Табиғи газдарды, мұнай және мұнай өнімдерін тасымалдау тақырыбына қысқаша шолу
жүктеу/скачать 4,12 Mb.
|
каз ДӘРІСТЕР 1-15
15a2d939-3824-4627-93ed-5a678f50bf36 (2), ндірістік т жірибе есебі Маманды ы 6В06103 – «Есептеу техника, ндірістік т жірибе есебі Маманды ы 6В06103 – «Есептеу техника, Кунделик Апилова, 2 лекц, бух есеп, 4 Дәріс кешені, УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ КАДАСТРОВАЯ ОЦЕНКА И ЗОНИРОВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ (1), лекция 1, Силабус, ИС 342 силабус, Спутниктік байланыс және навигация жүйелері, Практикум по гидравлике, Шаршеналиев диплом, Дип.-Арысқұм-мұнай-кенінің-бұрғылау-қондырғысының-жаңартылған-қосалқы-элементтерін-электр-энерги
| Бақылау сұрақтары:
1. ҚР-да көмірсутек шикізатының қорлары мен өндірісі туралы соңғы деректерді келтіріңіз. 2. ҚР-да көмірсутек шикізатын экспорттау және қайта өңдеу туралы соңғы деректерді келтіріңіз. 3. Картадан ҚР қолданыстағы мұнай құбырлары мен газ құбырларын көрсетіңіз. ДӘРІС 2. Табиғи газдардың физикалық-химиялық қасиеттері. Газ қоспасын есептеу Газдар табиғи және жасанды болып бөлінеді. Табиғи газдар 3-ке бөлінеді: Таза газ кен орындарынан өндірілетін газдар; 2. Конденсатты газ кен орындарынан өндірілетін газдар; 3. Мұнай кен орындарынан мұнаймен ілесіп шығатын газдар. Таза газ кен орындарынан газдар негізінен метаннан (82-98%) тұрады. Конденсатты газ кен орындарынан газдар метаннан (80-95%) тұрады. Мұнаймен ілесіп шығатын газдар құрамында метан 30-70% және ауыр көмірсутектер болады. Табиғи газдағы ауыр көмірсутектер (пропаннан және онан да ауыр көмірсутектер) 50 г/м3 мөлшерден аз болса, онда ондай газды құрғақ («арық») деп, ал 50 г/м3 мөлшерден көп болса, онда ондай газды майлы деп атайды (орысша сухой, тощий және жирный). Табиғи газдар негізінен шекті көмірсутектерден (алкандар) тұрады. Бірақ олардың құрамында керексіз, тіпті сапа төмендететін газдар да бар болуы мүмкін (күкіртті сутек, көмір қышқыл газ, азот, су булары). Жасанды газдар газ генераторларында, арнайы пештерде қатты отындардан, сланец, қоңыр көмірлерден алынады. Соңғы кездерде табиғи газдың төртінші тобы туралы ұғым пайда болды. Ол топқа сланец газдары мен көмір қатпарларындағы метан газдары жатады. Сланец газы негізінен метаннан тұрады және сланецтен өндіріледі. Ол газ жанғыш сланецтердегі керогеннің деградациясы нәтижесінде пайда болады және микро жарқышақтарда орналасады. Кең көлемдегі сланец газының өндірісі Barnett Shale (АҚШ) кен орынында 2000 жылдарда басталды. БАҚ- да «газ революциясы» деп аталған сланец газы өндірісінің күрт артуы АҚШ – ын газ өндіруден дүние жүзінде бірінші орынға шығарды. Және де ол газдың 40 % бөлігі сланец газдары мен көмір қатпарларындағы метан газдары екен. Метан көмір қатпарларында көмірмен қатар орналасып, шахтадағы жарылыстардың себебі болады. Бірақ көмір қатпарларындағы метан газы көмірдің өзіне қарағанда эколологиялық таза отын. Оны арнайы жолмен де, немесе көмір шахтасын газсыздандыру нәтижесінде ілеспе өнім ретінде де өндіреді. Газсыздандыру кезінде өндірілетін метанның өзіндік құны көмірге қарағанда екінші кезекте тұрады. Ресей шахталарында газсыздандыру нәтижесінде ондағы метанның 20-30%-ы ғана алынады. Көмір қатпарларындағы метанды алу үшін терең емес (100 метрге дейін) ұңғымалар қазылады. Табиғи газдар түссіз, иіссіз және қалыпты жағдайда әртүрлі күйде болады. Метан, этан және этилен-газ күйіндегі, пропан, бутан, бутилен және пропилен - бу күйіндегі, ал жоғары қысымда сұйық күйіндегі заттар. Изопентаннан бастап, одан ауыр көмірсутектер қалыпты жағдайда сұйық күйінде болады, олар бензин фракциясының құрамына кіреді. Қауіпсіздік мақсатында табиғи газдарды иістендіреді, яғни оларға одоранттар деп аталатын арнайы заттар қосады. Әдетте газдарды қалыпты жағдайда (Рн=0,1013 МПа, Tн=273,16K (00C)) және стандартты (коммерциялық есептеулер кезінде) жағдайда (Рст=0,1013 МПа, Tст=293,16K (200C)) қарастырады. Газ құбырларының гидравликалық және жылу есебін жүргізу және компрессорлық станциялардың жұмыс режимдерін есептеу үшін табиғи газдардың негізгі қасиеттерін білу қажет: тығыздық, тұтқырлық, газ тұрақтысы, температура мен қысымның жалған сыни (псевдокритикалық) мәндері, жылу сыйымдылығы, жылу өткізгіштік коэффициенті, сығылу және Джоуль-Томсон коэффициенттері. Газдың молярлық массасы (M), ол 1 моль газдың массасы. Бір моль зат шамамен 6 миллиард триллион кез-келген молекулалардың санынан тұрады. (Авогадро санына тең: NA=6,02·1023). Оның өлшемі [M]= кг / моль немесе [M]= г / моль. Газдың молярлық массасы оның молекулалық массасы арқылы болады. Мысалы, сутектің молекулалық массасы шамамен 2, содан кейін оның молярлық массасы m≈2г/моль=2•10-3кг/моль. Оттегі үшін m≈32г / моль, азот үшін m≈28г / моль, пропан үшін (C3H8) m≈12•3+1•8=44г / моль, т. б. газдың тығыздығы-бір көлемнің массасы: . (1) Газдың салыстырмалы (ауаға қатысты) тығыздығы Δ деп газ тығыздығының ауа тығыздығына қатынасын айтады. Жалпы жағдайда мына өрнек дұрыс: , (2) Бұл өрнектегі өлшем бірлікті [M]=г/моль деп алу керек, ал 28,96 г/моль ауаның орташа молярлық массасы. Стандарттық жағдай үшін , (3) мұндағы ρ- стандарттық жағдайдағы газ тығыздығы (стандарттық жағдайдағы ауа тығыздығы 1,205кг/м3). Әдетте осы өрнекті салыстырмалы тығыздық арқылы стандарттық жағдайдағы газ тығыздығын табу үшін қолданады: . (4) Кез-келген газдың 1 моль мөлшерінің көлемі қалыпты жағдайда шамамен 22,4·10-3 м3 болғандықтан, қалыпты жағдайдағы газ тығыздығы: . (5) [M]= г/моль; стандартты жағдайда бұл өрнек дұрыс емес. Газ тұтқырлығы (динамикалық) , ал [ ]=Па·с. Ол газ молекулалары ағынның бір қабатынан екіншісіне өткен кездегі импульс берілісімен анықталады. Осы себепті газ тұтқырлығы температураға көп тәуелді, ал қысымға аз тәуелді (4 МПа-ға дейін). Газдың μ динамикалық және ν кинематикалық тұтқырлықтары мына қатыс арқылы байланысқан: . (6) Газдың тұрақты қысымдағы меншікті жылу сиымдылығы с, ал [с]=Дж/(кг·К). Ол 1кг газды тұрақты қысымда 1К-ге қыздыруға керекті жылу мөлшеріне тең шама. Газ қысымы Р газ тарапынан ыдыс қабырғасының бірлік тік ауданына түсіретін күшін көрсетеді. [Р]= атм, [Р]= Па , немесе [M]= МПа. 1 МПа= 106 Па≈10 атм. Газ температурасы Кельвин және Цельсий шкалаларында беріледі, ол екі шкала мына өрнек арқылы байланысқан: . (7) Көп жағдайда газды сығу арқылы сұйыққа айналдыруға болады. Бірақ сол кездегі температура критикалық температураға (Ткр) тең, немесе одан жоғары болса, онда ешқандай қысымда да газ сұйық күйге өтпейді. Сол сияқты газ қысымы критикалық қысымға (Ркр) тең, немесе одан жоғары болса, онда ешқандай жағдайда газ сұйыққа айналмайды. Сығылғыштық коэффициенті z табиғи газ қасиетінің идеал жағдайдан ауытқу шамасын сипаттайды, ол коэффициентті келтірілген температура мен келтірілген қысымның орташа мәндері деп аталатын шамалар арқылы арнайы номограммалардың, немесе арнайы ұсынылған формуланың көмегімен табады Газ қоспасын есептеу үшін газ күйінің теңдеуін білу керек. Газ күйінің теңдеуі газдың қысымы, мөлшері, көлемі мен температурасы сияқты параметрлерді байланыстырады. Мектеп пен жоғары физика курсынан Менделеев-Клапейрон және Ван-дер-Ваальс күй теңдеулері белгілі, ал газ құбырларының есептері үшін газ сығылғыштығы арқылы жазылған төмендегі газ күйінің теңдеуі ыңғайлы: (7) мұндағы R- нақты газ үшін анықталатын газ, немесе газ қоспасының тұрақтысы. Ол универсаль газ тұрақтысы арқылы есептеледі (8,314Дж/(моль·К)): . (8) (8)-өрнектегі өлшем бірліктер: [m]= кг, [M]= кг/моль, ([Р]= Па). (8)-өрнектегі z - нақты газ, немесе газ қоспасы үшін табылған газ сығылғыштығы (сығылғыштық коэффициенті). Cығылғыштық коэффициенті газ күйіне байланысты. Ол әдетте келтірілген параметрлер арқылы арнайы номограмма көмегімен, немесе магистралды газ құбырлары үшін салалық жобалау мөлшері ұсынған (отраслевые нормы проектирования) түріндегі аналитикалық формула арқылы табылады. шамалары газдың келтірілген параметрлері деп аталады: . (9) Cығылғыштық коэффициенті табиғи газ қасиетінің идеал газ заңдарынан қаншаға ауытқитынын көрсетеді. Магистралды газ құбырлары үшін салалық жобалау мөлшері ұсынған 2 түрлі формулалар бар. Бірақ екеуі де жуықтатылған, магистралды газ құбырларының нақты параметрлерінде екеуі де бірдей дерлік нәтиже береді. Бірінші формула: . (10) Ал екінші формула мынандай: . (11) Бұл формулаларда магистралды газ құбырлары үшін қысым мен температураның орташа мәндер алынады: . (12) Есептеуге алдыңғы формула тиімдірек. Газдың мөлшерін әдетте оның көлемі арқылы береді. Егер газ мөлшерінің берілген жағдайдағы жұмыстық көлемі V белгілі болса, онда басқа жағдайларда ол көлем басқадай болады. Техникалық есептеулерде жұмыстық көлемді қалыпты жағдайға, ал газ сақтау, газ тасымал және коммерциалдық есептеулерінде жұмыстық көлемді стандартты жағдайға келтіреді. Газ көлемін (жұмысшы көлемін) қалыпты жағдайға (қалыпты көлемге) келтіру формуласы мынандай: . (13) Газ көлемін (жұмысшы көлемін) стандартты жағдайға келтіру формуласы мынандай (коммерциялық көлем): . (14) бұл жерде [Р]= МПа. Айдалатын газ қоспасының физиккалық-химиялық қасиеттеріне келесі параметрлер жатады: M молярлық масса, Ткр псевдокрикалық температура, Ркр псевдокрикалық қысым, Vкр псевдокрикалық көлем, тұрақты қысымдағы газдың меншікті жылу сиымдылығы, динамикалық тұтқырлық және λ жылу өткізгіштік коэффициенті. Оларды әдетте газ қоспасының әрбір компонентінің физиккалық-химиялық қасиеттері арқылы есептейді (3-кесте). Мұндағы Vкр – меншікті критикалық көлем, λ - коэффициент теплопроводности, Sii - қоспадағы әрбір компоненттің Сатерленд тұрақтысы. Газ қоспасының құрамы әрбір компоненттің массалық, көлемдік, немесе молярлық үлестерімен сипатталады. Газдар үшін әрбір компоненттің көлемдік және молярлық үлестері өзара тең болатындықтан, олармен есептеу жасау оңайырақ. Егер қоспадағы газ қоспасының әрбір компонентінің көлемдік үлесі у1, у2, у3, т.с.с. болса, онда газ қоспасы үшін мына өрнек дұрыс: , (15) 3-кесте. Әртүрлі газдардың параметрлері
жүктеу/скачать 4,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|