1 / 27

Моделирование свойств нефти

Моделирование свойств нефти. 1. Введение. Нефть содержит от ~ 100 до 16 000 соединений М огут присутствовать легкие газы С1-С5, CO 2 , H2S и вода Парафины, нафтены, ароматические соединения Гетероциклические циклические соединения / ациклические с атомами N, S

kirk-armstrong
Download Presentation

Моделирование свойств нефти

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Моделирование свойств нефти 1

  2. Введение Нефть содержит от ~100 до 16 000 соединений Могут присутствовать легкие газы С1-С5, CO2, H2S и вода Парафины, нафтены, ароматические соединения Гетероциклические циклические соединения/ ациклические с атомами N, S Почти всегда присутствуют соли 2

  3. Основные направления моделирования свойств нефти Моделирования разработки нефтяных пластов. Геология, гидродинамика, механика. Транспортирование нефти. Гидродинамика, термодинамика. Переработка нефти. Термодинамика, кинетика, гидродинамика. 3

  4. Необходимость моделирования Цель: рассмотреть возможность использования термодинамических методов моделирования при расчете свойств нефти Задачи которые можно решить используя моделирования свойств нефти • Расчет оборудования, параметры работы • Оценка энергетического и материального баланса • Стратегическое планирование и оценка прибыли 4

  5. Основные свойстванефти и нефтепродуктов •Температуры кипения нефти (фракции): Tн,Tк, T%vol • Давление паров по Рейду:RVP • Октановое число: ОЧИМ, ОЧИИ / Цетановое число • Теплота сгорания верхняя и нижняя • Точка застывания • Температура замерзания • Температура вспышки • Температура помутнения • Анилиновая точка • Высота некоптящего пламени, мм • Содержание классов веществ: ПНА (ПОНА) • Содержание серы и азота, вес % • Коксование по Конрадсону • Содержание металлов: Ni, Fe, V, Na, K • Индекс рефракции 5

  6. Тарелка дистилляционной колонны: равновесное моделирование Tj,Pj,Hvj Vj,yj Tj-1,Pj-1,Hvj-1 Lj-1,yj-1 Wj j-тарелка TFj,PFj,HFj Zj,zj Q Uj Tj+1,Pj+1,Hvj+1 Vj+1,yj+1 Tj,Pj,HLj Lj,xj 6

  7. Основные уравнения для расчета дистилляционной колонны Lj-1xi,j-1+Vj+1yi,j+1+Fjzi,j-(Lj+Uj)xi,j-(Vi+Wj)yi,j=0 yi,j-Ki,jxi,j=0 (yi,j-yi,j+1)-η(Ki,jxi,j-yi,j+1)=0 Lj-1HL,j-1+Vj+1HV,j+1+FjHF,j-(Lj+Uj)HL,j-(Vj+Wj)HV,j-Qj=0 Функции Hv, HF, HL, K зависят от температуры, давления, состава. 7

  8. Экспериментальные методы получения кривых дистилляции Существующие основные стандартные методики измерения •ИТК (англ.: TBP) истинная температура кипения, ASTM 2892 • ASTM D86 (атмосферная или вакуумная) •ASTM 1160 •По данным хроматографии ASTM 2887 В процессе периодической дистилляциипроводится отбор фракций 8

  9. Пример результатов анализа 9

  10. Измерения истинной температуры кипения Особенности Прямая колона с 15 тарелками, флегмовое число 5 Измеряемая величина температура в конденсаторе 10

  11. Измерения температуры вскипания по методике ASTM D86 Особенности Нет колонны и возврата флегмы Измеряемая величина температура пара 11

  12. Преобразование кривых разгонки TTBP= aTD86b TTBP= температура ИТК [ºK]TD86 = температура в методе D 86 [ºK]a, b = константы зависящие от отбора дистиллята Обычно все кривые пересчитываются к ИТК 12

  13. Обработка кривых ИТК. Гипотетические компоненты Коэффициент Уатсона 10<Kw<15 13

  14. Экстраполяция данных дистилляции Границы применения методов α,β>0 14

  15. Моделирование свойств Определенные величины: Tbi,Vi, Kw,ρi Для моделирования тарелки необходимо • Теплоемкость газа • Теплоемкость жидкости • Давление пара над чистой жидкостью • Бинарные параметры или Ki • Плотность жидкости • Энтальпия испарения 15

  16. Стратегия оценки и расчетов свойств Кривая разгонки (+плотности) Мол. вес: MW Температура кипения:Tb Крит. свойства: Pc,Tc, Vc,ω Плотность:ρ Плотность жидкости Уатсон:Kw Энтальпия испарения Теплоемкость газа Теплоемкость жидкости 16

  17. Оценка молекулярного весагипотетического компонента Корреляция Lee-Kesler + + Lee, B. I; Kesler, M. G. “A Generalized Thermodynamic Correlation Based on Three-Parameter Corresponding States.” AIChEJ. 1975, 21, 510. 17

  18. Оценка критических свойств Корреляция Lee-Kesler 189.8+450.6189.8 +- 18

  19. Ацентрический фактор Tr=T/TC, Pr=P/PC Tbr=Tb/TC 19

  20. Плотность жидкости Уравнение COSTALD (Corresponding States Liquid Density) ZRA= критическая сжимаемость вещества экспериментальная величина, может быть оценена для псевдокомпонетов 20

  21. Теплоемкость идеального газа Обычно хватает линейной зависимости -4 -4 -3 -7 21

  22. Теплоемкость жидкости 145 K<T<0.8Tc T>0.8Tc A A A 22

  23. Энтальпия испарения 23

  24. Расчеты фазового равновесия Уравнение для коэффициентов активностей 24

  25. Моделирование с помощью уравнения состояния Уравнение Пенга-Робинсона для одного компонента 2 Для смеси компонентов 25

  26. Заключение • Возможно применение корреляций для оценки свойств совместно с термодинамическими методами расчета • Такие способы моделирования находят практическое применение в химической технологии 26

  27. Объединение разединения компонентов Lumping - Delumping 1

More Related