ЛР2_Чижова АВ_2ДМ52

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Ф едеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа природных ресурсов

Направление подготовки 18.03.01 «Химическая технология»

Профиль «Технология подготовки нефти и газа»

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2

Название работы

Исследование влияния давления первой ступени сепарации нефти на свойства нефтяного газа первой ступени сепарации

Вариант

Вариант 21

По дисциплине

Технологические основы обустройства нефтегазовых месторождений

Студент

Группа	ФИО	Подпись	Дата
2ДМ52	Чижова Анастасия Васильевна		10.04.2026

Руководитель

Должность	ФИО	Ученая степень, звание	Подпись	Дата
Доцент	Фадеева С.В.	к.г.-м.н.		10.04.2026

Томск – 2026 г.

Цель работы:

• ознакомиться с принципом работы операции Электронная таблица;

• рассчитать с помощью операции Электронная таблица критические параметры газовой смеси: критическое давление и критическую температуру при давлении сепарации 1–1,6 МПа и заданной температуре сепарации;

• изучить влияние давления первой ступени сепарации нефти на критические и приведенные параметры, на коэффициент сверхсжимаемости z нефтяного газа первой ступени сепарации.

Этапы работы

1. Расчет критических параметров газовой смеси при давлении сепарации первой ступени равном 1 МПа.

2. Исследование влияния давления первой ступени сепарации нефти на коэффициент сверхсжимаемости z нефтяного газа первой ступени сепарации.

3. Сравнение коэффициентов сверхсжимаемости газа первой ступени сепарации, рассчитанных по графику Брауна-Катца и программой UniSim Gesign.

Исходные данные

Таблица 1 – Исходные данные для варианта №21

Состав смеси, % мольн.	Вариант
	21
СН4	21,44
С2H6	0,66
С3Н8	3,46
i-C4H10	1,80
n-C4H10	5,50
i-C5H12	2,94
n- C5H12	4,65
C6H14	-
C7+ ВЫСШИЕ (нелетучий остаток)	59,58
Молекулярная масса остатка	238
Плотность остатка, кг/м3	860
Расход сырья, т/сут	150
Условия сепарации:
Давление первой ступени, МПа	0,3
Температура первой ступени, оС	20
Давление второй ступени сепарации, МПа	0,102

Исходные данные, введенные в программу:

Сырая нефть, условия и состав:

Для моделирования использовалась технологическая схема двухступенчатой сепарации нефти, полученная в результате лабораторной работы №1 (рисунок 1).

Рисунок 1 – Технологическая схема двухступенчатой сепарации в ПО UniSim Design R460.1

Результаты моделирования

Таблица 1 – Состав газа первой ступени сепарации при разных давлениях
1 МПа	1,2 МПа	1,4 МПа	1,6 МПа

Таблица 3 – Определение коэффициента сверхсжимаемости нефтяного газа первой ступени сепарации
Давление сепарации, МПа	1 МПа	1,2 МПа	1,4 МПа	1,6 МПа
Температура сепарации, К	303
Температура критическая, К (оС)	205,91 (69,24)	203,95 (69,2)	202,50 (70,65)	201,39 (71,76)
Температура приведенная, К	1,448	1,462	1,472	1,480
Давление критическое, МПа	4,522	4,5296	4,535	4,5396
Давление приведенное, МПа	0,2212	0,2649	0,3087	0,3525
Коэффициент сверхсжимаемости газа	0,985	0,96	0,96	0,96
Коэффициент сверхсжимаемости газа по UniSim	0,9704	0,9658	0,9613	0,9568
Температура критическая, оС, по UniSim	-55,97	-58,77	-60,75	-62,23
Давление критическое, МПа, по UniSim	7,551	7,194	6,944	6,759

При 1,0 МПа

При 1,2 МПа

При 1,4 МПа

При 1,6 МПа

Рисунок 2 – Фазовая диаграмма ступени сепарации при Р = 1,0 МПа

Рисунок 3 – Фазовая диаграмма ступени сепарации при Р = 1,2 МПа

Рисунок 4 – Фазовая диаграмма ступени сепарации при Р = 1,4 МПа

Сделайте вывод о влиянии давления на степень отклонения газовой смеси от идеального газового состояния и о причинах расхождения значений z фактора, полученного разными способами.

Выводы:

В результате выполнения работы было исследовано влияние давления первой ступени сепарации (в диапазоне 1,0–1,6 МПа) на степень отклонения газовой смеси от идеального газового состояния, а также проведён анализ расхождений коэффициента сверхсжимаемости z, полученного по графику Брауна-Катца и с помощью программного комплекса UniSim Design.

С увеличением давления на первой ступени сепарации с 1 до 1,6 МПа коэффициент z уменьшается по графику Брауна–Катца: с 0,985 до 0,960, а по программе UniSim: с 0,970 до 0,957.

Это означает, что чем выше давление, тем сильнее газ отклоняется от идеального. При низком давлении (1 МПа) газ ближе к идеальному (z близок к 1), а при росте давления молекулы начинают сильнее взаимодействовать, и газ становится более сжимаемым.

Расхождения между расчётом по графику и программой может быть связано с тем, что UniSim считает коэффициент сверхсжимаемости точнее для конкретного состава газа, а график Брауна–Катца даёт приближённые значения.

Наибольшее расхождение (около 1,5 %) получилось при 1 МПа, с ростом давления разница становится меньше.