محاسبه و ارزيابي نسبت تعادل مايع – بخار براي هيدروكربن‌ها در دما و فشار بالا

كارشناسي ارشد

چكيده مطالعه داده‌هاي تعادل فازي يكي از ابزارهاي مهم در توسعه بهره‌برداري از مخازن نفت است. آگاهي درباره داده‌هاي تعادل بخار مايع براي آگاهي از فرآيند جداسازي در مخزن و همين‌طور تجهيزات سطحي بسيار مهم است. تركيب درصد مخلوط نفتي با داشتن تركيب درصد فازهاي مايع و گاز حاصل از تفكيك‌كننده سطحي و با انجام موازنه جرم به دست مي‌آيد. تركيب درصد فاز گاز براي داده‌هاي گردآوري‌شده توسط دستگاه كروماتوگرافي گاز و تركيب درصد فاز مايع توسط دستگاه تقطير ميكرو تعيين مي‌شود. به¬دليل دقت پايين دستگاه اندازه¬گيري تركيب درصد فاز مايع، در تعيين تركيب درصد كلي مخلوط نفت همواره خطا وجود دارد. در اين مطالعه داده‌هاي آزمايشگاهي مربوط به تركيب درصد فاز مايع به¬منظور به دست آوردن تركيب درصد كلي صحيح براي مخلوط اصلاح شده است. براي تعيين نسبت تعادل ترموديناميكي مواد هيدروكربني در تعادل نفت و گاز از سه روش نمودارهاي تجربي، روابط تجربي و معادلات حالت استفاده مي‌شود. روش نمودار و روابط تجربي ساده، سريع و حدس مناسبي براي مقدار نسبت‌هاي تعادل است. استفاده از معادلات حالت براي تعيين نسبت تعادل در مقايسه با روابط تجربي، پيچيده تر است و نياز به برنامه‌نويسي دارد . در اين مطالعه با جمع‌آوري داده‌هاي آزمايشگاهي تركيب درصد فاز¬هاي مايع و بخار، ابتدا تركيب درصد فاز مايع با روشي مناسب مورد اصلاح قرار گرفت و سپس با استفاده از انجام محاسبات تعادل فاز توسط معادله حالت مناسب و برازش ضرايب برهمكنش دوتايي به محاسبه نسبت تعادل اجزاي مخلوط پرداخته‌شده است. مشاهده شد براي همه اجزا با افزايش فشار مقدار نسبت تعادل كاهش مي‌يابد. براي بهينه‌سازي پارامترهاي معادله حالت از الگوريتم تكامل تجمعي بي‌نظم استفاده‌شده است. در پايان، نتايج اين محاسبات با برخي مدل‌هاي تجربي براي محاسبه نسبت تعادل مايع - بخار مقايسه شده است. اگرچه روند تغييرات نسبت تعادل محاسبه شده توسط معادله حالت با فشار در مخلوط مشابه با نسبت تعادل محاسبه شده با روابط تجربي است اما روابط تجربي قابل اطمينان نيستند زيرا اثر تركيب درصد اجزا در مخلوط در اين روابط در نظر گرفته نشده است. نكته مهم در انجام تحقيق استفاده از نمونه‌هاي نفت سنگين تهيه‌شده از مخازن كشور است كه سبب مي‌شود نتايج مطالعه كاربردي‌تر باشد. واژه‌هاي كليدي: نسبت تعادل، تعادل مايع – بخار ، ضريب برهمكنش دوتايي، هيدروكربن، مخازن نفت

189531

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مهدي عصاره

ترموديناميك و سينتيك

دكتر فرزانه فيضي - دكتر سيد علي موسوي دهقاني