РАЗГАЗИРОВАНИЕ ПРОДУКЦИИ CКВАЖИН

Общие сведения:

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.

Механизм выделения газа из нефти:

В дегазации нефти может быть выделено несколько стадий:

1. Зарождение газовой фазы;

2. Формирование и рост газовых пузырьков;

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:

(143)

где: р - внешнее давление;

р_п - давление в пузырьке;

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

Второе условие сводится к следующему:

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

(144)

где: v - объём жидкости, приходящийся на одну молекулу;

P - упругость насыщенного пара над плоской поверхностью жидкости;

k - постоянная Больцмана.

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

Rп= (145)

где:

V (146)

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

р_ж - плотность жидкости.

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:

W= (147)

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.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

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