Экспериментальные исследования и моделирование состава и свойств нефти,

товарных нефтепродуктов, газа и газового

конденсата

Руководитель: асс. каф. ХТТ ИПР ТПУ, к.х.н., Бешагина Е.В.

2

Природный газ, газовый конденсат и нефть поступающие из скважин, содержат большое количество различных примесей, которые препятствуют их дальнейшей транспортировке и переработке.

3

НАПРИМЕР, содержание пыли и механических примесей в газе способствует истиранию металла, вызывает его износ, приводит к выходу из строя уплотнительных колец, клапанов и гильз цилиндров поршневых компрессоров, снижает их коэффициент полезного действия. Механические частицы отлагаются на поверхности труб и резко снижают коэффициент теплопередачи.

4

Другой важной проблемой является наличие влаги, которая вызывает коррозию оборудования.

5

При обработке газового конденсата, за счет снижения температуры в системе, происходит конденсация водяных паров и, следовательно, образование в ней водного конденсата. Гидраты, отлагаясь в газопроводах, уменьшают их сечения, а иногда приводят к аварийным остановкам.

6

Основной проблемой при подготовке нефти на старых месторождениях является ее обезвоживание и обессоливание, так как в процессе эксплуатации повышается доля воды в сырой нефти и изменяются ее физико-химические свойства.

Нефть

Вода

7

На практике проблему обезвоживания чаще всего решают без глубокого анализа причин плохого разделения: за счет увеличения объемов оборудования, повышения расхода реагента, температуры, что приводит к росту расходов на подготовку нефти.

8

Известно, что вопросы проектирования и оптимизации процессов на действующих установках подготовки нефти (УПН) и газа (УКПГ) решаются в основном опытным путем, что всегда сопряжено с большой вероятностью ошибок и недочетов, которые, в основном, устраняются уже на стадии эксплуатации.

9

Актуальной задачей является применение методов математического моделирования для сокращения времени проектирования и трудоемкости, а также увеличение эффективности исследования технологических режимов, прогнозирования протекания процессов первичной подготовки нефти, газа и газового конденсата в динамике разработки месторождения и оптимизации процессов

10

Моделирование физико-химических свойств и состава нефтей и газового конденсата с

применением современных САПР (HYSYS)Преимущества Aspen HYSYS• Наличие более 20 различных методов расчета термодинамических и

физических свойств;• более 2000 библиотечных компонентов, более 16000 пар бинарных

коэффициентов;• специальный пакет для работы с нефтяными смесями и

лабораторными анализами нефтей;• удобный графический интерфейс PFD (Process Flowsheet Diagram);• С помощью набора встроенных утилит возможен расчет

– точки росы по воде и углеводородам;– кривых разгонок (ГОСТ, ИТК, вакуумная разгонка и т.д.);– товарных свойств нефтепродуктов.

11

Рисунок 2 – Представление нефтяной смеси в виде

псевдокомпонентов

Рисунок 1 – Параметры, используемые при

характеризации нефтяных смесей

12

Рисунок 3 – Графики свойств нефти

Рисунок 4 – Формирование потока нефти в графической

среде PFD

Лабораторные исследования состава и физико-химических свойств нефти

Анализатор серы

Хроматограф для определение содержания углеводородов С1…С13 и расчета физико-химических параметров бензинов

Определения предельной температуры фильтруемости ДТ

Для тестирования смазки ДТ

При фракционной перегонке

нефти получаются дистилляты,

отвечающие различным пределам

температур кипения и

перерабатываемые затем на

соответствующие нефтепродукты —

бензин, керосин, масла.

Фракционированная перегонка нефти

Важнейшими характеристиками  свойств сырой нефти являются: плотность, содержание серы, фракционный состав, а также вязкость и содержание воды, хлористых солей и механических примесей.

Плотность нефти, зависит от содержания тяжелых углеводородов, таких как парафины и смолы.

Вязкость определяется структурой углеводородов, составляющих нефть, т.е. их природой и соотношением, она характеризует свойства перекачивания нефтии нефтепродуктов

План выполнения творческих проектовЭкспериментальные исследования и моделирование состава и свойств нефти, товарных нефтепродуктов:

1. Сравнение физико- химических свойств нефтей различных месторождений, анализ влияния на получаемые товарные продукты.

2. Экспериментальное определение фракционного состава различных нефтей.

3. Моделирование физико-химических свойств и состава нефтей с применением HYSYS и PRO II.

4. Экспериментальное исследование товарных и эксплуатационных свойств нефтепродуктов.

16

Экспериментальные исследования и моделирование состава и свойств газа, газового

конденсата

1. Сравнение физико- химических свойств газового конденсата различных месторождений, анализ влияния на получаемые товарные продукты. Хроматографический анализ газа.

2. Моделирование физико-химических свойств и состава газа и газового конденсата с применением HYSYS и PRO II.

3. Экспериментальное исследование товарных и эксплуатационных свойств товарных продуктов.

17