Б - 2 Методы расчета нефтяных смесей

Подробнее см. Раздел

4.4 - Окно

Характеризация нефти.

Б.1 Введение

Этот материал является дополнением к главе 4 - Диспетчер нефтяных смесей. Здесь описана применяемая в ХАЙСИС процедура характеризации нефтяных смесей и перечислены методы, используемые нефтяным пакетом.

Б.2 Методика характеризации

Для преобразования экспериментальных данных в набор нефтяных псевдокомпонентов в ХАЙСИС выполняются следующие этапы характеризации:

1.Исходя из введенных кривых, ХАЙСИС рассчитывает полный набор рабочих кривых для всего диапазона от 0 до 100 %: кривые ИТК, молекулярного веса, плотности и вязкости.

2.На основе принятых по умолчанию или заданных точек разбиения производится разбивка рабочей кривой ИТК на псевдокомпоненты и определяются доли этих псевдокомпонентов.

3.Средние температуры кипения, молекулярный вес, плотность и вязкость каждого псевдокомпонента определяются графически на основе рабочих кривых.

4.Для каждого псевдокомпонента ХАЙСИС рассчитывает оставшиеся критические и физические свойства по заданным корреляциям, исходя из нормальной температуры кипения, молекулярного веса и плотности компонента.

Знание каждого этапа процедуры характеризации поможет Вам понять, как вводимые данные влияют на конечный результат характеризации. Ниже подробно рассматривается каждый этап характеризации.

Б.2.1 Построение рабочих кривых

Для проведения процедуры характеризации требуются кривая ИТК и кривые свойств (молекулярного веса, плотности и вязкости). Любую введенную кривую ХАЙСИС достроит до полного интервала кипения от 0 до 100%. Такие кривые называются рабочими кривыми.

Если в качестве исходных данных задается кривая разгонки ASTM D86, ASTM D1160 или кривая однократного испарения, она будет автоматически преобразована в кривую разгонки ИТК. С другой стороны, если Вы не располагаете данными разгонки, задание двух из трех основных свойств смеси в целом: молекулярный вес, плотность, фактор К, - позволит системе рассчитать "усредненную" кривую ИТК.

Кривые физических свойств, которые не были заданы, рассчитываются по корреляциям, принятым для моделирования конденсатов, нефтей, нефтяных фракций и жидких продуктов перегонки каменного угля. Если пользователь задаст молекулярный вес или плотность смеси в целом, соответствующая кривая физических свойств (введенная пользователем или сгенерированная) будет скорректирована таким образом, чтобы обеспечить соответствие. На рисунке приведена типичная кривая ИТК.Принятые по умолчанию значения начала и конца кипения можно изменить в окне Концы кипения.

Методы расчета нефтяных смесей Б - 3

Б.2.2 Анализ газовой части

Для того, чтобы представить низкотемпературный участок разгонки ИТК, ASTM D86 или ASTM D1160 в виде набора индивидуальных компонентов, ХАЙСИС использует данные о газовых компонентах. ХАЙСИС не требует, чтобы температура кипения самого тяжелого газового компонента совпадала с началом кривой ИТК. Пусть, например, при задании смеси указывается содержание газовых компонент вплоть до н-пентана, причем их суммарное содержание равно 1.13 об.%. При построении рабочей кривой ХАЙСИС заменит левую часть кривой ИТК заданным составом вплоть до температуры кипения н-пентана (примерно 36°C) или 1.13 об.% , - до той величины, которая окажется больше. Новая кривая ИТК будет соответствовать исходной, но без газовой части, с соответствующим переносом температуры начала кипения.

На следующих трех рисунках представлены возможные ситуации расположения кривых легких фракций и ИТК. На этих рисунках:

•Точка A представляет температуру кипения самого тяжелого газового компонента. В нашем примере это н-пентан.

•Точка B представляет собой точку на рабочей кривой ИТК, соответствующую заданному количеству легких фракций.

Если точки A и B совпадают, как показано на первом рисунке, ХАЙСИС примет начальную точку кипения рабочей кривой ИТК равной температуре кипения самого тяжелого газового компонента и нормирует оставшуюся часть кривой ИТК без учета легких фракций. Часть кривой, расположенная ниже точки B, будет удалена.

Б - 4 Методы расчета нефтяных смесей

На следующем рисунке приведена ситуация, которая может возникнуть из-за несогласованности данных или из-за плохой экстраполяции точки начала кипения. Корректировки вносятся на основе допущения о том, что анализ легких фракций проведен правильно, а ошибка содержится в кривой ИТК. На рисунке точка А (температура кипения тяжелого газового компонента) расположена ниже точки В (температура кривой ИТК, соответствующая заданному количеству газов). ХАЙСИС заменит точку В на точку с координатами: общий расход газовых компонент, температура кипения тяжелого газового компонента (сдвинет точку В вниз), после чего, как и раньше, кривая ИТК без учета газовой части будет пересчитана на 100%.

На следующем рисунке температура кипения самого тяжелого компонента газовой части расположена на кривой кипения правее, чем точка, соответствующая общей сумме легких фракций. ХАЙСИС исправит эту ситуацию, удалив участок рабочей кривой ИТК между точками А и В. Допустим, на приведенном ниже рисунке точка В соответствует 5%, а точка A - 7%. Новая кривая ИТК, построенная без легких фракций, будет растянута: количество вещества, выкипающего выше n-C5, будет принято не 93%, а 95%. Как и в предыдущем случае, температура точки А будет присвоена началу кипения кривой ИТК, и участок кривой без легких фракций будет нормализован.

Методы расчета нефтяных смесей Б - 5

Б.2.3 Автоматический расчет газовой части

Процедура автоматического расчета газовой части наносит температуры кипения выбранных газовых компонент на рабочую кривую ИТК и определяет их количество с помощью интерполяции. ХАЙСИС подберет общую долю газовой части таким образом, чтобы температура кипения самого тяжелого газового компонента соответствовала средневзвешенной температуре последнего компонента легкой фракции.

Б.2.4 Разбивка кривой ИТК на псевдокомпоненты

Для того, чтобы разбить кривую ИТК на псевдокомпоненты, нужно задать интервалы деления и соответствующее число фракций для каждого интервала. Можно предоставить системе самой рассчитать оптимальное число точек деления в каждом интервале исходя из заданного суммарного числа псевдокомпонентов. В процессе характеризации для определения каждого псевдокомпонента используется рабочая кривая ИТК и заданные интервалы кипения. На следующем рисунке на основе кривой ИТК сгенерированы 4 фракции с равными интервалами кипения. Более подробно об этом рассказывается в главе 4.6 - Создание псевдокомпонентов.