Исходные данные для расчета
Годовая мощность установки по обводненной нефти 4 млн. т/год.
Годовая продолжительность работы установки 350 дней (8400 ч).
Обводненность сырой нефти 65% масс.
Содержание воды в товарной нефти 0,2% масс. (I категория).
Химический состав нефти приведен в табл. 2.7.
Таблица 2.7
Химический состав нефти
Компонент |
N2 |
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
i-C4H10 |
н-C4H10 |
i-C5H12 |
н-С5H12 |
C6H14 |
Итого |
% мол. |
2,60 |
23,03 |
8,27 |
8,67 |
2,52 |
9,9 |
1,08 |
2,15 |
41,78 |
100 |
2.4. Материальный баланс производства
2.4.1. Материальный баланс первой ступени сепарации
Технологией подготовки нефти предусмотрено, что термодинамические параметры работы рассматриваемого блока соответствует абсолютному давлению и температуре, равных соответственно:
Р = 0,6 МПа; t = 250С.
Расчеты разгазирования нефти в сепараторах при небольших давлениях (0,08 – 0,6 МПа) с достаточной для практических целей точностью можно производить по закону Рауля-Дальтона:
,
(2.1)
где
-
мольная доля i-го
компонента в образовавшейся газовой
фазе, на
ходящейся в
равновесии с жидким остатком.;
- мольная доля этого же компонента в
жидком остатке;
- константа фазового равновесия i-го
компонента при условиях сепарации (в
рассматриваемом случае при давлении
Р
= 0,6 МПа и температуре t
= 250С).
Для определения покомпонентного состава образовавшейся газовой (паровой) фазы используется уравнение:
,
(2.2)
где
-
мольная доля i-го
компонента в исходной эмульсии;
- мольная доля отгона.
Поскольку
,
то по уравнению (2.2) получим:
(2.3)
Уравнение (2.3) используется для определения методом последовательного приближения мольной доли отгона , при заданных составе исходной смеси , давлении и температуре сепарации.
При
расходе нефтяной эмульсии
- 4 млн. тонн/год часовая производительность
установки составит:
кг/ч.
Содержание углеводородов в нефтяной эмульсии и константы фазового равновесия (Кi) с учетом условий сепарации [7, стр. 183] приведены в табл. 2.8.
Таблица 2.8
Исходные данные для расчета
№ п/п |
Компонент смеси |
Мольная доля компонента в нефти ( ) |
Молекулярная масса компонента (Mi), кг/кмоль |
Кi |
1 |
N2 |
0,026 |
28 |
127,2 |
2 |
CH4 |
0,2303 |
16 |
32,93 |
3 |
С2Н6 |
0,0827 |
30 |
5,85 |
4 |
С3Н8 |
0,0867 |
44 |
1,68 |
5 |
изо-С4Н10 |
0,0252 |
58 |
0,64 |
6 |
н-С4Н10 |
0,099 |
58 |
0,48 |
7 |
изо-С5Н12 |
0,0108 |
72 |
0,184 |
8 |
н-С5Н12 |
0,0215 |
72 |
0,15 |
9 |
С6Н14+ |
0,4178 |
86 |
0,0462 |
|
|
= 1 |
|
|
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
(2.4)
Подбор величины приводится в табл. 2.9.
Таблица 2.9