立式气液分离器设计算表
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Issued :Date:2000m3/hour 50Kg/hour 0.75Kg/m31.25127E-05Pa*s1000Kg/m3Or2.00E-04m1.7391m/s20.84860.8814m/s10.56642.8132m/s33.724510.5664μm100-350μm液滴直径d 200.001<Re<1000沉降速度U t 2 Re计算Stoke 定律立式重力气液分离器计算Vertical Gravity Gas Liquid Separator Caculation项目说明:1 基础数据 Basic Data 液体密度ρl 液体介质名称 最终确定Re液体流量W Ver-1气体介质名称水蒸气气体黏度μg 冷凝水气体流量Q 气体密度ρg 沉降速度U t Allen 定律沉降速度U t Re牛顿定律1000<Re<100000FALSEReReFALSE0.001<Re<1TRUE2.8132m/s550.00mm 0.55m1.2601.52m/s圆整650.00mm10min 35.08mm圆整36.00mm0.02m 35hour 960.53m圆整961.00mm36.51m/s139.21mm 圆整150.00mm150mm 25m/s3.5 入口管管径d1气体在入口管内流速U≤ρl *U 2≤1000 Pa2-8hour 3.6 出口管管径封头容积V1标准椭圆封头V=0.131D 3H 4被分离液体停留时间t 入口管底部至最高液面高度H2150-200mm3.3 液位计可视高度H 3液位计可视范围内液体量控制时间t 5-10min 最终沉降速度U tH 3D min501.273 汽液分离器结构计算0.8-1.2mm 3.1 汽液分离器直径D系数C H 13.2 气相段高度H 1气体在出口管内流速U g ≤圆整入口管管径d 13.4 液相段直边高度H 4168.24mm 圆整200.00mm1m/s 133.01mm圆整150.00mm数据输入数据输出出气管管径d 2液体在出口管内流速U l ≤0.5-1.5出液管管径d 3进口Inlet气体出口Gas outlet液体出口Liquid outletH 1H 2LGH 4H 3650.00150961.00650.00DN 200.00DN 150.00DN 150.00Φ550.00。
重力分离器计算1、计算液滴或固体颗粒的沉降速度Wo-液滴或固体颗粒相对于气体的下降速度 m/s0.0786do-液滴或固体颗粒的直径 m0.0001r g-气体在操作条件下的密度kg/m3112.18r l-液滴或固体颗粒的密度kg/m3788.9m g-气体的黏度Pa.s0.00001Re-雷诺数=Wo.do.r g/m g88.17Ar-阿基米德准数=do3(r l-r g).g.r g/m g27447.21流态雷诺数范围Ar范围Ar-Re关系Wo 层流Re<=2Ar<=36417.040.3688过渡区2<Re<50036<Ar<=83x10388.980.0786紊流Re>500Ar>83x103150.160.1339 2、立式重力分离器直径计算Vs-标准状况下气体处理量m3/d1755000.00b-载荷波动系数 1.50P-操作压力MPa10.00T-操作温度o C25.13Z-气体压缩因子0.9685V-操作条件气体流量 m3/s0.217672 Do-计算分离器直径 m 2.75 D-分离器直径取值 m 3.60 3、立式重力分离器筒体长度计算H/D-长径比4 Ho-立式重力分离器筒体长度计算值 m14.4 H-立式重力分离器筒体长度取值 m15 4、除雾器计算v-除雾器允许流速m/s0.2628 5、立式重力分离器重量计算s s钢管的最小屈服强度 MPa450 j焊缝设计系数0.85 C1-腐蚀余量mm2 C2-壁厚负偏差0.125 d o-筒体部分计算壁厚 mm55.64 d-筒体部分壁厚取值 mm18 wt-筒体部分重量 kg23818.35 Wt-分离器总重量 kg47636.71 6、卧式重力分离器筒体直径计算L/D-长径比4w gv-卧式重力分离器气体允许速度 m/s0.3081 Do-卧式重力分离器筒体直径计算值 m 1.64 D-卧式重力分离器筒体直径取值 m 1.8 7、卧式重力分离器筒体长度计算Lo-立式重力分离器筒体长度计算值 m7.2 L-立式重力分离器筒体长度取值 m10 8、卧式重力分离器重量计算d o-筒体部分计算壁厚 mm28.82 d-筒体部分壁厚取值 mm35 wt-筒体部分重量 kg15437.82 Wt-分离器总重量 kg30875.64。
Issued :Date:2000m3/hour 50Kg/hour 0.75Kg/m31.25127E-05Pa*s1000Kg/m3Or2.00E-04m1.7391m/s20.84860.8814m/s10.56642.8132m/s33.724510.5664μm100-350μm液滴直径d 200.001<Re<1000沉降速度U t 2 Re计算Stoke 定律立式重力气液分离器计算Vertical Gravity Gas Liquid Separator Caculation项目说明:1 基础数据 Basic Data 液体密度ρl 液体介质名称 最终确定Re液体流量W Ver-1气体介质名称水蒸气气体黏度μg 冷凝水气体流量Q 气体密度ρg 沉降速度U t Allen 定律沉降速度U t Re牛顿定律1000<Re<100000FALSEReReFALSE0.001<Re<1TRUE2.8132m/s550.00mm 0.55m1.2601.52m/s圆整650.00mm10min 35.08mm圆整36.00mm0.02m 35hour 960.53m圆整961.00mm36.51m/s139.21mm 圆整150.00mm150mm 25m/s3.5 入口管管径d1气体在入口管内流速U≤ρl *U 2≤1000 Pa2-8hour 3.6 出口管管径封头容积V1标准椭圆封头V=0.131D 3H 4被分离液体停留时间t 入口管底部至最高液面高度H2150-200mm3.3 液位计可视高度H 3液位计可视范围内液体量控制时间t 5-10min 最终沉降速度U tH 3D min501.273 汽液分离器结构计算0.8-1.2mm 3.1 汽液分离器直径D系数C H 13.2 气相段高度H 1气体在出口管内流速U g ≤圆整入口管管径d 13.4 液相段直边高度H 4168.24mm 圆整200.00mm1m/s 133.01mm圆整150.00mm数据输入数据输出出气管管径d 2液体在出口管内流速U l ≤0.5-1.5出液管管径d 3进口Inlet气体出口Gas outlet液体出口Liquid outletH 1H 2LGH 4H 3650.00150961.00650.00DN 200.00DN 150.00DN 150.00Φ550.00。
一、浮动流速V t。
计算:由Aspen模拟得,进气液分离器前各流相参数为:流量Q=8823.86m3/h,液相体积流量为14.82m3/h,压力P=10atm,温度T=293.15K,可求的二氧化碳在此状态下密度约为13.31g/L,由经验公式:可算得浮动流速V t=0.58m/s。
二、直径D计算:式中:D——分离器直径,m;V G,maz——气体最大体积流量,m3/h;u e——容器中气体流速,m/s。
可算得直径D=2.32m。
三、高度H计算:容器高度分为气相空间高度和液相高度,此处所指的高度,是指设备的圆柱体部分,如图所示:低液位(LL)与高液位(HL)之间的距离,采用下式计算:式中:H L——液体高度,m;t——停留时间,min;D——容器直径,m;V L——液体体积流量,m3/h。
停留时间(t)以及釜底容积的确定,受许多因素影响。
这些因素包括上、下游设备的工艺要求以及停车时板上的持液量。
当液体体积较小时,规定各控制点之间的液体高度最小距离为100mm。
表示为:LL(低液位)-100mm-LA(低液位报警)-100mm-NL(正常液位)-100mm-HA (高液位报警)-100mm-HL(高液位)。
停留时间取10min,得H L=0.58m。
圆柱体高度H=1.2D+0.1D+H L+100=3696mm。
四、接管管径计算:(1)入口接管两相入口接管的直径应符合下式:式中:u p——接管内流速,m/s;ρG——接管直径,m。
可由下图快速差得接管直径:查图得:接管直径可谓200mm。
(2)出口接管气体出口接管直径,必须不小于所连的管道直径液体出口管的设计,应使液体流速小于等于1m/s。
任何情况下,较小的出口气速有利于分离。
由于出口管径为80,液体流量为14.82m3/h,为了满足设计要求,可取液体出口接管直径为100,气体出口直径可取600mm。
分离器尺寸计算1.1.1分离器尺寸计算选用SMSM气/液分离器,进入高效分离器的气体体积流量为1795m3/h (工况下),按照壳牌高效分离器的设计标准,SMSM气/液分离器的直径计算如下:已知:,:,所以气体处理能力标准:由于,由壳牌分离器设计规范查表可知,取=0.186,取分离器直径为1100mm,最多选择29个旋流管。
分离器高度按照壳牌公司提供的方法进行计算,见图4.16、表4.6表4.6 分离器直径及涡流管个数的确定表D ,m 涡流管个数*m ax Q ,m³/s m ax ,m/s0.21 1 0.0064 0.1850.45 4 0.0256 0.161 0.50 5 0.0320 0.163 0.65 9 0.0576 0.174 0.70 12 0.0768 0.200 0.85 16 0.102 0.180 0.90 21 0.134 0.211 0.95 24 0.154 0.217 1.05 29 0.186 0.214 1.10 32 0.205 0.216 1.15 37 0.237 0.228 1.20 44 0.282 0.249 1.30 520.3330.251项目 高度,m 项目 高度,mX 1 0.5 X 5 0.22 X 2 0.32 X 6 0.165 X 3 0.3 D 1.1 X 40.1 h1.2综上所述,DY 气田干气脱汞方案闪蒸气处理工艺中,选用壳牌SMSM 高效分离器,分离器的直径为1200mm ,高度为3200mm 。
1.2 MEG 再生塔C-2201(1)和凝析油稳定塔C-2301分别对MEG 再生塔和凝析油稳定塔进行选型并对塔径和高度进行计算。
1.2.1 MEG 再生塔和凝析油稳定塔基础数据MEG 再生塔和凝析油稳定塔均选用整装填料塔,填料采用金属板波纹填料250Y 型,该种填料具有生产能力大,分离效率高,压力降小,操作弹性大,持液量小等优点。
7.8气液分离器7.8.1概述气液分离器的作用是将气液两相通过重力的作用进行气液的分离。
7.8.2设计步骤(1) 立式丝网分离器的尺寸设计 1) 气体流速(G u )的确定气体流速对分离效率是一个重要因素。
如果流速太大,气体在丝网的上部将把液滴破碎,并带出丝网,形成“液泛”状态,如果气速太低,由于达不到湍流状态,使许多液滴穿过丝网而没有与网接触,降低了丝网的效率。
气速对分离效率的影响见下图:图7-69 分离效率与气速的关系图2) 计算方法G u 5.0)(GG L G K ρρρ-= 式中G u 为与丝网自由横截面积相关的气体流速,s m / L ρ、G ρ为分别为液体和气体的密度,3/m kgG K 为常数,通常107.0=G K 3) 尺寸设计丝网的直径为5.0)(0188.0GG G u V D = 式中 G u 为丝网自由截面积上的气体流速,s m / G D 为丝网直径,m 其余符号意义同前。
由于安装的原因(如支承环约为mm 1070/50⨯),容器直径须比丝网直径至少大l00mm,由图2.5.1-2可以快速求出丝网直径)(G D 4) 高度容器高度分为气体空间高度和液体高度(指设备的圆柱体部分)。
低液位(LL )和高液位(HL )之间的距离由下式计算:21.47DtV H L L = 式中D —容器直径,m ; L V —液体流量,h m /3; t —停留时间,min ;L H —低液位和高液位之间的距离,m ;液体的停留时间(以分计)是用邻近控制点之间的停留时间来表示的,停留时间应根据工艺操作要求确定。
气体空间高度的尺寸见下图所示。
丝网直径与容器直径有很大差别时,尺寸数据要从分离的角度来确定。
图7-70 立式丝网分离器5) 接管直径① 入口管径两相混合物的人口接管的直径应符合下式要求 Pa u GL G 15002<ρ 式中GL u ——接管内两相流速,s m /; G ρ——气相密度,3/m kg ; 由此导出25.05.03)(1002.3GG L p V V D ρ⨯+⨯⨯>-式中p D ——接管直径,m ;L V ——液体体积流量,h m /3; G V ——气体体积流量,h m /3; 其余符号意义同前。
1.1.1 分离器尺寸计算选用SMSM 气/液分离器,进入高效分离器的气体体积流量为1795m 3/h (工况下),按照壳牌高效分离器的设计标准,SMSM 气/液分离器的直径计算如下:已知:错误!未找到引用源。
,:错误!未找到引用源。
,错误!未找到引用源。
所以气体处理能力标准:由于错误!未找到引用源。
,由壳牌分离器设计规范查表可知,取错误!未找到引用源。
=0.186,错误!未找到引用源。
取分离器直径为1100mm ,最多选择29个旋流管。
分离器高度按照壳牌公司提供的方法进行计算,见图4.16、表4.6表4.6 分离器直径及涡流管个数的确定表D ,m 涡流管个数*m ax Q ,m³/s m ax ,m/s0.2110.00640.1850.45 4 0.0256 0.1610.50 5 0.0320 0.1630.65 9 0.0576 0.1740.70 12 0.0768 0.2000.85 16 0.102 0.1800.90 21 0.134 0.2110.95 24 0.154 0.2171.05 29 0.186 0.2141.10 32 0.205 0.2161.15 37 0.237 0.2281.20 44 0.282 0.2491.30 52 0.333 0.251表4.7 高效分离器高度计算表项目高度,m 项目高度,mX10.5 X50.22X20.32 X60.165X30.3 D 1.1X40.1 h 1.2综上所述,DY气田干气脱汞方案闪蒸气处理工艺中,选用壳牌SMSM高效分离器,分离器的直径为1200mm,高度为3200mm。
1.2MEG再生塔C-2201(1)和凝析油稳定塔C-2301分别对MEG再生塔和凝析油稳定塔进行选型并对塔径和高度进行计算。
1.2.1MEG再生塔和凝析油稳定塔基础数据MEG再生塔和凝析油稳定塔均选用整装填料塔,填料采用金属板波纹填料250Y型,该种填料具有生产能力大,分离效率高,压力降小,操作弹性大,持液量小等优点。
1.1.1分离器尺寸计算选用SMSM 气/液分离器,进入高效分离器的气体体积流量为 1795mVh (工况 下),按照壳牌高效分离器的设计标准,SMS 气/液分离器的直径计算如下:已知: ^-「口小,: 九「懺炖2「, %十「叫九所以] 阳・皿Q 乩二Qtr 论如訂他一衍)=亠 ;需一皿 二吠阳气体处理能力标准:由于 I 「亍^氐:,由壳牌分离器设计规范查表可知,取 ;=,取分离器直径为1100mm 最多选择29个旋流管分离器高度按照壳牌公司提供的方法进行计算,见图、表Kv-Q.ISD j^^dKOaminia)IK2=dL^0 02rL瓷1-05皿扎s < Q 爲J5D 蠢/幻=0.25耐号=> =0,1862^4^0.25*344二 0.974mJ 0JSG* 4D™ = Jft214«3d4—lA07m at llOOmm表分离器直径及涡流管个数的确定表表高效分离器高度计算表综上所述,DY气田干气脱汞方案闪蒸气处理工艺中,选用壳牌SMSM高效分离器,分离器的直径为1200mm高度为3200mm1.2 MEG!生塔C-2201(1)和凝析油稳定塔C-2301分别对MEG?生塔和凝析油稳定塔进行选型并对塔径和高度进行计算。
1.2.1 MEGI生塔和凝析油稳定塔基础数据MEG再生塔和凝析油稳定塔均选用整装填料塔,填料采用金属板波纹填料250Y型,该种填料具有生产能力大,分离效率高,压力降小,操作弹性大,持液量小等优点。
250丫型填料主要性能参数见表。
型填料主要性能参数表表生塔塔径计算基础数据表MEG稳定塔只有提馏段,第八塔板汽相负荷较大,作为脱丙丁烷塔的基础数据, 如表所示。
表凝析油稳定塔计算塔径的基础数据填料塔的直径分别按精馏段和提馏段计算,取较大者为填料段直径。
泛点速度计算公式:塔内径计算公式为:0. 20.291 1.75 1 14G实际操作气速为泛点速度的68%~75%故取实际操作气速为泛点速度的70%U G U GF0. 723600由表中数据带入以上公式:= m/s u G =s由第二块板计算得:u GD T =由第六块板计算得:u G=s u G =sD T =由以上计算结果可知,MEG!生塔采用等径填料塔,直径选为350mm 考虑气体处理量120%勺弹性范围,根据模拟结果校核MEG!生塔最大气动能因子,在第六块塔板处具有最大气动能因子。
用于1、2、3、4、5、1、2、3、校核输入1、2、3、结果分析按钮1、2、3、4、5、6、注意参考1、估算进出管口尺寸。
操作分析:改变进料量、密度、停留时间HG/T 20570.8-95 气-液分离器设计功能2、4为不可逆操作,不能通过撤消返回上一立式气-液分离器工艺计算查表或取值输入修改设定值已知进料气液相流量及密度,求算分离器估算正常操作最高液位,供液位控制参考设计分析:改变进料量、密度、停留时间随意插入和删除行、列、单元格或修改[调试][隐藏]:展开或隐藏计算及设定细[重新计算]:清空设计计算输入的全部工[结束]:清空上一步输入的操作校核数据[恢复默认]:将框内设计参数恢复为默认 在开始设计计算后可以随时(部分手动框选定后有提示(部分自动框选定后有提示 必须在设计计算结束、并且[操作分析]:锁定分离罐尺寸,供输入操计算结果输入提示2、Rules of Thumb for Chemical Engineers3、Drum/Tank Design意见反馈ch留时间,考察给定分离器分离效果,分析操作条件之间的相互约束及器设计通过撤消返回上一步;分离器内径、筒体长度及各段尺寸。
制参考。
留时间,考察分离器尺寸、型式变化趋势。
、只读单元格,均有可能导致计算程序或功能按钮失效设定细节全部工艺数据及设计参数核数据,结束操作分析为默认数值以随时执行有提示)有提示)、并且圆整尺寸后再执行输入操作数据,进行分析neers见反馈 chem_zb@约束及影响。