Химия природных энергоносителей и углеродных материалов

Молярную массу сепарированной нефти определяют по формуле Крэга (2.19), для этого находят относительную плотность нефти при температуре 15,56 ºС. Коэффициент термического расширения нефти плотностью 893 кг/м³ равен , тогда плотность нефти при 15,56 ºС будет

Так как относительная плотность по воде в 1000 раз меньше, то по формуле Крэга:

3. ГРАВИТАЦИОННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ФАЗ

При сборе и подготовке нефти на промыслах приходится иметь дело с самыми разнообразными смесями, образующими суспензии, эмульсии, пены. При достаточном различии плотностей дисперсной и дисперсионной фаз наиболее простым методом их разделения является отстаивание [15–17].

В поле тяжести на оседающую (всплывающую) частицу действуют:

• 
  разность силы тяжести и подъемной силы Архимеда
  

где – разность плотностей частицы и окружающей среды;

• 
  сила сопротивления сплошной среды
  

где – коэффициент гидравлического сопротивления сплошной среды движению в ней одиночной частицы;

Допустим, что температура во всех точках аппарата гравитационного разделения (отстойника) одинакова, тогда конвекционные токи отсутствуют. При постоянной скорости движения частицы в среде

Откуда, с учетом (3.1) и (3.2), следует

где Re₀ – критерий Рейнольдса

Ar – критерий Архимеда,

В условиях стесненного осаждения (всплытия) частиц, т. е. при взаимодействии между частицами, имеем аналогично (3.4) равенство

где – коэффициент гидравлического сопротивления для дисперсной фазы в эмульсии;

Re_д – критерий Рейнольдса в условиях стесненного потока.

Так как правые части (3.4) и (3.7) одинаковы, то

Пусть

где – коэффициент гидравлического сопротивления сплошной среды для одной частицы в условиях стесненного потока;

Экспериментальными исследованиями показано, что скорость оседания частицы в условиях свободного осаждения и стесненного потока связаны соотношением

где – скорость осаждения частицы относительно сплошной среды в условиях стесненного потока; – скорость свободного осаждения частицы.

Поэтому

. (3.11)

Экспериментально также установлено, что при Re < 500

где

Из (3.8) и (3.9) следует

Откуда, с учетом (3.12), получают

При малых Re из (3.11) и (3.15) следует

При Re>500 коэффициент сопротивления не зависит от скорости, следовательно, , поэтому из (3.14)

Тогда из (3.11) и (3.17)

Экспериментальными исследованиями установлено, что , определяемая по (3.16) и (3.18), изменяется от до , следовательно, в первом приближении принимают, что

Поэтому вместо (3.10) можно записать

Известны также следующие эмпирические формулы для учета влияния стесненности [7]:

при

, (3.21)

при