|
Способы выделения газа из нефтиРазличают 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 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 +х2 + х3 +… + хП = 1 Пусть данная жидкая фаза находится при некой известной температуре. 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 · Р1+х2 · Р2 + х3 · Рз+ … +хп · 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:
|