Separator Design

Titel in Übersetzung: Separatorauslegung

Christoph Martin Flicker

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Eine Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied und dasselbe gilt auch für die Mineralölindustrie mit ihren Upstream-, Midstream- und Downstream-Sektoren. Jeder Prozess im gesamten Zyklus muss vollständig verstanden werden, um ihn so weit wie möglich zu optimieren. Im Rahmen dieses Projektes wurden die Entwurfs- und Auslegungsprozesse von Öl- und Gasseparatoren untersucht, die das geförderte Gemisch in Wasser, Öl und Gas trennen, und die finale Komponente des sogenannten Erdölproduktionssystems darstellen. Diese Masterarbeit dient als Erklärung und Leitfaden für die Auslegung eines Separators. Labormessungen und Analyse des Phasenverhaltens zur Bestimmung der Charakteristika, Zusammensetzung und Eigenschaften des Rohöls, die zu einem späteren Zeitpunkt als entscheidende Eingabeparameter dienen, sind der erste Schritt und werden daher ausführlich erläutert. Darüber hinaus werden die Auswahl des grundlegenden Separatortyps und die Behälterkonfiguration für die vorhandene Anzahl der Phasen, die richtige Anwendung und die Betriebsbedingungen empfohlen. Anschließend werden die vier Funktionsabschnitte in einem Separator dargestellt und die Gleichungen, die die Physik hinter den Zwei- und Dreiphasentrennvorgängen beschreiben, werden zum besseren Verständnis vollständig hergeleitet. Die Beschreibung der Dimensionierung selbst, die auf den Theorien der Tropfenabscheidung und den Retentionszeiten basiert und viele Eingabeparameter und vorgegebene Werte erfordert, führt zu den endgültigen Abmessungen des Druckbehälters und den geeigneten Gas- und Flüssigkeitskapazitäten. Um möglichen Problemen vorzubeugen, sie zu vermeiden und ihnen entgegenzuwirken, wird die Vielfalt der möglichen Einbauten dargestellt und erklärt. Die Anforderungen in Bezug auf Gesundheit, Sicherheit und Umwelt (GSU) und die American Society of Mechanical Engineers (ASME) wurden ebenfalls analysiert und berücksichtigt. Eine numerische Strömungsdynamiksimulation eines horizontalen Dreiphasenseparators mit einigen Einbauten wurde in OpenFOAM durchgeführt und wird am Ende der Masterarbeit vorgestellt. Dabei wurde ein Multiphasenlöser für inkompressible und komprimierbare Phasen verwendet, dessen Einsatz für Separatoren bisher noch in keiner Literatur beschrieben wurde. Die Geometrie und das Mesh-Gitter wurden in den Geometrie- und Mesh-Modulen von SALOME erstellt, während die Nachbearbeitung in ParaView zu Visualisierungszwecken durchgeführt wurde.
Titel in ÜbersetzungSeparatorauslegung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Vita, Petr, Mitbetreuer (intern)
  • Hofstätter, Herbert, Betreuer (intern)
  • Langbauer, Clemens, Mitbetreuer (intern)
Datum der Bewilligung20 Dez. 2019
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2019

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Separator
  • Separatorauslegung
  • Gaskapazität
  • Flüssigkeitskapazität
  • Numerische Strömungsdynamiksimulation
  • SALOME
  • OpenFOAM
  • ParaView

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