Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [ 45 ] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

При решении (8.17) важно правильно вычислить константы фазового равновесия К;. Для этого можно воспользоваться номограммами Де-Пристера, Вина, Американского нефтяного института, атласами NGAA и ВНИИГаза или табличными данными.

При давлениях менее 2 МПа и температурах от 263 до 313 К можно воспользоваться формулой, полученной для смеси с давлением схождения 68,95 МПа

К;=а„

(8.21)

где а , а, , aj - числовые коэффициенты, постоянные для каждого компонента смеси (таблица 8.2).

Таблица 8.2

Величины коэффициентов в уравнении (8.21)

Практически неделимый хроматографическими методами остаток «гексан плюс высшие» считаются одним компонентом. Для него aj=4,305]0"\ а величины а, и аз рассчитываются через молярную массу остатка М5+ по зависимостям:

а,=10-5-(-2343+17615,1 М,, -36,\41-М

с6+ Ьт сб-1-)

a2=10-«-(1031660-3098,58 M,g, + l,279-M2,gJ. (8.22)

,-1,894-10-2-М

Сравнение расчетных и экспериментальных величин К, показало, что формула (8.21) с табличными коэффициентами а, а,, г. дает хорошее совпадение для нефтей Поволжья и Оренбургской области.

Для нефтей Западной Сибири расчет констант фазового равновесия рекомендуется вести по формуле

0,069 jQ(aK+CK.F,)

Р/Р.

(8.23)

где aj,, Ск - расчетные коэффициенты ,зависящие только от давления

а, =1,2 + 0,653--+ 0,316-

V Р ,

V ат у

С, =0,89-0,247-:--0,074-

V ат /

(8.24)

Fj - расчетный коэффициент, величина которого зависит от температуры и от природы i-ro компонента

Р=Ь,-

1 1

(8.25)

К Ты - независимые от условий разгазирования величины, характеризующие природу i-ro компонента (табл. 8.3).

Таблица 8.3

Рекомендуемые величины и Т

После нахождения мольной доли газовой фазы е вычисляют содержание каждого компонента в жидкой (х,) и газовой (у;) фазах

l-s-(l-K,)

;у,=х;-к, ,

(8.26)

а также объем газа, приходящийся на 1м жидкой фазы при условиях фазового перехода

М,.-Рг-(1-е)

(8.27)

где М , М - молярные массы газовой и жидкой фаз; , - их плотности при условиях фазового перехода.

§ 8.3. Определение параметров нефтегазовых и газоконденсатных смесей по их компонентному составу

Основными параметрами многокомпонентных углеводородных смесей являются молярная масса, плотность, вязкость, коэффициент сжимаемости, давление насыщения.

Молярные массы фаз являются аддитивными величинами, т.е. определяются по правилу пропорционального сложения:

(8.28)

Сведения о молярных массах компонентов Mj приведены в табл. 8.1. Молярная масса условного компонента С5+ зависит от его состава и условий фазового перехода. При температуре не более 293 К величину М(, в газовой фазе допускается принимать равной молярной массе гексана. При повыщенных температурах (Т>293 К)

М[; =86,18 + 59,8Ы<- -0,41g- + 5,61g(T-273), (8.29)

где К(, - константа фазового равновесия условного компонента.

Молярная масса условного компонента Cf,+ в жидкой фазе находится через молярную массу исходной смеси по формуле

---ZH-X;

1-е i-i

(8.30)

Плотность жидкой фазы вычисляется по формуле Стендинга и Катца

Рж=Р+Арт + Ар1>- (8-31)

где р,- фиктивная плотность жидкой фазы при стандартных условиях

р. =MJ 2.

Ы Pi

Дрт, Арр - поправки соответственно на температуру и давление Дрт=10--(185,4-0,148-р,)-(293-Т);

(8.32)

Арр=10--(187,4-0,154-р,)

(8.33)

Величина р, называется фиктивной потому, что легкие углеводороды, азот, углекислый газ при стандартных условиях не могут быть жидкостью.

Плотности индивидуальных углеводородов pj для подстановки в формулу (8.32) берутся из табл. 8.1.

Величины фиктивных плотностей метана и этана в общем случае зависят от компонентного состава жидкой фазы и вычисляются по формулам

/ ч 10-Мс

р,, =(1-0,1-Xf, )---

V С,; g24 + 2,14-Mc

Рс,=10-

0,242 +

125,27 + 2,04-Мс

(8.34)

где - молярная масса жидкой фазы без метана и не углеводо-родных\омпонентов; М ~ величина М(, без этана.

Более просто величины р и рс2 находятся по методике Сиб-

нии нп

Ре, = о, 46-р,-13,8; р, =0,30 •р,+248,0.

(8.35)

Однако в этом случае для нахождения р, по формуле (8.32) требуется решать трансцендентное уравнение.

Учитывая незначительное содержание метана и этана в жидкой фазе при интересующих нас давлении и температуре, с достаточной для инженерных расчетов точностью можно принять рс, =459,3 кг/м\ Рс2=519,5 кг/м.

Плотность условного компонента Cg+ в жидкой фазе вычисляется по формуле Крего

Рс, =

10-Мс

47,409 +0,953-Мс

(8.36)

Плотность газовой фазы при условиях фазового перехода

Р 273

Phv

(8.37)

где р„у- плотность газа при нормальных условиях

р„у=Мг/ 22,4; Z(,- коэффициент сжимаемости газа

z,=l-

0,0241-Р

1-1,68.Т„р+0,78-Т;+0,0107-Т;

(.38)

Рпр> Т„р- приведенные соответственно давление и температура

Т =

* пр

i-l i.

(8.39)

Ркр. >Ткр1 - критические давление и температуры i-ro компонента (табл.8.1).

Для условного компонента Cg.,. критические параметры вычисляют по корреляционным зависимостям

Ркрс. =7,77-9,5.10--T,pc,J Т,рс, = 19,25 (in Мс, ) + 44,06 In М, - 70 .

(8.40)

Динамическая вязкость жидкой фазы приближенно может быть найдена по формуле Кондела-Монроэ

V i-l

(8.41)

где Pi - динамическая вязкость i-ro компонента (табл. 8.1).

Для фиктивного компонента Cg+ величину динамической вязкости можно вычислить по формуле СибНИИ НП

Рс,=17,1-М/ .р .10 •.

(8.42)

Для жидкой фазы, содержащей растворенный газ, можно также пользоваться формулой

8,6.10

(1,03-pJ 4,69.10-

при < 782

(1,03- pj pj

7,35

при р > 782

м кг

(8.43)

а для жидкостей, разгазированных при атмосферном давлении

1,12-10-

(1,03-р,„о/

(8.44)

где р, - плотность воды.

В формулах (8.42)-(8.44) динамическая вязкость рассчитывается в мПа-с.

Учитывая приближенный характер расчета р по формулам (8.43), (8.44), можно рекомендовать для нахождения динамической вязкости при температуре Т подставлять в них плотность жидкой фазы при этой же температуре.

Динамическая вязкость газовой фазы при нормальных условиях находится по формуле

р,-=-

Zin-y.-V

1у,-7м:

(8.45)

Вязкость условного компонента С5+ в газовой фазе можно принять равной 0,0057 мПа-с.

Давление насыщения жидкой фазы при заданной температуре находится методом последовательных приближений из уравнения

(8.46)