Файл: Расчет технологического процесса подготовки углеводородного сырья на.docx

Составляем уравнения мольных концентраций для каждого компонента в газовой фазе в расчете на 100 молей нефти

= 0.035

=0,0153

=0,609

=0,176

=0,101

=0,009

=0,025

=0,0045

=0,0079

=0,051

Подбор величины приводится в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Определение мольной доли отгона N'

Компонент смеси	= 44,0	= 44,69	= 45,0
Оксид углерода CO2	0,0153	0,0152	0,015
Азот N2	0,035	0,0355	0,036
Метан CH4	0,609	0,602	0,595
Этан С2Н6	0,176	0,1735	0,171
Пропан С3Н8	0,101	0,1005	0,0999
Изобутан изо-С4Н10	0,009	0,0088	0,0086
Н-бутан н-С4Н10	0,025	0,025	0,025
Изопентан изо-С5Н12	0,0045	0,0045	0,0045
Н-пентан н-С5Н12	0,0079	0,00795	0,008
С6Н14 +	0,051	0,0515	0,052
Yi	1,0072	1,000	0,9928

---

Расчеты показали, что из 100 молей сырой нефти в процессе сепарации выделяется 44,69 молей газа.

Составим материальный баланс сепарации в молях на 100 молей сырой нефти.

Расчёт приведён в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Мольный баланс процесса сепарации первой ступени

Компонент смеси	Молярный состав сырой нефти (z'i), %	Газ из сепаратора		Нефть из сепаратора моли		Мольный состав нефти из блока сепараторов
		Молярная концентрация (y'i)	Моли
CO2	1,55	0,0152	0,0236	1,5264	1,933
N2	0,68	0,0355	0,0241	0,6559	0,877
CH4	27,19	0,602	16,368	14,611	14,006
С2Н6	8,44	0,1735	1,4643	9,418	8,985
С3Н8	6,22	0,1005	0,6251	7,554	7,208
изо-С4Н10	0,7	0,0088	0,00616	0,937	0,861
н-С4Н10	2,34	0,025	0,0585	3,080	2,903
изо-С5Н12	1	0,0045	0,0045	0,977	1,344
н-С5Н12	2,27	0,00795	0,01805	2,235	3,041
С6Н14+	49,61	0,0515	2,3421	46,446	57,068
Итого	100,000	1,000	25,9343	74,0657	100,000

---

Баланс по массе, в расчете на 100 молей сырой нефти приведён в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Массовый баланс процесса сепарации первой ступени

Компонент смеси	Молярный состав сырой нефти (zi), %	Массовый состав сырой нефти Mic= zi.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 , %
CO2	1,55	68,2	1,0384	67,1616	1,5226
N2	0,68	19,04	0,6748	18,3652	3,544
CH4	27,19	435,04	261,888	173,152	60,1986
С2Н6	8,44	253,791	64,429	189,362	25,3866
С3Н8	6,22	273,68	27,5044	246,1756	1,00498
изо-С4Н10	0,7	40,6	0,3573	40,2427	0,88
н-С4Н10	2,34	135,72	3,393	132,327	2,5
изо-С5Н12	1	72	0,324	71,676	0,45
н-С5Н12	2,27	163,44	1,2996	162,1404	0,5952
С6Н14+	49,61	3836,46	201,412	3635,048	4,2499
Итого	100,000	Mic=5297,971	Miг =562,3205	Miн=4735,651	Riг = 100,33

---

R_см^г=0,0999 – массовая доля отгона. Средняя молекулярная масса газа





Плотность газа





Плотность газа при н.у.





Таблица 3.5 – Характеристика газа, выделяющегося в сепараторе

Компонент смеси	Молярная концентрация	Молекулярная масса (Mi)	Массовый состав	Содержание тяжёлых углеводородов
CO2	0,0206	44	0,3274	–
N2	0,0089	28	0,0901	–
CH4	0,1461	16	42,2225	–
С2Н6	0,0942	30	6,2084	–
С3Н8	0,0755	44	4,1201	150,843
изо-С4Н10	0,0094	58	0,0197	1,475
н-С4Н10	0,0308	58	0,0645	13,983
изо-С5Н12	0,0134	72	0,0349	0,915
н-С5Н12	0,0304	72	0,0791	6,396
С6Н14+	0,5707	86	44,7729	1599,748
Итого	1,0000	–	100,00	1773,369

---

В блоке сепарации от сырой нефти отделяется только газ. Исходя из этого, составим материальный баланс блока сепарации с учётом обводненности нефти.

Сырая нефть имеет обводненность 92,2 % масс. Количество безводной нефти в этом потоке составляет

357*0,078=27,85 т/ч

Газ будет отделяться от нефти с производительностью

• 
  0,0999*27,85=2,78 т/ч
  

= 27,85-2,78=25,07 т/ч



=25,07+(357-27,85)=354,22 т/ч

Правильность расчёта материального баланса определится выпол-нением условия



= Q = 357 т/ч

= +Q_z



Условие выполняется.

Данные по расчету блока сепарации первой ступени сводим в таблице 3.6.

Таблица 3.6 – Материальный баланс сепарации первой ступени

Показатель	Приход			Показатель	Расход
	% масс	т/ч	т/г		% масс	т/ч	т/г
Эмульсия в том числе:	–	–	–	Эмульсия в том числе:	99,22	–	–
	–	–	–		–	–	–
нефть	7,8	27,85	234000	нефть	7,07	25,07	219000
вода	92,2	329,15	2766000	вода	92,93	329,15	2547000
–	–	–	–	Всего	100	354,22	2766000
ИТОГО	100	357	3000000	Газ	0,78	2,78	234000
				ИТОГО	100	357	3000000

---