3.2. Задание для самостоятельного моделирования по физическим свойствам
Цель: создать модель резервуара с двухфазной жидкостью и изучить физические свойства системы
На нефтеперерабатывающем заводе есть отстойник, который используется для сброса воды из водонефтяной смеси. Во входящем потоке также содержится некоторое количество двуокиси углерода и азота. Резервуар и входящие компоненты находятся в нормальных условиях (200С, 1атм), а расходы компонентов таковы:
Таблица 55.
-
Компонент
Расход, кг/час
Вода (Water)
515
Нефть (Oil)
4322
CO2
751
N2
43
Рис.52. Модель резервуара с двухфазной жидкостью
Для упрощенного представления нефти используйте n-декан. Известно, что вода и нефть в условиях резервуара образуют две жидкие фазы.
1. Выберите метод свойств, подходящий для представления этой системы. Убедитесь, что доступны необходимые бинарные коэффициенты.
2. Найдите параметры физических свойств, используемых для определения критической температуры диоксида углерода и воды (форма Components> кнопкаReview):
TC(CO2) = _______TC(H2O) = _______
3. Убедитесь с помощью анализа свойств, что выбранная модель физических свойств и доступные параметры прогнозируют образование двух жидких фаз в потоке (не забудьте включить Vapor-Liquid-Liquidдля потока).
4. Постройте схему технологического процесса и смоделируйте отстойник с помощью трехфазного сепаратора.
5. Измените таблицу свойств потока таким образом, чтобы в него входили теплоемкость (CPMX) каждой фазы (пар, 1-я и 2-я жидкости), а также доля первой жидкости в общем объеме смеси жидкостей (BETA)
6. Создайте таблицу состава каждой жидкой фазы (1-я жидкость и 2-я жидкость) при различных температурах для смеси воды и нефти. Выведите в эту же таблицу давления пара компонентов (смотрите ниже «метод решения задачи»).
7. В дополнение к интерактивной команде Analysis меню Tools вы можете провести анализ свойств вручную, используя утилиту анализа свойств. Процесс схож с интерактивной командой Analysis, но он более гибок в отношении входных величин и отчетности.
Метод решения задачи:
1. Создайте общий (Generic) объект в папке Properties>Analysis
2. Выберите тип утилиты анализа свойств – «Pointsalongaflashcurve» (точки на кривой кипения)
3. Задайте расход компонентов – воды (water) и нефти (oil) равными 1 кмоль/час.
4. Установите возможные фазы (Valid phases) - Vapor-liquid-liquid
Рис.53. Выбор фаз
5. На закладке Переменные (Variable) в списке подбираемых переменных выберите температуру. Нажмите на кнопку Range/List и укажите диапазон изменения переменной от 50 до 2000C.
Рис.54. Выбор температуры
6. Выберите переменную VaporFraction, равную нулю.
7. Задайте новый набор свойств, куда войдут:
Мольная доля воды и нефти в 1-й и 2-й жидких фазах (MOLEFRAC)
Мольный расход потока воды и нефти в 1-й и 2-й жидких фазах (MOLEFLOW)
Бета – соотношение 1-й жидкости к общему количеству жидкости (BETA)
Давление чистых компонентов воды и нефти (PL)
Рис.55. Добавление чистых компонентов
Рис.56. Выбор набора
8. Выберите этот набор для созданной утилиты анализа свойств.