重庆科技学院课程设计报告院（系）:_石油与天然气工程学院_专业班级:油气储运学生姓名:学号:设计地点（单位）重庆科技学院石油科技大楼_______设计题目:_ 某低温集气站的工艺设置——分离器计算（两相几旋风）完成日期：年月日指导教师评语: ____________________________________ ___ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ _____________________________________ __________ _成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________目录1. 引言 (1)2. 设计说明书 (2)2.1 概述 (2)2.1.1 设计任务 (2)2.1.2 设计内容和及要求 (2)2.1.3 设计依据以及遵循的主要的规范和标准 (2)2.2 工艺设计说明 (2)2.2.1 工艺方法选择 (2)2.2.2 课题总工艺流程简介 (2)3. 计算说明书 (3)3.1 设计的基本参数 (3)3.2 需要计算的参数 (3)4. 立式两相分离器的工艺设计 (4)4.1 天然气的相对分子质量 (4)4.2 压缩因子的计算 (4)4.3 天然气流量的计算 (5)4.4 液滴沉降速度计算 (5)4.4.1 天然气密度的计算 (5)4.4.2 临界温度、压力的计算 (5)4.4.3 天然气粘度的计算 (7)4.5 立式两相分离器的计算 (9)4.5.1 立式两相分离器直径的计算 (9)4.5.2 立式两相分离器高度的计算 (10)4.5.3 立式两相分离器进出口直径的计算 (10)5. 旋风分离器的工艺设计 (11)5.1 旋风分离器的直径计算 (11)5.2 旋风分离器的长度计算 (11)5.3 旋风分离器的进出口管径计算 (11)6. 结论 (13)6.1 设计思路 (13)6.2 所做工作 (13)6.3 得到的结果 (13)7. 参考文献 (14)1. 引言天然气是清洁、高效、方便的能源。
它的使用在发展世界经济和提高环境质量中起着重要作用。
全球蕴藏着相当丰富的天然气资源，目前世界天燃气是仅次于石油和煤炭的世界第三能源。
因此，天然气在国民经济中占据着重要地位。
天然气分别通过开采、处理、集输、配气等工艺输送到用户，每一环节都是不可或缺的一部分。
天然气是从气井采出时均含有液体（水和液烃）和固体物质。
这将对集输管线和设备产生极大的磨蚀危害，且可能堵塞管道和仪表管线以及设备等，因而影响集输系统的运行。
气田集输的目的就是收集天然气和用机械方法尽可能除去天然气中所罕有的液体和固体物质。
本文主要讲述天然气的集输工艺中的低温集输工艺中的分离器的工艺计算。
本次课程设计我们组的课程任务是——某低温集气站的工艺设计。
在每一组中又分为了若干个小组，我所在小组的任务是——低温集气站分离器计算。
在设计之前要查低温两相分离器和旋风分离器设计的相应规范，以及注意事项，通过给的数据资料，确定在设计过程中需要使用的公式，查询图表。
然后计算出天然气、液烃的密度，天然气的，温度，压缩因子，粘度，阻力系数，颗粒沉降速度，立式两相分离器和旋风分离器的直径，进出管口直径，以及高度和长度。
把设计的结果与同组的其他设备连接起来，组成一个完整的工艺流程。
遵循设计任务的要求，完成某低温集气站的工艺设计——分离器计算（两相几旋风）。
在设计之前要查低温两相分离器和旋风分离器设计的相应规范，以及注意事项，通过给的数据资料，确定在设计过程中需要使用的公式，查询图表。
然后计算出天然气、液烃的密度，天然气的，温度，压缩因子，粘度，阻力系数，颗粒沉降速度，立式两相分离器和旋风分离器的直径，进出管口直径，以及高度和长度。
2.1 概述通过查有关资料和相关规范，通过设计任务书上的数据以及要求，计算出低温集气站两相几旋风分离器的工艺参数。
2.1.1 设计任务某低温集气站的工艺设计——分离器计算（两相几旋风）2.1.2 设计内容和及要求①根据提供的资料进行某低温集气站的工艺设计——分离器计算（两相及旋风）；②编写设计报告和课程设计总结；③报告格式需符合学校课程设计撰写格式要求。
2.1.3 设计依据以及遵循的主要的规范和标准①《油气集输设计规范》（GB 50350-2005）②《分离器规范》（SY/T 0515-2007）③《油气分离器规范》（SY/T 0515-1997）④《油气分离器设计制造规范》（QHS 3006-2003）2.2 工艺设计说明根据课程设计老师布置的要求，查资料和规范，计算出相应的参数。
在设计的过程中，应该按照实际计算的公式或图表分别求出对应状态下的数值，合理利用相应的规范，设计出符合课程需求的工艺。
2.2.1 工艺方法选择气田集输工艺流程分为单井集输流程和多井集输流程。
按天燃气分离是的温度条件，又可分为常温分离工艺流程和低温分离工艺流程。
本次课程的任务是低温集气站的工艺设计。
低温集气站分离器的设计，通过节流降压的方法，使天然气中的含水量降低，从而达到脱水的目的。
2.2.2 课题总工艺流程简介多口气井→节流降温→分离→多次节流→凝液回收→外输3.1 设计的基本参数设计的基本参数见表2-1出站压力：6MPa ； 天然气露点：<-5℃进站气体组成（%）：C 1=85.33 C 2=2.2 C 3=2.0 C 4=1.7 C 5 =1.23 C 6=0.9H 2S=6.3 CO 2=0.78凝析油含量：20g/ m 3； S=0.783.2 需要计算的参数天然气的相对分子质量、压缩因子、天然气节流后的温度、天然气的总流量、液体的沉降速度、分离器内直径、分离器气体出入口管径4. 立式两相分离器的工艺设计4.1 天然气的相对分子质量由进站气体组成（%）：C 1=85.33 C 2=2.2 C 3=2.0 C 4=1.7 C 5 =1.23 C 6=0.9H 2S=6.3 CO 2=0.78M=16*0.8533+30*0.022+44*0.02+58*0.017+72*0.0123+86*0.009+34*0.063+44*0.0078=20.324.2 压缩因子的计算在某压力P 和某温度T 时n 摩尔气体的实际体积除以在相同压力P 和温度T 时n 摩尔气体的理想（计算）体积之商，即为该气体的压缩因子。
压缩因子主要有两种计算方法：计算法、查图法。
本文用的是查图法计算出天然气的压缩因子。
天然气的相对密度S=0.78>0.7，所以对于凝析气藏气，通过查《天然气集输技术》中的公式：P PC =5.102-0.689S (3-1)T PC =132.2+116.7S (3-2) 所以由公式（3-1）、（3-2）得到：P PC =5.102-0.689*0.78=4.56 T PC =132.2+116.7*0.78=223.231～7号井节流降压后的P=11.5MPa ， T=281.5K天然气的压力、温度、密度与其拟临界压力、拟临界温度和拟临界密度之比分别称为天然气的拟对比压力、拟对比温度、拟对比密度。
天然气的拟对比压力P Pr =PCp P (3-3)所以由公式（3-3）可计算出天然气的拟对比压力为：P pr =11.52.254.65= 天然气的拟对比温度T pr =PCT T (3-4)所以由公式（3-4）可计算出天然气的拟对比温度T pr =279.71.25223.23= S ≥0.7通过以上数据，根据 《天然气集输技术》中的“图2-1”可得天然气压缩因子为Z=0.58。
4.3 天然气流量的计算在标准状态下1～7号井流量Qg=（18+22+20+16+7+14+19）104=116*104m 3/d 天然气在标准状态下的流量与实际流量的转换公式为：Q=86400Qg *P 101325.0*293TZ（3-5）所以由公式（3-5）可计算出天然气的实际流量为：41160.101325281.50.58108640011.5293⨯⨯⨯⨯=0.066 m 3/s4.4 液滴沉降速度计算4.4.1 天然气密度的计算根据《油气集输与矿场加工》中的公式ρ=8.314PMZT（3-6）式中 P ——节流后的温度； M ——天然气的分子质量； Z ——压缩因子； T ——节流后的温度。
可以根据公式（3-6）算出在P=11.5MPa ，T=（8.5+273）K=281.5K 条件下天然气密度：11500*20.328.314*0.58*279.7=173.2kg/m 34.4.2 临界温度、压力的计算根据《油田油气集输设计技术手册下册》可查到天然气在不同压力温度下的粘度。
气体的相对密度是0.78，从图15-2-4中查得临界温度是235K,临界压力是4600KPa ，计算求得临界参数。
P=11.5MPa， T =281.5K条件下T r =281.5235=1.19Pr =11.54.6=2.54.4.3 天然气粘度的计算S和CO含量的校正气体从图15-2-7中查得在101.325KPa和8.5℃条件下经过对H2粘度是0.0095mPa·S利用所算出来的对比压力和对比温度可以在图15-2-8中查得粘度比，再与图15-2-7中查出的数字相乘，就可得到流体的运动粘度。
从图15-2-8查得：μp /μ1=1.4μp =1.4*0.0091=0.013mPa ·S=1.3*105-Pa ·S粘度的计算公式为：f （Re 2）=233)(4GGG L l gd μρρρ- （3-7） 颗粒直径取d l =100微米，由公式（3-7）可以算出天然气的运动粘度为：101210*69.1*312.85*88.694*10*8.9*4--=4573查图B 可得到阻力系数ξ=1.5，所以颗粒沉降速度为： W O =ξρρρG G L L gd 3)(4- （3-8）式中 d l ——颗粒直径，G L ρρ——分别为液体和气体的密度；ξ——阻力系数。
由公式（3-8）可以得到液滴的沉降速度为： W O =ξρρρG G L L gd 3)(4-=0.1m/s4.5 立式两相分离器的计算4.5.1 立式两相分离器直径的计算由前面的液体颗粒沉降速度公式（3-8）可求得在给定条件下的液滴沉降速度W ，在垂直上升的气流中，为了不使颗粒被气流携带出分离器，并考虑到分离器横截面积的利用情况，一般取气流计算速度：V ηω= （3-9）其中系数η=0.75～0.8。