基于修正PR模型的油气回收过程模拟.docxVIP

第33卷第9期(2014.09)〈试验研究〉 —25—油气田地面工程 () —25— 基于修正PR 模型的油气回收过程模拟* 肖荣鸽1 方维军2 周加明3 王永红 1西安石油大学石油工程学院 2 中国石油天然气管道局 3陕西延长石油(集团)管道运输公司 摘要：在油气回收过程中，常用的热力学模型是PR(Peng—Robinson) 模型，基础参数为 吸收塔气相进料组成。储油库大气污染物排放标准规定，排放气中限定限值有两类， 一类是非 甲烷烃类含量小于25g/m3; 另一类是油气回收系统回收效率大于95%。根据PR 热力学模型和修 正热力学模型，利用有机溶剂吸收法原理进行油气回收工艺流程模拟。根据现场数据，对油气 回收工艺流程进行了操作参数设置，并对工艺过程进行模拟计算。针对吸收后尾气排放浓度和 装置处理效率两个控制指标对计算结果进行考察，发现采用修正后的热力学模型进行模拟计算 与实际工艺过程较为吻合。 关键词；油气回收； PR 模型；相平衡；尾气排放；效率 doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.015 轻质油品在生产、储存、运输、销售以及使用 过程中，由于油品容易挥发而产生蒸发损耗，不仅 造成油品的数量损失和质量下降，而且高浓度油气 大量排入大气，严重地污染了大气环境并留下火灾 隐患；因此进行油气回收一直是储运和环境保护工 作者一个重要的研究课题。随着计算机技术的发 展，以有机溶剂吸收法为原理的油气回收工艺模拟 在化工领域应用很普遍，但不同的模型得到的结果 有较大差别，直接影响模拟效果。其理论原因主要 在于热力学模型的选取，而热力学模型往往依赖于 基础数据的准确性，即相平衡基础数据。为了更好 地研究油气回收工艺方法，开展相平衡实验研究是 必要的。探讨热力学模型的修正方法，用修正的热 力学模型模拟油气回收过程具有重要的意义。 1 PR 热力学模型的修正 在油气回收过程中，常用的热力学模型是PR 源的差别。 3 功能与特点 砂岩自动分类系统使用MFC 设计的绿色软 件，适用于所有Win95 以上版本的Windows 操作系 统，无需安装，直接运行，界面友好，使用简单、 方便，运算速度快。用户只需输入砂岩单样品数据 或导入批量样品的数据文件，即可迅速得到砂岩的 自动分类命名。特点如下：①图形界面交互式操 作，方法简单， 图形显示直观；②运算速度快， (Peng—Robinson) 模型。 PR 模型是1976年由Peng 和Robinson在 RK 状态方程基础上建立的模型2-3, 该模型的标准形式如下 (1) (2) (3) a;=aaα; (5) (6) α?=1+n(1-T) (7) n?=0.37464+1.54225w;-0.26992w2(8) 式中T。为温度(℃); w, 为偏心因子，无因 分类结果准确可靠；③以像素为单位建立直角坐标 系，使坐标中每一个点对应的位置更加精准，计算 投点的误差大大减小；④批量数据的输入应用普通 数据文档格式(如txt、dat等),提高了用户使用的 便捷性；⑤在界面输出结果的同时，可以将分析结 果输出为文件，方便用户参考、分析和打印等。 (栏目主持 杨 军) 基金论文：西安市科技计划项目技术转移促进工程“石油产业应用技术与开发——油田储运系统油气回收技术研究”(CX12184(4)) 资助。 第33卷第9期(2014.09)〈试验研究〉 —26—油气田地面工程 (nttp://) —26— 温度T/℃ 温度T/℃ 次量； Pa 为压力 (MPa);k, 为第i 组分和j 组分 交互参数。 用PR 热力学模型分析混合物性质，第一步是 进行组分偏心因子的调整；第二步是在预测蒸汽压 的基础上，通过二元物系实验数据确定出交互作用 参数，最终预测相平衡基础数据。大型化工软件 PRO Ⅱ, 包含大量物质的基本性质以及热力学模 型，而PR 热力学模型适用于非极性烃类。根据图 1所示的流程对PR 模型进行数据回归修正。 输入 输入 数据回归 修改 回归类型 数据类型 组分数 实验数据 回归计算 结果 PR模型 相平衡 图1 PR模型回归修正框图 利用文献数据，通过回归过程得到 PR 模型参数 为 ：k=-9,k=8.639 和h,=- 1.61911×10° 。 将 拟合得到的PR 模型参数再输入到PROⅡ 软件中， 计算得到汽液相平衡数据。由于混合物中异戊烷含 量较高，所以以其为代表进行分析，实验值、 PR 模型相平衡数据预测值及修正后PR 模型对相平衡 数据预测值效果对比如图2所示。 2 油气回收过程模拟 基础