油气集输课程设计 ——分离器设计计算(两相及旋风式)

目录目录 (1)摘要 (2)ABSTRACT (3)1 两相立式分离器设计 (4)1.1计算天然气拟对比参数 (4)1.2压缩因子的求解 (4)1.3粘度的求解 (5)1.4天然气密度的计算 (7)1.5液滴颗粒沉降速度 (8)1.6气体流量计算 (8)1.7两相立式分离器尺寸计算 (9)2 旋风分离器设计 (9)2.1旋风分离器尺寸计算 (9)2.2压力降的计算 (10)3总结 (10)参考文献 (11)摘要从气井终采出的天然气或多或少都带有一部分的矿化水，凝析油和岩屑，沙粒等液体、固体杂质。

所以，为保证管道和设备安全可靠运行，就需要分离设备，以对其进行分离脱除。

本次设计任务就为某单井站场分离器工艺设计。

设计的主要内容为流程中第二次分离所用的分离器尺寸设计。

文中通过计算、查图等，求出了分离器相应的设计参数。

利用相应的参数分别设计了两相立式分离器和旋风分离器两种类型的分离器。

关键字：流量压力温度两相立式分离器旋风分离器尺寸大小ABSTRACTFrom the end of the natural gas produced gas is more or less a part of the KuangHuaShui condensate oil and debris, such as grains of sand, liquid or solid impurities. So, to ensure the safe and reliable operation of the pipe and equipment, they need to separation equipment, to separate removal. This design task for a single well is the station separator process design. Design of the main content for the second time in separation process used size design separator. In this paper, through the calculation, check figure, and from the design parameters of corresponding separator. Use the corresponding parameters from the design two phase vertical separator and cyclone separator two types of separator Keywords：flow；Pressure；temperature；Two phase vertical separator；Cyclone separator；size1 两相立式分离器设计1.1计算天然气拟对比参数已知天然气的相对密度S=0.7 液体相对密度为0.8 临界温度T PC =210.2K 临界压力P PC =4.6012Mpa 井口温度为50℃ 井口压力为25Mpa单井产量Qg=41010⨯ m 3/d ，出站压力为3Mpa 天然气相对分子质量M=20.25 天然气的拟对比压力、拟对比温度：P pr =pc P P （1-1） T pr =pcT T （1-2）二次分离时经节流阀之后分离器的进口的压力p=3Mpa ，t= 15℃ 根据公式（1-1）（1-2）得P pr =pc P P = 30.6524.6012= T pr =pcT T =15273 1.37210.2+=1.2压缩因子的求解根据研究，天然气的压缩因子和拟对比压力、拟对比温度有一定得函数关Z=ϕ(P pr, T pr ) （1-3）知道了天然气的拟对比压力和拟对比温度后，查图表1可得天然气压缩因子Z 。

《油气集输工程课程设计》教学大纲适用专业：本科油气储运工程专业教学周数：2周课程负责教研室：油气储运教研室一、大纲说明本大纲根据油气储运工程专业人才培养方案制定。

1．课程设计性质本课程是油气储运专业学生学习完《油气集输工程》课程后进行的一个重要的独立性实践教学环节，是该专业方向限选非实验课。

2．主要先修课程和后续课程（1）先修课程：《油气集输工程》。

（2）后续课程：《毕业设计》。

二、课程设计目的及基本要求通过设计集气站的全过程，培养学生综合应用所学的油气集输知识去分析和解决工程实际问题的能力，帮助学生巩固、深化和拓展知识面，使之得到一次较全面的设计训练。

三、课程设计内容及安排1．课程设计内容（1）工艺流程图的确定：根据任务书的要求确定合乎要求的工艺流程并绘制工艺流程图和平面布置图各一张。

（2）换热器的设计：根据天然气所需加热或冷却的温度，提供热（冷）介质的情况，选择合适的换热器型号，设计计算出换热器的换热面积及型号。

（3）站内各级压力管道的设计：在各级节流前后由于管道压力的变化分别设计出所需的管径及相应的壁厚并选型。

（4）乙二醇的注入计算（低温集气站）：根据防止水合物形成的温度及所选择的抑制剂类型根据哈默斯米特公式计算出抑制剂的需要量。

（5）安全阀的设计：根据安全阀所在的位置及设计所要求的最大承受压力计算选择出安全阀型号。

（6）分离器的设计：分别设计出立式、卧式及旋风式分离器并比较其使用情况。

（7）流量计的选型：根据集气站的流量范围分别计算选择出相应的超声波、腰轮及孔板流量计。

（8）节流阀的设计：根据设计任务书的要求确定出每级压降值并计算选择出相应的节流阀型号。

（9）凝析油的回收计算：随着温度的降低，计算出各种不同组分冷凝液量。

(以上内容任选一种)2．时间安排序号项目内容时间(天) 备注1 布置任务及讲解0.52 准备及查阅资料 13 小组讨论，确定思路 14 基本设计并绘制图纸 5.55 编写设计说明书 16 答辩并提交报告 1合计10四、指导方式通过讲解、答疑、讨论等方式进行指导。

某联合站内油气集输工艺设计及分离器设计计算联合站是指对不同井眼或油田进行集束生产和集中处理的油气生产设施。

站内油气集输工艺设计及分离器设计计算是联合站设计的重要组成部分，本文将从工艺设计及分离器设计两个方面进行探讨。

1.工艺设计联合站工艺设计主要包括油气分离、过滤、脱硫脱水、压缩、计量及储运等过程。

通过合理的工艺设计，可以实现对油气的高效处理、净化和集输。

以下是一般的工艺设计步骤：（1）确定产品要求：根据油气的品位要求、输送距离、气液比等参数，确定产品的品质以及输送方式。

（2）选择分离器类型：根据油气的物理性质和油气体积比，选择适合的分离器类型，如旋流器、重力分离器、离心分离器等。

（3）确定分离器尺寸：通过计算确定分离器的尺寸，包括内径、高度、入口和出口尺寸等。

（4）设计分离器工艺参数：根据油气的流量、压力、温度等参数，确定分离器的操作参数，如入口速度、分离器压力降、分离器温度等。

（5）设计辅助设施：根据需要设计辅助设施，如加热设备、冷却设备、阀门、泵站等。

分离器是联合站工艺设计中的核心设备，主要用于将油气混合物进行分离，实现油气的分离和纯化。

以下是分离器设计中常用的计算内容：（1）分离器容积计算：根据油气的流量、停留时间和液体载气比，计算分离器的容积。

容积计算中需要考虑气体脱附时间、液体沉降时间、液体容积以及液体纳滤泵液面波动程度等因素。

（2）分离器尺寸计算：根据油气的流量和液体载气比，计算分离器的尺寸，包括内径和高度等方面。

（3）分离器操作参数计算：根据油气的物理性质、流量、压力和温度等参数，计算分离器的操作参数，如分离器压降、分离效率、气体液位等。

（4）分离器壳程和管程设计：根据油气的物理性质、流量和压力等参数，设计分离器壳程和管程，包括进口和出口尺寸、管道布局等。

总结起来，联合站内油气集输工艺设计及分离器设计计算需要根据油气的物理性质、流量、压力、温度等参数进行综合计算和分析，从而实现对油气的高效处理和净化。

旋风分离器计算公式
汽量：kg/h178047水量：kg/h1148636汽密度：kg/m316.52水密度：kg/m3814旋分数量：个60旋分直径：mm290锅炉给水量kg/h1351336补充水kg/h165200入口引入管直径mm100
过程量：
旋分的蒸汽负荷t/h 2.96745判断旋分个数是否合适
每个旋风汽量：m3/h179.628每个旋风水量：m3/h23.5183循环倍率1.17647入口引入管的折算汽速度Wo'm/s 6.35626入口引入管的折算水速度Wo"m/s0.02276总速度w1m/s 6.37902判断汽水混合物的速度
循环速度W01m/s0.15176
结果：
旋分的阻力系数4阻力损失：Pa160.824最大阻力损失:Pa13932.1
布袋的截面积x过滤风速x60=每小时的处理风量（m3/h）布袋除尘器的理风量是指除尘设备在单位时间内所能净化气体的体积量。

布袋除尘器的理风量，是袋式除尘器设计中最重要的因素之一。

设计原理：根据风量设计袋式除尘器时，一般不能使除尘器在超过规定风量的情况下运行，否则，除尘器滤袋容易堵塞，寿命缩短，压力损失大幅度上升，除尘效率和除尘效果也要大大降低。

但也不能将粉尘处理的风量选的过大，否则增加除尘器除尘设备投资和占地面
积,而且浪费资源，不节能。

合理的选择处理风量常常是根据工艺情况和经验来决定的。

由此可以看出不是单纯的公式或者是有固定数值就可以算出风时，得多方面考虑。

作成作成：：时间时间：：2009.5.14一、問題提出PHLIPS FC9262/01這款吸塵器不是旋風除塵式的，現在要用這款吸塵器測參數選擇旋風分離裝置。

二、計算過程1.選擇工作狀況選擇工作狀況：：根據空氣曲線選擇吸入效率最高點的真空度和流量作為旋風分離器的工作狀態。

吸塵器旋風分離器選擇Bryan_Wang已知最大真空度h和最大流量Q，則H-Q曲線的兩個軸截距已知，可確H-Q直線的方程。

再在這個直線上求得吸入功率H*Q最高點（求導數得）。

求解過程不再詳述。

求得最大吸入功率時真空度H=16.5kPa;流量Q=18.5L/s；吸入功率P2=305.25w發現計算得到的吸入功率最大值與產品標稱值375W相差一些，可能是由于測量誤差存在以及壓力損失的原因。

現將真空度及流量按照吸入功率計算值與實際值的比例放大，得真空度H=18.3kPa;流量Q=20.5L/s;2.選擇旋風分離器為使旋風分離裝置體積最小，選擇允許的最小旋風分離器尺寸。

一般旋風分離器筒體直徑不小于50mm，故選擇筒體直徑為50mm。

按照標準旋風分離器的尺寸比例，確定旋風除塵器的結構尺寸。

D0=50mmb=12.5mma=25mmde=25mmh0=20mmh=75mmH-h=100mmD2=12.5mm計算α約為11度一般要求旋風分離器進氣速度不超過25m/s，這里取旋風分離器進氣速度為22m/s.計算入口面積為S=3.125e-4平方米。

則單個旋風除塵器流量為Q=6.9e-3平方米/秒則所需旋風除塵器個數為3個計算分級效率根據GB/T 20291-2006吸塵器標準，這里使用標準礦物灰塵，為大理石沙。

进气粒径分布1030581001903757501500201010102016113顆粒密度ρp=2700kg/m3進口含塵濃度取為10g/Nm3，大致選取空氣粘度μ=1.8e-6Pa*s按照以下公式計算顆粒分級效率：平均粒徑(μm)比重(%)計算結果為d(m)1E-053E-056E-051E-042E-044E-048E-040.0023E-071E-075E-08ηi 111111110.91140.6750.5校核分割粒徑校核分割粒徑x x 5050：：按照以下公式計算：計算得知在所有平均粒徑計算得到的分級效率都為100%，而分級效率為50%的粒徑為0.05微米。

油气集输工程设计重力分离器的计算公式3基本规定3.0.1油气集输工程设计应依据批准的油田开发方案和设计委托书或设计合同规定的内容、范围和要求进行。

3.0.2油气集输工程设计应与油藏工程、钻井工程、采油工程紧密结合，根据油田开发分阶段的具体要求，统一论证，综合优化，总体规划，分期实施。

3.0.3油气集输工程总体布局应根据油田开发方式、生产井分布及自然条件等情况，并应统筹考虑注入、采出水处理、给排水及消防、供配电、通信、道路等公用工程，经技术经济分析确定。

各种管道、电力线、通信线等宜与道路平行敷设，形成线路走廊带。

3.0.4油气集输工艺流程应根据油藏工程和采油工程方案、油气物理性质及化学组成、产品方案、地面自然条件等，通过技术经济分析确定，并应符合下列规定：1工艺流程宜密闭；2应充分收集与利用油井产出物，生产符合产品标准的原油、天然气、液化石油气、稳定轻烃等产品；3应合理利用油井流体的压力能，适当提高集输系统压力，优化设计集输半径，减少油气中间接转，降低集输能耗；4应合理利用热能，做好设备和管道保温，降低油气处理和输送温度，减少热耗；5应结合实际情况简化工艺流程，选用高效设备。

3.0.5油气集输工程分期建设的规模，应根据开发方案提供的不低于10年的开发指标预测资料确定，工程适应期不宜少于10年。

相关设施在按所确定规模统筹考虑的基础上，可根据具体情况分阶段配置。

3.0.6实施滚动勘探开发的油田，工程分期和设备配置应兼顾近期和远期的需求，早期生产系统应先建设简易设施再酌情完善配套。

3.0.7沙漠、戈壁地区油气集输工程设计应适合沙漠、戈壁地区恶劣的环境条件，站场、线路等的设计应采取有效的防沙措施。

应充分利用沙漠地区的太阳能、风力等天然资源，并进行综合规划、有效利用。

3.0.8滩海陆采油田的开发建设应充分依托陆上油田已有设施，简化滩海陆采平台油气生产及配套设施。

3.0.9低渗透低产油田的开发建设，应简化地面设施，采用短流程、小装置，降低工程投资。

旋风分离器的工艺计算目录一.前言 (3)1.1应用范围及特点 (3)1.2分离原理 (3)1.3分离方法 (4)1.4性能指标 (4)二.旋风分离器的工艺计算 (4)2.1旋风分离器直径的计算 (5)2.2由已知求出的直径做验算 (5)2.2.1计算气体流速 (5)2.2.2计算旋风分离器的压力损失 (5)2.2.3旋风分离器的工作范围 (6)2.3进出气管径计算 (6)三.旋风分离器的性能参数 (6)3.1分离性能 (6)3.1.1临界粒径d pc (7)3.1.2分离效率 (8)3.2旋风分离器的压强降 (8)四.旋风分离器的形状设计 (9)五．入口管道设计 (10)六.尘粒排出设计 (10)七.算例（以天然气作为需要分离气体） (11)7.1工作原理 (11)7.2基本计算公式 (12)7.3算例 (13)八.影响旋风分离器效率的因素 (15)8.1气体进口速度 (15)8.2气液密度差 (15)8.3旋转半径 (15)参考文献 (15)旋风分离器的工艺计算摘要：分离器已经使用十分广泛无论在家庭生活中还是工业生产，而且种类繁多每种都有各自的优缺点。

现阶段旋风分离器运用比较广泛，它的性能的好坏主要决定于旋风分离器性能的强弱。

这篇文章主要是讨论旋风分离器工艺计算。

旋风分离器是利用离心力作用净制气体,主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，以达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。

在本篇文章中，主要是对旋风分离器进行工艺计算。

关键字：旋风分离器、工艺计算一.前言旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。

它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。

旋风分离器结构简单，没有转动部分制造方便、分离效率高，并可用于高温含尘气体的分离，而得到广泛运用。

旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。

分离器计算根据《油气集输设计规范》P29卧式重力分离器直径D 按照下式进行计算0423310350.0Pw K K TZq K D v -⨯=式中： q v —标准参比条件下气体流量，m 3/h (P 0=0.101325MPa T 0=293K 条件下)；2K —气体空间占有的面积分率，2K 取0.53K —气体空间占有的高度分率，3K 取0.54K —分离器长径比，K 4=L/D ；P ≤1.8MPa 时：K 4=3.0;1.8＜P ≤3.5MPa 时：K 4=4.0;P ＞3.5MPa 时：K 4=5.0Z —气体压缩系数（压缩因子）；T —操作温度，K ；P —操作压力（绝压），MPa ；D —分离器内径，m ；W 0—液滴沉降速度，（m/s ）；液滴直径68010m L d -=⨯；重力加速度2/8.9s m g = 4 4.0K =在操作条件下，由HYSYS 软件得知，压缩因子Z=0.9140气体的密度327.51/g kg m ρ=液体的密度3846.7/L kg m ρ=气体粘度51.22110Pa g μ-=⨯⋅标况下（P=101.325KPa,T=293K ），气体流量43q 1.33910/v m h =⨯处理装置考虑120%的弹性范围，气体流量43q 1.606810/v m h =⨯ 根据《油气集输设计规范》SY/T0010-96 第29页6.2.6-1式()f gd wg g L L ρρρ340-=0w -液滴在分离器中的沉降速度，m/s;L d -液滴直径，取60⨯10-6 ~100⨯10-6 mL ρ-液体的密度，3/kg mg ρ-气体在操作条件下的密度，3/kg mf-阻力系数，用下式计算阻力系数()()()()()63222549.88010846.727.5127.514Re 1011.297633 1.22110L L g gg gd f ρρρμ--⨯⨯⨯⨯-⨯-⋅===⨯⨯式中： Re —流体相对运动的雷诺数；μg —气体在操作条件下的粘度，Pa ·S得出2(Re )f 再查油气集输设计规范附录B 可得f 值,即 2.49f = ()()-660449.88010846.727.510.11183327.51 2.2L L g g gd w f ρρρ--⨯⨯⨯⨯-===⨯⨯m/s 分离器直径4-333v 2400.5 1.339103030.91400.350100.350100.50000.54 3.50.1296K q TZ D m K K Pw -⨯⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯分离器长 40.50004 2.000L D K m =⨯=⨯=。

摘 要本次课程设计我们小组的主要内容是广安1#低温集气站的工艺设计——凝析油回收工艺设计，以及凝析油回收量的计算。

该工艺是利用汽液两相平衡定律，由闪蒸——平衡汽化，根据低温分离器中的状态参数（操作压力和温度），从而求出凝析油的回收量。

凝析油回收就是把天然气中的C 2、C 3、C 4等较重烃类组分提取出来，这样可以降低天然气的露点，调整天然气的发热值，改善商品气的质量，同时还可提高整个天然气的经济价值。

由此可见，天然气凝液回收是非常必要的。

关键词：低温分离器 平衡汽化 绝对压力 温度 凝析油一、 有关互溶液体相平衡的基本知识1.蒸汽压在开口容器中，所有液体都会或快或慢地蒸发着，但在留有空间的密闭容器内，由于液体的蒸发和蒸汽的凝结，在某一条件下，在液体和生成的蒸汽之间建立起平衡。

在平衡时，单位时间内离开液体的分子数和回到液体中的分子数相等，这时在液体上面形成的蒸汽叫做饱和蒸汽，此时的蒸汽压力叫做饱和蒸汽压或简称蒸汽压。

在一定温度时，各种液体的蒸汽压是不同的。

同时，蒸汽压随着温度的上升而增加。

2.汽液两相平衡定律当液相和汽相达平衡时，两相间的平衡关系可用亨利定律来表示，即：i y =i k i x （1） 式中i y ——在汽相中组分i 的摩尔分数i x ——在液相中组分i 的摩尔分数i k ——相平衡常数，是压力和温度的函数，一些碳氢化合物的相平衡常数可查有关文献图得到。

由于亨利定律中使用了一个随压力和温度而变化的平衡常数k,因而亨利定律适合于任何系统。

k 值可以是预先给定的（当压力和温度给定时）。

3.泡点在给定压力下，液体混合物逐渐被加热，当有一个气泡出现时的温度叫泡点温度。

根据所研究系统的k 值和任何混合物的摩尔分数之和等于 1.0这个概念，即∑i y =∑i k i x =1.0（泡点方程式），就可以确定互溶混合物的泡点。

温度在泡点方程中是隐函数，因此只能通过式算法求泡点温度。

计算允许误差为1.0%。

某联合站内油气集输工艺设计及分离器设计计算
联合站内油气集输工艺设计及分离器设计计算是针对石油与天然气传
输过程中的一种技术方案。

其主要目的是优化油气传输过程，提高传输效率，并有效分离油气混合物，将其分别输送到目标地点，从而实现经济效
益的最大化。

在联合站内油气集输工艺设计中，首先需要确定集输工艺的类型，以
及各个单元在传输过程中所起的作用。

常见的集输工艺类型有管道输送和
轮船运输，而单元则包括分离器、调压器、加热器、冷却器等。

这些单元
之间需要合理安排，以便实现石油与天然气的高效传输。

在分离器设计计算方面，则需要对传输过程中出现的油气混合物进行
分离。

分离过程要考虑到油气混合物的物理化学性质、压力、温度等因素，以选用合适的分离器类型和大小。

此外，在分离器的设计计算中，还需考
虑到操作安全性和成本控制等要素，以保障整个传输过程的可持续性和经
济性。

通过联合站内油气集输工艺设计及分离器设计计算，可以有效提高油
气传输效率，减少环境污染，降低运输成本，最终实现石油与天然气产业
的可持续发展。

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=0.9H 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 ϕ式中 M ——天然气的相对分子质量； i ϕ——组分i 的体积分数； Mi ——组分i 的相对分子质量。

则计算得， M=20.1104② 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，4.6211.7pc pc P T ==天然气的拟对比参数：pr pcpr pcP P P T T T ==a ．1、2号分离器：1110;287a P MP T K == 110 2.174.6pr P ==； 12871.36211.7pr T == b. 3号分离器：3310;287P MPa T K == 33103042.17; 1.444.6211.7pr pr P T ====c. 4号分离器：4410;303P MPa T K == 44103032.17; 1.434.6211.7pr pr P T ==== d. 5号分离器：556;257P MPa T K == 5562571.3; 1.24.6211.7pr pr P T ====④ 计算压缩因子天然气的压缩因子和拟对比压力，拟对比温度有如下的函数关系： (,)pr pr Z P T ϕ=天然气压缩因子图版 根据算的的参数查上图得，123450.72;0.78;0.77;0.70Z Z Z Z Z =====2. 天然气密度在某压力，温度下，天然气的密度ρ=ZTpM314.8式中 ρ——天然气在任意压力、温度下的密度，kg/m 3P ——天然气的压力（绝），kPa; M ——天然气的相对分子质量； Z ——天然气的压缩因子； T ——天然气绝对温度，K 根据公式可计算， 3121000020.1104117.1()8.3140.72287g g kg m ρρ⨯===⨯⨯331000020.1104102.0()8.3140.78304g kg m ρ⨯==⨯⨯341000020.1104103.7()8.3140.77303g kg m ρ⨯==⨯⨯35600020.110480.7()8.3140.70257g kg m ρ⨯==⨯⨯3. 气体流量由已知日产量和流程设计课知各分离器的日处理量分别为：341323334352210()182********()14();19()1822201671419116()g g g g g mQ dm Q dmmQ Q ddm Q d=⨯=++++====++++++=根据公式000T Z Q P ZT PQ g=推得：Q=293101325.086400TZP Q g ⨯⨯即分离器的流量 计算得各分离器的流量分别为：33312333450.018;0.067;0.0130.018;0.139mmmQ Q Q sss mmQ Q ss=====4. 粘度的求解①．根据天然气的相对密度S=0.694，查天然气的假临界特性图得到天然气的临界温度和临界压力：218;4570pc c T P KPa ==天然气的假临界特性图②．查下图得出天然气在101.325KPa ，不同温度条件下的粘度。

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=0.9H 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 ϕ式中 M ——天然气的相对分子质量； i ϕ——组分i 的体积分数； Mi ——组分i 的相对分子质量。

则计算得， M=20.1104② 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，4.6211.7pc pc P T ==天然气的拟对比参数：pr pcpr pcP P P T T T ==a ．1、2号分离器：1110;287a P MP T K == 110 2.174.6pr P ==； 12871.36211.7pr T == b. 3号分离器：3310;287P MPa T K == 33103042.17; 1.444.6211.7pr pr P T ====c. 4号分离器：4410;303P MPa T K == 44103032.17; 1.434.6211.7pr pr P T ==== d. 5号分离器：556;257P MPa T K == 5562571.3; 1.24.6211.7pr pr P T ====④ 计算压缩因子天然气的压缩因子和拟对比压力，拟对比温度有如下的函数关系： (,)pr pr Z P T ϕ=天然气压缩因子图版 根据算的的参数查上图得，123450.72;0.78;0.77;0.70Z Z Z Z Z =====2. 天然气密度在某压力，温度下，天然气的密度ρ=ZTpM314.8式中 ρ——天然气在任意压力、温度下的密度，kg/m 3P ——天然气的压力（绝），kPa; M ——天然气的相对分子质量； Z ——天然气的压缩因子； T ——天然气绝对温度，K 根据公式可计算， 3121000020.1104117.1()8.3140.72287g g kg m ρρ⨯===⨯⨯331000020.1104102.0()8.3140.78304g kg m ρ⨯==⨯⨯341000020.1104103.7()8.3140.77303g kg m ρ⨯==⨯⨯35600020.110480.7()8.3140.70257g kg m ρ⨯==⨯⨯3. 气体流量由已知日产量和流程设计课知各分离器的日处理量分别为：341323334352210()182********()14();19()1822201671419116()g g g g g mQ dm Q dmmQ Q ddm Q d=⨯=++++====++++++=根据公式000T Z Q P ZT PQ g=推得：Q=293101325.086400TZP Q g ⨯⨯即分离器的流量 计算得各分离器的流量分别为：33312333450.018;0.067;0.0130.018;0.139mmmQ Q Q sss mmQ Q ss=====4. 粘度的求解①．根据天然气的相对密度S=0.694，查天然气的假临界特性图得到天然气的临界温度和临界压力：218;4570pc c T P KPa ==天然气的假临界特性图②．查下图得出天然气在101.325KPa ，不同温度条件下的粘度。

二相和三相气液分薦31的设计计算n*iv*i 乃4«1 rXM, 2U4Ai*r^( e*«4・MQ J eAJkkrfA^lU 4 4aM •*> lOBTMAkUjf. •負1I4URC. ^/7-r uMiM^iFnaa. 厲Ufr«4ur KA •'计・》4X11 «»rtn•舎K华It作«・an «it, Ken AnoMlX«(2). ( I1±«*««T- ■粗三•廿・11的计»力«« Rff Atuteztt4»li f ltn^a>ti«.«Aft>fira*rt. SnUBoAf^AHuAttM ■刃■A“・02・•*AUi>An«4ttX* amxttrecQiMi -(uti, w»x»«tz. NKN rttt«ru» «・•t*4«4ff«».I勺・9・代A屮创JL力a；；ZhO»RtJlUU>・4I«<J 停■K T AAA.<"n<4flM4;>；«hR<4 jJEMji. r< jV44 4>h斗汽八l・犬Ml J 4 )#113出)*用呎耐「Q介*fiC佈n・$九t> M"sotA r I)«vx( I')nw«A« a«■»Iff<<u c»>«<ri 5t.l HI ■m M 1 Mt• «■ M>■ M• •ti.w M・・«.rP M R M1・.•U.l*I* ■L・•■.・I.M■0I.R« W1 tl 1 ■林■ ■•・M•.祈M U1 ■•-・・0.11*••-・・i Bl 19jaM»>' >.««M.»・.・•4■M».・! • M1NA<r )*KcMxMtliJV«7. »« •识计0—«MHI・・«flrFC・・r««*・R金IUBIHU M." HUcaiCfWT J UIT Y<x> *■«力.■力aa力nThAA. ^wasBX*G ：V"・；•+«<•■ ■•八14>> htd c><S> ■ft 労«■申*■})• y.g •£■・«• ■ hftJVASHtt «fl!wn*r»t 力.I - ®- <1 -OJTtt.MCD-H(«'>D-O/A lf>n■小习B < r f s -7* ・A ・O C餐・lrlr4c最Ni* w u X *S £±*««<*^I -K V -«V «X ««R £・・l n r ・l u ・・*i K V =8・«・・V F T ・U ・《2=£=•楫・・・a t v ・a B ・s ■ «9《■二£■:右小・・•・•■f 〔*:〔*• “丫•a■«*r -s f s s i ^*a/x »/ss ***S*E «■兵n ・》・・■・■《£s-c - %l »M:•」：〕：・■・拿«f l c v s f t •c 6x 4・f l *E G ■'i6rwMI>y ・4・・*«vr 二B t t w v a a s dK «£-^>^-€f f K E e・【&)・y 乂二*-s・・・#W ・H 6园■■«•・*《■)七安・・*3・・柢丁■«« .JI4S«・・bd僅/5•豪・£f t s'^I ^K S ^A C er b •休WIrvc(=)V 二=M «A r"2*•住#養4*:X M7・M *€R■・■・・c .sc w ^<e z r K a £K e o ・r t c d :Hsdw: 2.,<£ss«•・ ?<e £«M r s c *<«^s -O I ^^I =u3-£>5t -Js a £n芋订：£算i .«€n<t 4J-»I・c ・t t s ・・・&K 4«J—：v・■ Haul* s s»K e * s ^s s s・■•■・ f ^s s ^ .盍s ・・o s ・«* •f l f f e s 6i £K I I ・i J ««・・fs s ；；" T® △ T '：■ • M ■・； 一■ 占 T * J* 刃0 . ______«M ・・卜 -------- 「5b 罔I —L , , , : : L T U V p p —分离器有效长度一分离器焊缝间长度一下标，由之意？一下标水之意W —压力一操作条件下气体或液体流率-下标标准状态之意一温度一停留时间一气流速度/S —液滴下落速度/S -液体密度加一气体密度/ —时间一，汽分离器中液而食，。

重庆科技学院《天然气集输技术》课程设计报告学院:_石油与天然气工程学院__ 专业班级:学生姓名: 学号:设计地点（单位）__重庆科技学院K802__________ __设计题目:某低温集气站的工艺设计----分离器设计计算___ 完成日期：年月日指导教师评语: ______________________ _________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ _____________________________________ __________ _成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________摘要气田集输工艺流程按其天然气分离时的温度条件，分为常温分离工艺流程和低温分离工艺流程。

对于压力高，产量大，气液小，含有较高硫化氢、二氧化碳、凝析油的气井，常采用低温分离多井轮换计量集气站流程。

本集气站用低温分离的方法，分离出天然气的凝析油，使管输天然气的烃露点达到要求。

为保证管道与设备的安全可行，在天然气的集输系统中安装有分离设备，以对气---液杂质进行分离脱出。

低温两相分离器和旋风分离器设计的相应规范，注意事项，各种数据的代入，公式的查询，图表的查询，根据天然气，液烃的密度，天然气的，温度，压缩因子，粘度，阻力系数，颗粒沉降速度，分离器直径，进出管口直径。

各种查询结果进行相应的计算。

计算出来的结果发现旋风分离器的直径小较小，实际证明旋风分离器的分离效率比立式两相分离器的分离效率要高分离器按照外形可以分为立式和卧式分离器。

从分离器重力沉降部分液滴下沉的方向与气流运动方向来看，在立式分离器中，两者运动方向相反，而在卧式分离器中两者的运动方向相互垂直，在后一种情况下，液滴更容易从气流中分出，但是，根据基本资料，所采天然气中仅含有少量液体，且立式分离器操作灵活性与处理外来物的能力都比卧式好，故选择立式重力分离器。

油气储运10-3班汪万茹2010440140 序号109某气井日产气量110万方/日，压力为8Mpa（表），温度为27℃，相对密度0.6，要求尽可能分离掉大量的固体颗粒（300mm）和少量液滴。

经插图确定了沉降速度为0.38m/s。

设计立式、卧式及旋风分离器。

解：P=大气压+表压=8+0.1=8.1Mpa∵临界参数Ppc＝4.778-0.248S =4.778-0.248×0.6=4.63 (Mpa)Tpc=106.1+152.21S=106.1+152.21×0.6=197.43(K) ∴拟对比参数Ppr=P/Ppc=8.1/4.63=1.73Tpr=T/Tpc=(27+273)/197.43=1.52根据图2-1 可以查出Z=0.855Q=(Qg/86400)×(0.101325/P)×[ (TZ)/293]=(1100000/86400)×(0.101325/8.1)×[(300×0.855)/293]=0.145(m³/s)一、立式分离器设计V=ηw=0.76×0.38=0.29(m/s)分离器直径D=√(4Q)/(v∏)=√(4×0.145)/(0.29×3.14)=0.8(m)分离器长度H=3.3×0.8=2.6(m)取进口速度v1为15m/s，取出口速度v2为10m/s入口直径D1=√Q/（0.785v1）=√0.145/(0.785×15)=0.1(m)出口直径D2=√Q/(0.785v2)=√0.145/(0.785×10)=0.1(m)二、卧式分离器设计分离器直径D=√（4Q）/(∏ηwA)=√(4×0.145)/(3.14×0.77×0.38×3.3)=0.4(m)分离器长度L=AD=3.3×0.4=1.3(m)入口直径D1=0.1m出口直径D2=0.1m三、旋风分离器设计取K=1.266分离器直径D=(3.39/100000)×[√(TZQn)/p]×K=(3.39/1000000×[√(300×0.855×1100000)/8.1]×1.266=0.2(m)进口管线直径D1=0.47D=0.47×0.2=0.1（m）出口管线直径D2=0.67D=0.67×0.2=0.2（m）进口流速V1=Q/(0.785D1²)=0.145/(0.785×0.1²)=18.5(m/s)出口流速V2= Q/(0.785D2²)=0.145/(0.785×0.2²)=5（m/s）。