Mathematical modeling of the phase state of natural gas

Jazyk: ruština
Rok vydání: 2022
Předmět:
DOI: 10.18720/spbpu/3/2022/vr/vr22-1013
Popis: Тема выпускной квалификационной работы: «Математическое моделирование фазового состояния природного газа». Данная работа посвящена моделированию парожидкостного равновесия природного газа, извлекаемого из ÐÑ‡Ð¸Ð¼Ð¾Ð²ÑÐºÐ¸Ñ Ð·Ð°Ð»ÐµÐ¶ÐµÐ¹ Уренгойского месторождения. Состав газовой смеси: CH4 (80.324%), C2H6 (6.024%), C3H8 (3.066%), nC5H12 (4.381%), nC7H16 (3.108%), nC10H22 (2.431%), N2 (0.0478%), CO2 (0.0188%). Термобарические условия для моделирования соответствовали процессу транспортировки газа. Задачи, которые решались в Ñ Ð¾Ð´Ðµ исследования: Изучить основные виды уравнений, позволяющие описывать фазовое равновесие Ð¼Ð½Ð¾Ð³Ð¾ÐºÐ¾Ð¼Ð¿Ð¾Ð½ÐµÐ½Ñ‚Ð½Ñ‹Ñ ÑÐ¼ÐµÑÐµÐ¹. Проанализировать имеющиеся работы по данной тематике. Выбрать уравнения состояния, Ð¿Ð¾Ð´Ñ Ð¾Ð´ÑÑ‰Ð¸Ðµ для описания фазового равновесия газовой смеси, исследуемой в данной работе. Создать математическую модель для расчета Ð´Ð²ÑƒÑ Ñ„Ð°Ð·Ð½Ð¾Ð³Ð¾ равновесия смеси заданного состава. Сделать верификацию Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ñ€ÐµÐ·ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð°Ñ‚Ð¾Ð² с экспериментальными данными. В результате на основе обзора и анализа были выбраны кубические уравнения состояния: уравнение Соаве-Ð ÐµÐ´Ð»Ð¸Ñ Ð°-Квонга, уравнение Пенга-Робинсона, обобщенное уравнение Брусиловского А. И. Результаты расчетов компонентного состава газа и Ð¼Ð¾Ð»ÑŒÐ½Ñ‹Ñ Ð´Ð¾Ð»ÐµÐ¹ паровой и жидкой фаз сопоставлены с экспериментальными значениями. При давлении от 3МПа до 7.5МПа и температуре от 263К до 283К лучшие результаты расчета показало уравнение Соаве-Ð ÐµÐ´Ð»Ð¸Ñ Ð°-Квонга.
The subject of the graduate qualification work is «Mathematical modeling of the phase state of natural gas». The given work is devoted to the modeling of the vapor-liquid equilibrium of natural gas recovered from the Achimovsk accumulations of the Urengoy field. Gas mixture composition: methane (80.324%), ethane (6.024%), propane (3.066%), n-pentane (4.381%), n-heptane (3.108%), n-decane (2.431%), nitrogen (0.0478%), carbon dioxide (0.0188%). The thermobaric conditions for the simulation corresponded to the gas transportation process. The research sets the following goals: To investigate the main types of equations to describe the phase equilibrium of multicomponent mixtures. To analyze the available works on this topic. Selecting the equations of state most suitable for the gas composition and thermobaric conditions. Creating a mathematical model to calculate the two-phase equilibrium of a mixture of a given composition.Verification of the obtained results based on the comparison with the experimental data. Based on the literature review and analysis three cubic equations of state were chosen: Soave-Redlich-Kwong equation, Peng-Robinson equation, generalized equation of Brusilovsky A. I. The results of calculations of gas component composition and mole fractions of vapor and liquid phases have been compared with experimental values. At pressures from 3MPa to 7.5MPa and temperatures from 263K to 283K, the Soave-Redlich-Kwong equation showed the best calculation results.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: