ЛБ2
.docxМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа природных ресурсов
Направление подготовки 18.03.01 «Химическая технология»
Образовательная программа «Технология подготовки и переработки нефти и газа»
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 2
Название работы |
Моделирование однократного испарения и однократной конденсации в DWSIM |
Вариант |
Вариант 24 |
По дисциплине |
Основы проектирования процессов переработки природных энергоносителей |
Студент
Группа |
ФИО |
Подпись |
Дата |
2Д12 |
Чижова Анастасия Васильевна |
|
|
Руководитель
Должность |
ФИО |
Ученая степень, звание |
Подпись |
Дата |
Доцент |
Самборская М.А. |
к.т.н. |
|
|
Томск – 2025 г.
Цель работы: Создать нефтяной поток и рассчитать кривые однократного испарения и однократной конденсации.
Теоретическая часть
DWSIM предоставляет 3 инструмента описания нефтяных фракций.
Характеристика фракции С7+ по свойствам потока (рис.1)
Рисунок
1 – Окно описания С7+ нефтяных фракций
Этот метод требует минимальной информации для создания псевдокомпонентов, хотя, чем больше данных предоставляет пользователь, тем точнее будет результат. Рекомендуется, чтобы пользователь предоставил как минимум плотность фракций С7+. Данные о вязкости очень важны.
Характеристика нефти по кривым разгонки (рис.2)
Рисунок
2 – Окно описания нефти по кривым разгонки
Этот способ берет данные для формирования псевдокомпонентов из ASTM или ИТК кривых разгонки. Здесь также можно использовать кривые молекулярной массы, относительной плотности и вязкости для улучшения точности. После создания псевдокомпонентов также создан материальный поток определенного состава, который соответствует данной нефти. Гипо- и псевдокомпоненты могут использоваться только в той задаче, в котором они созданы, даже если одновременно открыты несколько задач DWSIM. Тем не менее, пользователь может экспортировать эти компоненты в любой файл и затем экспортировать в другую задачу DWSIM.
Поток/таблица характеристика нефти (рис.3)
Рисунок
3 – Окно описания нефти по поточным/табличным
данным.
Этот способ можно использовать если имеются данные, представленные в табличной форме или имеется только часть данных. Если некоторые данные отсутствуют, DWSIM может дать их оценочное значение перед экспортом этих компонентов в XML, JSON или добавить их в моделируемую технологическую схему.
Исходные данные
Таблица 1 – Исходные данные (вариант 2)
№ фракции |
Температура выкипания фракции, оС |
Выход на нефть, % масс. |
Плотность г/см3 |
Показатель преломлен., n |
Молекул. масса |
|
отдельных фракций |
суммарный |
|||||
1 |
10-70 |
4,39 |
4,39 |
0,6605 |
1,3820 |
67 |
2 |
70-100 |
4,91 |
9,30 |
0,7246 |
1,4050 |
92 |
3 |
100-120 |
4,01 |
13,31 |
0,7355 |
1,4145 |
110 |
4 |
120-150 |
3,46 |
16,77 |
0,7646 |
1,4280 |
117 |
5 |
150-170 |
3,67 |
20,44 |
0,7752 |
1,4342 |
129 |
6 |
170-190 |
3,80 |
24,24 |
0,7888 |
1,4418 |
144 |
7 |
190-210 |
3,12 |
27,36 |
0,8098 |
1,4552 |
157 |
8 |
210-230 |
4,14 |
31,50 |
0,8201 |
1,4598 |
176 |
9 |
230-250 |
4,95 |
36,45 |
0,8338 |
1,4680 |
190 |
10 |
250-270 |
3,42 |
39,87 |
0,8433 |
1,4740 |
208 |
11 |
270-290 |
2,22 |
42,09 |
0,8490 |
1,4762 |
221 |
12 |
290-320 |
6,49 |
48,58 |
0,8548 |
1,4790 |
242 |
13 |
320-350 |
7,17 |
55,75 |
0,8753 |
1,4905 |
277 |
14 |
474 |
44,25 |
100 |
0,9514 |
- |
421 |
Ход работы
Ввели исходные данные (таблица 1), используя свой вариант фракционного состава газового конденсата.
Заполнили таблицу разгонки и построили кривую разгонки. Кривая представлена на рисунках 4-5.
Рисунок
4 – Кривая ИТК, построенная в DWSIM
Рисунок
5 – Кривая ИТК с учетом псевдокомпонентов
Построили кривую однократного испарения и однократной конденсации газового конденсата при атмосферном давлении с помощью программы Dwsim. Результаты представлены на рисунке 6. В таблице 2 представлены результаты расчетов.
Рисунок
6 – Кривая однократного испарения и
однократной конденсации при атмосферном
давлении построенная с помощью Dwsim
Таблица 2 – Результаты расчетов однократного испарения и однократной конденсации с помощью программы Dwsim
-
Температура, ℃
Доля отгона
Температура, ℃
Доля конденсата
150
0,598271
150
0,967828
160
0,676144
160
0,845835
170
0,739789
170
0,748969
180
0,791138
180
0,667877
190
0,83209
190
0,597593
200
0,864575
200
0,535363
210
0,890411
210
0,479588
220
0,911104
220
0,429213
230
0,927898
230
0,383535
240
0,94174
240
0,304448
250
0,963228
250
0,239944
Рисунок 7 – Кривая однократного испарения и однократной конденсации при атмосферном давлении, построенная с помощью Excel
Вывод: В ходе лабораторной работы были изучены методы расчёта состава жидкой и паровой фаз, образующихся при однократном испарении и конденсации газовых конденсатов.
Анализ данных, представленных на рисунке 7, построенном в Excel, показывает, что с увеличением температуры в интервале от 150 до 350 0С доля отгона газового конденсата увеличивается с 0,2665 до 0,8275, а доля конденсата уменьшается с 0,6101 до 0,000002.
По результатам, приведённым на рисунке 6, полученных с помощью Dwsim, можно сделать вывод, что с увеличением температуры в интервале от 150 до 250 0С доля отгона газового конденсата увеличивается с 0,598271 до 0,963228, а доля конденсата уменьшается с 0,967828 до 0,239944.
Сравнение результатов, полученных с помощью Excel и Dwsim, выявило расхождения в значениях начальных и конечных температур для кривых однократного испарения и однократной конденсации.