РАЗГАЗИРОВАНИЕ ПРОДУКЦИИ CКВАЖИН

Разгазирование (сепарация) нефти чрезвычайно важный процесс, т.к. он позволяет получить из одного и того же количества пластовой нефти разное количество дегазированной продукции.

Поскольку цена единицы массы нефти намного выше цены единицы массы нефтяного газа вся технология разгазирования направлена на максимальное увеличение выхода дегазированной нефти, т.е. на сохранение в ней максимально возможного количества лёгких фракций. В то же время, осуществление разгазирования, т.е. удаление части лёгких фракций - совершенно необходимая операция, т.к. нормативными документами всех стран строго регламентируется максимально разрешенное давление насыщенных паров товарной нефти при определённой температуре, пропорциональное содержанию лёгких фракций. Данные ограничения обусловлены требованиями безаварийного магистрального транспорта, хранения и переработки нефти.

Поэтому, оптимальная сепарация должна сопровождаться удалением лишь минимально необходимого количества лёгких фракций.

В Западных странах оптимизация сепарации экономически стимулируется - чем ближе давление насыщенных паров товарной нефти к максимально разрешенному (т.е. чем больше в ней лёгких фракций) - тем выше её цена. В нашей стране содержание лёгких бензиновых фракций учитывается лишь при экспортных поставках, а на внутреннем рынке цена нефти пока практически не зависит от содержания в ней лёгких фракций.

С точки зрения максимального выхода товарной продукции - чем тяжелее нефть, тем меньшее количество компонентов, начиная с метана, из неё должно быть извлечено при разгазировании для подгонки её характеристик под требования нормативных документов.

В дегазации нефти может быть выделено несколько стадий:

3. Всплытие и разрушение пузырьков с образованием самостоятельной газовой фазы;

4. Взаимодействие газовой и жидкостной фаз с перераспределением компонентов.

Если термодинамические условия не накладывают запрета на кипение какого - либо компонента жидкости, то зарождение пузырьков будет идти непрерывно до тех пор пока не закончится выделение данного компонента в газовую фазу. Интенсивность зарождения пузырьков зависит от числа центров парообразования и частоты отрыва пузырьков. Чем выше интенсивность, тем быстрее и качественнее произойдёт сепарация при прочих равных условиях. Некоторые компоненты могут продолжать находиться в растворённом виде (в так называемом метастабильном состоянии) даже если термодинамические условия однозначно требуют их выделения. Для разрушения подобного состояния нужны специальные методы.

Для того, чтобы зародыши газовой фазы (микроскопические пузырьки) начали расти, они должны преодолеть определённый активационный барьер, что удаётся далеко не всем пузырькам. Остальные либо остаются в зародышевом состоянии, либо исчезают. Величина барьера определяется условиями механического и молекулярно - кинетического равновесия. Первое сводится к следующему:

Пузырёк будет расти, если давление в нём будет равно сумме внешнего и Лапласовского давлений:

- поверхностное натяжение на границе жидкость - газ; R_П - радиус пузырька

Пузырёк будет расти, если давление пара в нём будет равно упругости пара над вогнутой поверхностью жидкости:

где: v

- объём жидкости, приходящийся на одну молекулу;

- упругость насыщенного пара над плоской поверхностью жидкости;

Приравняем правые части уравнений (143) и (144) и найдём из полученного выражения R_П:

где: м_ж - молекулярная масса жидкости; N_A - число Авагадро;

Из формулы (3) следует, что рост пузырька будет происходить только в случае, если P

> Р, т.е. если вокруг зародыша находится нефтегазовая смесь в перенасыщенном состоянии по отношению к компоненту, образовавшему зародыш в данных термобарических условиях.

Образование зародышей требует совершения системой определённой работы w, которая по Гиббсу может быть определена как:

где: r

- объём пузырька, составленного из одной молекулы компонента.

Таким образом, образование зародышей газовой фазы ведёт к изменению термодинамических характеристик системы (понижение температуры) и при от-

сутствии внешнего поддержания этих характеристик разгазирование может прекратиться само по себе. Естественно, чем меньше w - тем интенсивнее идёт кипение. Например, чем легче выделяемый в данных условиях компонент (меньше r ) -тем интенсивней процесс его дегазации. Но особое влияние принадлежит

Если в формулу (147) подставит выражение (145), разумеется заменив R_п на R

, мы получим выражение где возводится в куб. Это означает, что малейшее понижение поверхностного натяжения ведёт к резкому увеличению интенсивности кипения. Т.е. добавление в продукцию ПАВ (ДЭ) облегчает сепарацию. Однако,

const и по мере разгазирования увеличивается. В результате, на последних ступенях сепарации для образования газового пузырька с критическим размером требуется совершить в 2 - 2,2 раза большую работу, чем в начале разгазирования. Это объясняется тем, что определяющим фактором при формировании зародышей является упругость пара, зависящая от концентрации наиболее лёгких компонентов. Но по мере разгазирования концентрация этих компонентов снижается. Поэтому применение ПАВ особенно эффективно на последних ступенях сепарации.

При разгазировании обводнённой продукции молярные концентрации углеводородов в жидкой и газовой фазах, а так же общий выход нефти, по крайней мере, в диапазоне 20 - 40°С изменяются незначительно, следовательно, присутствие воды практически не оказывает влияния на распределение компонентов при дегазации нефти.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: