■■■■■■■■■■收稿日期：２０２２－０８－１５；修改稿收到日期：２０２３－０１－１８。作者简介：戴飞，男，２０１３年毕业于中国科学院大学项目管理专业，硕士，现主要从事石油化工工程建设技术管理工作，高级工程师，已发表论文２篇。Ｅｍａｉｌ：ｄａｉｆ＠ｓｅｉ．ｃｏｍ．ｃｎ。基于ＣＦＤ－ＤＥＭ的沉降罐油水沉降机理及分离过程分析戴飞（中国石化工程建设有限公司，北京１００１０１）摘要：沉降分离技术在我国石化行业应用广泛，然而其理论研究明显滞后于结构设计及应用研究。文章基于ＣＦＤ－ＤＥＭ耦合模型，以沉降罐内离散相油滴为研究对象，构建了油滴在重力场内的沉降分离数学模型，采用理论分析与数值模拟相结合的方法，对油滴沉降过程中的运动特性进行分析，获得了油滴沉降分离过程的运动轨迹，掌握了油滴分离过程中的速度变化以及受力变化。通过对斜板倾角和斜板等效间距进行改进，确定了油相分离效果最好的斜板倾角为６０°、斜板等效间距为１５０ｍｍ。在上述参数条件下，除油效率可从６４％提高到８２％。该研究结果可为揭示沉降分离机理及指导新型高效沉降装置设计提供理论依据及数据参考。关键词：沉降分离离散元模型油滴分离机理运动特性ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８８０５．２０２３．０２．００３迄今为止，我国大部分油田已进入高含水开发期，采出液的含水率逐年升高，如何实现地面采出液的高效预分离及进行污水处理始终是相关领域学者研究的主要方向之一【１－３】。目前，我国油田大多采用沉降法对采出液及产出污水进行分离，其中立式沉降罐因结构简单、沉降效率高、操作方便被广泛应用【４－６】。周志强等【７】采用欧拉模型对三维立式脱水型沉降罐内的油水分离过程进行了非稳态的数值模拟分析，开展了温度及油相体积分数对配液孔流速的影响研究，得出最佳温度在６０～８０℃。李永军等【８】针对沉降罐的参数对脱水效果影响开展研究，得出了含油浓度、进液速度、相间密度差对分离性能的影响规律。部分学者对沉降罐结构进行了优化设计并采用数值模拟方法对优化后结构的可行性进行了验证分析【９－１２】。关于油水分离沉降机理及分离过程的研究，主要停留在理论推导及采用数值模拟方法进行油水分布状态、分离时间的研究等方面【１３】。而关于单颗粒油滴在沉降罐内重力分离过程中的受力变化、运动轨迹及速度变化等方面的研究鲜有报道。因此，本文基于离散元模型（ＤＥＭ），以沉降...
