7. Резервуарларда мұнайды сақтағандағы мұнай шығынының есебі

Есеп 7.1

Жартысына дейін (Н_г = 0.5 Н) толтырылған көлемі 4600 м³ (d = 22.8 м, H = 11.4 м, қақпақтың конусының биіктігі h = 0.47 м) болат цилиндрлі тік резервуардың маусым айындағы бір «кіші дем алу» кезіндегі мұнай шығынын анықтау керек. Мұнайдың бастапқы қайнау температурасы t_нк = 46 ^оС. Орташа атмосфералық қысымы Р_а = 10⁵ Па. Маусым айындағы ауаның орташа температурасы t_bср = 17.8 ^оС. Айдағы орташа минималды температура t_bmin = 12.3 ^оС. Резервуардағы газ кеңістігінің температурасының ауытқу амплитудасы Δt_г = 27.8 ^оС.

Берілгені: V = 4600 м³; t_нк = 46 ^оС; Д = 22.8 м; Р_а = 10⁵ Па; Н = 11.4 м;

t_bср = 17.8 ^оС; h = 0.47 м; t_bmin = 12.3 ^оС; Н_г = 0.5 Н; Δt_г = 27.8 ^оС;

Табу керек: G_tмд =?

Табу керек:

Резервуардағы газ кеңістігінің температурасын анықтаймыз:

а) Орташа айлық ауа температурасының ауытқуы:

Δt_b / 2 = t_bср - t_bmin

Δt_b = 2 * (17.8 - 12.3) = 11 ^оС

б) минимальная температура в газовом пространстве резервуара:

t_гmin = t_bmin = 12.3 ^оС

в) Максималды резервуардағы газ кеңістігінің температурасы:

t_гmax = t_гmin + Δt_г = 12.3 + 27.8 = 40.1 ^оС

Мұнайдың жоғарғы қабатындағы температурасы:

t_bcmin = t_bcp - 0.3 * Δt_г / 2 = 17.8 - 0.3 * 27.8 / 2 = 13.7 ^оС

t_bcmax = t_bcp + 0.3 * Δt_г / 2 = 17.8 + 0.3 * 27.8 / 2 = 21.9 ^оС

Резервуардағы газ кеңістігіндегі мұнай өнімдері мен мұнай буының көлемдік концентрациясын анықтаймыз:

а) ол үшін, мұнай өнімдері мен мұнай қаныққан буының қысымға тәуелділік графигін (7.1 суретті қара), пайдалана отырып қаныққан булар қысымын анықтаймыз P_y болғандағы t_bcmin и t_bcmax:

P_y1 = 0.027 МПА и P_y2 = 0.04 МПа

б) сәйкес бу концентрациясы:

C₁ = P_y1 / P_a = 0.027 / 0.1 = 0.27 C₂ = P_y2 / P_a = 0.04 / 0.1 = 0.4

в) орташа көлемдік концентрация:

С = (С₁ + С₂) / 2 = (0.27 + 0.4) / 2 = 0.335

Мұнай буларының молекулалық массасын анықтаймыз:

М_б = 60 + 0.3 * t_к + 0.001 * t_к ² = 60 + 0.3 * 46 + 0.001 * 46 ² = 75.9 кг/(кмоль)

Бір «кіші дем алу» кезіндегі мұнай шығыны

G_tмд = V * P_a * [(1 - C₁) / T₁ - (1 - C₂) / T₂] * C / (1 - C) * М_б / R' = 4600 * 0.5 *

* 10 ⁵ * [(1 - 0.27) / (273 + 12.3) - (1 - 0.4) / (273 + 40.1)] * 0.335 / (1 - 0.335) * * 75.9 / 8314 = 679.487 кг

где Т₁ = t_гmin + 273, Т₂ = t_гmax + 273.

Есеп 7.2

7.1 есебінің шарты бойынша бір «үлкен дем алу» кезіндегі мұнай шығынын анықтау керек.

Шешімі:

График бойынша (сурет 7.1) орташа температурадағы мұнайдың қаныққан буының орташа қысымын анықтау

t_bccp = t_bcp = 17.8 ^оС, при t = 17.8 ^оС P_y = 0.035 МПа

Резервуардың газ кеңістігіндегі мұнай буының орташа көлемдік концентрациясы:

C = P_y / P_a = 0.035 / 0.1 = 0.35

Резервуардың газ кеңістігіндегі орташа температура:

t_гcp = (t_гmax + t_гmin) / 2 = t_bcp + (Δt_г - Δt_b) / 2 = 17.8 + (28.7 - 11) / 2 = 26.2

Бір «үлкен дем алу» кезіндегі сйымдылықты пайдалану коэффициенті 0.95 болғандағы мұнай шығыны:

G_бд = (V₁ - V₂) * P_a / T * C * M_б / R' = 4600 * 0.95 * 10 ⁵ * 0.35 * 75.9 / 8314 /

/ (273 + 26.2) = 4666.8 кг

Өзіндік жұмысқа тапсырма

Есеп 7.1

Белгілі бір деңгейге дейін толтырылған көлемі (V) болат цилиндрлі тік резервуардың бір «кіші дем алу» кезіндегі мұнай шығынын анықтау керек. Мұнайдың бастапқы қайнау температурасы t_нк. Орташа атмосфералық қысымы Р_а = 10⁵ Па. Айдағы ауаның орташа температурасы t_bср. Айдағы орташа минималды температура t_bmin. Резервуардағы газ кеңістігінің температурасының ауытқу амплитудасы Δt_г және мұнай тығыздығы ρ берілген.

Вариант бойынша тапсырмалар кесте 7.1-де берілген.

Есеп 7.2

7.1 есептің шарты бойынша бір «үлкен дем алу» кезіндегі резервуар көлемі 95% болғандағы мұнай шығынын анықтау керек.

Вариант бойынша тапсырмалар 7.1-кестеде берілген.

Сурет 7.1 – Мұнайдың қаныққан буының температурадан тәуелділігі:

1- жеңіл мұнайлар, ρ = 800 кг/м³; 2- орташа мұнайлар, ρ = 870 кг/м³ ;

3- ауыр мұнайлар, ρ = 970 кг/м³

7.1-кесте

Вариант	V, м3	Толтыру дәрежесі	tнк, оС	tв ср, оС	tв min, оС	Δ tг, оС	ρ, кг/м3
1	3370	1/3	55	18	14	28	900
2	4866	1/2	50	20	15	33	840
3	2157	1/2	46	19	15	32	840
4	4866	1/3	60	17	13	29	900
5	10950	2/3	55	21	15	33	900
6	4866	2/3	43	19	15	32	840
7	3370	3/4	53	18	14	28	860
8	10950	3/4	62	20	12	27	870
9	4866	1/2	60	17	13	29	900
10	2157	3/4	46	19	15	32	850
11	3370	1/2	46	21	15	29	900
12	4866	1/3	60	19	13	33	840
13	2157	2/3	55	18	15	32	860
14	4866	2/3	43	20	15	28	870
15	10950	3/4	53	17	14	27	900
16	4866	3/4	62	19	12	29	850
17	3370	1/2	60	18	13	32	900
18	10950	3/4	46	20	15	29	840
19	4866	1/2	46	19	13	28	900
20	2157	1/3	60	17	14	33	840
21	3370	1/2	55	21	15	32	840
22	4866	1/2	50	18	15	29	900
23	2157	1/3	46	20	13	33	900
24	4866	2/3	60	19	15	32	840
25	10950	2/3	55	17	15	28	900
26	4866	3/4	43	21	14	27	850
27	3370	3/4	53	19	12	32	900
28	10950	1/2	62	18	13	28	840
29	4866	3/4	60	20	15	27	860
30	2157	1/3	50	17	15	29	870