Мольный баланс процесса сепарации первой ступени
Компонент смеси |
Молярный состав сырой нефти (z’i), % |
Газ из сепаратора |
Нефть из сепаратора моли (z’i - N0гi) |
Мольный состав нефти из блока сепараторов x’i=( z’i- N0гi).100, % Σ(z’i- N0гi) |
|||
Молярная концентрация (y’i) |
Моли
|
||||||
CO2 |
0,44 |
0,013941769 |
0,40732271 |
0,03267729 |
0,046165497 |
||
N2 |
0,71 |
0,023300816 |
0,680756649 |
0,029243351 |
0,041314131 |
||
CH4 |
23,01 |
0,720163337 |
21,04029205 |
1,969707946 |
2,782744442 |
||
С2Н6 |
4,25 |
0,095211744 |
2,781706304 |
1,468293696 |
2,074361395 |
||
С3Н8 |
8,27 |
0,087276113 |
2,549858914 |
5,720141086 |
8,08124415 |
||
изо-С4Н10 |
1,61 |
0,009737565 |
0,284492698 |
1,325507302 |
1,872637051 |
||
н-С4Н10 |
5,71 |
0,025892861 |
0,756485817 |
4,953514183 |
6,998176603 |
||
изо-С5Н12 |
2,03 |
0,003017659 |
0,088163923 |
1,941836077 |
2,7433679 |
||
н-С5Н12 |
3,53 |
0,003862077 |
0,112834436 |
3,417165564 |
4,827669249 |
||
С6Н14+ |
50,44 |
0,017632812 |
0,515160247 |
49,92483975 |
70,53231958 |
||
Итого |
100 |
1,00004 |
29,21707 |
70,78293 |
100,00000 |
||
Баланс по массе в расчете на 100 молей сырой нефти приведён в табл. 3.5.
Таблица 3.5
Массовый баланс процесса сепарации первой ступени
Компонент смеси |
Молярный состав сырой нефти ( ), % |
Массовый состав сырой нефти Mic= .Mi |
Массовый состав газа из сепаратора Miг=N0гi. Mi |
Массовый состав нефти из сепаратора Miн= Mic- Miг |
Масса выделившегося газа, относительно сырой нефти Riг=100.Miг/ Mic , % |
|
CO2 |
0,44 |
|
17,92219926 |
1,437800743 |
92,57334327 |
|
N2 |
0,71 |
19,88 |
19,06118618 |
0,818813821 |
95,88121821 |
|
CH4 |
23,01 |
368,16 |
336,6446729 |
31,51532714 |
91,43977425 |
|
С2Н6 |
4,25 |
127,5 |
83,45118911 |
44,04881089 |
65,45191303 |
|
С3Н8 |
8,27 |
363,88 |
112,1937922 |
251,6862078 |
30,83263499 |
|
изо-С4Н10 |
1,61 |
93,38 |
16,50057646 |
76,87942354 |
17,67035388 |
|
н-С4Н10 |
5,71 |
331,18 |
43,87617736 |
287,3038226 |
13,24843812 |
|
изо-С5Н12 |
2,03 |
146,16 |
6,347802442 |
139,8121976 |
4,343050384 |
|
н-С5Н12 |
3,53 |
254,16 |
8,124079403 |
246,0359206 |
3,196442951 |
|
С6Н14+ |
50,44 |
10592,4 |
108,183652 |
10484,21635 |
1,021332767 |
|
Итого |
100 |
Mic= 12316,06
|
Miг = 752,305
|
Miн= 11563,7
|
Rсмг= 6,108
|
Rсмг= 0,05041– массовая доля отгона.
Средняя молекулярная масса газа:
Mсрг= Miг/ N0гi.
Mсрг = 752,305/ 29,216 = 25,748
Плотность газа:
кг/м3.
Плотность газа при нормальных условиях (атмосферном давлении и температуре 0оС):
кг/м3.
Таблица 3.6
Характеристика газа, выделяющегося в сепараторе
Компонент смеси |
Молярная концентрация N0гi/N0гi |
Молекулярная масса (Mi) |
Массовый состав [N0гi/N0гi].Mi.100 , % Mсрг |
Содержание тяжёлых углеводородов [N0гi/N0гi].Mi.ср.103, г/м3 Mсрг |
CO2 |
0,013941256 |
44 |
2,382303914 |
246,7326282 |
N2 |
0,02329996 |
28 |
2,53370347 |
262,4129157 |
CH4 |
0,72013687 |
16 |
44,74841008 |
4634,544216 |
С2Н6 |
0,095208245 |
30 |
11,09272872 |
1148,861862 |
С3Н8 |
0,087272905 |
44 |
14,91333215 |
1544,557608 |
изо-С4Н10 |
0,009737207 |
58 |
2,193335054 |
227,1613286 |
н-С4Н10 |
0,025891909 |
58 |
5,83223005 |
604,0377299 |
изо-С5Н12 |
0,003017548 |
72 |
0,843780073 |
87,38938548 |
н-С5Н12 |
0,003861935 |
72 |
1,07989125 |
111,8431636 |
С6Н14+ |
0,017632164 |
210 |
14,38028524 |
1489,35052 |
Итого |
1 |
|
100 |
10356,89136 |
В блоке сепарации от сырой нефти отделяется только газ. Исходя из этого, составим материальный баланс блока сепарации с учётом обводненности нефти.
Сырая нефть имеет обводненность 20% масс. Количество безводной нефти в этом потоке составляет
Qн = 133,33 т/ч.
Газ будет отделяться от нефти с производительностью:
Qг
=
Rсмг
.Qн
Qг
= 0,061
.
133,33
=
8,144
т/ч.
Qнсеп = Qн - Qг =133,33 – 8,144 = 125,19 т/ч,
Qсеп = Qнсеп+ Q воды = 125,19 + 33,33 = 158,52 т/ч.
Правильность расчёта материального баланса определится выполнением условия:
Qдо сеп = Qпосле сеп;
Qдо сеп = Q = 133,33 т/ч;
Qпосле сеп = Qсеп+ Qг;
Qсеп+ Qг = 158,52 + 8,14 = 166,67 т/ч.
Условие выполняется.
Данные по расчету блока сепарации первой ступени сводим в табл. 3.7.
Таблица 3.7
Материальный баланс сепарации первой ступени
|
Приход
|
Расход
|
|||||
|
%масс |
т/ч |
т/г |
|
%масс |
т/ч |
т/г |
Эмульсия |
|
|
|
Эмульсия |
95,11333 |
|
|
в том числе: |
|
|
|
в том числе: |
|
|
|
нефть |
80 |
133,33 |
1120000 |
нефть |
75,113337 |
125,19 |
1051587 |
вода |
20 |
33,33 |
280000 |
вода |
20 |
33,33 |
280000 |
|
|
|
|
Всего |
100 |
158,52 |
1331587 |
ИТОГО |
100 |
166,6666667 |
1400000 |
Газ |
4,886662 |
8,1444 |
68413,3 |
ИТОГО |
100 |
166,67 |
1400000 |
||||