ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ

Нефти содержат твердые углеводородные частицы, построенные из молекул н-парафинов, высокомолекулярных ароматических или нафтеновых углеводородов. Эти частицы составляют дисперсную фазу в нефти, а сама жидкая часть нефти составляет дисперсионную среду. При нагревании нефти как дисперсной системы в ней меняется структура твердых частиц и это может влиять на свойства нефтяной дисперсной системы. При нагревании твердых н-парафиновых углеводородов с числом атомов С в молекуле от 16 до 24 и выше в них проявляется от одной до пяти модификаций (С. И. Колесников). В твердых н-парафиновых углеводородах при их нагревании или охлаждении происходит последовательно переход от одной структуры к другой в соответствии с правилом Оствальда, которое гласит В случае возможности протекания ряда фазовых переходов от менее устойчивого состояния к более устойчивому обычно вначале образуется более устойчивая модификация, а не самая устойчивая . [c.174]

Большинство газов и газовых смесей при давлениях и температурах, незначительно отклоняющихся от нормальных, ведут себя как идеальные. Однако при больших отклонениях давления и температуры от нормальных газы и газовые смеси не подчиняются уравнениям (5.125) и (5.135). В качестве примера можно привести природный газ, который представляет собой многокомпонентную систему, состоящую из углеводородных и неуглеводородных компонентов. В пластовых условиях давления составляют десятки мегапаскаль, а температура — сотни градусов Цельсия. При этих условиях природный газ, как правило, находится в газообразном состоянии. В процессе добычи, подготовки, переработки и транспортировки газа давление может изменяться от пластового давления до атмосферного и ниже, а температура — от пластовой температуры до низких температур, вплоть до криогенных. Изменение термобарических условий приводит к изменению фазового состояния смеси от однофазного в пласте до двухфазного (жидкость — пар). Для построения математической модели движения углеводородной смеси от пласта до поверхности, а затем по элементам технологических установок подготовки, переработки и транспорта необходимо уметь описывать фазовое состояние системы в условиях термодинамиче- [c.76]

Изучение растворимости нефтей в природных газах при высоких давлениях очень важно для решения ряда геологических и промысловых вопросов, как, например для суждения о вероятном фазовом состоянии газонефтяных систем на различных глубинах в недрах земли, для выяснения возможности и условий миграции нефтей в газовой фазе, для разработки метода увеличения отбора нефти из продуктивных пластов путем закачки в них углеводородных газов высокого давления и др. Система нефть — газ является более трудным объектом для изучения, чем бинарные системы. Она является многокомпонентной и переход ее жидких УВ в газовую фазу зависит не только от их природы, температуры и давления системы, но и от ее общего состава. Повышение пластового давления в таких системах вызывает протекание двух процессов дополнительного растворения газа в нефти и жидки компонентов в газе. [c.35]

ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ УГЛЕВОДОРОДНЫЙ ГАЗ - БОДА [c.7]

Увеличение отношения Н С и соответственно повышение крат нести циркуляции водородсодержащего газа влияют на фазово состояние газо-сырьевой смеси на входе в реактор. При одних и тех ж( температуре и давлении снижение кратности циркуляции способ ствует сдвигу равновесия в сторону образования жидкой фазы и наоборот, повышение кратности циркуляции способствует образованию паровой углеводородной фазы. Аналогичный эффект можно получить, изменяя давление в системе при постоянных кратности циркуляции и температуре. Снижение давления сдвигает равновесие в сторону образования паров, повышение — жидкости. Учитывая, что наиболее интенсивно процесс гидроочпстки идет в паровой фазе, при снижении кратности циркуляции также целесообразно снижать общее давление в системе. [c.48]

РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОЙ СИСТЕМЫ [c.19]

С другой стороны, подчеркивается, что окисление углеводородов — явление сложное. И теория и экспериментальные данные показывают, что реакция окисления находится под сильным влиянием небольших изменений степени чистоты углеводородов, кислород-углеводородного отношения, давления и температуры. Сюда же необходимо прибавить и такие факторы, как фазовое состояние, присутствие или удаление из реакционной системы продуктов окисления, величину поверхности и материал реакционного сосуда, наличие соответствующего катализатора и т. д. [c.72]

Кроме термодинамических условий, на фазовое состояние смеси влияет компонентный состав газа. Поэтому в процессе исследований отбирались пробы газа на хроматографический анализ. Параметры работы системы сбора и транспорта и места их замеров приведены в табл. 9. Углеводородный состав позволяет оценить качественные изменения в газе при его движении по газопроводу <табл. 10). Так, при прохождении газа Западно-Сургутского месторождения через газосепаратор содержание в нем тяжелых углеводородов (Сз+в) уменьшается с 0,222 до 0,203 кг/м . При входе этого газа на КС плотность его значительно уменьшается за счет конденсации тяжелых углеводородов в сборном газопроводе, так как в среднем из каждого м газа выпадает в конденсат около 0,03—0,04 кг углеводородов Сз + в. [c.32]

Схему промышленного использования процесса экстрактивной кристаллизации можно иллюстрировать приводимым ниже примером, включающим материальный баланс. Допустим, что требуется разделить 100 кг/час смеси равных количеств пара- и метаксилола на индивидуальные изомеры. Предполагается, что на каждой ступени кристаллизации чистые кристаллы отделяются от жидкой фазы ири помощи идеальных сепарирующих устройств. К системе добавляют соответствующий углеводородный растворитель, например к-иентан, который непрерывно циркулирует в процессе. Состав, температура и расход потоков для каждой ступени определяются на основании материального баланса, исходя из диаграммы фазового состояния (рис. 3). Схема процесса и все расчетные данные представлены на рис. 12. Для простоты вся теплообменная аппаратура, необходимая для уменьшения нагрузки холодильной установки, на схеме не показана. Количество циркулирующего растворителя должно быть большим и достигает 7 1 по отношению к товарному метаксилолу. В процессе необходимо также применять внутреннюю циркуляцию маточного раствора. Однако если допускается некоторое снижение чистоты метаксилола, получаемого экстрактивной кристаллизацией, то можно отказаться от заключительной ступени процесса — простой кристаллизации, и процесс существенно упрощается. [c.76]

Закачка сухого газа высокого давления была предложена впервые в СССР в конце 40-х годов. Процесс вытеснения нефти из пласта углеводородными газами высокого давления базируется на взаимодействии родственных по составу систем, в соответствии с их свойствами, давлением и температурой, В результате нагнетания газа высокого давления образуется переходная вытесняющая зона, которая отличается по свойствам как от нефти, так и от нагнетаемого газа. Свойства этой зоны формируются, с одной стороны, за счет насыщения нефти промежуточными компонентами из газа, а с другой, — за счет насыщения компонентами нефти нагнетаемого газа. Состав этой переходной зоны можно определить из треугольной диаграммы ( ис. 5.72), отражающей состав и фазовое состояние системы при реализации метода. В пласт с нефтью состава L подается сухой газ состава С. Так как линия ЬС пересекает двухфазную область, эти среды непосредственно не могут смешаться друг с другом, хотя и имеют в принципе одинаковую углеводородную природу. Но по мере продвижения газа д в пласте вследствие испарения нефти он постепенно обогащается тяжелыми компонентами (фракциями С2-6 и С7-1-), пока не достигнет критического состава В. Такой обогащенный в пласте газ смешивается в любом соотношении с пластовой нефтью или с любой углеводородной системой с составом, соответствующим области правее линии ММ. [c.308]

III. Специальные исследования фазового состояния и углеводородного состава газоконденсатной смеси в каждом элементе системы пласт-скважина-шлейф-сепаратор-газопровод на различных этапах разработки залежи. [c.389]

Пусть известен углеводородный состав исходной системы, т. е. даны молярные концентрации каждого составляющего ее компонента 2,. Причем сумма всех гг равна единице. После разгазирования часть исходной системы перейдет из жидкого в газообразное состояние. Согласно фазовому равновесию /-ый компонент будет присутствовать и в газовой, и в жидкой фазах. Правомерно говорить о молярной концентрации -го компонента в газовой уг и жидкой Х фазах, причем выполняются равенства [c.11]

Существует группа методов, в которых константы фазового равновесия определяют с помощью коэффициентов летучести для их нахождения используют единое уравнение состояния как для паровой, так и для жидкой фазы. Для применения этих методов необходимо такое уравнение состояния, которое бы хорошо описывало поведение системы в паровой и жидкой фазе. В настоящее время для углеводородных смесей чаще всего применяют рассмотренные выше уравнение Бенедикта—Вебба—Рубина и уравнение Редлиха—Квонга и их модификации. [c.47]

Фазовые равновесия в высокомолекулярных системах, особенно содержащих кристаллизующиеся полимеры, могут быть не менее сложными, чем в металлических сплавах, силикатных или солевых системах. Физико-химический анализ и изучение фазовых равновесий должны сделаться столь же обязательным вспомогательным методом исследований в полимероведении — учении о полимерных материалах, какими они уже давно сделались в металловедении, химии силикатов, галургии, технологии жиров и углеводородных систем. Без точного знания всех особенностей диаграмм состояния изучаемых высокомолекулярных систем нельзя правильно оценить характер наблюдаемых в таких системах структурных превращений, чаще всего связанных с возникновением новых дисперсных фаз. [c.59]

При рассмотрении и интерпретации различных процессов фазовых превращений при вытеснении нефти газом пользуются диаграммами (рис. 109) физического состояния углеводородной системы при заданных температуре и давлении. На этой диаграмме углеводородная система произвольно представлена в виде трех групп компонентов -любая точка в пределах диаграммы характеризует состав углеводородной системы в виде соотношения трех групп компонентов метана С1, углеводородов от этана С2 до гексана С и гептана С7. Вершины треугольников соответствуют 100%-ному содержанию соответствуюпщх групп компонентов в системе. Линия 1 на диаграмме является кривой раздела фаз, ограничивающей двухфазную область. Кривая раздела фаз представляет собой геометрическое место точек состава систем, которые имеют при заданной температуре данное давление насыщения. Нижний участок кривой относится [c.223]

Фазовое состояние, в котором находятся асфальтены, будет определяться природой нефти, количеством смолисто-асфальтеновых веществ, температурой системы [220]. В высокоароматизированной углеводородной среде, при небольшой концентрации асфальтенов сравнительно невысокой молекулярной массы образуется истинный раствор. Увеличение молекулярной массы и концентрации, снижение температуры и ароматично сти дисперсионной среды приводят к появлению ассоциатов и образуется термодинамически неустойчивая лиофобная система. Образуют ли выделившиеся асфальтены дисперсную фазу и коллоидный раствор или, агрегируясь, образуют самостоятельную псевдофазу [219] будет зависеть от концентрации и растворяющей способности смол, вязкости среды [218]. Смолистые фракции, играя роль поверхностно-активных веществ, образуют в ассоциате сольватный слой, так как они ориентированы к асфальтеновому ассоциату полярными фрагментами, а углеводородными к дисперсионной среде. Они представляют собой барьер, препятствующий укрупнению частиц. Устойчивость таких систем будет определяться толщиной сольватной оболочки. Неустойчивые системы стремятся к разделению фазы. Результатом этого может быть расслоение продукта в процессе хранения и компаундирования, при нагреве в змеевиках и др. [c.94]

Деформации кристаллической решетки н-парафинов, вызванные вхождением примесных молекул (композиционные или химические деформации [145, с. 226]), полярны в отношении изменения параметра с и объема их злементарной ячейки [79]. В плоскости аЬ (см. рис. 25) молекулярные цепочки н-парафинов имеют сечения одинакового размера, поэтому параметры аиЬу составов, находящихся в одинаковом фазовом состоянии, меняются несущественно. В то же время даже минимальное различие в два углеводородных звена (Ди=2) обусловливает значительную разницу в величине п мметра с ближайших гомологов одинаковой четности. Рассмотрим зависимость параметра с от состава н-па-рафинов на примере простой системы С21—С23. [c.186]

Нефтяные остатки могут находиться в коллоидно-диспергированном состоянии или образовывать истинные растворы. Дисперсионной средой являются мальтены, диспергированной фазой — смолисто-асфаль-теновые вещества. Фазовое состояние будет определяться природой мальтенов, их вязкостью, количеством смолисто-асфаль-теновых веществ, температурой системы. В высокоароматизированной углеводородной среде, при небольшой концентрации асфальтенов сравнительно невысокой молекулярной массы образуется истинный раствор. Увеличение молекулярной массы и концентрации, снижение температуры и ароматичности дисперсной среды приводят к появлению ассоциатов, и образованию термодинамически неустойчивой лиофоб-ной системы. Образуют ли выделившиеся аефальтены дисперсную фазу и коллоид- [c.63]

Газонефтяные и газоконденсатные системы соответственно состоят из нефти и газа или газа и конденсата. Состояние и свойства этих систем определяются влиянием различных параметров, среди которых основными являются давление, температура, удельные объемы и компонентные составы фаз. При движении углеводородной системы по всей цепочке пласт — скважина — система сбора и подготовки — магистральный трубопровод непрерывно изменяются давлегше и температура. В результате изменяется фазовое состояние системы, а также компонентный состав фаз. Кроме того, в процессе движения в систему могут вводиться или из системы могут отбираться некоторые составляющие смеси (жидкая, газовая или твердая фазы), что также приводит к изменению как фазового, так и компонентного состава смеси. [c.7]

Второй — дифференциация углеводородной системы в ходе ее перемещения по норовому и трещинному пространству пород. Третий — смешение в залежах и на путях миграции углеводородов, различных по составу и фазовому состоянию. Намечено шесть основных процессов битумогенеза, определяющих формирование всей гаммы природных битумов и их скоплений. [c.49]

Расулов А.М., Лунина Т.Н. Фазовое состояние системы углеводородные конденсат - метанол - пластовая вода в условиях промысловой обработки газа//Науч.-темат. обзор, М, ВНИИЭгазпром, - 1987. - Вып. 11. - 37 с, [c.53]

Расулов А.М., Лунина Т.Н. Фазовое состояние системы углеводородный конденсат - метанол - пластовая вода в условиях промысловой обработки газа. Обз. информ. Сер. Подготовка и переработка газа и газового конденсата. - М. ВНИИЭгазпром. - 1987. [c.49]

Пары воды, присутствующие в газах и газоконденсатных смесях, влияют на фазовые превращения углеводородных систем. В качестве примера можно привести данные А.И. Гриценко, исследовавшего влияние воды на фазовые превращения газоконденсатных смесей Челбасского и Майкопского месторождений. В пластовых условиях в газоконденсатной смеси Челбасского месторождения (/ д = 22,8 МПа, = = 96,1°С) растворяется от 5,38 до 5,43 см м- воды, а в газоконденсатной смеси хМайкопского месторождения (р л = 30,3 МПа и Грл = 128°С) - 10,5 см м . В процессе исследования А.И, Гриценко наблюдал, что при изотермическом (при пластовой температуре) снижении давления в газоконденсатной системе, содержащей водяные пары, одновременно выделяются конденсат и вода (двойная обратная конденсация). Было установлено, что давление однофазного состояния в присутствии воды увеличивается и равно для Челбасского месторождения 21,37 МПа (без воды - 20,7 МПа), а для Майкопского месторождения 29,1 МПа (без воды - 27,8 МПа), Это свойство газоконденсатных систем, содержащих пары воды, необходимо учитьшать при разработке месторождений. Давление начала конденсации углеводородов следует определять по пробам, содержание паров воды в которых приближается к пластовым значениям. Если используется только углеводородная часть системы газоконденсатного месторождения, давления однофазного состояния получаются заниженными. [c.136]

По данным газононденсатных исследований скважин, углеводородная смесь при начальных термобарических условиях (Р д= 44,3 . Па и = 90°С) находилась в однофазном газообразном состоянии. Фазовые превращения пластовой системы исследовались с использованием рекомбинированных проб газа сепарации и сырого конденсата. Согласно газоконденсатной характеристики пластовой системы, давление начала конденсации составило 42,2 МПа при начальном содержании стабильного конденсата в пластовом газе 406,3 г/м . Отметим, что начальное пластовое давление на 5 % выше давления начала конденсации. Следовательно, исследуемая газоконденсатная с1 стема является недонасыщенной. [c.20]

Цель большинства процессов переработки природных газов — извлечение определенных компонентов из газовых потоков. Любой процесс переработки осуществляется при постоянном контроле давления, температуры и соотношения между паровой и жидкой углеводородными фазами. При проектировании установок переработки газа или составлении спецификаций необходимо учитывать условия начала кипения и температуру конденсации продуктов, а такж поведение системы пар—жидкость в любой точке внутри фазовой оболочки. Расчеты обычно основываются на допущении равновесного состояния между фазами, т. е. такого состояния, при котором состав жидкости и пара, находящихся в контакте между собой, с течением времени не изменяется. В тех случаях, когда время контакта фаз недостаточно для установления равновесия, применяются различного рода коэффициенты, которые учитывают зависимость процесса от времени. Понятие равновесия не применимо для статических систем, так как скорости испарения и конденсации молекул в таких системах одинаковы и состав фаз практически не изменяется. [c.43]

Модель крекинга углеводородного сырья может быть описана кинетической моделью превращения гртпповых компонентов.Крекинг углеводородов сопровоядается разной степенью в течение всего процесса коксообразования.Модель крекинга определяет групповой состав компонентов реагирующего продукта. Модель пековой фазы описывает определенное физическое состояние жшсой фазы - застудневание и характеризует химические реакции поликонденсации и физические процессы агрегирования. Модель образования системы пор описывает фазовый переход из состояния явдкой фазы в твердое. Она позволяет,используя второй подуровень, прогнозировать микроструктуру кокса. [c.38]

Одним из самых распространенных реализуемых вручную методов расчета фазового равновесия мн гокомпонентных смесей является метод расчета по графикам и номограммам с использованием давления сходимости. В результате анализа и обработки экспериментальных данных по фазовому равновесию в углеводородных многокомпонентных системах было установлено, что в качестве одного из параметров состояния, характеризующих распределение компонента в равновесных фазах, может быть использовано давление, при котором константа фазового равновесия этого компонента ->1. Такое давление назвали давлением сходимости (давлением схождения). При помощи давления сходимости учитывается неидеальность смесей или влияние состава смеси на константы,фазового равновесия. Подробный обзор методов расчета, основанных на давлении сходимости, выполнен в монографии [II]. Не останавливаясь подробно на содержании этих методов, отметим, что все они базируются на средних свойствах смеси и дают удовлетворительные результаты только для давления сходимости 35 ПМа [4], т. е. не рекомендуются для низколетучих компонентов и отрицательных температур. На основе давления сходимости в работе [12] получены новые зависимости, позволяющие рассчи 1ывать константы равновесия метана в смеси с тяжелыми углеводородами в широком диапазоне изменения давления системы. [c.44]

В фазовом описании мицеллы используется образ двухфазной системы с внутренней фазой а (в прямых мицеллах это углеводородное ядро), внешней фазой р и разделяющей поверхностью, которой приписывается натяжение у. В предыдущем параграфе дано выражение для работы деформации йШ, соответствующее этому образу. Теперь необходимо остановиться на особенностях интерпретации химических потенциалов. Здесь обнаруживается ситуация, не предусмотренная в обычной термодинамике гетерогенных систем при переходе к двухфазному образу мицеллы каждая молекула ПАВ оказывается сразу Б двух фазах, так как разделяющая поверхность проходит внутри молекулы (между ее полярной и неполярной частями). Обычно сравнивают состояние молекул на поверхности и в объемной фазе (не подверженной действию поверхностного натяжения), но в нашем случае нужно сравнить состояние молекулы в мицелле (неоднородном объекте, похожем на искр шлен-ный поверхностный слой) и в гипотетическом состоянии, когда часть молекулы с объемом у находится в однородной фазе а, другая часть с объемом у — в фазе р и нет поверхностного натяжения. Для химических потенциалов в таком гипотетическо.м [c.146]

Однако такой подход не может нас удовлетворить по сле-д юшим причинам. Во-первых, он затрудняет исследование полиморфизма мицелл, имеющего особый научный и практический интерес. Во-вторых, свойства такой эквивалентной сферической. мицеллы неизвестны ее внутренняя структура весьма сложна (углеводородное ядро, если речь идет о прямых мицеллах, частично перемешано с полярными группами), а величину с для нее нельзя просто взять из эксперимента. По существу теоретический анализ такой эквивалентной сферической мицеллы все равно лежит через познание истинной формы мицеллы. В-треть-их, отказ от исследования поли.морфизма мицелл сильно затруднил бы объяснение поли.морфизма жидкокристаллического состояния концентрированных растворов ПАВ — того удивительного многообразия. мезофаз, которое проявляется даже в бинарной системе П. В — во.та, не говоря уже о более сложных системах. Фактически каждому типу мицелл соответствует своя мезофаза сферические мицеллы могут, например, образовывать кубический кристалл, цилиндрические — гексагональную упаковку, пластинчатые — ламеллярную фазу. Подчеркнем, что и в этом случае мицеллы не являются зародышами мезофаз, ибо мицеллярный раствор может находиться в равновесии с мезофазой (см. рис. 12). В построении указанных структур мицеллы играют ту же роль элементарных кирпичиков, какую молекулы играют в обычных фазовых переходах (зародышем [c.188]

В искусственных и реконструированных мембранных системах, построенных из индивидуальных синтетических, как правило насьщенных, липидов, точки фазовых переходов лежат в области положительных температур. Аналогичная картина наблюдается у некоторых ауксотрофных микроорганизмов, которые не способны синтезировать жирные кислоты и используют для построения собственных мембран только липиды, присутствуюш ие в питательной среде. В отношении структурных перестроек переход гель — жидкокристаллическое состояние представляет собой переход углеводородных цепей из полностью трамс-состояния в разупорядоченное состояние (жидкоподобная а-фаза). При таких переходах плош адь, приходяш аяся на молекулу липида, меняется. Например, для мембран из дипальмитоиллецитина она меняется от 0,48 до 0,58 нм , среднее расстояние между цепями увеличивается от 0,49 до 0,53 нм, а толш ина углеводородного слоя уменьшается почти на 0,5 нм. Относительное изменение объема при фазовом переходе невелико АУ/У 1,5%. Это означает, что латеральное расширение компенсируется утоньшением слоя. [c.47]

Однако точность описания фазовых равновесий природных углеводородных систем глубокопогруженных залежей с помощью уравнений состояний типа Пенга-Робинсона не всегда бывает удовлетворительной. Например, расчеты фазовых превращений более сложных систем, таких как пластовые системы Астраханского и Карачаганакского месторождений, показали на возможные значительные погрешности [13]. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология