Хімічний склад свердловинної продукції



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Хімічний склад свердловинної продукції



Природні гази, які видобувають із газових, газоконденсатних і нафтогазоконденсатних родовищ складаються, в основному, із вуглеводнів гомологічного ряду метану( ).

Метан СН , етан С2 Н при стандартних умовах (РАТ = 0,1013 МПа і ТСТ = 293 К ) - гази.

Пропан С Н , нормальний бутан nС4 Н і ізобутан iС Н при РАТ = 0,1013 МПа і ТСТ = 293 К - гази, а при Р > переходять у рідини.

Нормальний пентан nС5 Н12, ізопентан іС Н і вищі вуглеводні до С17 Н36 при нормальних атмосферних умовах - рідини.

Вони входять в склад бензинової фракції.

Вуглеводні починаючи з С Н і до вище знаходяться у твердому стані.

В багатьох випадках склад природних вуглеводневих газів визначають не повністю, а до пентану (nС5 Н12 ) або гексану С6 Н14 включно, а решта компонентів об’єднують в залишок (або псевдокомпонент) С5+В або С6+В. Молекулярну масу залишку можна визначити за компонентним складом, якщо він відомий, або кріоскопічним методом.

Фізико-хімічні властивості вуглеводневих компонентів природних газів наведені у таблиці 1.2.

Деякі фізико-хімічні властивості невуглеводневих компонентів природних, які входять в склад природних газів, наведені в таблиці 1.3.

 


Таблиця 1.2 – Фізико-хімічні властивості вуглеводневих

компонентів природних газів

Показники Метан Етан Пропан Бутан Пентан
Хімічна формула
Молекулярна маса 16,04 30,07 44,09 58,124 72,151
Густина при 0.1013 МПа і 273 К, кг/   0,717   1,344   1,967   2,598   3,220
Критичні параметри: температура, тиск, МПа густина, кг/   190.7 4.7   306.2 4.9   369.8 4.3 225.5   425.2 3.8 225.2   470.4 3.4
Газова постійна, Дж / (кг · К)          
Питома теплоємність газу при 0.1013 МПа і 273 К: Дж / (кг К) При постійн. тиску , При постійн. об’ємі CV                    
Теплота випаровування рідини при 0.1013 МПа, кДж /кг          
Об’єм газу після випаровування рідини, приведений до273 К і 0.1013 МПа, м33     442.1       311.1     272.9     229.4     237.5
Коефіцієнт динамічної в’язкості при 0,1013 МПа і 273 К, мкПа с   10,3 8,3 7,5   6,9   6,9
    продовження табл. 1.2
Показники Метан Етан Пропан Бутан Пентан
Теплота згорання при 288 К і 0,1013 МПа, МДж/кг: вища нижча   55,7 50,2   47,4   49,9 46,4   49,5 45,7   49,5 45,7
Кількість повітря для спалювання газу, кг/кг     9,54 17,22     16,67 16,10     23,82 15,56     23,82 15,56     30,97 15,43
Температура самозагорання у повітрі,          
Границі самозагорання, % об.: нижній верхній   5,3   2,9   2,1 9,5   1,9 9,1   1,9 9,1
Октанове число
Критичний коефіцієнт стисливості   0,290   0,285   0,277   0,283   0,274
Температура кипіння при 0,1013 МПа, - 161,3 -88,6 -42,2 -10,1 -0,5
               

Таблиця 1.3 – Фізико - хімічні властивості

невуглеводневих газів

Показники
Молекулярна маса 44,011 34,082 28,016
Густина при 0,1013 МПа і 273 К,   1,977   1,539   1,251
Критичні параметри: температура, ; тиск, МПа молярний об’єм, /мол   7,54 94,0   100,4 9,18 95,0   147,1 3,46 90,1
Газова постійна, Дж / (кг)
Питома теплоємність газу при 0,1013 МПа і 273 К: При постійному тиску, CP , Дж / (кг-К) При постійному об’ємі СV , Дж / (кг-К)            
Теплота випаровування рідини при 0,1013 Па, кДж/кг     83,12     132,1     47,4
Коефіцієнт динамічної в’язкості при 0,1013 МПа і 273К, мкПа с   13,8   11,7   16,6
Теплопровідність при 273 К, Вт / (м К)   0,01372   0,0120   0,0239
Густина в рідкому стані при температурі кипіння і 1013 МПа, кг/     924,8     950,0     634,1
Критичний коефіцієнт стисливості   0,274   0,268   0,291

Спосіб вираження складу фаз

Продукція газоконденсатних родовищ складається із газу і конденсату, а газових родовищ з нафтовими облямівками - із газу і нафти.

Суміш вуглеводневих компонентів в газоподібному і рідкому станах на­зивають системою. Стан і властивості системи визначається впливом різних параметрів, які впливають на зміну системи. До таких параметрів відносять: тиск, температуру, об'єм, концентрацію компонентів або густину. Система знаходиться у рівновазі, коли всі її параметри залишаються не­змінними. При такому стані в системі не відбувається явно видних якісних і кількісних змін.

Систему називають гомогенною, якщо вона має однакові фізичні і хімічні властивості за об'ємом, наприклад, якщо окремо взяти газ, нафту, вуглеводне­вий конденсат, пластову воду.

Систему називають гетерогенною, якщо вона має не однакові фізичні і хімічні властивості, тобто складається з речовин, які знаходяться в різних агрегатних станах. Говорять, що двохфазні газоконденсатні і газонафтові системи - гетерогенні.

Під фазою розуміють відповідну гомогенну частину гетерогенної систе­ми, яка має границю розділу з другими фазами. Таким чином, вуглеводневі сис­теми можуть бути одно-, двох-, трьох- і багатофазними („газ - пластова вода", „газ - пластова вода - вуглеводневий конденсат", „газ – нафта – вода - солі” і другі домішки).

Газові суміші (природні гази) характеризують двома складами масовими і молярними (об'ємними) концентраціями вуглеводневих компонентів, вираже­них в частках одиниць або у відсотках. Об'ємні концентрації приблизно співпа­дають з молярними так як, згідно закону Авогадро, об’єм 1 кмоля ідеальних газів при однакових фізичних умовах (Рат = 0,1013 МПа і Тст = 293 К) складає 22,41 м3.

Концентрацію вуглеводневих компонентів газової (парової) фази будемо позначати через yi , а рідкої фази xi , де і = 1, 2, 3 .... є номер вуглеводне­вого компоненту.

Наприклад, якщо склад газової фази заданий масовими концентрація компонентів, тоді

Відповідно позначаються молярні (об'ємні) концентрації компонентів

Рідкі суміші вуглеводнів характеризуються трьома складами: масовими, молярними і об'ємними, наприклад,

Молекулярна маса вуглеводневого компоненту дорівнює сумі мас атомів, які утворюють молекулу. Наприклад, молекулярна маса пентану дорівнює М5 = 12,01115·5 + +1,00797·12 = 72,151 де С = 12,01115 - атомна маса вуглецю, Н = 1,00797 - атомна маса водню.

При відомому молярному складі газу середню молекулярну масу газу визначають за формулою

( 1.1 )

де: - молярні долі компонентів, %;

- мо­лекулярні маси компонентів.

Якщо заданий масовий склад газу в %, то середню молекулярну масу ви­значають за формулою

, ( 1.2 )

де: - масові долі компонентів, %.

За відомою відносною густиною газу і невідомому складі газу середню молекулярну масу визначають за формулою

( 1. 3 )

де: 28,98 - молекулярна маса повітря, безрозмірна величина; - відносна гус­тина газу до повітря.

Використовуючи властивість адитивності, молекулярну масу вуглевод­невої суміші можна визначити як суму добутків відповідних молекулярних мас компонентів Mi на їх мольні концентрації

( 1.4 )

При відомій молекулярній масі густину газу вираховують за формулами:

а) при нормальних умовах (Рат = 0,1013 МПа, Тн = 273 К)

( 1.5 )

б) при стандартних умовах (Рат = 0,113 МПа, Тст = 293 К)

( 1.6 )

де: 22,41- об'єм 1 кмоля газу при нормальних умовах, м3; 24,05 - об'єм 1 кмоля газу при стандартних умовах, м3; Мг - молекулярна маса газу, кг/кмоль.

 

в) при тиску і температурі відмінний від стандартних умов

(1.7 )

де: Р і РАТ - відповідно тиск, при якому визначають густину газу і атмосферний тиск, МПа; Т і Тст - відповідно температура, при якій визначають густину газу і стандартна температура, К; Z(Р, Т) - коефіцієнт - стисливості газу при Р і Т.

Перерахунок масових концентрацій компонентів газової суміші в об'ємні (молярні) і навпаки здійснюють за наступними формулами

(1.8 ) (1.9 )

де: , - відповідно молярні і масові концентрації компонентів газової суміші; , - відповідно молекулярні маси компонентів і середня молеку­лярна маса газової суміші.

Перерахунок масових концентрацій компонентів рідкої вуглеводневої суміші в молярні і навпаки здійснюють аналогічно, як для газових сумішей:

(1.10 )

(1.11 )

Перерахунок масових концентрацій компонентів рідкої вуглеводневої суміші об'ємні де і навпаки відрізняються від попередніх тим, що замість молекулярних мас компонентів використовують відносні густини рідких компонентів ρ і середню густину суміші до води

 

(1.12 )

 

(1.13 )



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.175.212.130 (0.01 с.)