Ощепков А.Р. курсач. Расчет установок, применяемых на промысле для сбора и подготовки скважинной продукции

Название	Расчет установок, применяемых на промысле для сбора и подготовки скважинной продукции
Дата	21.04.2023
Размер	243.17 Kb.
Формат файла
Имя файла	Ощепков А.Р. курсач.docx
Тип	Курсовая #1079447
страница	3 из 3

1 2 3

Материальный баланс второй ступени

Термодинамические параметры работы рассматриваемого блока равны:

Р = 0,4 МПа; t = 20°С.

Содержание углеводородов в нефтяной эмульсии и константы фазового равновесия (К_i) с учетом условий сепарации приведены в таблице 1.8.

Таблица 1.

Исходные данные для расчета

Компонент смеси	Мольная доля компонента в нефти ( )	Молекулярная масса компонента (M_i), кг/кмоль	К_i
СО₂	0,05	44	53,1
N₂	0,38	28	131,5
CH₄	23,75	16	58,2
С₂Н₆	4,16	30	9,3
С₃Н₈	7,33	44	2,08
изо-С₄Н₁₀	0,97	58	0,99

Продолжение таблицы 1.8.

н-С₄Н₁₀	4,49	58	0,7
изо-С₅Н₁₂	1,47	72	0,19
н-С₅Н₁₂	3,55	72	0,14
С₆Н₁₄+	53,85	86	0,04
∑	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 таблице 1.9.

Таблица 1.9

Определение мольной доли отгона N

Компонент смеси	= 33,5	= 33
СО₂	0,0482	0,0475
Азот N₂	0,3743	0,3688
Метан CH₄	22,9667	22,6239
Этан С₂Н₆	3,4282	3,3771
Пропан С₃Н₈	3,7506	3,6946
Изобутан изо-С₄Н₁₀	0,3228	0,3180
Н-бутан н-С₄Н₁₀	1,1705	1,1531
Изопентан изо-С₅Н₁₂	0,1284	0,1265
Н-пентан н-С₅Н₁₂	0,2339	0,2304
Гексан и выше С₆Н₁₄+	1,0637	1,0478
∑Y_i	1,0000	1,0109

Расчеты показали, что из 100 молей сырой нефти в процессе сепарации выделяется 33,5 молей газа. Составим материальный баланс сепарации в молях на 100 молей сырой нефти. Расчёт приведён в таблице 1.10.

Таблица 1.10

Мольный баланс процесса сепарации второй ступени

Компонент смеси	Молярный состав сырой нефти (z’_i), %	Газ из сепаратора		Нефть из сепаратора моли (z’_i- N₀^г_i)	Мольный состав нефти из блока сепараторов x’_i=( z’_i- N₀^г_i)^.100, % Σ(z’_i- N₀^г_i)
		Молярная концентрация (y’_i)	Моли
СО₂	0,05	0,0014	0,0482	0,002	0,003

Продолжение таблицы 1.10

N₂	0,38	0,0112	0,3743	0,006	0,008
CH₄	23,75	0,6856	22,9667	0,783	1,178
С₂Н₆	4,16	0,1023	3,4282	0,732	1,100
С₃Н₈	7,33	0,1120	3,7506	3,579	5,382
изо-С₄Н₁₀	0,97	0,0096	0,3228	0,647	0,973
н-С₄Н₁₀	4,49	0,0349	1,1705	3,319	4,991
изо-С₅Н₁₂	1,47	0,0038	0,1284	1,342	2,017
н-С₅Н₁₂	3,55	0,0070	0,2339	3,316	4,986
С₆Н₁₄+	53,85	0,0318	1,0637	52,786	79,363
Итого	100,000	1,000	33,48	66,51	100

Баланс по массе, в расчете на 100 молей сырой нефти приведён в таблице 1.11.

Таблица 1.11

Массовый баланс процесса сепарации второй ступени

Компонент смеси	Молярный состав сырой нефти ( ), %	Массовый состав сырой нефти M_i^c= ^.M_i	Массовый состав газа из сепаратора M_i^г=N₀^г_i^. M_i	Массовый состав нефти из сепаратора M_i^н= M_i^c- M_i^г	Масса выделившегося газа, относительно сырой нефти R_i^г=100^.M_i^г/ M_i^c , %
СО₂	0,05	2,2	2,1207	0,0793	96,3963
N₂	0,38	10,64	10,4818	0,1582	98,5129
CH₄	23,75	380	367,4665	12,5335	96,7017
С₂Н₆	4,16	124,8	102,8473	21,9527	82,4097
С₃Н₈	7,33	322,52	165,0257	157,4943	51,1676
изо-С₄Н₁₀	0,97	56,26	18,7213	37,5387	33,2765
н-С₄Н₁₀	4,49	260,42	67,8916	192,5284	26,0700
изо-С₅Н₁₂	1,47	105,84	9,2455	96,5945	8,7353

Продолжение таблицы 1.11

н-С₅Н₁₂	3,55	255,6	16,8389	238,7611	6,5880
С₆Н₁₄+	53,85	4631,1	91,4751	4539,6249	1,9752
Итого	100,00	∑M_i^c=6149,38	∑M_i^г =852,11	∑M_i^н=5297,26	R_см^г= 16,09

R_см^г=0,01608– массовая доля отгона.

Средняя молекулярная масса газа:

M_ср^г=∑M_i^г/ ∑N₀^г_i_.

M_ср^г = 852,11 / 33,48 = 25,445.

Плотность газа:

Плотность газа при нормальных условиях (атмосферном давлении и температуре 0°С):

Таблица 1.12

Характеристика газа, выделяющегося в сепараторе

Компонент смеси	Молярная концентрация N₀^г_i/∑N₀^г_i	Молекулярная масса (M_i)	Массовый состав [N₀^г_i/∑N₀^г_i]^.M_i^.100 , % M_ср^г	Содержание тяжёлых углеводородов [N₀^г_i/∑N₀^г_i]^.M_i^.ρ_ср^.10³, M_ср^г г/м³
СО₂	0,0014	44	0,2489	-
N₂	0,0112	28	1,2301	-
CH₄	0,6858	16	43,1241	-
С₂Н₆	0,1024	30	12,0697	-
С₃Н₈	0,1120	44	19,3666	819,9328

Продолжение таблицы 1.12

изо-С₄Н₁₀	0,0096	58	2,1970	93,0173
н-С₄Н₁₀	0,0350	58	7,9674	337,3205
изо-С₅Н₁₂	0,0038	72	1,0850	45,9363
н-С₅Н₁₂	0,0070	72	1,9761	83,6645
С₆Н₁₄+	0,0318	86	10,7351	454,4958
Итого	1,000	-	100,000	1834,3673

Составим материальный баланс блока без сбора воды:

Q_г= R_см^г ^.Q_н

Q_г = 0,1608 ^. 35,35 = 5,687 т/ч.

Из сепаратора будет выходить поток жидкого продукта, с производительностью Q_н^сеп по нефти и общей производительностью Q^сеп, соответственно:

Q_н^сеп = Q_н - Q_г= 35,35 – 5,687 = 29,66 т/ч,

Q^сеп= Q_н^сеп+ Q^.Н₂О = 29,66 + 30,12 = 59,78 т/ч.

Данные по расчету блока сепарации второй ступени сводим в таблице 1.13.

Таблица 1.13

Материальный баланс второй ступени сепарации

Приход				Расход
	% масс	т/ч	т/г			%масс	т/ч	т/г
Эмульсия					Эмульсия	89,10053
в том числе:					в том числе:
Нефть	47,945313	29,5506	248224,752		нефть	40,23286	24,7971	208295,49

Продолжение таблицы 1.13

Вода	52,054687	32,0833	269500	вода	48,86766	30,119	253000
				Всего	89,10053	54,9161	461295,49
ИТОГО	100	61,6339	517724,76	Газ	10,89947	6,7178	56429,272
ИТОГО	100	61,6339	517724,76	ИТОГО	100	61,6339	517724,76

Общий материальный баланс установки

На основе материальных балансов отдельных стадий составляем общий материальный баланс установки подготовки нефти, представленный в таблице 1.14.

Таблица 1.14

Общий материальный баланс установки

Приход				Расход
	% масс	т/ч	т/г		% масс	т/ч	т/г
Эмульсия				Подготовленная нефть
в том числе:				в том числе:
Нефть	54	35,3571	297000	нефть	37,8719	24,7971	208295,48
Вода	46	30,1190	253000	вода	46	30,1190	253000
				Всего	83,8719	54,9162	461295,48
				Газ	16,1281	10,5601	88704,52
ИТОГО	100	65,4762	550000	ИТОГО	100	65,4762	550000

Список использованной литературы

1. Сбор, подготовка и хранение нефти и газа. Технологии и оборудование: учебное пособие / Р. С. Сулейманов, А. Р. Хафизов, В. В. Шайдаков и др. – Уфа: «Нефтегазовое дело», 2007. – 450с.

2. Лутошкин Г. С. Сборник задач по сбору и подготовке нефти, газа и воды на промыслах: учеб. пособие для вузов / Г. С. Лутошкин, И. И. Дунюшкин.– М.: Недра, 1985. – 135 с.

3. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник / Г. Г. Рабинович, П. М. Рябых, П. А Хохряков и др.; под ред. Е. Н. Судака. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1979. – 568 с.

4. Лутошкин Г. С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды. - М., «Недра», 1974, 184 с.

5. Сбор, транспорт и подготовка нефти/ Н. М. Байков, Б. В. Колесников, П. И.Челпанов. - М., «Недра», 1975. - 317 с.

6. Скобло А. И., Молоканов Ю. К., Владимиров А. И., Щелкунов В. А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: учебник для ВУЗов.- 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. – 677 с.

7. Дунюшкин И. И. Сбор и подготовка скважинной продукции нефтяных месторождений: учебное пособие. – М: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006. – 320 с.

1 2 3