Расчет электродегидратора

В основе расчета элетродегидратора лежит выражение определяющее скорость движения капель в электрическом поле

, где

x - электрическая постоянная определяющая заряд движущейся капли; Е – градиент электрического поля, В/м; D_п – диэлектрическая проницаемость среды; n - кинематическая вязкость, м²/с.

Для лучшего отстаивания нефти в эмульсию нефть-вода добавляют деэмульгатор, который способствует более быстрому укрупнению капель и, тем самым ускоряет процесс отстаивания. На УПН «Быстринскнефть» используется дипроксамин, как импортного, так и российского производства. Количество ПАВ рассчитывают по следующей формуле [8, с. 148]

, где

Предельную концентрацию молекул ПАВ определяют на основе уравнения Лэнгмюра [8, с. 117]

, где

с₀ – начальная концентрация осаждаемого вещества (вода); a - постоянная Лэнгмюра.

Величину Г находят по уравнению Гиббса [8, с. 86]

, где

R – удельная газовая постоянная, Дж/(кг×К); Т – температура; Ds/Dс – градиент изменения поверхностного натяжения на изменение концентрации реагента. Постоянная Лэнгмюра a, определяется по изотерме поверхностного натяжения (пример расчета изотермы даны в работе [8, с. 84]) или по формуле

, где

d - толщина поверхностного слоя, м; W – работа адсорбции, Дж/кг; R₀ – удельная газовая постоянная; Т – температура.

Величину Г_m можно найти по формуле

, где

S_m – поперечное сечение частицы ПАВ, м².

Коэффициент распределения вещества равен

, где

N₀ – мольная доля ПАВ; N_в – мольная доля воды.

Следующие величины обозначают

S_l – поперечное сечение капель эмульсии, м²; c_l – предельная концентрация эмульсии; V_непр – объем в котором идет непрерывный процесс деэмулгирования; V_дист – объем дисперсной среды.

Процесс электрообезвоживания и обессоливания существует уже не один десяток лет, и все основные аппараты стандартизованы. Если еще учесть то, что в имеющейся литературе отсутствуют данные по расчету различных коэффициентов, необходимых для расчета электродегидратора. Условно принимаем элетродегидратор, как стандартизованный аппарат.

В таб. 1 приведены характеристики дегидраторов горизонтального типа в основном используемы в Казахстане.

Характеристики горизонтальных электродегидраторов.

Таблица 1

Для обоснования выбора именно горизонтального электродегидратора приведена таб. 2. и таб. 3. Можно с уверенностью сказать, что горизонтальный дегидратор легче и дешевле стоит, а по производительности не отстает от своих конкурентов.

Сравнительные показатели работы ЭГ.

Таблица 2

Показатели работы электродегидраторов различных типов. Таблица 3

Все основные параметры работы электродегидратора принимаются следующие [9]:

· производительность по жидкости 350 кг/час;

· рабочее давление 0,8 МПа;

· расход реагента-деэмульгатора (дипроксамин), 20-25 г/т;

· оптимальную температуру нагрева нефти, 45-50°С;

· ток внешней фазы электродегидратора 240А.

Основные размеры электродегидратора:

· длина области отстаивания 21000 мм;

· общая длина аппарата 23720 мм;

· внутренний диаметр 3400 мм;

· толщина стенки 46 мм;

· ввод сырья Æ300 мм;

· вывод нефти Æ250´2;

· вывод соленой воды Æ200´1;

· удаление шлама Æ300´3;

· откачка нефти Æ150´1;

3. Заключение.

В заключение курсового проекта можно сказать, что в процессе его создания были выполнены следующие цели:

· изложены основные концепции появления и развития добычи подготовки нефти;

· изложены основные понятия об автоматике в целом и автоматизации технологических процессов в нефтегазовой отрасли в частности;

· изложены основные принципы разделения эмульсии нефть-вода;

· приведена и описана основная аппаратура, используемая для обезвоживания нефти;

· приведена технологическая схема электрообессоливающей установки Атырауского НПЗ;

· изображен принцип расчета электродегидратора и приняты его основные размеры;

Все эти цели достигнуты с положительным результатом. За время проделывания курсовой работы овладели новыми знаниями в области первичной подготовки нефти, и получили навыки при разработке схемы автоматизации технологических процессов.

4. Список использованной литературы

1. Левинтер М.Е., Ахметов С.А. Глубокая переработка нефти. М., 1992.

2. https://www.ngfr.ru/

3. Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г. "Химия и технология нефти и газа". Ленинград, "Химия", 1972.

4. Скобло А.И., Трегубова И.А., Егоров Н.Н. "Процессы и аппараты, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности". Москва, Государственное научно-техническое изд., 1962.

5. Нестеров И.И., Рябухин Г.Е. "Тайны нефтяной колыбели". Свердловск, Средне-Уральское книжное издательство, 1984.

6. Судо М. М. "Нефть и горючие газы в современном мире". Москва, Недра, 1984.

7. Рабинович Г. П., Рябых П.М., Хохряков П.А., под ред. Судакова Е.Н. «Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки». Справочник. Москва, «Химия», 1979.

8. Дриацкая З.В., Мхчиян М.А., Жмыхова Н.М. и другие «Нефти СССР. Том 4». Москва, «Химия», 1974.

9. Рабинович В.А., Хавин З.Я. «Краткий химический справочник». Санкт-Петербург, «Химия», 1994.

10. Под ред. Е.Г. Дудникова. Автоматическое управление в химической промышленности: Учебник для ВУЗов. - М.: Химия, 1987. 168 с., ил.

11. Стефани Е.П. Основы построения АСУ ТП: - М.: Энергия,1982. -352 с, ил.

12. Т. П.Сериков, Б.Б.Оразбаев, К.М.Джигитчеева. Технологические схемы переработки нефти и газа в Казахстане: - Москва, 1994.