1-3储层烃类的溶解与分离概要.ppt

第三节 油气体系中的气-液分离与溶解 * * 第三节 油气体系中的气-液分离与溶解 一、天然气在原油中的溶解 亨利定律的物理意义： 温度一定，气体在单位体积液体中的溶解量与压力成正比。 1.亨利定律： α——溶解系数，其值反映了气体在液体中溶解能力的大小，标m3/(m3·MPa) Rs ——溶解度，即温度一定， 压力为p时单位体积液体中溶解的气量,标m3/m3； 适用条件： ① 分子结构差异大、不易互溶的气液体系。 ② 单组分气体在液体中的溶解。 2.天然气在石油中的溶解及其影响因素 40℃时不同气体在相对密度为0.873的石油中的溶解度(卡佳霍夫,1956) 1—氮气 2—甲烷 3—天然气 ① 天然气的组成 ② 石油的组成 天然气在石油中溶解的影响因素 ③ 温度 ④ 压力 天然气在石油中溶解的影响因素 压力 温度 地面油 相对密度 天然气 相对密度 溶解气油比 二、油气分离 分离方式 接触分离(一次脱气) 微分分离 多级脱气 矿场常用 一次脱气 定义：使油藏烃类体系从油藏状态瞬时变到某一特定压力、温度状态,引起油气分离并迅速达到相平衡的过程。 接触分离 特点：油气分离过程中,分离出的气体与油始终保持接触,体系组成不变。 定义：在微分脱气过程中,随着气体的分离,不断地将气体放掉(使气体与液体脱离接触)。 微分分离 特点：脱气是在系统组成不断变化的条件下进行的。 多级脱气 现场多级分离流程 立式二相分离器 立式三相分离器 卧式二相分离器 卧式三相分离器 三、相态方程 1.相态方程的建立 设：油气体系中液相和气相混合物的总物质的量为1mol,在压力为P,温度为T时，两相达到热力学平衡；液相中总物质的量为Nlmol；气相中总物质的量为Ngmol；则： (1) 如果油气体系中有m个组分,任一组分在气相中的摩尔分数为yi,在液相中的摩尔分数为xi,在体系中的摩尔数为nimol,则： (2) 联立 (1)式和(2)式有： (3) 令yi/xi=ki,并代入式(3)得： (4) 任一组分i在液相中的浓度表达式 (5) 任一组分i在气相中的浓度表达式 将(1)式Nl=1-Ng,代入(3)式中得： 在平衡条件下,烃类体系在气液两相中摩尔分数之和等于1,则： 气液体系的相态方程 平衡常数 式中 2.露点方程和泡点方程 露点压力定义为一个烃类系统在一定的温度下,以无限小量的液相和大量气相平衡共存的压力。 （1）露点方程 虽然体系中只有无限小量液体,但该液体各组分的摩尔分数之和为1。 泡点压力定义为一个烃类系统在一定的温度下,有无限小量的气相和大量的液相平衡共存的压力。亦称饱和压力。 （2）泡点方程 尽管体系中只有无限小量的气体,但气泡各组分的摩尔分数之和为1。 相态方程 露点方程 泡点方程 平衡常数 3.平衡常数 (1)定义： 指体系中某组分在一定压力和温度条件下,气液两相处于平衡时,该组分在气相和液相中的分配比例。也称之为平衡比或分配系数。 (2)求取方法： ①拉乌尔和道尔顿定律（理想溶液） ②实验测定 ③收敛压力 ④气液相平衡理论 ①拉乌尔和道尔顿定律（理想溶液） 拉乌尔定律：某一组分在气相中的分压等于该组分在液相中的摩尔分数与该纯物质的蒸汽压之积。 道尔顿定律：气体混合物中某一组分的分压等于其摩尔分数与气相压力之积。 适用条件：低压、低温状态,理想溶液(指构成溶液的各组分分子之间无特殊的作用力,混合后无热效应,混合前后的总容积不变)