Материальный баланс второй ступени сепарации.
Термодинамические параметры работы рассматриваемого блока равны:
Р = 0,15 МПа; t = 400С.
Содержание углеводородов в нефтяной эмульсии и константы фазового равновесия (Кi) с учетом условий сепарации приведены в табл. 3.22.
Таблица 3.22
Исходные данные для расчета
Компонент смеси | Мольная доля компонента в нефти ( ) | Молекулярная масса компонента (Mi), кг/кмоль | Кi |
СО2 | 0,03 | 65,5 | |
N2 | 0,00 | ||
CH4 | 1,95 | 142,5 | |
С2Н6 | 1,36 | ||
С3Н8 | 6,08 | 9,25 | |
изо-С4Н10 | 3,30 | 3,75 | |
н-С4Н10 | 7,01 | 2,55 | |
изо-С5Н12 | 5,07 | 1,05 | |
н-С5Н12 | 5,28 | 0,875 | |
С6Н14+ | 69,93 | 0,29 | |
å | 100,00 | ~ | - |
Составляем уравнения мольных концентраций для каждого компонента в газовой фазе в расчете на 100 молей нефти:
Путём подбора определим такую величину , при которой выполнится условие
.
Подбор величины приводится в табл. 2.23.
Таблица 3.23
Определение мольной доли отгона N
Компонент смеси | = 12 | = 15,6 |
СО2 | 0,002 | 0,002 |
Азот N2 | 0,000 | 0,0002 |
Метан CH4 | 0,155 | 0,121 |
Этан С2Н6 | 0,091 | 0,074 |
Пропан С3Н8 | 0,282 | 0,246 |
Изобутан изо-С4Н10 | 0,093 | 0,087 |
Н-бутан н-С4Н10 | 0,151 | 0,144 |
Изопентан изо-С5Н12 | 0,053 | 0,053 |
Н-пентан н-С5Н12 | 0,047 | 0,047 |
Гексан и выше С6Н14 + | 0,222 | 0,228 |
åYi | 1,096 | 1,000 |
Расчеты показали, что из 100 молей сырой нефти в процессе сепарации выделяется 15,6 молей газа. Составим материальный баланс сепарации в молях на 100 молей сырой нефти. Расчёт приведён в табл. 3.24.
Таблица 3.24
Мольный баланс процесса сепарации второй ступени
Компонент смеси | Молярный состав сырой нефти (z’i), % | Газ из сепаратора | Нефть из сепаратора моли (z’i - N0гi) | Мольный состав нефти из блока сепараторов x’i=( z’i- N0гi).100, % Σ(z’i- N0гi) | |
Молярная концентрация (y’i) | Моли | ||||
СО2 | 0,03 | 0,002 | 0,03 | 0,00 | 0,00 |
N2 | 0,00 | 0,000 | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
CH4 | 1,95 | 0,121 | 1,88 | 0,07 | 0,08 |
Окончание табл. 3.24
С2Н6 | 1,36 | 0,074 | 1,15 | 0,21 | 0,24 |
С3Н8 | 6,08 | 0,246 | 3,83 | 2,24 | 2,55 |
изо-С4Н10 | 3,30 | 0,087 | 1,35 | 1,95 | 2,22 |
н-С4Н10 | 7,01 | 0,144 | 2,24 | 4,76 | 5,42 |
изо-С5Н12 | 5,07 | 0,053 | 0,82 | 4,24 | 4,82 |
н-С5Н12 | 5,28 | 0,047 | 0,73 | 4,54 | 5,17 |
С6Н14+ | 69,93 | 0,228 | 3,56 | 69,93 | 79,51 |
Итого | 100,00 | 1,000 | åN0гi»15,61 | 87,95 | 100,00 |
Баланс по массе в расчете на 100 молей сырой нефти приведён в табл. 3.25.
Таблица 3.25
Массовый баланс процесса сепарации второй ступени
Компонент смеси | Молярный состав сырой нефти (zi), % | Массовый состав сырой нефти Mic= .Mi | Массовый состав газа из сепаратора Miг=N0гi. Mi | Массовый состав нефти из сепаратора Miн= Mic- Miг | Масса выделившегося газа, относительно сырой нефти Riг=100.Miг/ Mic , % |
СО2 | 0,03 | 1,22 | 1,12 | 0,09 | 92,37 |
N2 | 0,00 | 0,09 | 0,09 | 0,00 | 99,02 |
CH4 | 1,95 | 31,24 | 30,10 | 1,14 | 96,34 |
С2Н6 | 1,36 | 40,69 | 34,48 | 6,22 | 84,72 |
С3Н8 | 6,08 | 267,41 | 168,73 | 98,69 | 63,10 |
изо-С4Н10 | 3,30 | 191,55 | 78,42 | 113,14 | 40,94 |
н-С4Н10 | 7,01 | 406,44 | 130,20 | 276,24 | 32,03 |
изо-С5Н12 | 5,07 | 364,76 | 59,28 | 305,47 | 16,25 |
н-С5Н12 | 5,28 | 380,09 | 52,91 | 327,18 | 13,92 |
С6Н14+ | 69,93 | 6013,74 | 305,95 | 6013,74 | 5,09 |
Итого | 100,00 | åMic=7697,24 | åMiг =861,28 | åMiн=7141,91 | Rсмг= 11,19 |
Rсмг=0,1119– массовая доля отгона.
Средняя молекулярная масса газа:
Mсрг=å Miг/ åN0гi
Mсрг = 861,28 / 15,61 = 55,19.
Плотность газа:
кг/м3.
Плотность газа при н.у:
кг/м3.
Таблица 3.26
Характеристика газа, выделяющегося в сепараторе
Компонент смеси | Молярная концентрация N0гi/åN0гi | Молекулярная масса (Mi) | Массовый состав [N0гi/åN0гi].Mi.100 , % Mсрг | Содержание тяжёлых углеводородов [N0гi/åN0гi].Mi.rср.103, г/м3 Mсрг |
СО2 | 0,00 | 0,13 | ~ | |
N2 | 0,00 | 0,01 | ~ | |
CH4 | 0,12 | 3,49 | ~ | |
С2Н6 | 0,07 | 4,00 | ~ | |
С3Н8 | 0,25 | 19,59 | 631,45 | |
изо-С4Н10 | 0,09 | 9,10 | 293,48 | |
н-С4Н10 | 0,14 | 15,12 | 487,26 | |
изо-С5Н12 | 0,05 | 6,88 | 221,87 | |
н-С5Н12 | 0,05 | 6,14 | 198,03 | |
С6Н14+ | 0,23 | 35,52 | 1145,00 | |
Итого | 0,77 | ~ | 64,48 | 1832,09 |
Составим материальный баланс блока без сбора воды:
Qг = Rсмг .Qн
Qг = 0,1119 . 13,09 = 1,46 т/ч.
Из сепаратора будет выходить поток жидкого продукта, с производительностью Qнсеп по нефти и общей производительностью Qсеп, соответственно:
Qнсеп = Qн - Qг = 13,09 – 1,46 = 11,63 т/ч,
Qсеп = Qнсеп+ Q . Н2О = 11,63 + 71,43 = 83,05 т/ч.
Данные по расчету блока сепарации второй ступени сводим в табл. 3.27.
Таблица 3.27
Материальный баланс второй степени сепарации
Приход | Расход | ||||||
%масс | т/ч | т/г | %масс | т/ч | т/г | ||
Эмульсия | Эмульсия | 98,27 | |||||
в том числе: | в том числе: | ||||||
нефть | 15,49 | 13,09 | 109957,4 | нефть | 14,00 | 11,63 | 97653,8 |
вода | 84,51 | 71,43 | вода | 86,00 | 71,43 | 600000,0 | |
Всего | 83,05 | 697653,8 | |||||
ИТОГО | 100,00 | 84,52 | 709957,4 | Газ | 1,73 | 1,46 | 12303,6 |
ИТОГО | 100,00 | 84,52 | 709957,4 |
Дата добавления: 2016-01-09; просмотров: 774;