波纹板油水分离技术研究

论文摘要

如何经济、高效的完成采出液的处理是我国东部各油田面临的共同问题,研制高效、低耗的油水分离设备是解决目前联合站分离器长期高负荷运转和降低油水处理成本的有效途径。利用自行设计的油水分离静态装置进行了板式分离器和普通重力式油水分离器的油水分离效果对比实验,研究了板材表面润湿性、粗糙度和板间距对油水分离效果的影响,结果表明:采用亲油性涂料对亲水性的金属板材进行聚油表面单面改性,并使聚油表面粗糙化,可提高油水分离速度,是一种科学实用的聚结板组改性方案。利用波纹板动态油水分离装置研究了流速、板长、板的几何结构对油水分离效果的影响,利用Fluent6.2软件对影响油水分离效果的入口构件、整流构件和聚结构件从流场和压力场的角度进行了数值模拟研究,结果表明:聚结板长度在700~800mm为宜,聚油表面为波纹状、水相沉降表面为平面的特殊结构倾斜放置的波纹板组,有效解决了沉积在聚结板的泥砂堵塞流道的难题。针对前人建立油水分离模型时,油滴浮升速度均采用Stokes公式计算终端速度的缺陷,建立了考虑不同阻力区阻力系数的油水分离时间模型,得出了不同粒径的油滴浮升速度计算公式,并设计了能完成原油脱水和污水除油的一体化油水分离装置。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 油水分离方法综述
• 1.1.1 重力沉降分离法
• 1.1.2 旋液分离法
• 1.1.3 化学破乳法
• 1.1.4 电脱分离法
• 1.1.5 过滤法
• 1.1.6 聚结分离法
• 1.1.7 气浮法
• 1.2 国内油田水处理现状
• 1.2.1 原油乳状液概述
• 1.2.2 国内原油脱水工艺流程简介
• 1.2.3 国内污水处理工艺流程简介
• 1.3 波纹板油水分离技术研究进展
• 1.3.1 波纹板油水分离技术的理论根据
• 1.3.2 波纹板油水分离技术的发展历程
• 1.3.3 国内外最新研究进展
• 1.4 论文主要研究内容及意义
• 1.4.1 本文主要研究内容
• 1.4.2 本文的研究意义
• 第二章 波纹板油水分离特性静态实验研究
• 2.1 仪器、装置及材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验条件
• 2.2.2 含油量测量方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 板式分离器与普通重力分离器对比实验
• 2.3.2 板间距对油水分离效果的影响
• 2.3.3 聚结板表面粗糙度对油水分离效果的影响
• 2.3.4 聚结板表面润湿性对油水分离效果的影响
• 2.3.5 聚结板表面改性及油水分离效果对比
• 2.4 本章小结
• 第三章 波纹板油水分离特性动态实验研究
• 3.1 仪器、装置及材料
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 变流速原油脱水模拟实验
• 3.2.2 变板长原油脱水模拟实验
• 3.2.3 不同几何构型聚结板组原油脱水模拟实验
• 3.2.4 水中含油量的测定
• 3.2.5 白油中含水率的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 流速对油水分离效果影响
• 3.3.2 板长对油水分离效果的影响
• 3.3.3 几何构型对油水分离效果的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 波纹板流动特性数值模拟研究
• 4.1 流动模型的选择
• 4.2 模型及边界条件的定义
• 4.3 模拟计算过程
• 4.4 计算结果分析与讨论
• 4.4.1 入口构件优化
• 4.4.2 布液构件优化
• 4.4.3 波纹聚结板组优化
• 4.5 本章小结
• 第五章 油水分离数学模型研究及一体化装置设计
• 5.1 模型假设
• 5.2 模型建立与求解
• 5.2.1 油滴的浮升时间
• 5.2.2 油滴在聚结板表面的聚结时间
• 5.2.3 油膜稳定时间
• 5.2.4 油滴的分离时间
• 5.3 一体化油水分离装置设计
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢