[发明专利]多相分离器的分析和优化过程，特别是关于不混溶液体分散体的模拟重力分离

权利要求书

1.一种计算机实现的方法，其用于评估用于分离多液体和多相不混溶液体分散体的多相分离器系统的性能，所述方法包括以下步骤：

在控制器计算装置的硬件处理器处提供操作输入参数，所述硬件处理器通过执行存储在非暂态存储介质中的呈一个或多个模块形式的代码来配置，所述操作输入参数包括：

所述不混溶液体分散体的流体特性数据，包括密度、粘度和表面张力中的一者或多者，

所述不混溶液体分散体的静态或动态沉降数据，以及

所述分离器的内部体积的几何结构，所述内部体积中包括一个或多个内部几何部件；

利用所述处理器来生成所述分离器系统的计算流体动力学(CFD)模型，其中生成所述CFD模型包括：

利用所述处理器基于所述几何结构来限定所述分离器的所述内部体积和其中的所述内部部件的三维几何模型，

利用所述处理器基于所述三维模型来限定所述分离器的所述内部体积的计算网格，

利用所述处理器来确定所述不混溶液体分散体的初始液滴尺寸分布，

使用欧拉多相模型来表示所述分离器的所述内部体积内的连续气相、较重液相和较轻液相以及气相中的每一者的体积，

针对一定体积的分散液相，通过群体平衡模型来表示液滴尺寸分布，其中所述分布通过根据多变量方法求解群体平衡方程来建模，

利用所述处理器来应用聚结核和破裂核以根据液滴尺寸和所述流体特性数据来对所述群体中的液滴尺寸演变建模，以及

对所述连续液相中的每一个与所述分散液相之间的相间作用建模，其中所述相间作用的模型是所述分散液相体积内的稀释、半稀释和浓缩状态之间的分散相分数浓度的函数，并且是分散相液滴直径和分散体粘度的函数；以及

利用所述处理器基于所述CFD模型来输出所述操作输入参数中的一个或多个，以最大化所述分离器的分离效率。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述不混溶液体分散体包括选自由以下组成的组的乳液：水包油乳液；油包水乳液；水包油包水乳液；以及油包水包油乳液。

3.如权利要求1所述的方法，其中从所述分离器输出的已处理液体流包括水液体流和油液体流。

4.如权利要求1所述的方法，其中提供静态或动态沉降数据包括监测所述液体分散体以确定所述分离器中的沉降或上升相的时变垂直分布。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述时变垂直分布由所述处理器使用传感器装置来确定，所述传感器装置被配置来对所述液体分散体进行超声测量、伽马密度测定测量、核磁共振NMR测量以及电子断层扫描测量中的一者或多者。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述时变垂直分布是从所述分离器处理的一批实时测量的，或者是在先前一批或多批期间测量的。

7.如权利要求4所述的方法，其还包括：利用所述处理器基于所述静态或动态沉降数据来选择所述聚结核和所述破裂核。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述流体特性数据包括一个或多个变量的值或值的梯度，所述变量包括：密度、粘度、表面张力、动量、速度、湍流能量耗散率、湍流动能以及破乳剂或表面活性剂浓度。

9.如权利要求8所述的方法，其中液滴尺寸演变是根据液滴尺寸以及所述流体特性数据变量中的一个或多个来建模。