Serdyukova_E.Yu_._i_dr._Raschety_tehnologich._processov_pervichnoy_pererabotki_nefti._Ch._1

Рисунок 4 – Графическая среда моделирования Моделирование любой задачи начинается с задания питающих потоков.

Для этого на палитре объектов следует выбрать материальный поток (Material Stream) и нажать в области PFD. Материальный поток появится в виде синей стрелки, как правило с номером 1.

Рисунок 5 – Материальный поток

11

После чего следует задать необходимое минимальное количество данных для расчёта физико-химических свойств материального потока В случае материального потока, представленного жидкостью необходимо задать компонентный состав, массовый (Mass Flow) или мольный расход (Molar Flow), а также два параметра на выбор: температура (Temperature), давление

(Pressure), доля отгона (Vapour/Phase Fraction). В случае работы с газообразной средой расход следует задавать с помощью строчки Std Ideal Liq Vol Flow.

Остальные параметры будут рассчитаны программой автоматически.

Для того, чтобы задать материальный поток двойным нажатием левой кнопки мыши по созданному потоку вызываем окно свойств. Во вкладке

Worksheet > Conditions можно дать уникальное название созданному потоку в строчке Stream Name. Так же задать температуру, давление и расход сырьевого потока согласно данным, представленным в Примере 1. При вводе значений перечисленных показателей следует обратить внимание на единицы измерения. Если единицы измерения установленные в программе по умолчанию отличаются от полученных в задании (задание выдается руководителем курса) необходимо настроить систему единиц измерения,

перейдя во вкладку Tools > Preferences > Variables. Далее выбираем систему единиц СИ (SI) > Clone. После чего появится новая система единиц измерения

New User, которой можно присвоить имя в строчке Unit Set Name. В списке необходимо выбрать необходимый параметр и нажав на графу с исходной единицей измерения поменять её на интересующую (рисунок 6).

12

Рисунок 6 – Рабочая тетрадь материального потока После создания собственной системы единиц, следует перейти во

вкладку Composition для задания компонентного состав газа (рисунок 7).

Рисунок 7 – Задание компонентного состава материального потока Таким образом материальный поток создан с заданным компонентным

составом и условиями на базе встроенной в программу библиотеки компонентов.

13

Чтобы просмотреть свойства рассчитанного материального потока необходимо перейти во вкладку Worksheet > Properties (рисунок 8).

Рисунок 8 – Свойства созданного материального потока

Во вкладке к просмотру доступны рассчитанные физико-химические свойства заданного материального потока. В случае отсутствия в заданных по умолчанию данных нет интересующего показателя, Пользователь может добавить неизвестную переменную, перейдя во вкладку User Variables. Для просмотра дополнительной информации о созданном материальном потоке необходимо воспользоваться утилитами. Для выбора интересующей утилиты перейдите во вкладку Attachments > Utilities.

В случае необходимости построения кривой истинных температур кипения (ИТК) материального потока необходимо выбрать интересующий нас поток. Далее выбираем вкладку Attachments > Utilities

14

Рисунок 9 – Выбор утилиты

Затем следует создать утилиту под названием Boiling Point Curves и

добавить ее (Add Utility) (рисунок 10).

Рисунок 10 – Добавление утилиты ИТК

Двойным нажатием необходимо вызывать утилиту, далее выбирать

Performance, Results (показывает данные ИТК при разных методах разгонки),

затем выбрать вкладку Plots (выводит график ИТК), как показано на рисунке

11.

15

Рисунок 11 – Создание графиков зависимостей для заданного материального потока

По умолчанию кривая отображается по данным True BP, для того чтобы изменить тип данных необходимо нажать одну из селективных кнопок: ASTM D86 / D86(CR) / D1160(Vac) / D1160(Atm) / ASTM D2887.

Задания для самостоятельной работы:

1.Создать материальный поток, представленный следующими

соединениями: метан 58 % масс., этан 16 % масс., пропан 7 % масс., н-

бутан 6 % масс., и-бутан 5 % масс, н-пентан 3,5 % масс., и-пентан 4,5 %

масс. Давление потока 38 МПа, температура 18 °С, расход 90 000 м3/сутки.

2. Определить для заданного потока следующие показатели: долю отгона,

энтальпию, температуру при которой заданный материальный поток будет полностью находиться в жидком/газообразном состоянии, температуру при которой доля отгона будет равна 0,35.

3. Для заданного потока построить кривую ИТК и фазовую диаграмму типа РТ.

16

2.2 Создание материального потока с помощью гипотетических компонентов

Нефть представляет собой смесь жидких углеводородов (парафиновых,

нафтеновых и ароматических), в которой растворены газообразные и твердые углеводороды. В незначительных количествах она содержит в себе сернистые

иазотистые соединения, органические кислоты и некоторые другие химические соединения. Ввиду содержания в нефти такого широкого спектра химических соединений и элементов, задание материального потока в виде нефти или газового конденсата с помощью существующей библиотеки компонентов не представляется возможным.

Одним из способов задания компонентного состава материального потока, представленного нефтью или газовым конденсатом, служит создание

идобавление гипотетических компонентов с помощью диспетчера нефти (Oil Manager).

Рисунок 12 – Диспетчер нефти

Можно выделить несколько этапов работы с диспетчером нефти:

ввод лабораторных данных;

нарезка созданной модели нефти на гипотетические компоненты;

17

установка полученных гипотетических компонентов в пакет свойств.

Пример 2: Задать материальный поток представленный нефтью, легкая часть которой содержит следующие компоненты: этан, пропан, н-бутан, и-

бутан, н-пентан, и-пентан в количестве 0.02, 0.5, 0.13, 0.21, 0.35, 0.48 % об.

соответственно. Молекулярная масса нефти 325, плотность 51,2 °API.

Начальная температура нарезки компонентов 50 °С, до 400 °С - 28 компонентов, до 650°С - 8 компонентов, до 750 °С - 2 компонента.

Температура нефти 260 °С, давление 3.2 МПа, расход 550 м3/час.

18

Для создания нефтяных гипотетических компонентов необходимо охарактеризовать нефть, преобразуя лабораторные данные. Для этого необходимо зайти в диспетчер нефти (Oil Manager) в среде Basis.

Перед тем, как приступить к вводу данных в диспетчере нефти,

необходимо задать компоненты, которыми будет представлена легкая часть нефтяного сырья. Для этого, как в случае Пример 1, следует выбрать компоненты во вкладке Components согласно заданию.

Следующий этап представляет собой переход во вкладку ввода лабораторных данных (Input Assay) и создание новой модели нефти с помощью кнопки Add, как показано на рисунке 13.

Рисунок 13 – Создание гипотетических компонентов нефти

По умолчанию для новой модели нефти присваивается имя Assay-1, при необходимости его можно изменить на панели навигации. Далее необходимо выбрать тип вводимой информации (Assay Data Type). Для задачи приведенной в Примере 2 необходимо выбрать ТВР, так как в данном случае модель зависит от данных ИТК.

После выбора типа вводимых данных появятся вкладки, которые необходимо заполнить в соответствии с данными, приведенными в Примере

2. Следует выбрать в выпадающих списках тип зависимости зависимый

19

(Dependent), независимый (Independent), не использовать (Not Used)

соответственно. В выпадающем списке общих свойств (Bulk Properties)

выбрать использовать (Used). В Примере 2 есть легкие компоненты, поэтому во вкладке Light Ends выбираем Input Composition, или Auto Calculate (для автоматического расчета), или Ignore, если данные о составе легкой части отсутствуют.

Рисунок 14 – Ввод лабораторных данных нефти

Следующим этапом создания модели нефти служит ввод общих свойств нефти. В правой части окна необходимо активировать строчку Bulk Properties

и ввести данные согласно Примеру 2, учитывая размерность.

Рисунок 15 – Ввод основных свойств

20