40多加，年加工能力70万吨左右。其缺点是单套加工能力小，工艺落后，产品纯度低，能耗高及污染严重，这些都是分散加工的原因造成的。 多年来，粗笨精制产品大幅度增产，但是在市场上供应缺口很大，仍然是短线产品。1998年中国纯苯消费量为141万吨，实际产量为136.1万吨，净进口数量为4.98万吨。1990年至1998年，8年间年均增长率为11%。2003~2005年中国存苯消费量以年均7%左右的速度增长，高于世界平均速度约3个百分点，市场缺口大约在7万吨左右。 在此背景下，发展一批加工能力大，工艺先进，产品质量高，能耗低及污染小的三苯分离装置对我国的发展很有必要。 本工艺技术的特点 蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发的不同并借助于多次不分汽化和部分冷凝达到轻，重组分分流的方法。整流操作在化工，石油化工，轻工等工业生产中占有重要的地位。 蒸馏过程按蒸馏方式可分为简单蒸馏，平衡蒸馏，精馏和特殊精馏等。本设计的任务为分离苯—甲苯—二甲苯混合液。对于三元混合的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料通过预加热至泡点送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分冷却后送至储罐。该物系金属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的两倍，塔釜式用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 三苯精馏的技术依据 本设计的任务为分离苯—甲苯—二甲苯混合液。对于三元混合物的分离，应采用连续精馏流程。连续精馏具有生产能力达，产品质量稳定等优点。采用全凝器为主，以使于准确的控制回流比。利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分的分离。

油气集输工艺原则

第二章油气集输与处理工艺 第一节油气集输工艺原则 将油田生产的原油和天然气进行收集、计量、输送和初加工的工艺流程为集输流程。一个合理的集输流程必须立足于油田的具体情况，如油、气、水的性质、开发方案、采油工程方案、自然环境等。特别是在大庆西部外围油田，由于油藏储量丰度低，地质条件复杂，动用风险大；同时由于地面条件差，很多油田区块小，分布偏远零散，与已建系统依托性差，建设难度大，导致了部分油田开发经济效益差，甚至面临无法动用的局面。为此，根据“整体部署、分步实施、跟踪研究、及时调整、逐步完善”的开发部署，强化地下、地面一体化优化工作，总结出一种适合大庆西部外围油田发展的地面建设模式。 一、总体布局 油田内井、站、库、厂、线的布置，应根据本身及相邻企业和实施的火灾危险性、地形和风向等条件进行合理布局。 (1)油气生产站场宜布置在城镇和居民区的最小风频风向上风侧，并在通风良好的地段。 (2)油气站场的位置应靠近道路、电源、水源、通信线的节点，并且应布置在有利于排除地面雨水的地方。 (3)油气集输各类站场按输油、输气的用户方向确定集输方向，尽力避免流向迂回，以节约能量。 (4)生产井与计量站间的出油管线呈辐射状布置，计量站位于中心，可以使出油管线线路最短。 (5)在总平面分区布置的基础上，油气及热力管线、供水及排水管线、电力及电信线路应尽量缩短长度。在满足水力、热力计算条件的情况下，线路布置应力求整齐划一、美观大方。 (6)各种管道、线路靠近道路，形成管廊带。工程设施集中建设，以减少占地，方便施工和生产管理。 (7)满足开发方案、采油工程方案对地面工程的要求，积极采用新工艺、新技术，简化地面工艺，降低工程投资和生产能耗。 (8)为保护环境、减少污染，油、气、水集输及处理应满足环境保护标准，做到不排放污油、废气和污水。 总之，为了提高油田开发建设的综合经济效益，需要根据油田实际情况进行合理布站。通常采用三种布站方式：计量站一中转站一脱水站三级布站；阀组间一中转站一脱水站两级半布站；阀组问(带混输泵)一脱水站一级半布站。 二、集输流程 将油气集输各单元工艺合理组合，即成为油气集输系统工艺流程。其中各工艺单元可以分为：站外集油工艺、转油站处理工艺、脱水站处理工艺，以及输油工艺等。其中集油工艺中常见的流程有：三管伴热流程、双管掺水流程、环状掺水流程、树状电加热流程，以及单井拉油流程。转油站处理工艺有：三合一转油站流程、四合一转油站流程、混输转油站流程和脱水转油站流程。脱水站处理工艺有：两段脱水(三相分离器加电脱水器)流程和五合一(分离、沉降、缓冲、加热、脱水)流程。 第二节集油工艺 一、集油流程 (一)三管伴热流程

油气水分离工艺设计

第二节油气水分离工艺设计 四、分离器的类型 1. 分离器的分类 油（气）田上常用的分离器, 按其外形分主要有立式和卧式两种; 按功能分有气液两相分离器和油、气、水三相分离器等；按操作压力可分为负压(<0.1MPa)、低压(<1.5MPa)、中压(1.5～6.0MPa)和高压(>6.0MPa)分离器等。 下面对分离器的型式和内部结构作简单介绍。 2. 立式分离器 图2-3-16为立式分离器的简单结构示意图。 图2-3-16 立式分离器的简单结构示意图 立式分离器一般用于处理高气液比的油气混合物,如用作气体洗涤器、分液罐等, 以便除去大量气体中所含少量液体。 立式分离器的内部结构如图所示，混合物由侧面进入分离器, 经入口分流器使油气得到初步分离, 液体向下沉降至分离器的集液部分, 析出所携带的气泡后经液控阀流入管线；经入口分流后的气体向上流向气体出口, 气体所携带的较重油滴在重力作用下沉降至集液部分; 较小的液滴经出口捕雾器碰撞聚集后进一步脱除, 然后气体流出分离器。 3. 卧式分离器 卧式分离器多用于液气比较高的情况,像原油分离器、缓冲罐等。分离器的内部结构如图2-3-17所示。 图2-3-17 一般三相分离器的简单结构示意图 1—三相流体入口；2—挡板；3—气相整流件；4—填料或防浪板；5—捕雾器； 6—气出口；7—下液管；8—溢流堰板；9—防涡器；10—水出口；11—油出口 流体进入分离器，经过入口分流器后气、液的流向和流速突然改变, 使气液得以初步分离。

气体水平地通过液面上方的重力沉降部分, 被气流携带的液滴在此部分靠重力沉降至气液界面, 未沉降至液面的粒径更小的液滴在出口捕雾器碰撞聚集成大液滴, 在重力作用下沉降至 集液部分。 经过初步分离的液体在重力作用下流入分离器的集液部分, 集液部分需要有一定的空间, 使液体流出前有足够的停留时间；对于两相分离器, 足够的停留时间可以使原油中气泡升至液面并进入气相；对于三相分离器, 足够的停留时间除使油中气泡析出至气相外, 还可以使油中水滴沉降至水层, 水层的油滴升至油层, 然后再通过控制阀流出分离器。油气界面的高度一般控制在(1/2～3/4)D之间。 为了提高脱水效果，容器内部一般加设填料。填料的形式有斜板、波纹板，或填料和斜板合一等。油水混合液流过这些填料时，可使水滴吸附其表面，在液体的剪力作用下破坏水滴表面张力，使水滴易于聚结；同时，顺着填料下沉，缩短沉降时间。 有的分离器气相也设置填料。由于气相主要是分出液体，填料可能与油水分离段的填料不同。填料段一般设置1~2段，如果太多，不经济，且占去较大的分离空间。 根据填料和波纹板的功用，它们应满足以下要求： a. 具有良好的润湿性，混合物流经其表面时，水滴（或油滴）易于吸附； b. 能长期使用，不易破碎，并不与油、水发生化学变化； c. 来源广，价格低廉。 对于用于浮式生产储油设施上的分离器，由于波动原因必须考虑增加内部防浪设施稳定界（液）面。比较简单的办法是采用防浪板，如图2-3-17所示，有时填料兼作防浪板。防浪板的多少根据分离器分离段的长度来定。 3. 高效三相分离器 高效三相分离器一般为卧式分离器，图2-3-18是典型的高效三相分离器。 高效三相分离器是通过合理的内部结构设计，利用机械、热和化学等技术，使原油达到高效分离的容器，与同尺寸的普通分离器相比，处理量大，脱水效果好。由于其内部结构复杂，一般用于处理高密度、高粘度的原油。 高效三相分离器在设计方面主要有以下特点： （1）设计预脱气室。气液分离仅靠重力，需要的空间较大，也就增大了分离器的尺寸。高效分离器设置气体预分离室（如图2-3-18所示），可以预分离出大部分气体，减少了沉降分离室的气液分离空间，同时保证了液面的稳定。 （2）高操作液面。由于沉降分离室的气液分离空间减少，高效三相分离器操作液面就可设计相对较高，一般在3/4D左右，与同尺寸的普通分离器相比，就增大了处理量。 （3）原油“水洗”预分离。高效分离器中预脱气后的原油直接进入油水预分离室的水层，水洗除去其中的杂质，同时利用油在水中上浮快、破坏油包水滴稳定性的原理“水洗”原油，提高油水分离速度。

三相分离器资料

高效三相分离器 1.型号释疑 JM－WS3.0×8.0-0.8 设计压力MPa 设备筒体长度m 设备筒体内径m W：卧式容器 S：三相分离器 骏马集团 2.三相分离器分离原理及结构特点 刚从地下开采出来的石油我们称为原油，它是复杂的油水乳化混合物，还含有部分气体和少量泥沙。气体的主要成分是天然气和二氧化碳。为了分别得到有利用价值的高纯度的天然气和石油，我们研制出了原油用高效三相分离器，来满足原油开发开采者的需要。 所谓的三相，就是气相、液相、固相。三相分离器的工作原理就是利用原油中所含各物质的密度不同、粘度不同以及颗粒大小等的区别来进行分离的。来自井口的原料油首先经过井口阀门、管线到一个加药装置，加药装置可连续可控制的来给原油加破乳剂。这是用来降低原料油中水、油、泥沙之间的粘连混合程度以及分化乳化混合物的颗粒，有利于三相分离器更好的进行分离。我们可根据原油的参数（粘度和温度）来看是否需要在加破乳剂之前设置水套加热炉。水套加热炉就是对原油加热，来降低原油的粘度，提高原油的运输速度。 加了破乳剂的原料油首先进入三相分离器的一级分离装置，进口是在一级分离装置中部，沿切线方向旋转式进入。通过旋风分离，根据离心力和重力的作用，将原油所含的各物质由里到外、由上到下的排列为气、油、水、泥沙。为了延长分离器的使用寿命，我们在一级分离装置的入口处沿筒壁方向增加一块垫板，这样泥沙在冲涮筒壁时，只磨损到这块垫板。等于说是把一级分离装置能接触到的高

速流体的那段筒体壁厚进行了加强。 经过旋风分离，大部分气体涌向一级分离装置的上部，在分离装置的上部我们设有一个伞状板，伞状板由三根扁钢呈120°角分布支承。下部靠一个焊接在筒体内壁上的支承圈支撑。气体冲击到伞状板之后，经过伞状板和一级分离器筒体之间的空隙到达分离器的顶部出气口，由出气口进入二级分离装置。我们设置这个伞状板的原因，就是因初步分离的气体中，含有部分雾状的小颗粒，颗粒中有水和原油以及细微的泥沙，经碰撞到伞状板上之后，由于粘度的原因，大部分都附着在伞状板的内壁上，积累到一定程度会沿伞状板的内壁边缘滴落。但还是有少部液体被气流带走，进入二级分离器装置再进行精细过滤的分离。 再谈一级分离装置中的除了气体之外的其它物质，由于旋风分离利用离心力和重力的合力原理，绝大部分液相和固相物质从分离器的底部流入三相分离器的主体分离装置，我们在一级分离装置的底部出液口处设有一个防涡流挡板，呈“十”字状，这是由于流体经过旋转，在分离装置的底部易形成涡流，若不设置挡板，就会有较多一部分气体随之涌入主体分离装置，这样会使主体分离装置中流体引起较大波动，也影响到流体中各物质的分离效果。 我们根据许多科研人员的试验结果：油在水中上升的速度，远远快于水在油中下降的速度。这就是由于油的粘度大于水的粘度的原因。这一发现使我们利用这个原理将一级分离装置底部的流体出口的接管延长至主分离装置的底部区域。从底部进入主分离装置，这样流体会慢慢的涌出，而不是直接喷洒进入，这样大大减小了流体在主分离装置中的波动，慢慢上升的流体中，油上升的速度快于水下降的速度。流体中的油就会迅速的浮上水面，为了减小这些流体在主分离装置中的振动和波浪，我们在延长管的底部附近一圈焊接一块有许多小孔的方形折边向下的挡板。这样能有效地降低流体的流速和动能。而且还能够将流体中的乳状团块细化。我们也考虑到流体直接冲击主分离装置的底部，会使底部钢板受到冲涮侵蚀，寿命会大大降低，我们在主分离装置的来液底部，也设置了一块碗状垫板。这样的形状同时使来液绝大部分都可以反弹到孔板上进行团块细化分离。 当液量达到一定高度，我们在主分离装置的中部上半部设置了一段填料装置。它的结构就是规整填料，术语称TP板，又称聚结板、消泡器、斜板填料。该板每片都呈波纹形状，就象一把挂在主分离装置内部的梳子，用于油田油水处理系

空压机中的油气分离器如何进行设计

空压机中的油气分离器如何进行设计 喷油螺杆空压机中，在压缩气体的同时，大量的油被喷入空压机的齿间容积。这些油和被压缩气体形成的油气混合物，在经历相同的压缩过程后，被排到机组的油气分离器中。油气分离器是喷油螺杆空压机机组系统中的主要设备之一。为了降低机组排气中的含油量和循环使用机组中的润滑油，必须利用油气分离器把润滑油有效地从气体中分离出来。

一、油气分离原理与方法 1.油气混合物特性 在由被压缩气体和润滑油形成的油气混合物中，润滑油以气相和液相两种形式存在。 处于气相的润滑油是由液相的润滑油蒸发所产生的，其数量的多少除取决于油气混合物的温度和压力外，还与润滑油的饱和蒸气压有关。油气混合物的温度和压力愈高，则气相的油愈多；饱和蒸气压愈低，

则气相的油愈少。气相油的特性与其他气体类似，无法用机械方法予以分离，只能用化学方法去清除。 在一般的运行工况下，油气混合物中处于气相的润滑油很少。一是因为在通常的排气温度下，混合物中润滑油蒸气的分压力很低；二是由于润滑油在从喷入到分离的时间很短，没有足够的时间达到气相和液相间的平衡状态。 处于液相的润滑油占了所有被喷入油中的绝大部分，但这种液相油滴的尺寸范围分布很广。大部分油 z0b0e 汉钟空压机 https://www.sodocs.net/doc/6b3170798.html,

滴直径通常处在1～50μm，少部分的油滴可小至与气体分子具有同样的数量级，仅有0.01μm。显然，大油滴和小油滴的性质会有较大的差异。 在重力作用下，只要油气混合物的流速不是太快，大的油滴最终都会落到油气分离器的底部。油滴直径越小，其下落的时间就越长。对于直径很小的润滑油微粒，却可以长时间悬浮在中，无法在自身重力的作用下，从气体中被分离出来。油气分离器的作用，就是尽可能地把这部分油滴分离出来。