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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200

Кстда максимальное давление Р находится на кривой точек конденсации, а критичеокое давление - (между Р и Т\ то регро-традные области имеют вид, показанный на фиг. 8, в. Здесь изотермическая ретроградная конденсация возникает по любой цельной вертикальной линии, ограниченной БСРТВ. В области СЛРС горизонтальные линии ведут к изобарической ретроградной конденсации. Смещение критической точки на фиг. 8, в ниже давления для F не приводит к значительным изменениям рассмотренных явлений.

Фиг. 8. Различные типы фазовых диаграмм зависимости „давление-температура" с граничными кривыми, определяющими ретроградные явления.

i -кривая точек парообразования; 2 -кривая точек конденсации.

Необходимо отметить, что кривые точек конденсации и парообразования, соединяющиеся в критической точке, включают область сосуществования двух фаз. Вне этих пограничных кривых находится однофазная углеводородная омесь. Непрерывные линии могут итти от точек, например, G (фиг. 8, а) ниже кривой точек конденсации, до L, над кривой точек парообразования, вне граничных кривых, не встречая прерывностей (В фазе или расширения границ фазы. Принимается, что область в районе G представляет газовую фазу, а вблизи L - жидкую. Для практических целей можно допустить такое различие при температурах и давлениях на заметном интервале от критической точки.

Пока не достигнуты критические условия, интенсивные свойства однофазных жидкостей вблизи течек G н L настолько различны, что можно принять для них определения «газовая» и «жидкая» фазы.

Кривые точек конденсации и парообразования, образующие границы двухфазной области, отражают состояние, при котором

"1

углеводородная система на 100% соответственно газовая или жидкая.

На фиг. 9 приведена диаграмма для системы, рассмотренной на фиг. 8, в, где в области, замкнутой граничными кривыми, составная жидкая система распределяется между газовой и жидкой фазами. Мокно легко проследить протекание ретроградных процессов, отмечая последовательность пересечений кривых постоянства жидкой фракции с конечными точками секущих кривой точек конденсации.

Ретроградные явления считаются часто аномальными и исключительными. Фактически же они почти всегда сопровождают изменение фаз многокомпонентных систем вблизи их критических точек. Ретроградное явление отсутствует, если критическая точка является одновременно точкой максимального давления и максимальной температуры при сосуществовании двух фаз. При этом происходит скрещение под острым углом кривых точек конденсации и точек парообразования. Технологические процессы с большинством жидких систем проходят далеко от критических областей, почему ретроградные явления возникают не так часто. Необходимо отметить существенную роль критической точки для появления ретроградных явлений как место скрещения кривых точек конденсации и парообразования (тождество газовой и жидкой фаз), а не только как предельное условие сосуществования двух фаз.

Как видно из фиг. 8 н 9, изотермические ретроградные явления происходят только при температурах выше критической и ниже максимальной двухфазной температуры. Изобарические ретроградные явления наблюдаются между критическим давлением и максимальным двухфазным давлением.

На точке конденсации состав газовой фазы является составом системы в целом, что также справедливо для жидкой фазы при точке парообразования. Однако подобные простые правила не приложимы к двухфазной области. При прохождении по изо-

Фиг. 9. Фазовая диаграмма зависимостей вблизи критической точки, описывающая объемное распределение системы жидкость-газ.

1 -кривая точек парообразования; 2 -кривая точек конденсации; 5-критическая точка; 4 - процентное содержание жидкости.

терме от точки конденсации до тсвди парообразования, т. е. вне ретротрадной области, в фазе с конденсированной жидкостью вначале преобладает менее летучий, т. е. более тяжелый, компонент смеси. По мере дальнейшей конденсации все больше летучего компонента переходит в жидкую фазу, и она становится менее плотной. В то же время тяжелый компонент, присутствующий в газе, продолжает ожижаться, делая газовую фазу легче. Здесь исключается влияние давления, которое повышает плотность газовой фазы. На фиг. 10 приведены графики, на которых нанесен высчитанный состав в мольной концентрации тазовой и жидкой фаз, смеси пропана и я-пентана по 50%. Кривые на фиг. 10 относятся к температуре 121,PC, при 1которой точка

17,65 13,0 гО,Ц ZfJB Щ1г Z.S Z5,9 ZZZ Z8,6

Дадление, am

Фиг. 10. Расчетный график изменения состава газовой и жидкой фазы в смеси пропана и я-пентана по 50% при 121,1° С для перехода от точки конденсации к точке парообразования,

i-точка конденсации; 2-точка парообразования; 5 -общая жидкая фаза; 4--«-пентан в жидкости; 5 - пропан в газе; 6 - «-пентан в газе; 7 - пропан

в жидкости.

конденсации соответствует 18,7 ат, а точка кипения 29,92 ат. На фиг. 10 нанесена также полная молярная фракция жидкой фазы. При точке конденсации тазовая фаза предста)влена составом смеси; жидкая фаза при равновесии с насыщенным газом содержала бы только 23,1,% молей пропана и 76,9% молей «-пентана. При точке парообразования, когда состав жидкой фазы аналогичен составу всей смеси, газовая фаза в равновесии с ней содержит 72,8% молей пропана и лишь 27,2% молей «-пентана.

Ретроградная конденсация контролирует механизм нефтеотдачи из так называемых конденсатных месторождений, где пластовые жидкости состоят главным образом из жидкой углеводородной фазы при или выше точки парообразования. При этом залегающая в повышенной части «сухая» газовая фаза может

Эти вычисления были произведены путем использования констант равновесия (параграф 2.9).