На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


лабораторная работа Технологический расчет аппаратов для отстаивания (отстойников)

Информация:

Тип работы: лабораторная работа. Добавлен: 18.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 4. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное агентство по образованию РФ
Национальный  исследовательский Томский политехнический  университет
Институт  природных ресурсов 

 

кафедра: химической технологии
топлива и химической кибернетики 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа № 1
по дисциплине
«Технологическое  проектирование и  типовое оборудование нефтехимических  процессов»
   «Технологический расчет аппаратов для отстаивания (отстойников)» 
 

Выполнил:
ст. гр. 5М200             Абдюшев Р.Р. 

Проверил:
доц., к.т.н.         Самборская М.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Томск 2011
    Цель  работы
    Научиться рассчитывать аппараты для разделения водонефтяных эмульсий. 

    Теоретическая часть
Отстаивание
      При сборе и подготовке нефти на промыслах  приходится иметь дело с самыми разнообразными смесями, образующими суспензии, эмульсии, туман, дым (пыль). При достаточном различие плотностей дисперсной и дисперсионной фаз, наиболее простым методом их разделения является отстаивание. Требования ГОСТ к качеству нефти таковы:
– содержание влаги < 0,5% (ГОСТ 2477);
– содержание солей < 100 мг/л (ГОСТ 1534).
      Отстаивание водонефтяной эмульсии – технологическая  операция, используемая для разделения фаз, т.е. осаждения воды в водонефтяной эмульсии. Эта операция является основным этапом процесса разрушения нефтяных эмульсий (ей предшествуют процессы обработки  эмульсии деэмульгатором и подготовки ее к разделению).
      Характер  осаждения воды в эмульсии резко  отличается от характера осаждения  одиночной частицы. Параметры среды, в которой осаждаются частицы  воды, постоянно меняются, в частности, ее плотность уменьшается из-за снижения содержания воды к уровню раздела  фаз. Кроме того, по мере приближения  диспергированных частиц к уровню раздела фаз их число возрастает, промежутки между частицами становятся все меньше. Обезвоживаемая нефть, поднимаясь в вверх, начинает притормаживать или даже увлекать частицы воды с собой. При этом частицы воды вышележащих слоев водонефтяной эмульсии, имея большую скорость осаждения, начинают настигать нижележащие частицы. Скорость осаждения частиц воды постепенно снижается и становится равной скорости осаждения более мелких ее фракций и даже равный скорости осаждения присутствующих в нефти микрочастиц.
      В результате на соответствующем уровне (высоте) водонефтяной эмульсии наступает  момент «уплотнения» частиц воды, что  связано с началом образования  так называемого «слоеного пирога», то есть слоистого расположения воды в обезвоживаемой нефти, которая  с течением времени проваливается  из пленок “ловушечной нефти” в сплошную водную фазу.
      На  образование «слоистого пирога»  в основном влияют микрочастицы (механические примеси), состоящие из сульфидов  железа, продуктов коррозии, глины, и т.д. плотность которых больше плотности нефти. Эти частицы  осаждаются по тем же закономерностям, что и мелкодиспергированные частицы воды. Имея микронные размеры, они группируются за счет сил поверхностного сцепления друг с другом и образуют массу большей плотности, чем плотность нефти, но меньшей, чем плотность воды. Поэтому механические примеси располагаются и уплотняются на границе раздела фаз. Если силы поверхностного сцепления между частицами механических примесей и число их достигло достаточно высоких значений, то они образуют сплошные пленки, которые осаждаемая вода в состоянии разорвать только при некотором накоплении (положительный эффект на разрушение этих пленок оказывает внесенный ранее деэмульгатор). После разрыва пленки накопившаяся вода проваливается в водную фазу.
      Водонефтяная  эмульсия подается в раздаточный  коллектор (маточник) для более равномерного выхода струй жидкости по всему сечению  аппарата. Затем, проходя через определенной высоты водяную подушки (происходит частичное улавливание капель воды) и скапливается на поверхности воды.
     В процессе отстаивания по выше описанному механизму происходит расслаивание нефти и воды. Отвод обезвоженной нефти осуществляется сверху аппарата, сброс воды происходит снизу с  помощью специальных механизмов.
     По  конструкционным особенностям отстойную  аппаратуру можно разделить на три  основных группы:
      резервуары-отстойники представляют собой емкости различных размеров, предназначенные для накопления, кратковременного хранения, и учета «сырой» и товарной нефти. Основная цель таких резервуаров в промысловых условиях сводится к разделению нефти и воды с минимальными потерями легких фракций нефти. Применяют резервуары-отстойники с жидкостным гидрофильным фильтром, жидкостным гидрофобным фильтром, с плавающей крышкой и т.д. 
      гравитационные отстойники по форме делятся на цилиндрические и сферические, по положению в пространстве горизонтальные и вертикальные с различными дополнительными внутренними устройствами. Доминирующим эффектом является гидродинамический эффект, обусловленный гравитационными силами, т.е. разностью плотностей фаз и скоростью потока. Наиболее распространенными на установках подготовки нефти в последние годы нашли горизонтальные отстойники с вертикальным направлением движения потоков (рис.1).
      трехфазные сепараторы предназначены для сепарации газ от нефти и сброса основной части пластовой воды при высокой обводненности продукции скважин (позволяет значительно снизить затраты на капиталовложения). Принцип работы таких установок состоит в частичном обезвоживании продукции скважин с предварительной обработкой сырья реагентом и использованием теплоты и остаточного содержания реагента в пластовой воде, сбрасываемой на последующих ступенях обработки. Существует большое разнообразие таких отстойников по конструкции.  
 
 
 

    Исходные  данные для расчета аппарата
    Таблица 1
№ вар. Объемный расход эмульсии, м3/час Нач. обводн.,% масс.
Конеч. обводн.,% масс.
dmin,м Вязкость нефти, Па*с Плотность нефти, кг/м3 Температура процесса, °С
   
9 79 37 5 0,00017 0,00078 865 45
 
    Для расчета ЭДГ принять:
    Таблица 2
Е, кВ/см
4 3,5
 
 
    Практическая  часть 

1. Сначала рассчитываем плотность эмульсии по правилу аддитивности:
 и определяем массовый расход эмульсии:  

    2. Затем рассчитываем материальный баланс аппарата, откуда находим количества удаленной воды и обезвоженной нефти:
    Gэ*Wн= Gн*Wк+ Gв;
      Gэ*Wн= (Gэ-Gв)*Wк+ Gв.
    где . – массовый расход эмульсии, кг/с;
           Gв– массовый расход воды, кг/с;
           Gн– массовый расход нефти, кг/с;
           Wн. – начальная обводненность эмульсии, масс. доли;
           Wк – обводненность эмульсии после обезвоживания, масс. доли.
    Таким образом,
      

    3. Далее определяем режим движения  отстаиваемой эмульсии и рассчитываем линейную скорость осаждения.
     ,      (1)
    где — критерий Архимеда. Уравнение (1) называют обобщенным уравнением осаждения.
    
    При осаждении капель воды в водонефтяной эмульсии  эффективная динамическая вязкость эмульсии рассчитывается по формуле:
    
    Граничные значения критерия для ламинарного режима осаждения капель:
     .  
          Таким образом, имеем  ламинарный режим осаждения капель. 

      Определив критерий Рейнольдса для соответствующего режима, находим скорость осаждения Т.к. критерий :
      
      Скорость осаждения частицы:  

     4. Исследованиями было установлено, что при содержании дисперсной фазы более
     5 % об. необходимо учитывать стесненность осаждения (всплытия) капель.
      Wоб=0,3133=31,33 % об. 

    Таким образом, определяем W0g= 0,0025 м/с. 

   Поскольку аппарат проектируют так, чтобы скорость течения жидкости в корпусе  аппарата не превышала нескольких миллиметров в секунду, и режим течения был ламинарным, что предупреждает смешение фаз и улучшает процесс отстаивания, то можно заведомо использовать формулу Стокса для расчета скорости, а затем проверить находится ли число Рейнольдса в пределах ламинарного режима для спроектированного аппарата. 

   5. По известному значению скорости определяем площадь поверхности осаждения:
                 
                   
6. Далее рассчитываем конструктивные размеры аппарата. Методики для расчета вертикальных и горизонтальных отстойников несколько отличаются. 

    Вертикальный  отстойник
     
    рассчитываем диаметр аппарата и округляем полученное число до ближайшего, кратного 0.2м:
        
        Принимаем диаметр равным 3 м.
    высота рабочей зоны аппарата определяется из условия:
                                           
    где: - время пребывания  капли в аппарате (примем равным 0,5 ч=1800 с) - время отстаивания;
    тогда:
            
    где: Hр – высота рабочей зоны аппарата, - средняя линейная скорость потока
      общая высота аппарата равна (см. рис.):
    
    где: Н1 - высота водяной подушки, которую принимают в пределах 0.7-1м (примем 1м), Нр - высота рабочей зоны, Нп – высота парового пространства, принимаемая обычно в пределах 0.8 – 1м (примем 1м). 

    Горизонтальный  отстойник
    Ранее упоминалось, что эффективное разделение фаз в гравитационном отстойнике происходит при условии соблюдения в зоне отстоя ламинарного режима течения эмульсии.
    При этом наиболее простая формула расчета  диаметра:
                             D = 0,6 · 10-3 · Vэ·?э/?э=1,8 м;
    Толщина водяной подушки (h) может быть рассчитана по формуле:
                                         h = D · 0,23=0,414 м;
        длина рабочей зоны аппарата (между сырьевым и продуктовым патрубками) определяется из условия:
                                           
    где: - время пребывания  капли в аппарате, - время отстаивания;
    Время оседания капель воды в эмульсии в  горизонтальной емкости равно:
                                                

    Определяем  горизонтальную скорость движения эмульсии:
     ,найденную через площадь поперечного сечения аппарата Sн с учетом водяной подушки:
                                              Sн= 0,5?R2 + Sc=1,598м2; 

    Sс=
    Тогда: . 

    Элементы  расчета электродегидратора
    рассчитаем скорость осаждения капель в электрическом поле:
                                                           
    где: d – диаметр капли, - эффективная вязкость эмульсии, - диэлектрическая проницаемость эмульсии, Е – напряженность электрического поля. 

    
    определим объем рабочей зоны аппарата –  объем пространства между электродами, аналогично расчетам для вертикального  отстойника.
    и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.