Определение скорости осаждения капли воды

Скорость осаждения капли воды определяется по закону Стокса

(1)

м/с или 0,458 м/ч

Справедливость применения закона Стокса проверяется по величине критерия Рейнольдса

(2)

Так как критерий Re, равный 7,2×10^-4, < 1,8, режим осаждения капли воды ламинарный. Следовательно, применение закона Стокса логично.

Для успешного ведения процесса обезвоживания нефти необходимо выполнение условия, чтобы время пребывания ее () в отстойнике было равно или больше времени осаждения () капли воды ³

Выполнение этого условия доказывается методом расчета диаметра отстойника и глубины осаждения капли воды до уровня снижения содержания ее в нефти до значения W_К

При расчете диаметра отстойника используется уравнение расхода L_отб= F×W_ос, (3)

где:

L_{от б}- объем отбираемой предварительно обезвоженной нефти (ВНЭ), равный м³/сут =54,7 м³/ч.

F= - поперечное сечение отстойника диаметром D.

В результате диаметр отстойника оказывается равным

=12,3 м.

Расчетный диаметр близок к диаметру РВС-2000, у которого D = 14,67 м, а высота - 12,32 м.

Из опыта эксплуатации РВС, предназначенных для предварительного обезвоживания известно, что время пребывания нефти в РВС составляет в среднем =5 часов. За это время капля воды диаметром 0,2 мм пройдет расстояние

0,458·5=2,29 м.

РВС-2000 высотой 2,29 м занимает объем

=387 м³.

Объем отбираемой предварительно обезвоженной нефти (ВНЭ) из РВС L_отб = 54,7 м³/ч. Поэтому время пребывания нефти в объеме 387 м³ (высотой 2,29 м) составит 387:54,7 =7,1 ч..

Следовательно, условие ³ выполняется (7,1>5) и эффективность процесса обезвоживания будет отвечать заданию.

С целью надежности ведения процесса в РВС следует предусмотреть следующие мероприятия.

Известно [ 1 ], что при отборе нефти должно соблюдаться условие

W_от < 500 W_ос (4)

Это условие можно сохранить используя устройство для обора нефти, показанное на рис.1, [2 ].

Здесь скорость отбора обезвоженной нефти можно определить из

уравнения

(4)

Здесь уровень взлива h принимается равным 0,5 м. При этом, если диаметр d принять равным 1,2 м, скорость отбора предварительно обезвоженной нефти составит

, из величины которой видно, что оно больше всего в 0,008:0,000127=62 раз, что не противоречит условию W_от < 500 W_ос,

так как W_от = 62 W_ос,

На практике, с целью повышения надежности эффективности ведения процесса, слой обезвоживаемой нефти поддерживают равным 4-6 м. В этом случае возможно накопление высокостойкого межфазного слоя на уровне раздела нефть – вода.

С целью предотвращения такого явления РВС следует снабдить устройством профилактики накопления межфазного слоя (смесителем) описанного в [1] и показанном на рис. 2.

Согласно рис.2 сырье поступает по трубе 7 с высокой скоростью, и межфазный слой вдавливается статическим напором вышележащего слоя

нефти в кольцевое простран-ство 6. Затем водонефтяная эмульсия интенсивно переме-шивается под воздействием элементов псевдоожиженной подвижной насадки 4. В ре-зультате механические приме-си межфазного слоя вступают в контакт с чистой нефтью и выносятся ею к устройству отбора, показанного на рис. 1.

Дата добавления: 2015-07-08