определение физико-химических свойств отобранных при разгонке узких фракций и остатка перегонки (плотности, вязкости, температуры застывания, показателя преломления, компонентного состава по хроматографической методике детального углеводородного анализа (DHA) или аналогичной - для фракций, выкипающих при температурах до 180°С, фракционного состава по Энглеру - для фракций, выкипающих при температурах от 180 до 400°С); хроматографическое определения компонентного состава отобранного при фракционной разгонке газа дебутанизации и компонентного состава сжиженных газов, собранных в ловушках с температурами -20°С и 0°С в процессе фракционной разгонки.

На этом непосредственное проведение исследований завершается, после чего выполняется весьма важный этап работы - обработка результатов исследований с контролем их достоверности.

4.4. Комплексная обработка результатов исследований составов и свойств. Контроль достоверности результатов исследований

Обработка полученных экспериментальных данных по составам и физико-химическим свойствам отобранных продуктов и физико-химическим свойствам их узких фракций выполняется по методике, включающей следующие основные операции:

проверку схождения материальных балансов разгазирования и фракционирования проб и составление полного материального баланса разделения пробы продукта на компоненты и узкие фракции (включая каскадные разгонки, если они выполнялись); объединение и перераспределение компонентов и узких фракций между граничными продуктами разгазирования и фракционирования (газами дегазации, дебутанизации, сжиженными газами из ловушек и легкими фракциями атмосферной разгонки), конечными фракциями атмосферной разгонки и первыми фракциями средневакуумной разгонки, конечными фракциями средневакуумной разгонки и первыми фракциями глубоковакуумной разгонки); разделение остатка перегонки на 10-ти градусные фракции путем экстраполяции кривой разгонки при условиях сохранения монотонности и плавности изменения угла наклона кривой распределения масс узких фракций по их средним температурам кипения и сохранения монотонности зависимости плотности узких фракций от их средней температуры кипения, а также при дополнительном условии - плотность остатка перегонки, рассчитанная по экстраполированному фракционному составу и экстраполированным плотностям 10-ти градусных фракций должна быть равна экспериментально определенной плотности остатка перегонки; преобразование компонентно-фракционного состава продукта, включающего углеводороды С1 - С5 и фракции, отобранные в процессе разгонок, в унифицированный (модельный) компонентно-фракционный состав, включающий углеводороды С1 - С5, буферную фракцию 45-60°С и далее 10-ти градусные фракции (60-70°С, 70-80°С...) до конца кипения (включая экстраполированные фракции остатка перегонки); определение плотности, молекулярной массы, вязкости и температуры застывания узких фракций, входящих в унифицированный компонентно-фракционный состав продукта, путем преобразования экспериментально найденных зависимостей перечисленных показателей от температур кипения фракций - при этом молекулярные массы экспериментально не определяются, а рассчитываются по зависимостям плотности узких фракций от их температуры кипения и молекулярной массы.

Проверка достоверности полученных экспериментальных данных в общем случае включает следующие операции и ограничения:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
экспериментально определенные плотности узких фракций не должны выходить за граничные кривые зависимости плотности от температуры кипения (нижняя граница соответствует зависимости плотности от температуры кипения для нормальных углеводородов метанового ряда, верхняя граница - аналогичной зависимости для ароматических углеводородов); плотность продукта, рассчитанная по компонентно-фракционному составу продукта и плотностям компонентов и узких фракций (полученным в результате обработки экспериментальных данных по методике п.2), должна совпадать с экспериментально определенной плотностью продукта в пределах погрешности эксперимента; дополнительно для некоторых продуктов проводится аналогичная проверка по вязкости, температурам застывания и помутнения, давлению насыщенных паров по Рейду; при возникновении сомнений в качестве разгонки проверяется соответствие номинальных пределов кипения узких фракций (зафиксированных при их отборе в процессе разгонки) с фактическим распределением их массы по температурам кипения (определяемым путем хроматографического анализа или разгонки по Энглеру).

При отрицательном заключении о достоверности каких-либо экспериментальных данных они отбраковываются, а исследования повторяются.

Вышеописанные методики обработки результатов исследований и проверки их достоверности алгоритмизированы и реализованы на ПЭВМ в виде программного комплекса, включающего также функции записи результатов исследований и их обработки (модельных составов) в базы данных, сервисные функции операций с базами данных, контрольные термодинамические расчеты для записанных в базы модельных составов и интерфейс с системами технологического моделирования.

Завершающим этапом комплекса работ по обследованию технологических объектов (основой которого являются экспериментальные исследования составов и свойств отобранных проб продуктов и обработка полученных результатов) является увязка обработанных экспериментальных данных по составам и свойствам потоков (в виде их модельных составов) и оперативной технологической информации по режимам работы объекта (давлениям, температурам и расходам потоков, зафиксированным в процессе проведения обследований) в единый расчетно-информационный комплекс - адекватную технологическую модель объекта. Создание модели выполняется с помощью систем технологического моделирования, описанных в последующих разделах.

4.5. Расчет основных свойств и показателей качества углеводородных продуктов по их составам и свойствам компонентов и псевдокомпонентов

Для проработки, анализа и выбора оптимальных вариантов транспорта и переработки газа, конденсата и нефти новых месторождений (на стадии проектирования их разработки и обустройства) и подключения их к действующим системам транспорта и переработки, а также для комплексного анализа действующих систем и решений задач по их модернизации и развитию наряду с расчетами составов потоков необходимо рассчитывать их основные физико-химические характеристики и показатели качества. В настоящее время известно достаточно много корреляций, связывающих компонентно-фракционные составы и свойства компонентов и псевдокомпонентов с физико-химическими характеристиками и показателями качества продуктов. Остановимся на некоторых, наиболее проверенных и нашедших практическое применение для прогнозирования характеристик углеводородных продуктов предприятий добычи и переработки газового конденсата и попутной нефти в Тюменской области.

Имеющиеся данные по компонентно-фракционным составам и перечисленные выше характеристики узких фракций позволяют достаточно надежно рассчитывать следующие основные характеристики продуктов:

для жидких - плотность, вязкость, молекулярную массу, температуры застывания, помутнения и вспышки, упругость паров, давление насыщенных паров по Рейду, октановое число (для бензиновых фракций), фракционный состав по Энглеру, газосодержание; для газообразных (парообразных) - плотность, вязкость, молекулярную массу, конденсатный фактор, точки росы по воде и углеводородам.

Плотность, молекулярная масса, вязкость, температуры помутнения и застывания, октановое число определяются по правилам аддитивности в виде линейных (для плотности, молекулярной массы и октанового числа) и степенных уравнений, остальные перечисленные параметры - путем моделирования соответствующих методик исследований на основе уравнений для расчета фазового равновесия. Кроме перечисленных параметров могут определяться содержания примесей (воды, метанола, солей, сероводорода). Определения перечисленных параметров достаточно, чтобы прогнозировать основные показатели качества продуктов первичной переработки конденсата и, следовательно, адекватно рассчитывать ожидаемые материальные балансы переработки и ограничения по выходам товарных продуктов требуемого качества.

Ниже приведены уравнения, рекомендуемые для расчетов основных физико-химических характеристик у/в продуктов по их составам и свойствам компонентов и псевдокомпонентов (узких фракций). Усредненные составы добываемых флюидов и конденсатов, получаемых в процессе промысловой подготовки и стабилизации, а также усредненные характеристики их компонентов и узких фракций приведены в приложениях.

Молекулярную массу продукта рассчитывают по уравнению

M = [∑(Zi×Mi)]/100,                                                        (1)

где Zi - содержание i-го компонента в продукте в % мольных; Mi - молекулярная масса соответствующего компонента газа.

Пересчет состава продукта из % массовых (Zgi) в % мольные и обратно производится по формулам

Zi = 100×(Zgi/Mi)/∑(Zgi/Mi);                                                (2)

Zgi = 100×(Zi×Mi)/∑(Zi×Mi).                                                (3)

Состав продукта в % объемных (vi) определяется по уравнению

vi = 100×(Zgi/ρi)/∑(Zgi/ρi),                                                (4)

где ρi - плотность i-го компонента в кг/м3. Для газообразных компонентов (от метана до нормального бутана), растворенных в жидком продукте, ρi является не истинной, а «кажущейся», которая равна массе растворенного газового компонента, деленной на его объем в продукте.

Плотность жидкого продукта (ρж, кг/м3) рассчитывается по уравнению

ρж = (vi×ρi);                                                                        (5)

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14