Технологический расчет электродегидратора

Целью расчета является определение необходимого количества электродегидраторов для обеспечения процесса окончательного обезвоживания. Диаметр наименьших капель воды в эмульсии по заданию составляет:

d_к=2,2∙10^-4м (2.3)

Процесс обезвоживания в электродегидраторах происходит при температуре и абсолютном давлении, равных по заданию соответственно:

t=38^oC; Р=0,62 МПа.

Плотность нефти при 38^oC определим по формуле :

, где (2.4)

- плотность нефти при 20^oC, =860 кг/м³;

- коэффициент, определяемый по формуле :

= 0,000903-0,00132∙( - 0,7) = 0,686

кг/м³.

Плотность воды =1000 кг/м³.

Кинематическую вязкость нефти при t=38^oC определим по формуле Гросса :

, где (2.5)

, - кинематические вязкости при разных температурах (м²/с);

- коэффициент, равный 1,084.

,

=5,22∙10^-6 м²/с.

Предположим, что осаждение капель воды с минимально допустимым диаметром капель происходит при ламинарном характере движения, то есть значение критерия Рейнольдса удовлетворяет условию:

.

В таком случае, скорость осаждения капель определим по формуле Стокса :

, (2.6)

где - плотности воды и нефти, соответственно,

- 9,8 м/с² - ускорение свободного падения.

∙10^-4 м/с,

Проверим правильность принятого режима осаждения капель и найдем значение критерия Рейнольдса:

< 0,2. (2.7)

Следует, что режим принят верно.

Линейная скорость движения нефти в электродегидраторе должна быть как минимум в два раза меньше реальной скорости осаждения капель воды. Для гарантированного осаждения капель используем 4-х кратный запас.

(2.8)

м/с.

Для эффективного разделения эмульсии в электродегидраторе, должно соблюдаться условие:

, (ч)

где -время, необходимое для осаждения капель;

- время пребывания нефти в электродегидраторе, определяемое по формуле:

, (ч) (2.9)

где - высота слоя эмульсии, м;

- скорость движения нефти в аппарате, м/с.

Высота слоя эмульсии рассчитывается по формуле:

, (2.10)

где - внутренний диаметр аппарата, м;

- расстояние от дна аппарата до поверхности раздела фаз. Принимаем равным 1 м.

В качестве электродегидратора примем аппарат типа ЭДВ – 32 с характеристиками, представленными в таблице 2.5.2

Характеристики ЭДВ – 32 Таблица 2.5.2

м

^ч

Время, необходимое для осаждения капель воды определим по формуле:

, (2.11)

где м/с.

ч.

Условие выполняется.

Количество аппаратов определяем по формуле:

, (2.12)

где -объемный расход эмульсии (м³/ч);

- максимальная производительность аппарата (м³/ч).

, (2.13)

где - максимальная поверхность осаждения, зависящая от диаметра и длины аппарата.

м², тогда м³/ч. (2.16)

Объемный расход эмульсии определим по формуле:

, (2.14)

где =279761,91 кг/час - расход эмульсии (табл.1);

- плотность эмульсии, определяемая по формуле:

(2.15)

где , - расходы нефти и воды соответственно (табл.1);

кг/м³.

м³/ч.

Определим число аппаратов:

.

Принимаем =5.