Исследование влияния технологических параметров на процессы низкотемпературной сепарации (стр. 1 из 9)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский политехнический университет»

Факультет – Химико – технологический

Направление – химическая технология и биотехнология

Кафедра – химической технологии топлива

Исследование влияния технологических параметров на процессы низкотемпературной сепарации.

Выпускная квалификационная работа

на соискание квалификации бакалавр

Студент гр. 5А61 _________ _________ Глухих Е.В.

Руководитель:

доцент _________ __________ Ушева Н.В.

Допустить к защите:

Заведующий кафедрой

Д-р техн. наук, проф. _________ __________ Кравцов А. В.

Томск – 2010 г.

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Томский политехнический университет»

Кафедра химической технологии топлива

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой __________А.В. Кравцов

« » _____________ 200 __ г.

(Подпись, дата)

ЗАДАНИЕ

на выполнение выпускной квалификационной работы

Студенту группы 5А61 Глухих Евгении Васильевне

1) Тема выпускной квалификационной работы

Исследование влияния технологических параметров на процессы низкотемпературной сепарации

утверждена приказом ректора (распоряжением декана) от ___________№ ____________

2. Срок сдачи студентом готовой работы 10 июня 2010 г.

3. Исходные данные к работе составы сырьевых потоков. Технологические параметры. Технологическая схема. Математические модели.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень вопросов, подлежащих разработке)

Введение;

1. Литературный обзор: Фазовые равновесия в системе углеводороды-метанол-вода. Физико-химические и технологические основы процессов сепарации при промысловой подготовки газа и газового конденсата. Показатели качества газового конденсата и методы их определения.

2. Постановка задачи исследования.

3.Эксперементальная часть:

3.1. Ознакомление с методикой расчета процессов многоступенчатой сепарации;

3.2. Выбор и обоснование диапазона варьирования параметров;

3.3. Анализ влияния технологических параметров и состава сырья на выход и качество подготовки товарного газа.

3.4. Заключение: Обсуждение результатов. Выводы.
5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

Методика расчета – 1 лист

Результаты расчета – 2 лист

6. Дата выдачи задания на выполнение выпускной квалификационной работы

18 января 2010 г.

Руководитель

Ушева Н.В., доцент

(подпись, дата)

Задание принял к исполнению (студент)

Глухих Е.В.

(подпись, дата)

Оглавление

Задание для ВКР………………………………………………………….…….2

1. Технико-экономическое обоснование ……………………….……...… 4

2. Основные теоретические положения ……………………………...…....5

2.1. Методы расчета констант фазового равновесия …………….…5

2.1.1. Расчет фазового равновесия по методу В.И. Шилова ………..5

2.1.2. Расчет констант фазового равновесия по уравнению состояния Пенга- Робинсона…………………………………………………………6

2.1.3. Расчёт констант фазового равновесия по уравнению Тека-Стила………………………………………………………………………7

2.2.переработка газового конденсата…………………………………..7

3. Литературный обзор………………………………………………………9

3.1. Совершенствование технологии и оборудования подготовки газа………………………………………………………………………….…….9

3.2. Перспективные технологии глубокой промысловой переработки природного газа…………………………………………………………………14

3.3. Повышение эффективности переработки газового сырья……….20

3.4. Сверхзвуковая сепарация в технологии переработки газового углеводородного сырья…………………………………………………………24

4. Экспериментальная часть………………………………………………….32

4.1. Описание технологического процесса и схемы установки УКПГ..32

4.2. Моделирование процессов промысловой подготовки газа ……...37

4.3. Результаты проведения расчетов……………………………………38

5. Приложении 1………………………………………………………………..43

1.Технико-экономическое обоснование

Вариант реализации газового конденсата для переработки на одном из НПЗ возможен, однако оплата конденсата будет строиться по принципу: цена нефти + небольшая премия. Такой принцип оплаты строится из того, что мощности НПЗ рассчитаны, прежде всего, на прием нефти, а не конденсата. Нефтепереработчики не рискуют модернизировать свои мощности под конденсат, поскольку риск постоянной загрузки будет по-прежнему достаточно высок. Как следствие, переработка газового конденсата на мощностях НПЗ даст выход продукции не намного выше, чем при загрузке НПЗ нефтью.

Специализированных перерабатывающих производств, рассчитанных на загрузку газовым конденсатом буквально единицы. Существует также вариант реализации газового конденсата по системе Транснефти, как обычной нефти. В этом случае цена конденсата будет оцениваться, как цена нефти.

2. Основные теоретические положения

2.1.Методы расчёта констант фазового равновесия.

2.1.1. Расчёт констант фазового равновесия по методике В.И. Шилова.

, (4)

, (5)

А = -6.18 • 10 ^-5 • р³ + 1.86 • 10 ^-3 • р² - 4.80 • 10^-2 • р + 1.0049, (6)

В = 1.79•10^-4 р³ -5.15 10 ^-3 р² +12.59 10² р-1.0127, (7)

где р - заданное абсолютное давление системы (давление разгазирования), МПа; b_i, Tb_i - независимые от условий разгазирования величины, характеризующие природу i-ro компонента, и откорректированные с учётом особенностей системы нефть-газ; t - температура системы, °С; K_i - константа фазового равновесия i-го компонента[5,6].

Значения величины b_i, Tb_i приведены в табл. Для условного компонента С₆₊ эти значения получены по результатам экспериментального исследования пластовых смесей Западной Сибири. В зависимости от расчётной молекулярной массы условного компонента С₆₊, Значения b_i, Tb_i рассчитываются по формулам, полученным путём математической обработки графических зависимостей:

Tb₆₊=67.58*(lgM₆₊)^2.46 (8)

(9)

где M₆₊ - расчётная молярная масса условного компонента С₆₊, в исходной нефтегазовой системе ,кг/моль.

Для индивидуальных углеводородов (за исключением метана, этана и пропана) значения b_i, Tb_i определяются по формулам:

- для нормальных парафиновых углеводородо:

lgb_i = 1.9399 + 0.8448 • lg M_i (10)

lgTb_i = 1.8298 + 2.4593 • lg lg M_i (11)

- для изомеров:

lgb_i = 1.8434+ 0.6869lg M_i (12)

lgTb_i = 1.7582 +2.6813 lglg M_i (13)

2.1.2. Расчёт констант фазового равновесия но уравнению состояния Пенга - Робинсона.

Алгоритм расчёта:

1. Задают исходную информацию: критическую температуру T_C, давление Р_с и ацентрический фактор w для каждого компонента рассматриваемой системы; состав смеси в молярных долях; рабочее давление Р, температуру Т.

2. Для каждого компонента смеси определяют значения параметров уравнения состояния z_c*, Ώ_C, ψ на основе табличных данных [7,8].

3. Рассчитывают значения коэффициентов уравнения состояния а, b, с, d для каждого компонента смеси по выражениям:

а = а_C*α(T_r ω) (14)

где

(15)

b=β*R*T_C/p_C

c=σ*R*T_C/p_C

d=δ*R*T_C/p_C

В уравнении (14) вместо коэффициента m используют параметр ψ.

4. Рассчитывают начальные приближения коэффициентов распределения компонентов смеси по формуле (15) с использованием выражения (16).

(16)

где К_i - коэффициент распределения компонента;

Таблица 1 - Значения коэффициентов парного взаимодействия c_i,j

Компоненты	N2	СО2	CH4	C2H6	C3H8	n-C4H10	n-C5H12	n-С6H14	n-C7H16	n-C8H18
N2	0	0	0,025	0,01	0,09	0,095	0,1	0,11	0,115	0,12
C02	0	0,105	0,13	0,125	0,115	0,115	0,115	0,115	0,115
CH4	0	0,005	0,01	0,025	0,03	0,03	0,035	0,04
C2H6	0	0,005	0,01	0,01	0,02	0,02	0,02
с3н8	0	0	0,02	0,005	0,005	0,005
n-C4	0	0,005	0,005	0,005	0,005
n-C5	0	0	0	0
n-C6	0	0	0
n-C7	0	0
n-C8	0

2.1.3. Расчёт констант фазового равновесия по уравнению Тека-Стила.