Материальный баланс второй ступени, Общий материальный баланс установки - Расчет материального баланса дожимной насосной станции Мамонтовского нефтяного месторождения

Термодинамические параметры работы рассматриваемого блока равны:

Р = 0,4 МПа; t = 200С.

Содержание углеводородов в нефтяной эмульсии и константы фазового равновесия (КI) с учетом условий сепарации приведены в таблице 3.8

Таблица 3.8 - Исходные данные для расчета

Компонент смеси

Мольная доля компонента в нефти ()

Молекулярная масса компонента (Mi), кг/кмоль

Кi

СО2

0,33

44

53,1

N2

0,67

28

131,5

CH4

15,75

16

58,20

С2Н6

1,11

30

9,30

С3Н8

1,91

44

2,08

Изо-С4Н10

1,16

58

0,99

Н-С4Н10

2,22

58

0,70

Изо-С5Н12

1,67

72

0,19

Н-С5Н12

3,15

72

0,14

С6Н14+

72,12

86

0,04

100,00

~

~

Составляем уравнения мольных концентраций для каждого компонента в газовой фазе в расчете на 100 молей нефти:

Путем подбора определим такую величину, при которой выполнится условие:

.

Подбор величины приводится в таблице 3.9

Таблица 3.9 - Определение мольной доли отгона N

Компонент смеси

= 9,2

= 10,2

= 11,2

СО2

0,010

0,009

0,009

Азот N2

0,028

0,026

0,024

Метан CH4

0,892

0,818

0,754

Этан С2Н6

0,019

0,018

0,017

Пропан С3Н8

0,023

0,023

0,023

Изобутан изо-С4Н10

0,030

0,030

0,030

Н-бутан н-С4Н10

0,033

0,033

0,033

Изопентан изо-С5Н12

0,004

0,004

0,004

Н-пентан н-С5Н12

0,004

0,004

0,004

Гексан и выше С6Н14 +

0,033

0,034

0,034

Yi

1,077

1,000

0,932

Расчеты показали, что из 100 молей сырой нефти в процессе сепарации выделяется 4,23 молей газа. Составим материальный баланс сепарации в молях на 100 молей сырой нефти. Расчет приведен в таблице 3.10

Таблица 3.10 - Мольный баланс процесса сепарации второй ступени

Компонент смеси

Молярный состав

Сырой нефти (z'i), %

Газ из сепаратора

Нефть из сепаратора

Моли (z'i - N0гi)

Мольный состав нефти

Из блока сепараторов

X'i=( z'i - N0гi).100, %

У(z'i - N0гi)

Молярная

Концентрация (y'i)

Моли

СО2

0,33

0,009

0,09

0,02

0,02

N2

0,67

0,026

0,26

0,02

0,02

CH4

15,75

0,818

8,34

1,26

1,40

С2Н6

1,11

0,018

0,18

0,18

0,19

С3Н8

1,91

0,023

0,24

0,99

1,11

Изо-С4Н10

1,16

0,030

0,30

2,68

2,98

Н-С4Н10

2,22

0,033

0,34

4,26

4,74

Изо-С5Н12

1,67

0,004

0,04

2,06

2,29

Н-С5Н12

3,15

0,004

0,04

2,56

2,85

С6Н14+

72,12

0,034

0,34

75,80

84,39

Итого

100,00

1,000

N0гi 10,18

89,82

100,00

Баланс по массе, в расчете на 100 молей сырой нефти приведен в таблице 3.11

Таблица 3.11 - Массовый баланс процесса сепарации второй ступени

Компонент

Смеси

Молярный состав сырой нефти (), %

Массовый состав сырой нефти Mic=.Mi

Массовый состав газа из сепаратора

Miг=N0гi. Mi

Массовый состав нефти из сепаратора

Miн= Mic - Miг

Масса выделившегося газа, относительно сырой нефти

Riг=100.Miг/ Mic, %

СО2

0,33

4,84

4,15

0,69

85,78

N2

0,67

7,84

7,35

0,49

93,73

CH4

15,75

153,6

133,42

20,18

86,86

С2Н6

1,11

10,8

5,55

5,25

51,37

С3Н8

1,91

54,12

10,34

43,78

19,11

Изо-С4Н10

1,16

172,84

17,47

155,37

10,11

Н-С4Н10

2,22

266,8

19,65

247,15

7,37

Изо-С5Н12

1,67

151,2

3,19

148,01

2,11

Н-С5Н12

3,15

187,2

2,93

184,27

1,57

С6Н14+

72,12

6548,04

29,62

6518,42

0,45

Итого

100,00

Mic=7557,3

Miг =233,67

Miн=7323,61

Rсмг= 3,09

RсмГ=0,0309- массовая доля отгона.

Средняя молекулярная масса газа рассчитывается по формуле (3.4):

Плотность газа рассчитывается по формуле (3.5):

Плотность газа при нормальных условиях (атмосферном давлении и температуре 0ОС) рассчитывается по формуле (3.6):

Таблица 3.12 - Характеристика газа, выделяющегося в сепараторе

Компонент

Смеси

Молярная концентрация N0гi/N0гi

Молекулярная масса

(Mi)

Массовый состав

[N0гi/N0гi].Mi.100 %, Mсрг

Содержание тяжелых углеводородов

[N0гi/N0гi].Mi. ср.103г/м3,Mсрг

СО2

0,01

44

1,78

~

N2

0,03

28

3,14

~

CH4

0,82

16

57,08

~

С2Н6

0,02

30

2,37

~

С3Н8

0,02

44

4,42

168,96

Изо-С4Н10

0,03

58

7,47

285,41

Н-С4Н10

0,03

58

8,41

321,02

Изо-С5Н12

0,00

72

1,37

52,18

Н-С5Н12

0,00

72

1,25

47,87

С6Н14+

0,03

86

12,67

483,81

Итого

1,00

~

100,00

1359,26

Составим материальный баланс блока без сбора воды (формула (3.8):

Из сепаратора будет выходить поток жидкого продукта, с производительностью QНСеп по нефти (формула 3.9) и общей производительностью QСеп (формула 3.11), соответственно:

Данные по расчету блока сепарации второй ступени сводим в таблице 3.13

Таблица 3.13 - Материальный баланс второй ступени сепарации

Приход

Расход

%масс

Т/ч

Т/г

%масс

Т/ч

Т/г

Эмульсия

Эмульсия

99,44

В том числе:

В том числе:

Нефть

17,41

11,79

99000

Нефть

17,55

11,43

96000

Вода

82,59

53,69

451000

Вода

82,45

53,69

450996

Всего

100

65,12

546996

ИТОГО

100,00

65,48

550000

Газ

0,56

0,36

3004

ИТОГО

100,00

65,48

550000
Общий материальный баланс установки

На основе материальных балансов отдельных стадий составляем общий материальный баланс установки подготовки нефти, представленный в таблице 3.14.

Таблица 3.14 - Общий материальный баланс установки

Приход

Расход

% масс

Кг/ч

Т/г

% масс

Кг/ч

Т/г

Эмульсия

Подготовленная

Нефть

В том числе:

Нефть

18

11,79

99000

В том числе:

Вода

82

53,69

451000

Нефть

17,45

11,43

96000

Вода

81,53

53,69

450996

Газ

1,26

0,36

3004

Итого

100

65,48

550000

Итого

100,00

65,48

550000

Похожие статьи




Материальный баланс второй ступени, Общий материальный баланс установки - Расчет материального баланса дожимной насосной станции Мамонтовского нефтяного месторождения

Предыдущая | Следующая