WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

[t - 1200( 4 - 0,68 )]( t - 20 ) ; (14) 0, tж = 10004 - ( t - 20 ) - Матиаса применительно к любым жидкостям для веществ с Ткр>293.15 0 K:

Т 2 Ткр tж = 4. (15) 293,2 Ткр Нами разработана следующая адекватная и универсальная термическая модель плотности для углеводородов и узких нефтяных фракций:

f (,4 ) ж = 4, (16) где 0.20 f (,4 ) = -0.0022- - 0.12344 -0.815294 + 0.74984 + 4.5 10-5*, = T / 293.15, * = Tкип / 100.

Сравнение экспериментальных и вычисленных по моделям (14 – 16) ж значений Т показало, что все три рассматриваемые модели характеризуются адекватностью и универсальностью, где средняя погрешность составляет соответственно (0.7, 0.4, 0.5%). Недостатком модели Матиаса является требование наличия исходной информации о критической температуре веществ, что затрудняет ее использование применительно к нефтяным системам.

Разработаны применительно к углеводородным газам следующие универсальные модели для расчетов:

– энтропии при 300°С S°300:

f (,4 ) f ( 4 ) S300 = 88.86( 4 ), (17) 0 20 20 где = Ткип / 300, f ( 4 ) = -75.506 + 23.879 4 + 59.914, 20 20 20 f (,4 ) = 50.632 - 0.647 - 0.339 - 18.814 4 - 30.42 4 - 0.0814 ;

– термической зависимости энтропии S°Т:

( 0.002-0.0053 -0.0001 +16.5734 S300 + 0.0029S300 ) ST = S300 ; (18) – термической зависимости изобарной теплоемкости C°РТ:

0 ( -0.106-41.764 / ST +0.000211ST -21.974 / -0.00003 ) 0 (19) СPT = 582.76ST где – приведенная температура, рассчитанная как = Т/100, – поправочный коэффициент.

Средняя погрешность моделей (18) и (19) для расчетов S°Т, C°Р,Т составляет соответственно 2.2 и 3.4 %, что говорит, о том, что предлагаемые математические модели адекватны в температурной области 300 – 1000 °С и применимы для всех классов углеводородов.

Применительно к углеводородным газам нами разработаны следующие стандартная и термическая модели динамической вязкости (сп):

f (кип,4 ) 20 = кип, (20) 20 20 где f (кип,4 ) = 0 +1 / кип +2кип +34, кип = Ткип / 300 ;

f (,4 ) T = 20, (21) 20 20 где f (,4 ) = 0 +1 / +2 +34 +44, = Т / 293,16.

Значение коэффициентов модели (20 и 21) приведены в табл. 3.

Из результатов расчетов 20 и T, средняя погрешность которых составляет соответственно 1,1 и 1,8 %, видно, что предложенные модели адекватны и могут быть рекомендованы для инженерных расчетов.

Таблица Значения коэффициентов стандартной и термической моделей динамической вязкости Коэффициенты Алканы 1-алкены Цикланы Арены 0,2228 0,1109 0,0543 134,0 -2,7971 -11,0783 -262,5051 233,20 1 -0,6806 9,4450 159,7594 -196,2 1,1236 4,1924 56,2819 -60,3 7,0433 4,0938 99,3081 -27,0 -48,824 -51,95 109,1 0,2582 1,773 15,Т 2 2,8310 4,472 15,3 145,5 144,94 -352,4 -120,3 -120,57 214,Четвертая глава посвящена моделированию и расчетам стабилизации нефти сепарацией.

Константа фазового равновесия К является одним из фундаментальных свойств жидкостей и газов.

Нами для расчета констант фазового равновесия предлагается следующая формула:

20 (0+ +2 +34 +4(4 )2+5кип) K =, (22) 0,( 0,06347 + + 0,0053Р ) р где =, (23) Р = Т / Т0 ; кип = Т0 / 273,16 ; Т, Т0 – температуры системы и кипения кип кип кип компонентов или фракций, 0К; Р – давление в системе, атм; 4 - плотность при нормальных условиях. Значения коэффициентов формулы (22) для углеводородов и нефтяных фракций в интервале рабочих температур 15 – 500 0С и давлении 1- 35 ата приведены в табл. 4.

Таблица Значения коэффициентов формулы (22) Компоненты, 0 1 2 3 4 температуры кипения H2S 4,009 5,925 3,168 -0,419 -29,466 89,195 -20,CO2 9,834 -1,227 5,507 -0,301 -15,775 20,990 6,15 – 100 0,918 1,923 9,095 -0,215 2,523 -2,496 -1,100 – 200 0,843 -1,221 10,75 0,247 7,993 -7,253 -1,200 – 300 0,571 2,162 11,537 0,024 -2,568 2,850 -1,300+ 0,090 5,038 14,986 -0,120 -10,384 13,589 -2,Расчеты К по формуле (22) и по номограмме Уинна показали примерно одинаковые результаты. Однако формула (22) более проста, используется на более широком интервале давления и может быть рекомендована для инженерных расчетов.

Была предложена технологическая схема трехступенчатой сепарации нефти Оренбургского месторождения (рис. 3). Необходимо было подобрать оптимальный режим работы. Критерием оптимизации являлось содержание сероводорода в газах. Состав пластовой нефти представлен в табл. 5.

Были рассчитаны выходы и концентрации потоков данной схемы при различных давлениях и температуре 15 0С на каждой ступени сепарации.

Таблица Состав (% масс) и расход (т/ч) нефти после сепарации Компонент Состав Состав нефти после сепарации по ступеням при пластовой расчете К по нефти номограмме Уинна формуле (22) Ступени Ступени 1 2 3 1 2 N2 0,14 0,02 0,00 0,00 0,02 0,00 0,H2S 2,7 2,39 1,49 0,57 2,16 1,26 0,CO2 0,91 0,54 0,15 0,02 0,52 0,14 0,CH4 5,87 2,06 0,30 0,02 2,36 0,47 0,C2H6 1,71 1,42 0,76 0,23 1,41 0,71 0,C3H8 1,74 1,71 1,43 0,90 1,69 1,38 0,i-C4H10 1,05 1,08 1,03 0,86 1,07 1,02 0,n-C4H10 1,0 1,04 1,02 0,91 1,03 1,01 0,i-C5H12 1,3 1,36 1,39 1,36 1,36 1,39 1,n-C5H12 1,2 1,26 1,30 1,29 1,26 1,30 1,C6H14 3,0 3,16 3,28 3,35 3,17 3,31 3,C7H16+ 79,38 83,96 87,86 90,48 83,95 88,00 90,Расход, т/ч 15 14,17 13,51 13,07 14,17 13,5 13,Результаты расчетов показали, что наилучшим режимом работы является режим при следующих давлениях: на 1 ступени – 35 атм., на ступени – 10 атм., на 3 ступени – 1 атм. В этом режиме суммарная концентрация сероводорода в газах 1 и 2 ступени составляет 7,4 % от объема, а на 3 ступени 25 % от объема. Выход товарной нефти составляет 13 т/ч.

ВЫВОДЫ 1- Разработаны применительно к углеводородным системам методы расчетов их критических и стандартных констант по двум легкоизмеряемым физическим свойствам - по плотности и температуре кипения.

2- Предложены методы расчетов термической и барической зависимостей физико-химических свойств углеводородов и нефтяных фракций, таких как давление насыщенных паров, температура кипения жидкости при нестандартных давлениях, плотность, теплота парообразования, энтальпия, энтропия, теплоемкость и вязкость.

3- Предложено более точное по сравнению с формулой Воинова уравнение для расчета молекулярной массы углеводородов и нефтяных фракций.

4- Сформулирован безаналитический метод для идентификации углеводородов и оценки химического состава узких нефтяных фракций и предложен критерий классификации нефти.

5- На основе номограммы Уинна для нефтепродуктов предложено уравнение для расчета констант фазового равновесия и проведен сравнительный анализ.

6- По разработанной программе на ЭВМ определены коэффициенты модели для расчетов ФХС углеводородов и узких нефтяных фракций.

7- Применительно к нефти Оренбургского месторождения определены режимные параметры трехступенчатой сепарации, удовлетворяющие экологическим требованиям.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1.Ахметов С.А., Аль-Окла В.А. Новые универсальные модели физикохимических свойств углеводородов и узких нефтяных фракций:

универсальная модель для расчета молекулярной массы углеводородов и узких нефтяных фракций // Изв. вузов. Нефть и газ. - 2002. – № 2. – С. 79-82.

2.Ахметов С.А., Ка А.С., Аль-Окла В.А. Математическая модель для идентификации и расчета молекулярной массы индивидуальных углеводородов по их температуре кипения и плотности // Нефтепереработка и нефтехимия: Материалы секции Д. III Конгресса нефтегазопромышленников России – Уфа, - С.245-247.

3.Ахметов С.А., Аль-Окла В.А., Габдрахманова А.А. Математическая модель для расчета молекулярной массы углеводородов по температурам кипения и показателям преломления: Материалы научно-практической конференции. – Уфа: Изд-во ИНХП, 2002. – С. 248-249.

4.Ахметов С.А., Аль-Окла В.А., Габдрахманова А.А. Математическая модель для идентификации индивидуальных углеводородов по их температурам кипения и показателям преломления // Нефтепереработка и нефтехимия: Материалы научно-практической конференции. – Уфа: Изд-во ИНХП, 2002. – С. 249-250.

5.Ахметов С.А., Аль-Окла В.А. Математическая модель термической зависимости плотности и энтальпии углеводородов и узких нефтяных фракций // Нефтепереработка и нефтехимия: Материалы научнопрактической конференции. – Уфа: Изд-во ИНХП, 2002. – С. 250-251.

6.Аль-Окла В.А., Хасанова Л.Н. Универсальная математическая модель температурной зависимости энтропии индивидуальных углеводородов. // Нефтепереработка и нефтехимия: Материалы научно-практической конференции. – Уфа: Изд-во ИНХП, 2002. – С. 252-253.

7.Ахметов С.А., Аль-Окла В.А. Математическая модель для идентификации индивидуальных углеводородов и узких нефтяных фракции // Изв. вузов. Нефть и газ. 2003. – № 2 – С. 108 – 113.

8.Ахметов С.А., Аль-Окла В.А. Математическая модель для идентификации углеводородов и оценки химического состава узких нефтяных фракций // Нефтепереработка и нефтехимия: Материалы научно- практической конференции - Уфа: Изд-во ИНХЛ, 2003.- С. 255-257.

9.Ахметов С.А., Аль-Окла В.А. Математические модели для расчетов энтропии и изобарной теплоемкости углеводородных газов // Нефтепереработка и нефтехимия: Материалы научно- практической конференции. - Уфа: Изд-во ИНХЛ, 2003.- С. 257-259.

10.Ахметов С.А., Аль-Окла В.А. Математические модели для расчета молекулярной массы узких нефтяных фракций // Нефтепереработка и нефтехимия: Материалы научно- практической конференций. - Уфа: Изд-во ИНХЛ, 2003.- С. 261-262.

11.Аль-Окла В.А., Крылова Ю.С. Расчет констант фазового равновесии углеводородов и узких нефтяных фракций // Нефтепереработка и нефтехимия: Материалы научно- практической конференции. - Уфа: Изд-во ИНХЛ, 2003.- С. 293-294.

12.Ахметов С.А., Аль-Окла В.А. Моделирование и инженерные расчеты физико-химических свойств углеводородных систем. - Уфа: РИО РУНМЦ МО РБ, 2003.- 160 с.

Подписано в печать 04.2004. Бумага офсетная. Формат 60х84 1/16.

Печать трафаретная. Печ. л. Тираж 90 экз. Заказ Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Адрес типографии: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов,1.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»