Лабораторная работа №2_Чижова
.pdfФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
Лабораторная работа №2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕПАРАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ
Выполнил(а): |
|
Студент(ка) группы 2Д12 |
Чижова А.В. |
Проверила |
|
Доцент ОХИ ИШПР, к.т.н. |
Митянина О.Е. |
Томск, 2024 г.
Цель работы: разработать модель и изучить процесс сепарации многокомпонентной смеси в расчётной среде DWSIM.
Задачи работы:
1.Познакомиться с программой для математического моделирования ХТ процессов
DWSIM.
2.Составить модель блока сепарационной установки подготовки нефти или газового конденсата.
3.Исследовать влияние технологических параметров (Т, Р) на выход газа, влагосодержание, точку росы. Выдать рекомендации по оптимальному режиму из исследуемого диапазона.
4.Сделать выводы по работе и оформить отчет.
Исходные данные:
Таблица 1 – Составы сырья газоконденсатных и нефтяных месторождений
Компо- |
CO2 |
N2 |
|
CH4 |
C2H6 |
|
C3H8 |
изо- |
C4 |
изо- |
C5 |
|
C6+ |
H2O |
CH3OH |
||||
нент |
|
|
|
|
|
|
|
|
C4 |
|
|
C5 |
|
|
|
|
|
|
|
Вариант |
0,58 |
3,98 |
|
85,28 |
3,961 |
|
2,336 |
0,682 |
0,802 |
|
0,375 |
0,39 |
|
1,08 |
0,524 |
0,025 |
|||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 – Технологические параметры процесса |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
№ варианта |
|
|
Технологические параметры по сепараторам |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
1 сепаратор |
|
|
2 сепаратор |
|
|
3 сепаратор |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
11 |
|
|
P = 7,6 МПа |
|
|
P = 6,9 МПа |
|
|
P = 4,4 МПа |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Т = 21,0 °С |
|
|
Т = 3,7 °С |
|
|
|
Т = -31,6 °С |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Расход исходной смеси (F), т/год |
|
952258 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Задание |
|
|
|
Исследовать влияние изменения давления в первом сепараторе от |
|||||||||||||||
|
|
|
|
7,6 до 9,2 МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ход работы:
1.Составили модель блока сепарационной установки
2.Исследовали влияние технологических параметры на выход газа, влагосодержание, точку росы.
3.Выдали рекомендации по оптимальному режиму из исследуемого диапазона.
4.Сделали выводы.
Обсуждение результатов:
Таблица 3 – Результаты исследования
Параметр |
|
|
Значения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление, МПа |
7,6 |
7,92 |
8,24 |
8,56 |
8,88 |
9,2 |
|
|
|
|
|
|
|
Расход, кг/с |
0,6774 |
0,6769 |
0,6763 |
0,6757 |
0,6751 |
0,6745 |
|
|
|
|
|
|
|
Влагосодержа- |
0,001439 |
0,001437 |
0,001434 |
0,001432 |
0,001431 |
0,001428 |
ние, |
|
|
|
|
|
|
% масс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Точка росы, С |
34,71 |
34,68 |
34,65 |
34,63 |
34,60 |
34,57 |
|
|
|
|
|
|
|
Расход, кг/с
0,678
0,6775
0,677
0,6765
0,676
0,6755
0,675
0,6745
0,674
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
Давление, МПа
Рисунок 1 – Зависимость расхода от давления
Влагосодержание, % масс
0,00144
0,001438
0,001436
0,001434
0,001432
0,00143
0,001428
0,001426
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
Давление, МПа
Рисунок 2 – Зависимость влагосодержания от давления
Точка росы, С
34,72
34,7
34,68
34,66
34,64
34,62
34,6
34,58
34,56
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
Давление, МПа
Рисунок 3 – Зависимость точка росы от давления
Выводы:
В результате работы мы исследовали эффективность изменения давления в первом сепараторе газового конденсата.
Конечный продукт соответствует требованиям ГОСТ 5542-2022, так как температура точки росы ниже температуры газа в точке отбора пробы, а молярная доля диоксида углерода не превышает установленной нормы (2,5 %).
Конечный продукт не соответствует требованиям ОСТ 51.40-93, так как точка росы выше установленных значений (выше 0). Таким образом, газ не может поставляться и транспортироваться по магистральным трубопроводам. Следует продолжить повышать давление в сепараторе для достижения оптимальной точки росы, но также из объектива не упускать изучение показателей расхода и влагосодержания.
Обращаясь к графикам, можно сказать, что изменение давления в сепараторе от 7,6 до 9,2 приводит к снижению расхода конденсата, влагосодержания и точка росы. Вообще это положительное явление, так как водяные пары увеличивают скорость перекачки (поэтому при снижении влагосодержания уменьшился расход), ухудшают качество конечного продукта, приводят к ускорению коррозии трубопровода. Также при определенных условиях транспортировки газа происходит гидроатообразрвание, в результате чего уменьшается пропускная способность газопровода (в настоящее время является актуальной проблемой), повреждаются фильтры, краны, компрессоры.