Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Способы выделения газа из нефти





Различают контактный и дифференциальный способы дегазации нефти.

При контактном способе порция исходной смеси помещается в герметичную ём­кость, в которой создают те или иные термобарические условия, поддерживаемые до тех пор, пока исходная смесь не придёт в состояние равновесия. Выделяющий­ся при этом газ непрерывно находится в контакте с жидкостью, т.е. отвод любого компонента недопустим. Разумеется, такое разгазирование не может иметь ника­кого практического применения, но при прочих равных условиях оно характери­зуется максимальным выходом нефти.


При дифференциальном разгазировании порция исходной смеси помеща­ется в герметичную ёмкость в которой поддерживаются определённые термоба­рические условия, причём, пока смесь не придёт в состояние равновесия; после чего давление в ёмкости начинают понижать, постепенно стравливая газ. Даже если этот процесс проводить очень медленно без нарушения равновесия он при прочих равных условиях будет характеризоваться меньшим выходом нефти по сравнению с контактным разгазированием. Разумеется, такое разгазирование так же не имеет никакого практического применения вследствии своей периодично­сти.

На практике применяют лишь разновидности дифференциального метода разгазирования, осуществляемые исключительно в неравновесных условиях. Принято различать так называемое однократное и многократное разгазирование. При однократном разгазировании исходная смесь непрерывно поступает в сепа­ратор, в котором поддерживаются определённая температура и давление, причём, выделившийся газ и дегазированная жидкость непрерывно отводятся. При прочих равных условиях, в этом случае выход нефти минимален и он тем ниже, чем больше перепад давления на входе и выходе сепаратора и чем выше в нём темпе­ратура. На практике подобное разгазирование применяют лишь в старых схемах обустройства углеводородных месторождении.

При многократном разгазировании исходная смесь непрерывно последова­тельно проходит ряд сепараторов (ступени сепарации), в каждом из которых под­держивается определённые температура и давление, причём, в каждой последую­щей ступени давление несколько ниже чем в предыдущей. Газы, выделившиеся на каждой ступени сепарации, непрерывно отводятся, а жидкость подаётся на cле-

дующую ступень сепарации. Таким образом, данная схема разгазирования пред­ставляет собой попытку приблизиться к истинно дифференцированному разгази-рованию. Чем больше ступеней сепарации, тем это приближение больше. При прочих равных условиях выход дегазированной нефти в этом случае выше чем при однократном разгазировании, но всё же меньше, чем при истинно дифферен­цированном, не говоря уже о контактном. На практике это самый распространён-

 

ный и современный способ разгазирования, причём, число ступеней дегазации в России достигает 4, а в Западных странах - 6.

Если разгазирование нефти осуществляется в сепараторах при небольших давлениях (4-9 атм), то расчеты разгазирования можно производить по извест­ному закону Рауля - Дальтона, гласящему, что парциальное давление 1-го компо­нента в паровой фазе (Р·уi) равно парциальному давлению того же компонента в жидкой фазе (xi·Pi):

P·yi=xi ·Pi (148)

где: р - общее давление в смеси;

Pi - давление насыщенного пара i-го компонента над жидкостью из
этого компонента;

уi и хi - мольные концентрации 1-го компонента соответственно в газо­вой и жидкой фазах в долях от единицы.

Уравнение Рауля - Дальтона позволяет зная температуру или давление смеси и состав одной из фаз, рассчитать состав другой фазы. В самом деле:

1. Пусть имеется состав некой жидкой фазы:

х1 2 + х3 +… + хП = 1

Пусть данная жидкая фаза находится при некой известной температуре.
Тогда, по справочным таблицам можно найти давление насыщенных паров каж­дого компонента: ™

р1; р2; рз; … рп

Соответствующие произведения этих величин образуют ничто иное как парциальные давления компонентов в газовой фазе, а сумма этих произведений и есть общее давление:

Р = х1 · Р12 · Р2 + х3 · Рз+п · Рп

т.е.:

P= (149)

Данное уравнение называют обычно уравнением начала однократного раз-газирования. Оно характеризует то давление при котором из нефти при данной

температуре начинают выделяться газообразные компоненты. Наконец, из урав­нения Рауля - Дальтона можно рассчитать состав второй фазы:

(150)

2. Пусть при некой температуре имеется состав газовой фазы находящейся при неком общем давлении Р, т.е.:


y1+y2+y3+…+yn=1

Тогда, соответствующие произведения этих величин на общее давление Р образуют парциальные давления каждого компонента в газовой фазе. Зная темпе­ратуру по справочным таблицам можно найти соответствующие значения давле­ния насыщенных паров компонентов и исходя из закона Рауля - Дальтона рассчи­тать состав второй фазы:

(151)

Преобразуем уравнение (151) следующим образом:

но:

значит и:

Тогда:

Р= (152)

Данное уравнение обычно называют уравнением конца однократного раз-газирования или уравнением начала однократной конденсации, т.к. оно характери­зует ту величину общего давления, при котором из насыщенных паров смеси при данной температуре начинает образовываться жидкость.


Если разгазирование осуществляется в сепараторах при давлениях более 9 атм., закон Рауля - Дальтона становится не применим и все расчеты ведут через константы фазового равновесия.

Константа фазового равновесия характеризуется отношением мольной до­ли i-го компонента в газовой фазе (уi) к мольной доле того же компонента в жид­кой фазе (xi) при данной температуре и давлении; т.е.:

Ki= =f(P,t) (153)

Из выше приведенного уравнения следует, что:

Тогда уравнение (11) может быть записано в виде:

(154)

Из уравнения (11) следует, что:

yi=Ki·xi (155)

xi= (156)

но:

тогда, уравнение (11) можно записать в виде:

(157)

Для количественной оценки распределения углеводородов между жидкой и газообразной фазой при данной температуре и давлении расчеты удобно произ­водить для 100 молей исходной углеводородной смеси с неким единым средним молекулярным весом.

Пусть zi - % содержание каждого углеводорода в смеси. L и V - число мо­лей соответственно жидкой и паровой фаз, т.е.:

L+V=100 (158)

и:


zi=L·xi+V·yi (159)

Откуда

Откуда



или для одного моля:


(160)


Таким образом, расчет сепарации газа от нефти с применением констант фазового равновесия сводится к следующим последовательным операциям:

1. Выясняют мольный состав углеводородной смеси, а так же давление и температуру при которых будет происходить сепарация;

2. По справочным графикам или таблицам находят константы фазового равновесия для каждого компонента в отдельности;

3. Задаются произвольной величиной молей газовой или жидкой фазы (обычно в пределах 0,45 - 0,55) и решая систему находят сумму xi и yi;

4. Если значения этих сумм равны единице, значит L и V выбраны пра­вильно; если нет, то задаются этими значениями вновь и расчет повторяют.







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...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

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

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...





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


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.