Перемешивание газонефтяных смесей различного состава

Физико-химические свойства нефти, газа, воды и их смесей

 

Способы выражения составов смесей и связь между ними

 

Состав смеси характеризуется числом компонентов смеси и их соотношением. Соотношения определяются долями: массовой, объемной, молярной. Сумма долей всех компонентов смеси равна 1.

Массовая и молярная доли

 

Массовая доля i-го компонента в смеси:

 

_i (1.1)

 

m_i – масса i-го компонента в смеси

r- число компонентов в растворе

 

Молярная доля i-го компонента в смеси равна:

 

_i (1.2)

 

n_i – число молей i-го компонента в смеси

n_i=m_i/M_i (1.3)

Из 1.2 с учетом 1.1 и 1.3 следует:

 (1.4)

 (1.5)

Массовая и объемная доли

 

Объемная доля для смесей, подчиняющихся правилу аддитивности, определяется следующим образом:

 

 (1.6)

 

V_i – объем i-го компонента перед смешением при заданных температуре и давлении смеси.

Так как  ( - плотность i-го компонента при заданной температуре и давлении)

 

 (1.8)

 (1.9)

Объемная и молярная доли

 

 (1.10)

 

Для газообразных продуктов в первом приближении можно принять, что в диапазоне давлений, мало отличающихся от атмосферного, отношение молярной массы газа к его плотности практически постоянно, т.е. const, следовательно, для смеси газов

 

 (1.13)

 

Перемешивание газонефтяных смесей различного состава

 

Для расчета составов смесей, получающихся в результате перемешивания r смесей пользуются следующими формулами:

Для смесей газов в нормальных (стандартных) условиях

 

 (1.14)

 

Для смесей нефтей

 

 (1.15)

N_ij N_is, – молярная доля i-го компонента в j-растворе и в смеси, получаемой в результате смешивания r растворов(газов, нефтей); V_j – объем j-раствора при нормальных (стандартных) условиях; n_j – число молей j-нефти.

Уравнение 1.15 является общим и справедливо для смесей веществ в любых агрегатных состояниях. Например, при перемешивании пластовых нефтей различных скважин, работающих в единый сборный коллектор, состав получающегося нефтяного газа может быть рассчитан по формуле 1.16:

 

 1.16

 

Q_нj – дебет сепарированной нефти j-скважины; Г_j – газосодержание пластовой нефти j-скважины (объем газа приведен к нормальным или стандартным условиям).

При удалении из смеси отдельных компонентов полностью или частично, молярные доли оставшихся компонентов можно рассчитать по уравнению 1.17:

 

 1.17

 

N_i молярная доля i-го компонента в смеси первоначального состава N_iуд – молярная доля части i-го компонента, удаляемого из смеси: полностью

 

N_i =N_iуд, частично - N_iуд  N_i