油氣集輸工程課程設(shè)計報告某單井站場工藝設(shè)計天然氣物性基礎(chǔ)計算

1、重慶科技學(xué)院油氣集輸工程課程設(shè)計報告 院（系）:_石油與天然氣工程學(xué)院_ 專業(yè)班級: 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 設(shè)計地點（單位）_ _ _ _ _ _設(shè)計題目: 某單井站場工藝設(shè)計天然氣物性基礎(chǔ)計算 完成日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評語: _ _ _成績（五級記分制）:_ _ 指導(dǎo)教師（簽字）:_ _ 目錄目錄摘要1. 天然氣的基礎(chǔ)資料2天然氣的物性計算 2.1 天然氣相對分子質(zhì)量計算 2.2 空氣相對分子質(zhì)量 2.3 壓縮因子的確定 2.4 密度的確定2.5 氣體特性系數(shù)c2.6 天然氣各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.7 質(zhì)量比熱容的計算2.8 爆炸極限的計算3.流量與經(jīng)濟流速的確定3.1 流量的確定3.2

2、經(jīng)濟流速的確定4.天然氣水汽含量計算6.總結(jié)7.參考文獻摘要本文依據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書的要求，進行關(guān)某單井站場工藝設(shè)計中的天然氣物性計算。根據(jù)油田油氣技術(shù)設(shè)計技術(shù)手冊中的設(shè)計要求，參考天然氣集輸技術(shù)的公式圖表，對單井站場的工藝和裝置進行計算與選定。在整個設(shè)計的過程中，需要對天然氣各物性進行計算公式的選擇、圖表的查詢，需要對集輸過程中井口、節(jié)流前后、分離前后的基本物性參數(shù)進行計算，從而得出天然氣的相對分子質(zhì)量、密度、壓縮因子、各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、爆炸極限、臨界參數(shù)、質(zhì)量比熱容等各項物性參數(shù)。關(guān)鍵詞：天然氣 密度 溫度 壓縮因子 臨界參數(shù) 爆炸極限 1、天然氣的基礎(chǔ)資料天然氣組成如下表：天然氣組成甲烷79

3、.21乙烷9.23丙烷272異丁烷0.54正丁烷0.64異戊烷0.19正戊烷0.16己烷及更重組分0.37氮氣4.82二氧化碳2.13取樣含空氣0.68平均分子量20.25臨界溫度210.2理想體積高位發(fā)熱量40.41真實體積高位發(fā)熱量40.52相對密度0.7臨界壓力4601.2理想體積低位發(fā)熱量36.6真實體低位發(fā)熱量36.7井口溫度：50 井口壓力：25mpa 單井產(chǎn)量：10×104m3/d出站壓力：3mpa2、天然氣基本物性計算2.1 天然氣相對分子質(zhì)量計算根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書，查得天然氣平均分子量，即天然氣相對分子量為2.2 空氣相對分子質(zhì)量空氣相對分子質(zhì)量為28.972.3

4、壓縮因子的確定查任務(wù)書表格得到擬臨界壓力ppc=4.6012mpa；擬臨界溫度tpc=210.2k. 2.3.1 天然氣出井口的壓縮因子（第一次節(jié)流之前）：溫度t=323k；壓力p=25mpa由公式： 可得井口（第一次節(jié)流前）擬對比壓力、擬對比溫度分別為：所以查圖得壓縮因子z=0.832.3.2第一次節(jié)流之后、第二次節(jié)流之前的壓縮因子： 溫度t=295k；壓力p=12mpa 第一次節(jié)流后、第二次節(jié)流之前的擬對比壓力、擬對比溫度分別為：所以查圖得到壓縮因子z=0.732.3.3第二次節(jié)流之后、換熱之前的壓縮因子： 溫度t=273k；壓力p=6mpa 第二次節(jié)流之后、換熱之前的擬對比壓力、擬對比溫

5、度分別為： 所以查圖得到壓縮因子z=0.632.4密度的確定在某壓力和溫度下的密度公式：由： 可得： （2.3）帶入數(shù)據(jù)得：井口、第一次節(jié)流前第一次節(jié)流后、第二次節(jié)流前第二次節(jié)流后、換熱之前2.5 氣體特性系數(shù)c 計算公式為： （2.5）查資料可得：天然氣氣體絕熱指數(shù)k=1.30故：氣體特性系數(shù)c為： 2.6 天然氣各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由2.1知：天然氣的摩爾質(zhì)量為20.25根據(jù)天然氣各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算公式： （2.6）代入各組分?jǐn)?shù)據(jù)可得： 2.7質(zhì)量比熱容的計算質(zhì)量比熱容的計算公式為： （2.7）式中，為組分i的質(zhì)量比熱容，單位為查手冊得： ； ； ； ； ； 故： 2.8 爆炸極限的計算計算公

6、式：（理·查特里公式） （2.8） 式中混合氣體爆炸極限，%； 、混合氣體中各組分的爆炸極限，%；、各組分在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)，%。、（理·查特里認(rèn)為，復(fù)雜組成的可燃氣體或蒸氣混合的爆炸極限，可根據(jù)各組分已知的爆炸極限按下式求之。該式適用于各組分間不反應(yīng)、燃燒時無催化作用的可燃氣體混合物。）查數(shù)據(jù)得到各組分爆炸極限見表2-1：表2-1 天然氣各組分爆炸極限組分爆炸上限爆炸下限甲烷()5%15%乙烷()3%15.5%丙烷()2.1%9.5%異丁烷()1.9%8.5%正丁烷()1.9%8.5%異戊烷()1.4%7.8%正戊烷()1.4%7.8%己烷()1.1%7.5%及更重組

7、分()1.1%6.7%（注：本表數(shù)值來源基本上以 sh3063-1999 石油化工企業(yè)可燃氣體和有毒氣體檢測報警器設(shè)計規(guī)范為主，并與常用化學(xué)危險品安全手冊進行了對照，補充。）將所得數(shù)據(jù)帶入公式，得：爆炸下限為： （2.9） 爆炸上限為： （2.10） 故：天然氣的爆炸極限為4.63%15.37%3、流量與經(jīng)濟流速的確定3.1流量的確定3.1.1 井口、第一次節(jié)流前流量的確定 由： 3.1.2 第一次節(jié)流后流量的確定 由： 3.1.3第二次節(jié)流后流量的確定 由： 3.2經(jīng)濟流速的確定3.2.1井口、第一次節(jié)流之前的經(jīng)濟流速由經(jīng)濟流速公式: （3.2）可得：3.2.2第一次節(jié)流后經(jīng)濟流速的確定由經(jīng)

8、濟流速公式: （3.2）可得： 3.2.3第二次節(jié)流后經(jīng)濟流速的確定由經(jīng)濟流速公式: （3.2）可得： 4、天然氣水汽含量計算非酸性天然氣飽和含水量計算公式：式中，為非酸性天然氣飽和水含量， 由圖查得的含水量， 相對密度校正系數(shù)，由圖查得 為含鹽量校正系數(shù)，由圖查得酸性天然氣飽和含水汽量計算公式為： （4.1）式中， 、為氣體中，的摩爾含量 是由查圖所得的含水量，單位為； 為，由圖查的 為氣體含水量，為零。查圖4-1；4-2得： 帶入所查數(shù)據(jù)得： 又查圖4-2得： 帶入所查數(shù)據(jù)得: =圖4-1 天然氣水汽含量與壓力、溫度的關(guān)系 圖4-2 的水含量6、總結(jié)參考文獻1梁平，王天祥天然氣集輸技術(shù)m北京：石油工業(yè)出版社200805（1）；2油田油氣集輸設(shè)計技術(shù)手冊編寫組油田油氣集輸設(shè)計技