На сепарационную установку поступает нефть в количестве G тыс

Поскольку в приложении пропускная способность задана в тоннах в сутки, то и количество нефти, поступающей на установку следует выразить в этих же единицах
Количество нефти, поступающей на установку – G=60 тыс.м3/сут *809 = 48540 т/сут.
Принимаем 2 сепаратора НГС-6-3000.
Для эффективной сепарации необходимо, чтобы расчетная скорость движения газового потока в сепараторе была меньше скорости осаждения жидких и твердых частиц, движущихся под действием силы тяжести во встречном потоке газа, то есть:
vг<vч
Скорость подъема газа в вертикальном сепараторе с учетом рабочих условий определяется из выражения:
vг=4∙Q0∙P086400∙π∙D2∙P∙TT0∙z=5,8∙10-3∙Q0∙TD2∙P∙z
где Q0- дебит газа при нормальных условиях (т. е. при  = 0,101 МПа и  = 273 К ), м3/сут;
D- внутренний диаметр сепаратора, м;
P- давление в сепараторе, Па;
T- абсолютная температура в сепараторе, К;
z- коэффициент, учитывающий отклонение свойств реальных газов от идеального при давлении в сепараторе.
vг=4∙1,04∙0,101386400∙3,14∙32∙0,6∙293273∙0,98=0,181 м/с
Скорость осаждения капельки жидкости или твердой частицы, имеющей форму шара при Re = 1 можно определять по формуле Стокса:
vч=g∙d2∙ρн-ρг18∙μг=g∙d2∙ρн-ρг18∙νг∙ρг
где d- расчетный диаметр частицы, м;
ρн- плотность нефти в условиях сепаратора, кг/м3;
ρг- плотность газа в условиях сепаратора, кг/м3;
g- ускорение свободного падения, м/с2;
μг- динамическая вязкость газа в условиях сепаратора, Па·с;
νг- кинематическая вязкость газа в условиях сепаратора, м2/c.
Если за положительное направление принимается направление падения частицы в газовом потоке вниз, то она выпадает при скорости
vв=vч-vг=0,217-0,181=0,036 м/с
На практике при расчетах принимается
vч=1,2∙vг=1,2∙0,181=0,217 м/с
Подставив в последнее уравнение значение vг и vч получим:
g∙d2∙ρн-ρг18∙μг=1,2∙5,8∙10-3∙Q0∙TD2∙P∙z
или
Q0=78∙D2∙P∙d2∙ρн-ρгT∙μг∙z
т. е . по этой формуле можно определить пропускную способность вертикального сепаратора, если задаться диаметром капелек жидкости d или диаметром сепаратора D при известных P, T, ρн, ρг, vг в сепараторе.
Q0=78∙32∙0,6∙0,00012∙809-28,81293∙0,011∙10-3∙0,98=1,04∙106 м3/сут
При расчете вертикального гравитационного сепаратора по жидкости требуется получить скорость подъема уровня жидкости vж, в нем меньше скорости всплывания газовых пузырьков, то есть
vж<vг
Скорость всплывания пузырьков газа vг в жидкости обычно определяется по формуле Стокса с заменой в ней вязкости газа на вязкость жидкости μж, т. е.
vж=4∙Qж86400∙π∙D2<vг=g∙d2∙ρж-ρг18∙μж
Отсюда пропускная способность вертикального сепаратора по жидкости будет равна
Qж=86400∙0,785∙D2∙g∙d2∙ρж-ρг18∙μж=36964∙D2∙d2∙ρж-ρгμж
При расчетах сепараторов на пропускную способность для определения плотности газа в условиях сепаратора необходимо пользоваться формулой:
ρp=ρ0РрТстРстТpZp
где Тст, Рст – температура и давление при стандартных условиях;
Тст = 293К, Рст = 0,1013МПа.
Рр, Тр – давление и температура при рабочих условиях.
Zр – коэффициент сжимаемости при рабочих условиях в сепараторе.
Zр=1-0,241Рпрτ=1-0,241∙0,1510,264=0,862
τ=1-1,68Тпр+0,78Тпр2+0,01Тпр3=1-1,68∙0,373+0,78∙0,3732+0,01∙0,3733=0,264
Рпр=РрРкр=0,63,959=0,151 Па
Тпр=ТрТкр=293786,13=0,373 К
Ркр=0,1773 26,831-ρст=0,1773∙26,831-4,5=3,959 МПа
Ткр=155,240,564+ρст=155,24∙0,564+4,5=786,13 К
ρp=4,5∙106∙0,6∙106∙2730,1013∙106∙293∙0,862=28,81 кг/м3
Qж=36964∙32∙0,00012∙809-28,810,2∙10-3=12977,5 м3/сут
Вывод: пропускная способность сепаратора НГС-6-3000 по газу: Q0=1,073∙106 м3/сут, по жидкости: Qж=12977,5 м3/сут
Таблица 1.2
Основные параметры сепараторов ЦКБН, рассчитанных на
рабочее давление 0,6 МПА
Сепаратор Пропускная способность м3/сут Длина сепаратора мм Условный диаметр сепаратора мм Масса, кг
по газу по жидкости
НГС6-1400
НГС6-1600
НГС6-2200
НГС6-2600
НГС6-3000 0,15·106
0,34·106
0,60·106
1,00·106
1,50·106 2000
5000
10000
20000
30000 5660
7455
8205
11370
12620 1400
1600
2200
2600
3000 1900
2800
5200
12700
12700