油气分离器设计计算

迷宫式油气分离器的CFD分析王福志（长城汽车股份有限公司动力研究院，河北省保定市）摘要：本文利用CFD的方法计算了两种迷宫式油气分离器的分离效率，根据计算结果选择最优方案，为油气分离器的开发提供理论依据关键词：油气分离器，粒子直径，分离效率主要软件：A VL FIRE1 前言油气分离器的分离效率高低直接影响发动的进气含油量，高进气含油量导致燃烧室积碳严重，从而影响发动机的性能。

EB01项目为我公司近期开发的一款单增压缸内直喷汽油机，由于在整机布置中增压器离缸盖罩比较近，为了防止高温损坏，缸盖罩采用铝合金材质，集成的迷宫式油气分离器相对简单，分离效率不高，因此需要增设外置分离器。

本次计算是对缸盖罩内迷宫式分离器进行分离效率分析，两种迷宫式分离器方案，分别计算20L/min，30L/min，40L/min三种活塞漏气量下，不同油粒子直径在两种分离器中的分离效率。

经过计算，得出方案一分离的油粒子在40μm以上时达到设计要求，而方案二分离的油粒子在30μm以上时达到设计要求，因此方案二优于方案一。

2 计算方法与计算参数2.1 计算方法气液两相流的数值模拟包括气相场和气液间的相互干扰计算，相互间干扰即气液两相间的动量，能量，质量的交换过程，常见的算法可以分为欧拉-欧拉型算法和欧拉-拉格朗日算法，欧拉-欧拉型算法比较繁琐，并且计算成本很高，因此，本计算采用欧拉-拉格朗日算法，即对气相流场采用欧拉方法进行计算，而对液滴的运动则采用拉格朗日方法进行跟踪计算。

首先对不同方案的油气分离器进行稳态流场计算，之后根据稳态流场结果，将不同直径的油粒子引入流场中，计算不同直径粒子的运动轨迹，待粒子在流场中稳定后，统计计算逃逸的粒子质量，引入流场的粒子质量，这样我们就得出了油气分离器的效率。

2.2 计算参数根据发动机不同的负荷，选择20L/min，30L/min，40L/min三种活塞漏气量。

油粒子直径的大小对油气分离器的分离效果影响明显，研究文献表明，在重力作用下，当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。

Y = 8. 411 － 2. 243X +
0. 273X2 － 1. 865E －
2X3 + 5. 201E － 4X4
X
=
ln
0． 95
+ 8ρV DP （ μV2
ρL
－
ρV ）
1. 3 基本概念
在进行分离器计算前还需定义以下概念： （ 1） 停留时间： 在没有物料补充和出口流率 恒定的条件下，气液分离器从正常液位 （ NLL） 降 到低液位 （ LLL） 时所经历的时间。 （ 2） 缓冲时间： 在没有物料流出和入口流率 恒定的条件下，气液分离器从正常液位 （ NLL） 升 到最高液位时 （ HLL） 时所经历的时间。 一些手册的缓冲时间是以低液位 （ LLL） 和高 液位 （ HLL） 之间的体积为基础考虑的。停留时间 是从保持较好的控制和下游设备操作安全的要求 考虑的。缓冲时间是基于上游物流或下游物流的 改变而导致液体积累考虑的，最常见的物流变化
认允许的水平速率可比终端速率要大。一般要求
流体经历从分离器入口到出口水平段长度的时间
要比液体在垂直方向上沉降到液体表面所经历的
时间要长，即
L UAH
≥
HV UT
2 计算方法
以下介绍的设计程序来自文献和被认可的设
20
CHEMICAL ENGINEERING DESIGN
化工设计 2011，21（ 5）
算低液位面积 ALLL。
表 3 容器高度与面积转换表
a
b
A － 4. 755930 × 10 － 5 3. 924091
B
0. 00153756
26. 787101
（ 3） 选取停留时间并计算持液量：

油气别离器的设计喷油螺杆压缩机中，在压缩气体的同时，大量的油被喷入压缩机的齿间容积。

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，被排到机组的油气别离器中。

油气别离器是喷油螺杆压缩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，必须利用油气别离器把润滑油有效地从气体中别离出来。

一、油气别离原理与方法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，那么气相的油愈多；饱和蒸气压愈低，那么气相的油愈少。

气相油的特性与其他气体类似，无法用机械方法予以别离，只能用化学方法去去除。

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别离的时间很短，没有足够的时间到达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局部，但这种液相油滴的尺寸范围分布很广。

大局部油滴直径通常处在 1～50μm，少局部的油滴可小至与气体分子具有同样的数量级，仅有μm。

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别离器的底部。

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空气中，无法在自身重力的作用下，从气体中被别离出来。

油气别离器的作用，就是尽可能地把这局部油滴别离出来。

2.油气别离方法按别离机理的不同，喷油螺杆压缩机机组中采用两种不同的油气别离方法。

一种称为机械法，即碰撞法或旋风别离法，它是依靠油滴自身重力以及离心力的作用，从气体中别离直径较大的油滴。

实际测试说明，对于直径大于1μm 的油滴，都可采用机械法被有效地别离出来。

3．球形分离器规格和设计压力4．分离器设计依据资料根据油气分离器处理能力的影响因素及根据石油行业标准，在分离器的工艺设计前，首先应收集、计算和了解有关液体介质、气体介质资料和设计条件，用作为设计依据。

（1）液体介质资料A．原油处理量： m3/d；B．原油密度： kg/m3；C．原油含水量： % （质量比）D．水密度： kg/m3；E．原油发泡程度：（有、无）；F．操作条件下原油动力粘度： Pa.s；G．操作条件下水的动力粘度： Pa.s；S： mg/L；H．水中含H2： mg/L；I．水中含CO2J．水中含氧量： mg/L；K．是否有断塞流：（有、无）；L．原油含蜡量： % （质量比）；M．原油含砂量： % （体积比）；（2）气体介质资料A．气体处理量： m3/d；B．标准状态下气体密度： kg/m3；C．操作条件下气体动力粘度： Pa.s；含量： %（体积比）；D．气体中CO2S含量： %（体积比）；E．气体中H2（3）设计条件A．操作温度：℃；B．操作压力： MPa；C．分离器型式：（立式、卧式、球形）；D ．分离器功能：（两相、三相） ；E ．分离后允许原油含水量： %（质量比）；F ．水中含油量： mg/L ；G ．缓冲时间： min ；H ．分离后气体带液量是否需要检测： （需、不）； I ．分离器是否设有排液泵： （设、不）； J ．控制仪表类型： （电动或气动）。

5．分离器工艺计算步骤分离器工作时应同时满足从气体中分出油滴和从原油中分出气泡的要求，对缓冲分离器尚需满足缓冲时间的要求。

因此，计算和选择油气分离器时，应对照下述步骤进行。

根据油气平衡计算中所确定的气液处理量、物性、分离压力、分离温度等基础资料，并参照现场具体情况选择分离器的类型。

（1）根据油气平衡计算中所确定的气液处理量、物性、分离压力、分离温度等基础资料，并参照现场具体情况选择分离器的类型。

（2）按照从原油中分出气体的要求，由原油性质和操作经验确定原油在分离器内的停留时间，对缓冲分离器尚需考虑缓冲时间，据此初步确定分离器尺寸。

1. 分离出油水混合液中的污水，污水进污水处理系统。经处理后， 油中含水可降至0.5%~15%，以利于原油进一步净化；
2. 分离出油水混合液中的伴生气，伴生气进伴生气处理系统。经处 理后，油中含气达到如下要求：
分离质量（%）K≤ 0.5cm3/m3(气) 分离程度（%）S ≤ 0.05m3/m3 (液） 3. 除去油水混合液中砂等杂质。
由于海洋平台与浮式处理 油轮主要完成采油、采气及 集输的任务，因此在平台及 处理油轮上以重力式分离器 为主。
1.5.2 按分离器功能进行分类
分离器
计量分离器
主要作用是完成 油气水的初步分离并 计量，一般属低压分 离器。
生产分离器
主要作用是完成多 口生产井集中进行初 步分离后密闭输送， 属中高压分离器。
特点：
有界面控制器和堰 板：不适用于重质油或 者有大量乳化物或石蜡 的场合。
槽和堰的设计：要 求水堰板应放置于低于 油堰板一个距离。
现场应用：
锦州20-2计量分 离器、聚集分离器等
埕北离水分 离器、计量分离器、 热处理器等
2.2 三相分离器
2.2.1 一般三相卧式分离器基本结构及工作过程
气液混合流体经气液进口 进入分离器进行基本相分离， 气体进入气体通道通过整流和 重力沉降，分离出液滴；液体 进入液体空间分离出气泡，同 时在重力条件下，油向上流动， 水向下流动得以油水分离，气 体在离开分离器之前经捕雾器 除去小液滴后从出气口流出， 油从顶部经过溢流隔板进入油 槽并从出油口流出，水从排水 口流出。
第三节 分离器的检验标准
3.1 分离质量K
▪ 定义：分离器出口处每标准立方米气体 所带液量的多少。
▪ 计算公式：
K V液 /V气 100％

考虑铸 造偏差、工艺性和介质腐蚀等因素
而 附加 的裕量 ，单 位为ｍｉ ； ｌ ｌ
该油 气分 离器分 离方 法按 两级进 行分 离 。第一 级 用机械法 作为预分 离 ，它是 依靠油滴 自身重力以及离心 力的作 用 ，从 气体 中分 离直径 较大 的油 滴 （ 径大 于 直
岛 —— 阀体外径与内径的比 ； ［ 】— —材料的许用拉应力 ，单位为ＭＰ ，在 ａ ／ｂ 。 ｎ ／ 两者中取最小值 ； ｎ
推 广应 用 。
＝、高压气体用油气分离器结构特点及
工作原理
１ 技术性能参数 ．
进气压力 ：４ ＭＰ 。 ５ ａ
公称通径 ：２ｒｍ。 ５ ａ
【 关键词】 高压 气源 系统
器 分离滤芯
油 气分 离 导 向螺 旋
工作温度 ：≤１０Ｃ。ຫໍສະໝຸດ ２￣ 一、刖 吾
初始压降 ：≤００ ＭＰ 。 ．２ ａ
— —
１ ｍ） ；第二级 用亲和 聚结法作 为精分离 ，通过耐 腐 蚀的特殊玻璃纤维材料制成 的滤 芯进 行精过滤 ，使直径 在 １ ｉ以下的油 滴先聚结 为直径 较大的油 滴 ，然 后再 ｎ
分离 出来 。 ｝
、
分别为常温下材料的抗拉强度和屈服强度，
单位为ＭＰ ； ａ
力、ｎ ｂ ——分别为以 盯 为强度指标的安全系数和 。 ｂ 为
９
（） ２
式中 ｆ Ｂ ——考虑腐蚀裕量后 阀体 的壁厚 ， 单位为ｍ ｍ； Ｄ —— 阀体中腔最大内径 ，单位为ｍ Ｎ ｍ，根据 结构 需要 选定 ；
图１ 油气分离器结构
ｌ 底脚 ２ ． 出气接头 ３导向螺旋器 ４ ． 简体 ５ ． 分离滤芯 ６ 挡油伞 ７封头 ８排污阀 ９ 气接头 ． ． 进

机抽用井下高效气液分离器设计摘要现在有杆泵抽油在各大油田的生产中占主导地位，但众所周知，油层除了产出原油同时还会产出大量的伴生天然气。

而这些伴生的天然气不可避免的有一部分会进入泵筒，这部分气体会占据泵筒的容积，从而造成泵筒的容液量大大的减小。

由此，我们就会想到，把这些伴生的天然气在进入泵筒之前从液体中分离出去，不让它进入泵筒内。

这样就有了井下气液分离器即气锚的出现。

现有的气液分离器大多是利用重力作用式和离心作用式。

但是由于诸多原因，现在的分离器只能在一定程度上尽量减少气体的进入量，即使气体进入量很小，其对泵效的影响也是不容小觑的。

因此设计出效果更好的气锚，仍然是很有必要的。

本设计中的气锚是利用了重力作用式与离心作用式相结合的高效气锚。

将重力分离部未能完全分离的气体在离心分离部分分离出去，以保证高效的抽油效率。

该新型气液分离器适用于气液比较高的油井。

在此分离器内设置了单独的气、液流道，更加有利于气液的分离。

该分离器是在泵上冲程抽汲时实现分离，而在泵下冲程时将气体排入油套环空关键词：气锚；重力式分离；离心式分离IAbstractNow the rod pumping is also the most important method of oil production. But as we know, the reservoir yields not only oil but also a lot of gas. And inevitably, part of the gas will enter the pump and occupy its volume. Therefore the pump’s volume for the oil will reduce seriously. So, we will thought that, separate the gas from the oil before it entering the pump. And the gas/oil separator is invented.Many separator used now use the gravity separation and centrifugal separation. But, of many reasons, to some extent they could only reduce the volume of gas which will enter the pump. Although the volume of entered gas is lot large, it will affect the pumping efficiency to a extent. So, to design a more efficient anchor is necessary.The separator I designed used the gravity separation with the centrifugal separation. In the centrifugal separator will separate the gas which is not completely separated in the gravity separator, so that the pump can have a high efficiency. This new separator is suitable for the well which has a high gas-oil ratio. It provides separated passage for the gas and oil, so the separation will be better. In this separator, separation is achieved when the pump stroking upward and exhausting the gas to the casing when the plunger going downward.Keyword: Separator；Gravity separation；Centrifugal separationII机抽用井下高效气液分离器设计目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (I)1引言 (1)1.1问题的提出与研究意义 (1)1.2国内外的研究现状 (1)1.3主要研究内容 (4)2 分离器的分气机理研究 (5)2.1现有气液分离器大致分类 (5)2.2各种分离器的分气机理 (5)2.2.1利用滑脱效应的气锚 (5)2.2.2利用离心效应 (7)2.2.3利用捕集效应 (7)2.2.4利用气帽排气效应。

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。

油气集输课程设计——分离器设计计算（两相及旋风式）重庆科技学院《油气集输工程》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）重庆科技学院石油科技大楼设计题目:某低温集气站的工艺设计——分离器设计计算（两相及旋风式）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）:摘要天然气是清洁、高效、方便的能源。

天然气按在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。

只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。

它的使用在发展世界经济和提高环境质量中起着重要作用。

因此，天然气在国民经济中占据重要地位。

天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中，有些和原油储藏在同一层位，有些单独存在。

对于和原油储藏在同一层位的天然气，会伴随原油一起开采出来。

天然气分别通过开采、处理、集输、配气等工艺输送到用户，每一环节都是不可或缺的一部分。

天然气是从气井采出时均含有液体（水和液烃）和固体物质。

这将对集输管线和设备产生了极大的磨蚀危害，且可能堵塞管道和仪表管线及设备等，因而影响集输系统的运行。

气田集输的目的就是收集天然气和用机械方法尽可能除去天然气中所罕有的液体和固体物质。

本文主要讲述天然气的集输工艺中的低温集输工艺中的分离器的工艺计算。

本次课程设计我们组的课程任务是——某低温集气站的工艺设计。

每一组中又分为了若干个小组，我所在小组的任务是——低温集气站分离器计算。

在设计之前要查低温两相分离器设计的相应规范，以及注意事项，通过给的数据资料，确定在设计过程中需要使用公式，查询图表。

然后计算出天然气、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，卧式、立式两相分离器的直径，进出管口直径，以及高度和长度。

把设计的结果与同组的其他设备连接起来，组成一个完整的工艺流程。

关键字：低温立式分离器压缩因子目录摘要 (1)1.设计说明书 (4)1.1 概述 (4)1.1.1 设计任务 (4)1.1.2 设计内容及要求 (4)1.1.3 设计依据以及遵循的主要规范和标准 (4)1.2 工艺设计说明 (4)1.2.1 工艺方法选择 (4)1.2.2 课题总工艺流程简介 (5)2.计算说明书 (5)2.1 设计的基本参数 (5)2.2 需要计算的参数 (5)3.立式两相分离器的工艺设计 (6)3.1 天然气的相对分子质量 (6)3.2 天然气的相对密度 (6)3.3 压缩因子的计算 (6)3.4 天然气流量的计算 (9)3.5液滴沉降速度 (10)3.5.1天然气密度的计算 (10)3.5.2临界温度、压力的计算 (11)3.5.3天然气粘度的计算 (11)3.5.4 天然气沉降速度的计算 (13)3.6 立式两相分离器的计算 (14)3.6.1 立式两相分离器直径的计算 (14)3.6.2 立式两相分离器高度的计算 (15)3.6.3 立式两相分离器进出口直径的计算 (15)3.7 管径确定 (16)3.8 壁厚的确定 (16)3.9 丝网捕雾器 (17)3.10 设备选型 (17)4.旋风分离器的工艺设计 (18)4.1.1根据进、出口速度检验K值及最后结果 (19)4.2 压力降的计算 (21)结论 (23)参考文献 (24)1 设计说明书遵循设计任务的要求，完成某低温集气站的工艺设计——分离器计算（两相及旋风）。

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 =⨯=⨯=。

一３ ９—
为确保在上冲程泵 的吸入过程 中，使套管环形
空 间 的气 泡不 被 吸人 到 中心管 ，那 么 套管 环形 空 间 的体 积至 少也 要 和泵一 个 冲程 的 吸人体 积 相等 ，分
离 室 带孔段 以下段 的最 小长 度为
，
“ 一
螺 旋 的长 度是 取分 离 室带孔 段 以下段 的长度 和
数 （ｉ ） ｍｎ ； 为分离器 的体积利用系数 ，可以直 接 设 定 为 ０ ； Ｆ 为 套 管 环 形 空 间 的截 面 积 ． ６
（ｍ ） ｃ 。
形 空 间里液 流 的旋转 速度 会被 突 然降低 ，使 其 中所
含的一部分气泡直接进入到分离器上部 的油套管环
形 空 间 中。那些 比较 小 的气 泡虽 不能 直接 进入 到分
气分 离率 。
关键词 ：螺旋式油气分离器 ；带孔段 ；离心力 ；原理 ；参数
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／． ｓ ． ０ ６ ６ ９ ．０ ２ ９０ ０ ｏ： ．９ ９ ｓｎ１ ０ － ８ ６２ １ ．．２ １ ｉ
进 行 高油气 比油 田的开 发 ，减 少气 体 是提 高泵 被 中心管 引入 泵 内 ，以实现油 气分 离 的 目的 。 效 的有效 措施 。其 中螺 旋式 油气 分离 器就 是一 种 常
（）螺旋式油气分离器更适合于一些产量 比较 ３ 在计 算 出分 离 室带 孑段 以下 段 的最 大长 度 和最 大的、气油 比高的油井 ，特别适合一些泵到油层 中 Ｌ 部的距离 比较大的 、产量较高的高含气油井 。因为
小长 度 之后 ，可 以取 其 中 的一个 较大 值来 作 为分 离
室 的 长度 １。那 么分 离 室 带 孑段 的长 度 则 是 分 螺旋式油气分离器和封隔器式的气锚是一样的 ，都 Ｌ ２

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：，：， 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/s 0.211 0.0064 0.185 0.454 0.0256 0.161 0.505 0.0320 0.163 0.659 0.0576 0.174 0.7012 0.0768 0.200 0.8516 0.102 0.180 0.9021 0.134 0.211 0.9524 0.154 0.217 1.0529 0.186 0.214 1.1032 0.205 0.216 1.1537 0.237 0.228 1.2044 0.282 0.249 1.3052 0.333 0.251 项目高度，m 项目 高度，m X 10.5 X 5 0.22 X 20.32 X 6 0.165 X 30.3 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 。

图4.16 SMSM 高效分离器高度设计示意图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。

油污分离器容积计算公式引言。

油污分离器是一种用于处理工业废水中油污的设备，它能够有效地将水中的油污分离出来，使废水得到净化。

在设计油污分离器时，需要计算其容积以确保其能够有效地处理废水。

本文将介绍油污分离器容积的计算公式，以及如何应用这个公式来设计油污分离器。

油污分离器容积计算公式。

油污分离器的容积计算公式可以根据废水的流量和油污的浓度来确定。

一般来说，油污分离器的容积应该足够大，以确保废水在其中停留足够长的时间，使油污有足够的时间沉淀和分离出来。

油污分离器的容积计算公式可以表示为：V = Q × t × C。

其中，V表示油污分离器的容积，单位为立方米（m³）；Q表示废水的流量，单位为立方米每小时（m³/h）；t表示废水在油污分离器中停留的时间，单位为小时（h）；C表示油污的浓度，单位为毫克每升（mg/L）。

应用实例。

为了更好地理解油污分离器容积计算公式的应用，我们可以通过一个实际的例子来说明。

假设一个工厂每小时产生100立方米的废水，其中含有200毫克每升的油污。

如果要设计一个油污分离器，使得废水在其中停留2小时，那么根据上述公式，油污分离器的容积可以计算如下：V = 100m³/h × 2h × 200mg/L = 20,000m³。

因此，这个工厂需要设计一个容积为20,000立方米的油污分离器，才能够有效地处理废水中的油污。

设计注意事项。

在设计油污分离器时，除了考虑容积计算公式，还需要注意以下几点：1. 废水的流量应该根据实际情况进行测算，以确保油污分离器的设计满足实际需求。

2. 废水中油污的浓度也需要根据实际情况进行测算，以确保油污分离器的设计符合废水的特性。

3. 废水在油污分离器中停留的时间应该足够长，以确保油污有足够的时间沉淀和分离出来。

4. 在实际设计中，还需要考虑油污分离器的结构、材质、操作方式等因素，以确保其能够有效地工作。

分离器的参数计算分离器是一种常见的设备，在化工、石油、制药等领域广泛应用。

其主要作用是将混合物按照不同的物理或化学性质分离成不同的组分。

分离器的参数计算需要考虑到具体的分离过程和设备特性，下面将从分离器的种类、设计原则、参数计算等方面进行详细介绍。

1.分离器的种类分离器根据其功能可以分为多种类型，包括：(1)萃取塔：用于从溶剂中将溶质分离出来。

(2)萃取塔：用于从气相或溶液中将溶质分离出来。

(3)蒸馏塔：用于将混合物按照其沸点的差异分离成不同的组分。

(4)结晶器：用于将溶液中的溶质结晶出来。

(5)色谱柱：用于通过不同组分在固定相上的分配系数的差异实现分离。

(6)脱水塔：用于将混合物中的水分离出来。

(7)吸附塔：用于从气体或溶液中将其中一种成分吸附出来。

2.分离器的设计原则分离器的设计需要满足一定的工艺和经济要求，具体的设计原则包括：(1)提高分离效率：分离器应该能够实现高效的分离效果，确保目标组分的纯度和产率。

(2)减少能耗：分离器的设计应该优化能量消耗，降低运行成本。

(3)提高操作灵活性：分离器应该具备一定的操作灵活性，能够适应不同的工况和工艺要求。

(4)安全可靠：分离器的设计应该考虑到安全性和可靠性，防止发生事故和意外情况。

(5)考虑环境因素：分离器的设计应该符合环境保护要求，降低对环境的影响。

(1) 塔板数计算：塔板数是一项重要的分离器设计参数，可以根据McCabe-Thiele方法进行计算。

该方法通过数学模型计算出所需的塔板数以实现所需的分离效果。

(2) 塔径计算：塔径是分离器的另一个重要参数，可以根据经验公式或数学模型计算得出。

常用的方法包括Sherwood方法、Kirschbaum方法等。

(3)液体流量计算：液体流量是分离器设计的关键参数，可以根据质量守恒原则和经验公式计算得出。

(4)气体流量计算：气体流量是另一个重要的设计参数，可以根据质量守恒原则和经验公式计算得出。

(5) 塔高计算：塔高是分离器的另一个重要参数，可以根据经验公式或数学模型计算得出，常用的方法包括Fenske方程和Underwood方程等。

1800 0.8 1.0 1.6 2.0 3.0 注 1 公称直径系指筒体内径 注 2 以上所列分离器数据系指海洋平台正在使用和正预备使用的分离器
表2
公称直径 mm 1600 1800 2000 2400 3000 3800 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
Q/HS
中国海洋石油总公司企业标准
Q HS 3006 2003
油气分离器设计制造规范
Specification for design and fabrication of oil and gas separators20Leabharlann 30129发布
2003
06
01 实施
中 国 海 洋 石 油 总 公 司
发
布
1
Q/HS 3006-2003
图1
立式两相分离器
3
Q/HS 3006-2003
图2 表1
公称直径 mm 500 800 1000 1200 1600 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
卧式两相分离器
立式分离器的规格尺寸和工作压力额定值
最大许用工作压力 MPa 2.0 2.0 2.0 1.6 2.0 4.0 4.0 4.0 2.0 3.0 55 6.0 6.0 6.0 3.0 8.0 8.0 8.0 10.0 10.0 10.0
1
Q/HS 3006-2003
设定的分离器顶部的最高压力 与相应的设计温度一起作为设计载荷的条件 其值应按照工艺 P&ID 要 求 3.3 工作压力 working pressure 在正常工作条件下 分离器顶部可能出现的最高压力 3.4 设计温度 design temperature 分离器在正常工作条件下 依据相应的设计压力 设定的元件的金属温度 沿元件金属截面的温度平均 值 其值应按照工艺 P&ID 要求 3.5 工作温度 working temperature 分离器在正常工作条件下的介质温度 其值应按照工艺 P&ID 要求 4 4.1 材料 其值应按照工艺 P&ID 要求

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。

目录一、课程设计的基本任务 (2)（一）设计的目的、意义 (2)（二）设计要求 (2)（三）工艺计算步骤 (2)二、课程设计理论基础 (2)（一）分离器综述 (2)（二）油气分离器原理 (2)（三）从气泡中分离出油滴的计算 (3)（四）气体的允许速度 (5)（五）分离器结构尺寸计算 (6)三、实例计算 (7)(一)基础数据 (7)(二)计算分离器的结构尺寸 (8)四、结束语 (19)附录计算程序 (20)一、课程设计的基本任务（一）设计的目的、意义目的：在老师指导下，根据给定的原油组成、分离条件、停留时间等基础数据，按规范要求独立地完成分离器结构尺寸设计。

意义：为了满足计量、储存的需要，油井产品从井口出来后，首先要进行分离，分离的场所即油气分离器。

分离后所得油、气的数量和质量除了与油气的组成、分离压力、分离温度有关外，也与油气在分离器内停留的时间有关，当油气的组成、分离压力、分离温度及处理量一定时，分离效果由分离器的尺寸决定，合理的设计或选择分离器的尺寸对改善分离效果非常必要。

（二）设计要求1.初分离段应能将气液混合物中液体大部分分离出来2.储液段要有足够的容积，以缓冲来油管线的液量波动和油气自然分离3.有足够的长度和高度，是直径100um以上的油滴靠重力沉降4.在分离器的主体部分应有减少紊流的措施，保证液滴沉降5.要有捕集的器除雾，以捕捉二次分离后气体中更小的液滴6.要有压力和液面控制（三）工艺计算步骤1.根据油气平衡计算中所确定的气液处理量、物性、分离压力、分离温度等基础资料，并参照现场具体情况选择分离器类型。

2.按照从原油中分出气体的要求，由原油性质和操作经验确定原油在分离器内的停留时间，对缓冲分离器需考虑缓冲时间，据此初步确定分离器尺寸。

3.按照从气体中分出油滴的要求，计算100微米的油滴在气相中的匀速沉降速度Wo ，分离器允许的气体流速wg ，分离器直径D，长度l (或高度H)等尺寸。