Расчет материального баланса дожимной насосной установки (стр. 4 из 7)
Фильтры состоят из пакета специальных полипропиленовых профилированных пластин, расположенных друг над другом. В ламинарном режиме потока капельки нефти поднимаются к верхнему слою коалесора, образуя нефтяную пленку. Применение рифленых пластин, расположенных рядом друг с другом, создает большую коагуляционную площадь, на которой собираются капельки нефти. Эта секция способствует большему столкновению капель с образованием крупных глобул. Собравшаяся нефть поднимается наверх к нефтяной фазе, а вода, под действием силы тяжести, оседает в нижней части емкости. Обезвоженная нефть продолжает подниматься наверх и перетекает в сборный карман, откуда через патрубок выводится из аппарата.
Вода, выделившаяся из эмульсии в жаровой секции и в коалесоре, оседает на дно емкости и соединяется со свободной водой. Затем вода движется по дну к концу аппарата и выходит из него через два патрубка сброса пластовой воды. (рис 2.1.) [2]
3 РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ДОЖИМНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ (ДНС)
Исходные данные для расчета:
Годовая производительность установки по товарной нефти -1600000 тонн/год
Обводненность сырой нефти – 35%
Давление первой стадии сепарации – 1.0 МПа
Температура первой стадии сепарации – 20ОС.
Давление второй стадии сепарации – 0.5 МПа;
Температура второй стадии сепарации – 20ОС.
Компонентный состав нефти приведен в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Комплексный состав нефти
| № п/п | Компонент смеси | Мольная доля компонента в нефти , % мол. |
| 1 | Диоксид углерода (СО  ) | 0,21 |
| 2 | Азот (N2) | 0,43 |
| 3 | Метан(СН  ) | 25,15 |
| 4 | Этан (С Н  ) | 2,10 |
| 5 | Пропан (С  Н  ) | 5,17 |
| 6 | n-Бутан (n-С Н  ) | 5,04 |
| 7 | i-Бутан (i-С Н ) | 2,20 |
| 8 | n-Пентан (n-С  Н  ) | 2,66 |
| 9 | i-Пентан (i-С Н ) | 1,12 |
| 10 | Гексан и выше (С Н  +) | 54,92 |
| Итого | 100 |
3.1 Материальный баланс первой ступени сепарации
Технологией подготовки нефти предусмотрено, что термодинамические параметры работы рассматриваемого блока соответствует абсолютному давлению и температуре, равных соответственно
Р=1.0 МПа; t=20 ОС
Расчеты разгазирования нефти в сепараторах при небольших давлениях (0,6 – 1,1МПа) с достаточным для практических целей точностью можно производить по закону Рауля – Дальтона:
(3.1)где
- мольная доля i-го компонента в образовавшейся газовой фазе, находяйщейся в равновесии с жидким остатком.; 
- мольная доля этого же компонента в жидком остатке; 
- константа фазового равновесия i-го компонента при условии сепарации (в рассматриваемом случае при давлении Р=1.0 МПа и температуре t=20 ОС).Для определения покомпонентного состава образовавшейся газовой (паровой) фазы используется уравнение:
(3.2)где
- мольная доля i-го компонента в исходной эмульсии; 
- мольная доля отгона.Поскольку
то по уравнению (3.2) получим: 
(3.3)Уравнение (3.3) используется для определения методом последовательного приближения мольной доли отгона
, при заданных составе исходной смеси , давлении и температуре сепарации.При расходе нефтяной эмульсии
- 1600000 тонн/год часовая производительность установки составит: 
т/чСодержание углеводородов в нефтяной эмульсии и константы фазового равновесия (
) с учетом условий сепарации приведены в табл. 3.2.Таблица 3.2
Исходные данные для расчета
| № п/п | Компонент смеси | Мольная доля компонента в нефти (z  ), % мол. | Молекулярная масса (М  ), кг/кмоль | |
| 1 | Диоксид углерода (СО ) | 0,21 | 44 | 21,3 |
| 2 | Азот (N2) | 0,43 | 28 | 52,6 |
| 3 | Метан (СН ) | 25,15 | 16 | 23,28 |
| 4 | Этан (С Н ) | 2,10 | 30 | 3,72 |
| 5 | Пропан (С Н ) | 5,17 | 44 | 0,83 |
| 6 | n-Бутан (n-С Н ) | 5,04 | 58 | 0,28 |
| 7 | i-Бутан (i-С Н ) | 2,20 | 58 | 0,39 |
| 8 | n-Пентан (n-С Н ) | 2,66 | 72 | 0,06 |
| 9 | i-Пентан (i-С Н ) | 1,12 | 72 | 0,08 |
| 10 | Гексан и выше (С Н +) | 54,92 | 86 | 0,016 |
 |  =100 | - | - |
Составим уравнения мольных концентраций для каждого компонента в газовой фазе в расчете на 100 молей нефти:
