天然气分离中的气液相平衡计算

【摘要】：为了进一步优化天然气分离流程,减少能源的消耗,需要对分离流程进行模拟,而模拟过程中相平衡计算是整个流程计算的基础。相平衡的研究作为研究天然气分离的基本手段,为开发和利用天然气提供必要的物性数据。通过本课题的研究,可以根据测定的准确实验数据来进行天然气分离产物平衡条件的预测和推广,更好的掌握天然气的分离过程。在天然气分离研究和生产工艺上具有一定的学术价值和现实意义。 本文采用由物质的临界压缩因子求取SRK方程参数的方法,建立改进的m表达式,应用改进后的SRK方程进行天然气分离中的气液相平衡计算。 计算结果表明,在不考虑天然气中摩尔分数小于3%的组份的情况下,SRK方程气相组分摩尔分数的相对误差平均值为3.78%,液相组分摩尔分数的相对误差平均值为2.16%,相平衡常数的相对误差平均值为4.90%。气相组分摩尔分数、液相组分摩尔分数、相平衡常数相对误差三者的平均值为3.61%,改进后的SRK方程气相组分摩尔分数的相对误差平均值为1.30%,液相组分摩尔分数的相对误差平均值为0.52%,相平衡常数的相对误差平均值为4.90%。气相组分摩尔分数、液相组分摩尔分数、相平衡常数相对误差三者的平均值为2.24%。可见,应用SRK方程和改进后的SRK方程计算简单组份天然气相平衡均能满足精度要求,但改进后的SRK方程的计算精度更高。 在所计算的天然气体系平衡数据中,改进后的SRK方程最小误差为0.082%,最大误差为16.67%,平均数据误差在5%以内;原SRK方程最小误差为0.411%,最大误差为25.00%,平均数据误差在10%以内。综上所述:本文对SRK方程所采取的改进计算结果优于原SRK方程,并且改进没有增加计算的复杂性。 与PR、PT方程比较,改进后的SRK状态方程较好,它的适用范围广,准确度高,计算相对误差小,在计算天然气浅冷轻烃回收外输气组成、轻烃回收率和组成时,应该首先考虑使用改进后的SRK方程。 【关键词】：天然气 相平衡 SRK状态方程
【学位授予单位】：大庆石油学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TE642
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 创新点摘要7-9
• 前言9-11
• 第一章 文献综述11-19
• 1.1 天然气分离方法11-12
• 1.1.1 天然气浅冷分离工艺11-12
• 1.2 相平衡计算方法12-18
• 1.2.1 状态方程法12-17
• 1.2.2 活度系数法17
• 1.2.3 状态方程法和活度系数法的比较17-18
• 1.3 本文的主要工作18-19
• 第二章 SRK方程的分析与改进19-22
• 第三章 天然气分离中气液相平衡计算22-29
• 3.1 相平衡状态下的关系22-23
• 3.2 SRK状态方程23-24
• 3.3 相平衡计算过程24-29
• 3.3.1 已知条件和待求量24
• 3.3.2 平衡分离计算过程24-29
• 第四章 数据结果分析29-39
• 4.1 三组份天然气相平衡计算29-30
• 4.2 复杂组份天然气系统相平衡计算30-34
• 4.2.1 天然气原料组成和分离工艺条件30-31
• 4.2.2 天然气分离相平衡计算结果与误差分析31-34
• 4.2.3 SRK和改进的SRK方程计算结果讨论与分析34
• 4.3 改进的SRK方程与其它状态方程的比较34-39
• 4.3.1 入口气组成及其工艺条件34
• 4.3.2 不同状态方程计算的外输气和轻烃回收组成比较34-37
• 4.3.3 不同状态方程计算结果讨论与分析37-39
• 结论39-40
• 参考文献40-42
• 发表文章目录42-43
• 致谢43-44
• 详细摘要44-47

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