PAGEPAGE15重慶科技學(xué)院課程設(shè)計報告

院（系）:_石油與天然氣工程學(xué)院_專業(yè)班級:油氣儲運學(xué)生姓名:學(xué)號:設(shè)計地點（單位）重慶科技學(xué)院石油科技大樓_______設(shè)計題目:_某低溫集氣站的工藝設(shè)置——分離器計算（兩相幾旋風(fēng)）完成日期：年月日

指導(dǎo)教師評語:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________成績（五級記分制）:________________

指導(dǎo)教師（簽字）:________________某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相及旋風(fēng)）目錄目錄1.引言 12.設(shè)計說明書 22.1概述 22.1.1設(shè)計任務(wù) 22.1.2設(shè)計內(nèi)容和及要求 22.1.3設(shè)計依據(jù)以及遵循的主要的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 22.2工藝設(shè)計說明 22.2.1工藝方法選擇 22.2.2課題總工藝流程簡介 23.計算說明書 33.1設(shè)計的基本參數(shù) 33.2需要計算的參數(shù) 34.立式兩相分離器的工藝設(shè)計 44.1天然氣的相對分子質(zhì)量 44.2壓縮因子的計算 44.3天然氣流量的計算 54.4液滴沉降速度計算 54.4.1天然氣密度的計算 54.4.2臨界溫度、壓力的計算 54.4.3天然氣粘度的計算 74.5立式兩相分離器的計算 94.5.1立式兩相分離器直徑的計算 94.5.2立式兩相分離器高度的計算 104.5.3立式兩相分離器進(jìn)出口直徑的計算 105.旋風(fēng)分離器的工藝設(shè)計 115.1旋風(fēng)分離器的直徑計算 115.2旋風(fēng)分離器的長度計算 115.3旋風(fēng)分離器的進(jìn)出口管徑計算 116.結(jié)論 136.1設(shè)計思路 136.2所做工作 136.3得到的結(jié)果 137.參考文獻(xiàn) 14某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相及旋風(fēng)）引言1.引言天然氣是清潔、高效、方便的能源。它的使用在發(fā)展世界經(jīng)濟(jì)和提高環(huán)境質(zhì)量中起著重要作用。全球蘊藏著相當(dāng)豐富的天然氣資源，目前世界天燃?xì)馐莾H次于石油和煤炭的世界第三能源。因此，天然氣在國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要地位。天然氣分別通過開采、處理、集輸、配氣等工藝輸送到用戶，每一環(huán)節(jié)都是不可或缺的一部分。天然氣是從氣井采出時均含有液體（水和液烴）和固體物質(zhì)。這將對集輸管線和設(shè)備產(chǎn)生極大的磨蝕危害，且可能堵塞管道和儀表管線以及設(shè)備等，因而影響集輸系統(tǒng)的運行。氣田集輸?shù)哪康木褪鞘占烊粴夂陀脵C(jī)械方法盡可能除去天然氣中所罕有的液體和固體物質(zhì)。本文主要講述天然氣的集輸工藝中的低溫集輸工藝中的分離器的工藝計算。本次課程設(shè)計我們組的課程任務(wù)是——某低溫集氣站的工藝設(shè)計。在每一組中又分為了若干個小組，我所在小組的任務(wù)是——低溫集氣站分離器計算。在設(shè)計之前要查低溫兩相分離器和旋風(fēng)分離器設(shè)計的相應(yīng)規(guī)范，以及注意事項，通過給的數(shù)據(jù)資料，確定在設(shè)計過程中需要使用的公式，查詢圖表。然后計算出天然氣、液烴的密度，天然氣的，溫度，壓縮因子，粘度，阻力系數(shù)，顆粒沉降速度，立式兩相分離器和旋風(fēng)分離器的直徑，進(jìn)出管口直徑，以及高度和長度。把設(shè)計的結(jié)果與同組的其他設(shè)備連接起來，組成一個完整的工藝流程。某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相及旋風(fēng)）設(shè)計說明書2.設(shè)計說明書遵循設(shè)計任務(wù)的要求，完成某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相幾旋風(fēng)）。在設(shè)計之前要查低溫兩相分離器和旋風(fēng)分離器設(shè)計的相應(yīng)規(guī)范，以及注意事項，通過給的數(shù)據(jù)資料，確定在設(shè)計過程中需要使用的公式，查詢圖表。然后計算出天然氣、液烴的密度，天然氣的，溫度，壓縮因子，粘度，阻力系數(shù)，顆粒沉降速度，立式兩相分離器和旋風(fēng)分離器的直徑，進(jìn)出管口直徑，以及高度和長度。2.1概述通過查有關(guān)資料和相關(guān)規(guī)范，通過設(shè)計任務(wù)書上的數(shù)據(jù)以及要求，計算出低溫集氣站兩相幾旋風(fēng)分離器的工藝參數(shù)。2.1.1設(shè)計任務(wù)某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相幾旋風(fēng)）2.1.2設(shè)計內(nèi)容和及要求①根據(jù)提供的資料進(jìn)行某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相及旋風(fēng)）；②編寫設(shè)計報告和課程設(shè)計總結(jié)；③報告格式需符合學(xué)校課程設(shè)計撰寫格式要求。2.1.3設(shè)計依據(jù)以及遵循的主要的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)①《油氣集輸設(shè)計規(guī)范》（GB50350-2005）②《分離器規(guī)范》（SY/T0515-2007）③《油氣分離器規(guī)范》（SY/T0515-1997）④《油氣分離器設(shè)計制造規(guī)范》（QHS3006-2003）2.2工藝設(shè)計說明根據(jù)課程設(shè)計老師布置的要求，查資料和規(guī)范，計算出相應(yīng)的參數(shù)。在設(shè)計的過程中，應(yīng)該按照實際計算的公式或圖表分別求出對應(yīng)狀態(tài)下的數(shù)值，合理利用相應(yīng)的規(guī)范，設(shè)計出符合課程需求的工藝。2.2.1工藝方法選擇氣田集輸工藝流程分為單井集輸流程和多井集輸流程。按天燃?xì)夥蛛x是的溫度條件，又可分為常溫分離工藝流程和低溫分離工藝流程。本次課程的任務(wù)是低溫集氣站的工藝設(shè)計。低溫集氣站分離器的設(shè)計，通過節(jié)流降壓的方法，使天然氣中的含水量降低，從而達(dá)到脫水的目的。2.2.2課題總工藝流程簡介多口氣井→節(jié)流降溫→分離→多次節(jié)流→凝液回收→外輸某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相及旋風(fēng)）計算說明書3.計算說明書3.1設(shè)計的基本參數(shù)設(shè)計的基本參數(shù)見表2-1表2-1井號產(chǎn)量（10m/d）進(jìn)站壓力（MPa）進(jìn)站溫度（℃）118163122216303201632416163257163061410317191030出站壓力：6MPa；天然氣露點：<-5℃進(jìn)站氣體組成（%）：C1=85.33C2=2.2C3=2.0C4=1.7C5=1.23C6=0.9H2S=6.3CO2=0.78凝析油含量：20g/m；S=0.783.2需要計算的參數(shù)天然氣的相對分子質(zhì)量、壓縮因子、天然氣節(jié)流后的溫度、天然氣的總流量、液體的沉降速度、分離器內(nèi)直徑、分離器氣體出入口管徑某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相及旋風(fēng)）立式兩相分離器工藝設(shè)計4.立式兩相分離器的工藝設(shè)計4.1天然氣的相對分子質(zhì)量由進(jìn)站氣體組成（%）：C1=85.33C2=2.2C3=2.0C4=1.7C5=1.23C6=0.9H2S=6.3CO2=0.78M=16*0.8533+30*0.022+44*0.02+58*0.017+72*0.0123+86*0.009+34*0.063+44*0.0078=20.324.2壓縮因子的計算在某壓力P和某溫度T時n摩爾氣體的實際體積除以在相同壓力P和溫度T時n摩爾氣體的理想（計算）體積之商，即為該氣體的壓縮因子。壓縮因子主要有兩種計算方法：計算法、查圖法。本文用的是查圖法計算出天然氣的壓縮因子。天然氣的相對密度S=0.78>0.7，所以對于凝析氣藏氣，通過查《天然氣集輸技術(shù)》中的公式：S≥0.7PPC=5.102-0.689SS≥0.7TPC=132.2+116.7S(3-2)所以由公式（3-1）、（3-2）得到：PPC=5.102-0.689*0.78=4.56TPC=132.2+116.7*0.78=223.231～7號井節(jié)流降壓后的P=11.5MPa，T=281.5K天然氣的壓力、溫度、密度與其擬臨界壓力、擬臨界溫度和擬臨界密度之比分別稱為天然氣的擬對比壓力、擬對比溫度、擬對比密度。天然氣的擬對比壓力PPr=(3-3)所以由公式（3-3）可計算出天然氣的擬對比壓力為：Ppr=天然氣的擬對比溫度Tpr=(3-4)所以由公式（3-4）可計算出天然氣的擬對比溫度Tpr=通過以上數(shù)據(jù)，根據(jù)《天然氣集輸技術(shù)》中的“圖2-1”可得天然氣壓縮因子為Z=0.58。4.3天然氣流量的計算在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1～7號井流量Qg=（18+22+20+16+7+14+19）104=116*104m3/d天然氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量與實際流量的轉(zhuǎn)換公式為：Q=**（3-5）所以由公式（3-5）可計算出天然氣的實際流量為：=0.066m4.4液滴沉降速度計算4.4.1天然氣密度的計算根據(jù)《油氣集輸與礦場加工》中的公式=（3-6）式中P——節(jié)流后的溫度；M——天然氣的分子質(zhì)量；Z——壓縮因子；T——節(jié)流后的溫度。可以根據(jù)公式（3-6）算出在P=11.5MPa，T=（8.5+273）K=281.5K條件下天然氣密度：=173.2kg/m34.4.2臨界溫度、壓力的計算根據(jù)《油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)手冊下冊》可查到天然氣在不同壓力溫度下的粘度。氣體的相對密度是0.78，從圖15-2-4中查得臨界溫度是235K,臨界壓力是4600KPa，計算求得臨界參數(shù)。P=11.5MPa，T=281.5K條件下Tr==1.19Pr==2.54.4.3天然氣粘度的計算從圖15-2-7中查得在101.325KPa和8.5℃條件下經(jīng)過對H2S和CO含量的校正氣體粘度是0.0095mPa·S利用所算出來的對比壓力和對比溫度可以在圖15-2-8中查得粘度比，再與圖15-2-7從圖15-2-8查得：μp/μ1=1.4μp=1.4*0.0091=0.013mPa·S=1.3*10Pa·S粘度的計算公式為：f（Re2）=（3-7）顆粒直徑取d=100微米，由公式（3-7）可以算出天然氣的運動粘度為：=4573查圖B可得到阻力系數(shù)=1.5，所以顆粒沉降速度為：W=（3-8）式中d——顆粒直徑，——分別為液體和氣體的密度；——阻力系數(shù)。由公式（3-8）可以得到液滴的沉降速度為：W==0.1m/s4.5立式兩相分離器的計算4.5.1立式兩相分離器直徑的計算由前面的液體顆粒沉降速度公式（3-8）可求得在給定條件下的液滴沉降速度W，在垂直上升的氣流中，為了不使顆粒被氣流攜帶出分離器，并考慮到分離器橫截面積的利用情況，一般取氣流計算速度：（3-9）其中系數(shù)=0.75～0.8。設(shè)在給定壓力P和溫度T的條件下，欲被分離的氣體流量為Q，令其流經(jīng)的橫截面積為：（3-10）式中D——分離器的直徑。流量的計算公式公式：（3-11）所以由上述公式（3-9），（3-10），（3-11）可以計算出分離器的直徑公式為：（3-12）代入數(shù)據(jù)到（3-12）可得直徑為：=1.03m≈1m4.5.2立式兩相分離器高度的計算分離器高度H的計算公式為：H=()D所以代入數(shù)據(jù)得到H=31=3m4.5.3立式兩相分離器進(jìn)出口直徑的計算分離器進(jìn)出路口直徑D1、D2的計算公式為：D1=（3-13）D2=（3-14）式中V1、V2——分別為氣體的進(jìn)口和出口速度，m/s取進(jìn)口速度V1=15m/s,V2=10m/s所以由公式（3-13），（3-14）可計算出進(jìn)出口管徑分別為：0.07m/s，0.09m/s。某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相及旋風(fēng)）旋風(fēng)分離器工藝設(shè)計5.旋風(fēng)分離器的工藝設(shè)計為了分離氣流中的顆粒，僅僅依靠重力是不合理的，因為這就要使重力式分離器的尺寸（直徑）做得很大，多消耗鋼材，增加基建投資。因此再生產(chǎn)實踐中還利用慣性力，就是使氣流方向改變，產(chǎn)生離心力來增大分離效果。主要是利用離心力來分離氣流中的顆粒的分離器稱為旋風(fēng)式分離器。5.1旋風(fēng)分離器的直徑計算通過查資料《天然氣集輸工程》可以得到計算直徑的公式：D=0.536（4.1）式中Q——天然氣的實際流量，——旋風(fēng)分離器內(nèi)的壓力降，CD——水力阻力系數(shù)，由實驗測定；一般取為180，Pg——在分離器內(nèi)壓力、溫度條件下的氣流密度。所以根據(jù)公式（4.1）可以求出旋風(fēng)分離器的直徑為：D=0.536=0.66m5.2旋風(fēng)分離器的長度計算旋風(fēng)分離器長度的計算公式為：L=4D所以帶入數(shù)據(jù)得到：L=2.64m。5.3旋風(fēng)分離器的進(jìn)出口管徑計算進(jìn)出口管徑的計算公式為：(4.2)(4.3)在計算時，一般取進(jìn)口速度為15～25m/s，出口速度為10～15m/s，本次計算中取進(jìn)口速度為15m/s，出口速度為10m/s。所以根據(jù)公式（4.2），（4.3）計算得出旋風(fēng)分離器的進(jìn)出口管徑分別為：=0.07m=0.09m某低溫集氣站的工藝設(shè)計——分離器計算（兩相及旋風(fēng)）結(jié)論6.結(jié)論6.1設(shè)計思路立式兩相分離器和旋風(fēng)