油气集输课程设计概要1.docVIP

摘 要 本次课程设计我们小组的主要内容是广安1#低温集气站的工艺设计——凝析油回收工艺设计，以及凝析油回收量的计算。该工艺是利用汽液两相平衡定律，由闪蒸——平衡汽化，根据低温分离器中的状态参数（操作压力和温度），从而求出凝析油的回收量。凝析油回收就是把天然气中的C2、C3、C4等较重烃类组分提取出来，这样可以降低天然气的露点，调整天然气的发热值，改善商品气的质量，同时还可提高整个天然气的经济价值。由此可见，天然气凝液回收是非常必要的。 关键词：低温分离器 平衡汽化 绝对压力 温度 凝析油 有关互溶液体相平衡的基本知识 1.蒸汽压 在开口容器中，所有液体都会或快或慢地蒸发着，但在留有空间的密闭容器内，由于液体的蒸发和蒸汽的凝结，在某一条件下，在液体和生成的蒸汽之间建立起平衡。在平衡时，单位时间内离开液体的分子数和回到液体中的分子数相等，这时在液体上面形成的蒸汽叫做饱和蒸汽，此时的蒸汽压力叫做饱和蒸汽压或简称蒸汽压。 在一定温度时，各种液体的蒸汽压是不同的。同时，蒸汽压随着温度的上升而增加。 2.汽液两相平衡定律 当液相和汽相达平衡时，两相间的平衡关系可用亨利定律来表示，即： = （1） 式中——在汽相中组分i的摩尔分数 ——在液相中组分i的摩尔分数 ——相平衡常数，是压力和温度的函数，一些碳氢化合物的相平衡常数可查有关文献图得到。 由于亨利定律中使用了一个随压力和温度而变化的平衡常数k,因而亨利定律适合于任何系统。k值可以是预先给定的（当压力和温度给定时）。 3.泡点 在给定压力下，液体混合物逐渐被加热，当有一个气泡出现时的温度叫泡点温度。根据所研究系统的k值和任何混合物的摩尔分数之和等于1.0这个概念，即∑=∑=1.0（泡点方程式），就可以确定互溶混合物的泡点。 温度在泡点方程中是隐函数，因此只能通过式算法求泡点温度。计算允许误差为1.0%。 4.露点 在给定压力下，气体混合物逐渐被冷却，当有一滴液体出现时的温度叫露点温度。其计算步骤类同于泡点计算。计算准则仍然是：混合物中各组分的摩尔分数之和为1.0，即∑=∑(/)=1.0（露点方程）。计算允许误差仍为1.0％。 5.闪蒸—平衡汽化 进料以某种方式被加热至部分汽化，经过减压设施，在一个容器（如闪蒸罐、蒸发塔、蒸馏塔的汽化段等）的空间内，在一定温度和压力下，汽-液两相迅速分离，得到相应的汽相和液相产物，此即谓之闪蒸。在有的场合下，也可以没有加热器或节流设施。闪蒸的别名叫平衡汽化或平衡蒸馏， 平衡汽化特点是：所形成的汽、液两相都处于同样温度和压力下，并呈平衡状态。所有组分都同时存在于汽、液两相之中，而两相中的每一个组分也都处于平衡状态。即可表示为=，两相之间的汽液平衡关系为∑=∑=1.0。 求定凝析液回收量问题也就是计算在一定压力下处于泡点之上、露点之下的汽、液混合物中到底含有多少液体和蒸汽的问题。 作全容器的物料平衡： F=V+L （2） 式中F、L、V分别表示进料、器顶产品、器底残液的流量，kmol/h。 对某一组分来说，则有： =+ （3） 式中、、分别表示进料、器顶产品、器底残液中某组分的流量，kmol/h。 我们定义： =/F；=/V；=/L （4） 式中、、分别表示进料、器顶产品、器底残液中某组分的组成（摩尔分数）。 将式（4）代入式（1），可得： /V=(/L) （5） 解出： =（V/L） （6） 将代入式（3）中，得到： =(V/L)+ （7） 解出： =/[1+(V/L)] （8） 对全部液相组分有： L=∑ （9） 按照类似的步骤，对式（5）解出，然后代入方程式（3）中，得到：