重力沉降罐分离性能研究

董阳阳 仇婷婷（东北石油大学，黑龙江 大庆 163318）

重力沉降罐分离性能研究

董阳阳 仇婷婷（东北石油大学，黑龙江 大庆 163318）

对沉降罐内部流动形态、油水分离分布情况进行有限元分析，结果表明：沉降分离性能与沉降时间、油滴粒径、介质粘度有重大关系。通过调整沉降时间、油滴粒径以及介质粘度可以有效的改善沉降分离性能，对油田中的油水分离具有重大的意义。

有限元分析；沉降时间；油滴粒径；介质粘度

由于沉降罐各部件结构和分布的不合理，沉降罐内流场混乱，存在漩涡流和返混流，并有多处速度无效区、流动“死区”、涡流区，也使油水分离效率降低［1］。本文通过研究沉降罐的内部流场，根据沉降机理研究指导设计出可以提高沉降罐分离效率的结构及工艺改进，进而缩短沉降时间，增强分离性能，对油田实际生产来说意义重大。本文利用FLUENT软件模拟沉降罐的流场，从而找到沉降罐内部的油水混合物更好的分布工况、提高生产效率、降低设备能耗的措施，具有重大意义。

1 初始条件和边界条件

初始条件为计算初始给定的参数，即时的各未知量的函数分布［2］，例如

当流体运动定常时，是无初始条件的问题。

液液分界面边界条件：其中一种分界面为密度不同的两种液体的分界面。一般对于分界面两侧的液体情况而言经常给出的条件［3］是：

2 沉降罐分离性能的研究

沉降分离性能与沉降时间、油滴粒径、介质粘度有关。

2.1.沉降时间

重力沉降罐用来分离油与水的混合物，重力沉降罐用来分离油与水混合物的能力［4］取决于他们在沉降罐内部的存留的时间。沉降用的时间越短，我们完成油水分离的效率就越高。

2.2 油滴粒径

油与水混合物的分离与流场和其分散相在连续相中的上升与下降有关［5］。

当油滴粒径在0.05mm时，此时只有沉降罐顶部含有较少的油相分布，在收油槽位置油相体积分数极低。随着油滴粒径的增大至10mm，在沉降罐内油相分布也明显发生变化，油相明显发生集聚。

2.3.介质粘度

油和水的混合物的特性对重力沉降罐的油与水混合物的分离结果有很大的影响作用，其油与水混合物的主要特性［6］为原油和水质的粘度。下面研究油品及水质粘度的变化对沉降罐除油效率影响情况。

3 结语

沉降时间、油粒大小与介质粘度对分离特性有重要的营影响。当油水沉降的时间在8小时之内时，油水的沉降时间越长，油水分离的效率就越高。在其他的条件不变时，油滴粒径越大，油与水混合物的分离效果就越强。在相同的条件下，介质水的粘度如果变小，沉降罐的油水分离效率变大。

［1］倪超，谢广元，李彪，刘博，彭耀丽，董玉蛟.强化重力沉降作用的浮选柱降灰研究［J］.煤炭学报，2014，12：2513-2518

［2］周丹，张涛.颗粒污泥沉降动力学模型研究［J］.环境污染与防治，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］谭旭.过滤分离器流场的CFD数字模拟及应用［D］.北京化工大学2011.