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重力沉降罐分離性能研究

2016-10-09 06:16:16董陽陽仇婷婷東北石油大學(xué)黑龍江大慶163318
化工管理 2016年24期
關(guān)鍵詞:沉降罐油滴混合物

董陽陽 仇婷婷(東北石油大學(xué),黑龍江 大慶 163318)

重力沉降罐分離性能研究

董陽陽 仇婷婷(東北石油大學(xué),黑龍江 大慶 163318)

對沉降罐內(nèi)部流動形態(tài)、油水分離分布情況進(jìn)行有限元分析,結(jié)果表明:沉降分離性能與沉降時間、油滴粒徑、介質(zhì)粘度有重大關(guān)系。通過調(diào)整沉降時間、油滴粒徑以及介質(zhì)粘度可以有效的改善沉降分離性能,對油田中的油水分離具有重大的意義。

有限元分析;沉降時間;油滴粒徑;介質(zhì)粘度

由于沉降罐各部件結(jié)構(gòu)和分布的不合理,沉降罐內(nèi)流場混亂,存在漩渦流和返混流,并有多處速度無效區(qū)、流動“死區(qū)”、渦流區(qū),也使油水分離效率降低[1]。本文通過研究沉降罐的內(nèi)部流場,根據(jù)沉降機(jī)理研究指導(dǎo)設(shè)計出可以提高沉降罐分離效率的結(jié)構(gòu)及工藝改進(jìn),進(jìn)而縮短沉降時間,增強(qiáng)分離性能,對油田實(shí)際生產(chǎn)來說意義重大。本文利用FLUENT軟件模擬沉降罐的流場,從而找到沉降罐內(nèi)部的油水混合物更好的分布工況、提高生產(chǎn)效率、降低設(shè)備能耗的措施,具有重大意義。

1 初始條件和邊界條件

初始條件為計算初始給定的參數(shù),即時的各未知量的函數(shù)分布[2],例如

當(dāng)流體運(yùn)動定常時,是無初始條件的問題。

液液分界面邊界條件:其中一種分界面為密度不同的兩種液體的分界面。一般對于分界面兩側(cè)的液體情況而言經(jīng)常給出的條件[3]是:

2 沉降罐分離性能的研究

沉降分離性能與沉降時間、油滴粒徑、介質(zhì)粘度有關(guān)。

2.1.沉降時間

重力沉降罐用來分離油與水的混合物,重力沉降罐用來分離油與水混合物的能力[4]取決于他們在沉降罐內(nèi)部的存留的時間。沉降用的時間越短,我們完成油水分離的效率就越高。

2.2 油滴粒徑

油與水混合物的分離與流場和其分散相在連續(xù)相中的上升與下降有關(guān)[5]。

當(dāng)油滴粒徑在0.05mm時,此時只有沉降罐頂部含有較少的油相分布,在收油槽位置油相體積分?jǐn)?shù)極低。隨著油滴粒徑的增大至10mm,在沉降罐內(nèi)油相分布也明顯發(fā)生變化,油相明顯發(fā)生集聚。

2.3.介質(zhì)粘度

油和水的混合物的特性對重力沉降罐的油與水混合物的分離結(jié)果有很大的影響作用,其油與水混合物的主要特性[6]為原油和水質(zhì)的粘度。下面研究油品及水質(zhì)粘度的變化對沉降罐除油效率影響情況。

3 結(jié)語

沉降時間、油粒大小與介質(zhì)粘度對分離特性有重要的營影響。當(dāng)油水沉降的時間在8小時之內(nèi)時,油水的沉降時間越長,油水分離的效率就越高。在其他的條件不變時,油滴粒徑越大,油與水混合物的分離效果就越強(qiáng)。在相同的條件下,介質(zhì)水的粘度如果變小,沉降罐的油水分離效率變大。

[1]倪超,謝廣元,李彪,劉博,彭耀麗,董玉蛟.強(qiáng)化重力沉降作用的浮選柱降灰研究[J].煤炭學(xué)報,2014,12:2513-2518

[2]周丹,張濤.顆粒污泥沉降動力學(xué)模型研究[J].環(huán)境污染與防治,2008,30(3):36-38.

[3]Krebs P.Vischer D,Gujer W.Inlet-structure design for final clarifiers[J]Journal of Environmental Engineering,l995,121(8):558-564.

[4]Bhardwaj,A.and Hartland,Dynamics of Emulsification and Demusifieation of water in crude oil Emulsions Ind.Eng.Chem. Res.,1994,33

[5]A Feiz,M Ould-Rouis,G Lauriat.Large eddy simulation of turbulent flow in a rotating pipe[J].International Journal of Heat and Fluid Flow.2003,24(3):412-420.

[6]譚旭.過濾分離器流場的CFD數(shù)字模擬及應(yīng)用[D].北京化工大學(xué)2011.

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