Технологический расчёт электродегидратора

Целью расчёта является определение количества электродегидраторов выбранного типа для обеспечения процесса окончательного обезвоживания эмульсии.

Скорость свободного осаждения капель воды при ламинарном режиме движения этих капель рассчитывается по уравнению Стокса (м/с):

где ρ_в и ρ_н – соответственно плотность воды и нефти, кг/м³;

µ_н – динамическая вязкость нефти, Па·с.

Диаметр капель воды принимается равным d = 300 мкм.

Проверяется режим движения капель:

Определяющий размер в критерии Рейнольдса в данном случае – это диаметр капель воды d.

Если критерий Re < 2, то движение капель воды происходит в ламинарном режиме, т.е. в области действия уравнения Стокса.

Эмульсия движется в электродегидраторе снизу вверх, поэтому для гарантированного осаждения капель воды линейная скорость движения эмульсии должна быть меньше скорости свободного осаждения этих капель. В расчётах линейную скорость подъёма эмульсии w_эм в аппарате принимается минимум в два раза меньше скорости свободного осаждения капель воды w_о (м/с):

Тогда фактическая скорость осаждения капель воды w_ос в поднимающемся потоке эмульсии (м/с):

Время, необходимое для осаждения капель воды в аппарате (с):

где h_эм – высота слоя эмульсии в электродегидраторе, м.

Высота слоя эмульсии определяется из выражения:

где R – радиус электродегидратора, м;

h_в – высота водяной подушки, м.

В электродегидраторах ЭГ-160 и ЭГ-200 диаметр составляет D = 3,4 м (радиус R = 1,7 м), высота водяной подушки h_в = 1 м.

Время пребывания эмульсии в аппарате (с):

Для эффективного расслоения эмульсии в электродегидраторе должно соблюдаться условие:

Максимальная производительность электродегидратора по эмульсии (м³/с):

где S_эл – площадь поперечного сечения электродегидратора, м².

где D и L – соответственно диаметр и длина электродегидратора, м. Эти конструктивные размеры зависят от типа выбранного стандартного аппарата.

Необходимое количество электродегидраторов:

где V_общ – общий объёмный расход эмульсии, поступающей на стадию электрообезвоживания, м³/с.

Полученное значение n округляется в большую сторону до целого числа. Это и будет рабочее число аппаратов.