Выбор оптимального давления и температуры на второй ступени сепарации при подготовке нефти | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 18 июля, печатный экземпляр отправим 22 июля.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Отаниёзов, Ф. И. Выбор оптимального давления и температуры на второй ступени сепарации при подготовке нефти / Ф. И. Отаниёзов, А. Б. Дусткобилов, А. Х. Муртазаев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 20 (310). — С. 135-137. — URL: https://moluch.ru/archive/310/70079/ (дата обращения: 10.07.2020).



В процессе сепарации из нефти выделяется попутный нефтяной газ, а с ним отделяется также бутан, пентан, гексан и другие тяжёлые углеводороды, которые входят в состав бензина. Наша цель — снизить долю этих компонентов в попутном нефтяном газе.

Ключевые слова: сепарация, мольный состав нефти, мольная доля отгона.

Специфика разновидностей нефтегазосбора обычно связана со схемой размещения скважин, с объёмами добычи, устьевыми давлениями скважин, составом пластовой продукции, расположением линий электропередачи и транспортных магистралей, а также с топографической картой местности, на которой расположен промысел. Месторождения Западной Сибири имеют свои системы нефтегазосбора. В этих системах нашли применение комплексные сборные пункты (КСП), на которых происходят частичная подготовка нефти и ее откачка на центральный сборный пункт (ЦСП) или на центральный пункт подготовки нефти (ЦППН). Сепарация газа осуществляется в две-три ступени. Сепарация первой ступени происходит на КСП (ДНС) при давлении 0,4- 0,8 МПа. Газ поступает на ГПЗ, удаленный на расстояние 100 и более км. В обводненную продукцию вводят деэмульгатор. В зависимости от конкретных условий:

– всю обводненную нефть на ЦППН сепарируют и обезвоживают;

– проводят частичное обезвоживание нефти;

– подготавливают нефть в газонасыщенном состоянии без применения насосов.

Иногда ведется раздельная подготовка безводной и обводненной нефти. В состав КСП входят установка предварительного сброса воды и отбора газа, нагреватели и отстойники (электродегидраторы) для глубокого обезвоживания нефти. Горячую воду из отстойников подают в трубопровод перед первой ступенью сепарации. На ЦППН осуществляются вторая и третья ступени сепарации газа [1].

Чтобы определить мольный состав нефти из блока сепаратора (из первой ступени сепарации) необходимо знать молярной состав сырой нефти, молярную концентрацию газа из сепаратора и мольную долю отгона. На первой ступени сепарации мы определили оптимального давления (0,8 МПа) и температуры (15 оС).

Для определения покомпонентного состава образовавшейся газовой (паровой) фазы используется уравнение:

, (1.1)

где - мольная доля i- го компонента в исходной эмульсии;

— мольная доля i- го компонента в образовавшейся газовой фазе;

— константа фазового равновесия i- го компонента;

— мольная доля отгона.

Поскольку =1, то по уравнению (1.1) получим:

(1.2)

Уравнение (1.2) используется для определения методам последовательного приближения мольной доли отгона при заданных составе исходной смеси , давлении и температуре сепарации.

Путём подбора определили такую величину при которой выполнится условие =1.

Расчеты показали, что из 100 молей сырой нефти в процессе сепарации выделяется 37,85 молей газа. В таблице 1 приведены расчёты [2].

Таблица 1

Компонент смеси

Молярный состав сырой нефти (z)

N'=37,85

Моли

z-

Мольный состав нефти

N2 (Азот)

0,34

0,0088

0,009

0,3312

0,53

CO2 (Двуокись углерода)

0,04

0,001

0,037

0,0027

0,0043

CH4 (Метан)

27,75

0,6922

26,199

1,5511

2,48

С2Н6 (Этан)

6,80

0,13

4,419

1,881

3,01

С3Н8(Пропан)

11,82

0,1118

4,232

7,59

12,15

i-С4Н10(i-бутан)

3,14

0,0174

0,659

2,48

3,97

n-С4Н10(n-бутан)

5,71

0,0238

0,899

4,81

7,7

i-С5Н12(i-пентан)

2,27

0,0028

0,107

2,16

3,46

n-С5Н12(n-пентан)

2,57

0,0024

0,090

2,48

3,97

Остаток

39,56

0,0104

0,395

39,16

62,71

Итого:

100

1,0005

37,546

62,45

100,00

+

-

0,0568

-

-

-

Нефть, полученная из блока сепаратора, проходит вторую ступень сепарации. Содержание углеводородов () в нефтяной эмульсии приведены в таблице 1. По перечисленным выше данным определим мольную долю отгона N' для второй ступени сепарации. Давление второй ступени берём в пределах 0,3–0,5 МПа, а температуру – 15–35 оС.

Результаты расчетов компонентного состава попутного нефтяного газа на второй ступени сепарации Вынгапурского месторождения (мольные доли) по первому варианту [3] сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Компонент смеси

Вторая ступень сепарации (15 ⁰C)

N'=2,39

N'=2,973

N'=3,682

N'=4,585

N'=5,805

0,5 МПа

0,45 МПа

0,4 МПа

0,35 МПа

0,3 МПа

N2 (Азот)

0,0041

0,0036

0,0031

0,0026

0,0022

CO2 (Двуокись углерода)

0,0009

0,0008

0,0007

0,0007

0,0006

CH4 (Метан)

0,5439

0,5053

0,4607

0,4099

0,3527

С2Н6 (Этан)

0,1824

0,1930

0,2032

0,2116

0,2158

С3Н8(Пропан)

0,1770

0,1952

0,2170

0,2434

0,2752

i-С4Н10(i-бутан)

0,0281

0,0312

0,0350

0,0398

0,0460

n-С4Н10(n-бутан)

0,0385

0,0428

0,0482

0,0551

0,0640

i-С5Н12(i-пентан)

0,0046

0,0051

0,0058

0,0067

0,0079

n-С5Н12(n-пентан)

0,0039

0,0043

0,0049

0,0056

0,0066

Остаток

0,0171

0,0191

0,0217

0,0250

0,0295

Итого:

1,0004

1,0005

1,0004

1,0004

1,0004

+

0,0921

0,1026

0,1156

0,1322

0,1540

Таблица 3

Компонент смеси

Вторая ступень сепарации (0,5МПа)

N'=2,39

N'=2,853

N'=3,4

N'=4,056

N'=4,859

15 °С

20 °С

25 °С

30°С

35 °С

N2 (Азот)

0,0041

0,0036

0,0032

0,0028

0,0024

CO2 (Двуокись углерода)

0,0009

0,0008

0,0008

0,0008

0,0007

CH4 (Метан)

0,5439

0,5049

0,4634

0,4202

0,3757

С2Н6 (Этан)

0,1824

0,1885

0,1933

0,1961

0,1966

С3Н8(Пропан)

0,1770

0,1969

0,2184

0,2412

0,2650

i-С4Н10(i-бутан)

0,0281

0,0316

0,0355

0,0398

0,0445

n-С4Н10(n-бутан)

0,0385

0,0436

0,0494

0,0559

0,0632

i-С5Н12(i-пентан)

0,0046

0,0054

0,0063

0,0073

0,0085

n-С5Н12(n-пентан)

0,0039

0,0045

0,0053

0,0063

0,0074

Остаток

0,0171

0,0206

0,0249

0,0301

0,0364

Итого:

1,0004

1,0005

1,0004

1,0005

1,0004

+

0,0921

0,1057

0,1214

0,1394

0,1600

Исходя из полученных данных, мы сможем сказать, что со снижением давления и с увеличением температуры потеря углеводородов ( и выше увеличивается. Полученные результаты показывают, что давление в 0,5 МПа и температура 15⁰C считаются оптимальными, при этом мольная доля отгона равняется 2,39. Это число показывает, что из 100 молей сырой нефти в процессе сепарации выделяется 2,39 молей газа.

Литература:

  1. Техика и технология добычи и подготовки нефти и газа: Учебное пособие. Ибрагимов Г. З., Артемьев В. Н., Иванов А. И., Кононов В. М. Издательство МГОУ, 2005. — C.213–216.
  2. Леонтьев С. А., Галикеев Р. М., Фоминых О. В. Расчет технологических установок системы сбора и подготовки скважинной продукции: учебное пособие. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. с.52–55.

3. Марченко А. Н., Леонтьев С. А., Фоминых О. В. Обоснование рациональных технологических параметров подготовки скважинной продукции вынгапуровского месторождения // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», 2012, № 3.с.211–219.

Основные термины (генерируются автоматически): ступень сепарации, мольная доля отгона, сырая нефть, попутный нефтяной газ, мольный состав нефти, Двуокись углерода, го компонента, компонент смеси, процесс сепарации, мольная доля.


Ключевые слова

сепарация, мольный состав нефти, мольная доля отгона

Похожие статьи

Низкотемпературная сепарация углеводородов из природного...

Низкотемпературная сепарация является наиболее эффективным процессом для выделения и отделения из сырого газа всех высококипящих компонентов. Кроме того, сепарация газа при низкой температуре является отличным средством для дегидратации его...

Повышение эффективности разделения компонентов природного...

Природный газ (ПГ) и попутный нефтяной газ (ПНГ) в последние годы расширили свои функции, перестав просто быть нефтехимическим сырьем, а

Большая часть технологий, предназначенных для сепарации компонентов газа и извлечения из него целевых фракций...

Фазовые равновесия в многокомпонентных смесях, содержащих...

где V — мольная доля газовой фазы; L — мольная доля жидкой фазы; уi — мольная доля г компонента в газовой фазе; хi -мольная доля г компонента в

Моделирование установки первичной перегонки нефти в режиме... Для нефтяной смеси уравнение состояния является...

Технология вытеснения нефти раствором двуокиси углерода...

В данной статье рассмотрен один из методов увеличения нефтеотдачи на нефтяных месторождениях находящихся на завершающейся стадии разработки. На примере Арланского месторождения описана технология вытеснения нефти раствором двуокиси углерода для...

Основные уравнения процесса перегонки жидких смесей

Нефть, газовый конденсат и их фракции являются многокомпонентными смесями, состоящими из большого числа компонентов.

Из уравнения (1.22) методом последовательных приближений можно определить долю отгона е при заданных температуре и давлении.

К вопросу повышения качественных показателей жидких...

При помощи сепарации они отделяются от нефти и содержащегося в ней газа.

Так как при выделении газ частично увлекает за собой нефть, которая, проходя через отверстия перегородок, оседает и возвращается в секцию деления нефти.

Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения...

Библиографическое описание: Ишмурзин, А. А. Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения целевых компонентов / А. А

Учитывая изложенное ранее была разработана технология подготовки газа на основе 3S сепарации. 3S сепарация (от англ. super sonic...

Использования газоадсорбционной хроматографии...

где – молярная доля j-го компонента в анализируемой газовой смеси; – значение градуировочного коэффициента j-гo компонента

После вычисления расчета состава газовой смеси производят определение физико-химических показателей качества природного газа и...

Анализ эффективности оборудования установки получения...

В настоящее время для увеличения глубины извлечения ценных компонентов из газа

Данные показывают, что в составе сжиженного газа массовая доля этана составляет 3,71–3,97 % (по

Также в составе сжиженного газа присутствуют углекислый газ и азот, массовая доля которых...

Определение метанового числа попутного нефтяного газа при...

Одним из возможных вариантов применения попутного нефтяного газа является использование его для

Число равно содержанию (в процентах по объёму) метана в его смеси с водородом, при котором эта

Был определён состав газа после первой ступени сепарации.

Похожие статьи

Низкотемпературная сепарация углеводородов из природного...

Низкотемпературная сепарация является наиболее эффективным процессом для выделения и отделения из сырого газа всех высококипящих компонентов. Кроме того, сепарация газа при низкой температуре является отличным средством для дегидратации его...

Повышение эффективности разделения компонентов природного...

Природный газ (ПГ) и попутный нефтяной газ (ПНГ) в последние годы расширили свои функции, перестав просто быть нефтехимическим сырьем, а

Большая часть технологий, предназначенных для сепарации компонентов газа и извлечения из него целевых фракций...

Фазовые равновесия в многокомпонентных смесях, содержащих...

где V — мольная доля газовой фазы; L — мольная доля жидкой фазы; уi — мольная доля г компонента в газовой фазе; хi -мольная доля г компонента в

Моделирование установки первичной перегонки нефти в режиме... Для нефтяной смеси уравнение состояния является...

Технология вытеснения нефти раствором двуокиси углерода...

В данной статье рассмотрен один из методов увеличения нефтеотдачи на нефтяных месторождениях находящихся на завершающейся стадии разработки. На примере Арланского месторождения описана технология вытеснения нефти раствором двуокиси углерода для...

Основные уравнения процесса перегонки жидких смесей

Нефть, газовый конденсат и их фракции являются многокомпонентными смесями, состоящими из большого числа компонентов.

Из уравнения (1.22) методом последовательных приближений можно определить долю отгона е при заданных температуре и давлении.

К вопросу повышения качественных показателей жидких...

При помощи сепарации они отделяются от нефти и содержащегося в ней газа.

Так как при выделении газ частично увлекает за собой нефть, которая, проходя через отверстия перегородок, оседает и возвращается в секцию деления нефти.

Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения...

Библиографическое описание: Ишмурзин, А. А. Низкотемпературная сепарация природного газа для извлечения целевых компонентов / А. А

Учитывая изложенное ранее была разработана технология подготовки газа на основе 3S сепарации. 3S сепарация (от англ. super sonic...

Использования газоадсорбционной хроматографии...

где – молярная доля j-го компонента в анализируемой газовой смеси; – значение градуировочного коэффициента j-гo компонента

После вычисления расчета состава газовой смеси производят определение физико-химических показателей качества природного газа и...

Анализ эффективности оборудования установки получения...

В настоящее время для увеличения глубины извлечения ценных компонентов из газа

Данные показывают, что в составе сжиженного газа массовая доля этана составляет 3,71–3,97 % (по

Также в составе сжиженного газа присутствуют углекислый газ и азот, массовая доля которых...

Определение метанового числа попутного нефтяного газа при...

Одним из возможных вариантов применения попутного нефтяного газа является использование его для

Число равно содержанию (в процентах по объёму) метана в его смеси с водородом, при котором эта

Был определён состав газа после первой ступени сепарации.

Задать вопрос