重力沉降罐分離性能研究

董陽陽 仇婷婷（東北石油大學，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，黑龍江 大慶 163318）

對沉降罐內部流動形態、油水分離分布情況進行有限元分析，結果表明：沉降分離性能與沉降時間、油滴粒徑、介質粘度有重大關系。通過調整沉降時間、油滴粒徑以及介質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；介質粘度

由于沉降罐各部件結構和分布的不合理，沉降罐內流場混亂，存在漩渦流和返混流，并有多處速度無效區、流動“死區”、渦流區，也使油水分離效率降低［1］。本文通過研究沉降罐的內部流場，根據沉降機理研究指導設計出可以提高沉降罐分離效率的結構及工藝改進，進而縮短沉降時間，增強分離性能，對油田實際生產來說意義重大。本文利用FLUENT軟件模擬沉降罐的流場，從而找到沉降罐內部的油水混合物更好的分布工況、提高生產效率、降低設備能耗的措施，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，即時的各未知量的函數分布［2］，例如

當流體運動定常時，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的液體情況而言經常給出的條件［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、介質粘度有關。

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相中的上升與下降有關［5］。

當油滴粒徑在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數極低。隨著油滴粒徑的增大至10mm，在沉降罐內油相分布也明顯發生變化，油相明顯發生集聚。

2.3.介質粘度

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］為原油和水質的粘度。下面研究油品及水質粘度的變化對沉降罐除油效率影響情況。

3 結語

沉降時間、油粒大小與介質粘度對分離特性有重要的營影響。當油水沉降的時間在8小時之內時，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。在相同的條件下，介質水的粘度如果變小，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.強化重力沉降作用的浮選柱降灰研究［J］.煤炭學報，2014，12：2513-2518

［2］周丹，張濤.顆粒污泥沉降動力學模型研究［J］.環境污染與防治，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數字模擬及應用［D］.北京化工大學2011.