Севастьяновское месторождение
.pdf
54
где
|
i |
|
|
i |
= |
|
|
- массовая концентрация компонента сырья,
|
M |
i |
|
i |
|
|
|
i |
M i |
||
доли единицы;
,
Мi – молярная масса компонента, кг/моль.
Далее рассчитываем массовый расход каждого компонента сырья по формуле
Gi = G·αi,
где Gi – массовый расход каждого компонента сырья, кг/ч; G – массовый расход газожидкостной смеси, кг/ч;
Gж = Q/24·ρc= 23640/24·1075 = 1058875 кг/ч (см. табл. 9.1);
Далее рассчитаем число кмолей каждого компонента сырья по формуле
NiГЖФ = Gi/Mi,
NiГЖФ – число кмолей компонента сырья, кмоль/ч;
Gi – массовый расход каждого компонента сырья, кг/ч; Mi – молярная масса компонента сырья, кг/моль.
Общее число кмолей сырья определяется как сумму всех кмолей компонентов.
Результаты расчета массового расхода и числа кмолей каждого компонента приведены в табл. 9.2.
Консорциум н е д р а
55
Таблица 9.2.
Состав паровой и жидкой фаз нефти в условиях однократного испарения в БС при температуре 200С и
|
|
|
|
давлении 0,5 МПа |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Компоненты |
Загрузка |
Моляр. |
Кол-во |
Мольная |
Кi |
Xi |
Yi |
|
кг/ч |
масса |
молей |
доля |
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Азот |
14824,250 |
28 |
529,438 |
0,076 |
144 |
0,0010 |
0,147 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диоксид |
1058,875 |
44 |
24,065 |
0,003 |
14,5 |
0,0004 |
0,006 |
|
углерода |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метан |
27848,413 |
16 |
1740,526 |
0,250 |
35 |
0,0136 |
0,474 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этан |
14612,475 |
30 |
487,083 |
0,070 |
6 |
0,0196 |
0,118 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пропан |
15247,800 |
44 |
346,541 |
0,050 |
1,7 |
0,0367 |
0,062 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изобутан |
10376,975 |
58 |
178,913 |
0,026 |
0,45 |
0,0359 |
0,016 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бутан |
6247,363 |
58 |
107,713 |
0,015 |
0,45 |
0,0216 |
0,010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сероводород |
18000,875 |
34 |
529,438 |
0,076 |
0,28 |
0,1209 |
0,034 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нефть |
950658,0 |
316 |
3008,411 |
0,433 |
0,1759 |
0,7507 |
0,132 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого |
1058875,0 |
|
6952,127 |
1 |
202,5 |
1,000 |
1,000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Консорциум н е д р а
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум н е д р а
56
Далее в зависимости от температуры кипения компонентов, давления и температуры в сепараторе по номограмме Уинна определяем константы фазовых равновесий каждого компонента сырья. Затем определяем составы жидкой и газовой фаз, образовавшихся в результате однократного испарения, подобрав при этом значение мольной доли отгона.
Определяем число кмолей жидкой и газовой фаз по формулам:
Nжф = Nгжф·(1-e), Nгф = Nгжф·e.
Где Nгжф – число кмолей сырья, поступающего в БС, кмоль/ч;
Nжф – число кмолей жидкой фазы, выделившейся в результате однократного испарения, кмоль/ч;
Nгф – число кмолей газовой фазы, выделившейся в результате однократного испарения, кмоль/ч.
Далее определяем кмолей каждого компонента жидкой и газовой фаз, выделившихся в результате однократного испарения по формулам
Niжф = Nжф · Xi ,
Niгф = Nгжф · Yi ,
где Niжф – число кмолей компонента жидкой фазы, кмоль/ч;
Niгф - число кмолей компонента газовой фазы, кмоль/ч;
Результаты расчетов однократного испарения в сепараторе приведены в таблице 9.3 с использованием пакета
Microsoft Excel.
Таблица 9.3.
Результаты расчетов однократного испарения в сепараторе
Консорциум н е д р а
57
Компоненты |
кг/ч(газ. |
%масс |
кмоль/ч |
%моль |
кг/ч(жидк. |
%масс |
кмоль/ч |
%моль |
|
фаза) |
фаза) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Азот |
14728 |
0,0658 |
525,9838 |
0,1472 |
854 |
0,0010 |
3,4537 |
0,0010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диоксид Угл. |
994 |
0,0044 |
22,5921 |
0,0063 |
364 |
0,0004 |
1,4732 |
0,0004 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Метан |
27116 |
0,1211 |
1694,7423 |
0,4743 |
11315 |
0,0136 |
45,7835 |
0,0136 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этан |
12623 |
0,0564 |
420,7738 |
0,1178 |
16388 |
0,0196 |
66,3087 |
0,0196 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пропан |
9798 |
0,0438 |
222,6853 |
0,0623 |
30610 |
0,0367 |
123,8556 |
0,0367 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изобутан |
3346 |
0,0149 |
57,6923 |
0,0161 |
29959 |
0,0359 |
121,2211 |
0,0359 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бутан |
2015 |
0,0090 |
34,7331 |
0,0097 |
18036 |
0,0216 |
72,9800 |
0,0216 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сероводород |
4113 |
0,0184 |
120,9624 |
0,0339 |
100951 |
0,1209 |
408,4751 |
0,1209 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пентан и выше |
149114 |
0,6895 |
5,0768 |
0,1321 |
626884 |
0,7507 |
2536,5301 |
0,7507 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого |
223847 |
1 |
3573 |
1 |
835028 |
1 |
3378 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материальный баланс сепаратора приведен в таблице 9.4.
Таблица 9.4.
Материальный баланс сепаратора
Статьи баланса |
%масс. |
кг/ч |
|
|
|
Приход: |
|
|
1.Нефтегазовая смесь |
100,0 |
1058875 (исх. дан) |
|
|
|
Консорциум н е д р а
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум н е д р а
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
58 |
|
|
|
в том числе вода |
|
(80) |
|
(847100) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Вывод: |
|
|
|
|
|
|
|
нефтегазовый |
|
|
|
Итого |
|
100,0 |
|
1058875 |
|
|
|||
сепаратор |
|
|
|
|
|
|
|
|
справляется |
с |
|
|
Расход: |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
потоком |
|
|
1.Нефть сырая |
|
79 |
|
835028 (табл. 9.3) |
|
поступающей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
смеси, |
условия |
|
в том числе вода |
|
(80) |
|
(847100) |
|
эксплуатации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
сепаратора |
|
2.Газ |
|
21 |
|
223847 (табл. 9.3) |
|
обеспечивают |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
получение |
|
|
|
|
|
|
|
|
газовой и жидкой |
|
|
|
Итого |
|
100,0 |
|
1058875 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
фаз необходимого |
|
|
|
|
|
|
|
качества. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Консорциум н е д р а
59
9.2. Технологический расчет отстойника
Настоящий расчет составлен к отстойнику нефти с диаметром корпуса 3400 мм. Отстойник О 1/1 установлен на УПСВ «Савельевская».
Исходные данные для расчёта отстойника
1.Реальный расход эмульсии, Q = 835028 кг/ч (табл. 9.4);
2.Длина отстойника, L=23,8 м;
3.Диаметр отстойника, DB=3,4 м;
4.Высота водяной подушки, h1=1,5 м;
5.Максимальный взлив, h2=1,40 м;
6.Минимальный взлив, h3=0,45 м;
7.Объемная доля дисперсной фазы до отстоя, φН=0,6%;
8.Объемная доля дисперсной фазы после отстоя, φК=0,05%;
9.Плотность дисперсной фазы, ρф=1075 кг/м3;
10.Плотность дисперсной среды, ρс=815 кг/м3;
11.Вязкость дисперсной среды, μс=2,7·10-3 Па·с.
Расчет отстойника
Схема горизонтального отстойника
Консорциум н е д р а
L
h |
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
D |
Э |
Э
Водянаяподушка
h |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В
Рисунок 9.2.1
60
Н
h1
Рассчитаем материальный баланс отстойника
Общую массу поступающей на вход из отстойника жидкости рассчитаем по формуле
GЖ=GН+GВ,
Где GЖ – масса поступающей в отстойник жидкости, кг/ч;
GЖ= 835028 кг/ч (см. табл. 9.4).
Массу воды, поступающей в составе эмульсии с месторождений, рассчитаем по формуле:
Консорциум н е д р а
61
GВ=GЖ·B,
Где B – обводненность жидкости, поступающей с месторождений, доли единицы;
B = 0,8 % масс..
GВ = 835028·0,8 = 668022 кг/ч.
Массу нефти, поступающей в составе эмульсии с месторождений, рассчитаем по формуле кг/ч;
GН = GЖ – GВ,
где GН – массовый расход нефти, поступающей в составе эмульсии с месторождений, кг/ч;
GН = 167006 кг/ч.
Материальный баланс отстойника
GН + GВвх = GН + GПВ + GВвых
GН– массовый расход нефти, проходящий через отстойник, кг/ч;
GВвх – массовый расход воды, поступающей в отстойник, кг/ч;
GПВ – массовый расход подтоварной воды, сбрасываемой из отстойника, кг/ч;
GВвых – массовый расход воды в составе эмульсии на выходе из отстойника, кг/ч;
Обводненность жидкости на выходе из отстойника найдем по формуле:
Консорциум н е д р а