直流多管式旋流分离器的分离性能实验研究

设计了一种直流多管式旋流分离器,并对其进行了性能实验和结构改进。结果表明,直流多管式旋流器整体的阻力系数相对较小,约50左右;气液分离效率随流量和含液浓度的增大皆呈现明显的增大趋势,说明影响分离器效率的主要因素是离心力场的强弱和细小颗粒的逃逸,其在较高流量下分离效率可达90%左右。在原分离器的基础上在排气室内加了丝网聚结器,阻力特性变化很小,增加了对细小颗粒的聚结分离能力,分离效率提高了5%～10%。

多管直流式旋流分离器的性能实验与结构优化

为研究多管直流式旋流分离器的气液分离性能,对其在具有不同结构参数的导向叶片下进行了实验研究,考察了导向叶片类型、叶片出口角度和叶片数对压降和气液分离效率的影响。此外,对2种类型的导向叶片分离性能进行了对比分析。最后,在优选的导向叶片基础上探究了进气室抽气对分离效率的影响。实验结果表明:相对于叶片数,叶片出口角是影响分离器阻力特性的主要因素;在达到临界浓度之前,入口流量越大、叶片出口角越小,分离效率随浓度的增加而增大;侧缝抽气在低含液浓度区域对不同类型的导向叶片分离效率均有利;利用不同结构参数和侧缝抽气之间的组合方式,得出基于入口流量和气体含液浓度的导向叶片选型图。

直流式旋流分离器的结构分析与优化

为研究中心体对直流式旋流分离器分离性能的影响,通过在分离器内部设置中心体,利用数值模拟的方法,对分离器内部旋流场、压力场、速度场及分离效率进行了分析。分析结果表明:增设中心体能够占据分离器内部分离死区,增强内部流场的稳定性,减少二次涡流的影响,尤其能够提高对微小液滴的分离效率;中心体直径的增大能够提高分离器的分离效率,当中心体直径与筒体直径比值大于0. 5时,液滴的分离效率显著提高,但也会造成较大的压降损失;通过研究不同气速下分离器分离效率与压降变化的规律,提出不同工况下中心体直径的取值范围,当入口气速高于10 m/s时,中心体直径与筒体直径比值取0. 5,当气速较低时,应结合现场工况对分离效率和压降的要求,增大中心体直径。所得结论可为直流式旋流分离器的优化设计及现场应用提供指导。

低压损管式动态旋流分离器分离性能数值模拟研究

为降低分离过程中压力损失,减少动态旋流分离器的能耗,从旋流和泵送相结合的理念出发,提出了一种低压损管式动态旋流分离器,并构建了低压损起旋叶栅设计模型。采用计算流体动力学数值模拟方法,探讨了不同转速下同向收油和逆向收油型低压损管式动态旋流分离器的分离性能,发现较同向收油型低压损管式动态旋流分离器,逆向收油型可及时排出汇聚在叶栅出口处的高浓度油相,当叶栅转速高于800 r/min时分离效率更高。进一步分析了含油浓度、入口流量等操作参数及分散相密度和分散相粒径等物性参数对逆向收油型低压损管式动态旋流分离器分离效率的影响,结果表明:对于分散油相密度为871 mg/m3、粒径为158μm的含油污水,保持叶栅转速不变(1400 r/min),当入口流体含油浓度小于200000 mg/L、流量小于设计流量的1.8倍时,其分离效率稳定在95.5%以上,当入口流体含油浓度大于200000 mg/L或流量大于设计流量的1.8倍时,随含油浓度和流量的增加,分离效率迅速降低;分散相密度增加、粒径减小,低压损管式动态旋流分离器分离效率均逐渐降低。在此基础上,提出了可分离无量纲数(Se)的概念,并用之定量分析了低压损管式动态旋流分离器在高分离效率下,分散油相密度、油滴粒径以及叶栅转速3个重要参数的耦合关系;通过将其与已有文献实验数据所推算的最佳分离区间进行对比,间接验证了数值模拟结果的可靠性。本研究成果为低压损管式动态旋流分离器的研发提供了参考。

直流式气液旋流分离器高效数值求解算法

为了克服直流式气液旋流分离器数值计算过程中收敛速度较慢、健壮性较差的问题,急需引入高效稳定的数值求解算法。首先建立了直流式气液旋流分离器的物理数学模型,然后分别采用SIMPLE、SIMPLEC和IDEAL 3种压力速度耦合算法对旋流器进行数值求解,比较了3种算法的计算效率和健壮性。数值计算结果表明:在不同网格数量、入口速度和湍流模型下,IDEAL算法的收敛性和健壮性均优于传统的SIMPLE和SIMPLEC算法,因此建议在旋流器数值计算中采用高效稳定的IDEAL算法。研究结果为后续旋流器内气液两相复杂流动特性的研究及分离性能的预测奠定了基础。

FCC立管式与卧和式三级旋分器的比较

三级旋分器是炼油厂ＦＣＣＵ能量回收系统中的关键设备之一，目前国内多采用立管式。有着重油ＦＣＣ技术的发展，卧管式有取代立管式的趋势，文中对立管式和卧管式三级旋分器进行了综合分析比较，并论述了中国石化咯阳总厂新建１４０万ｔ／ａＲＦＣＣＵ采用卧管式三级旋分器的必要性与可行性。

延长测试平台高效原油处理系统分析

延长测试平台作为延长测试设备,为油田开发提供准确的参数,确保油田经济效益。为降低油田生产操作费用,需要增加原油处理系统对采出液进行处理,待达到合格原油要求后进入原油舱储存待输。鉴于延长测试平台的特性,针对试采油田油藏产能、原油基本性质等基础数据,确认延长测试平台原油处理系统要求及能力,并制定了工艺专业设计原则。在设计原则的指导下,通过工艺方案分析比选,最终确定最优的高效原油处理系统。