多相体系蜡析出计算模型研究
发布时间：2023-04-02 19:34
随着海洋油气资源的开发,尤其是海底含蜡原油的不断开采,受海底低温环境的影响,海底混输管道的流动安全保障正面临严峻挑战——蜡沉积问题。准确预测管输石油的析蜡特性正是防止和控制管道蜡沉积问题的根本所在。为此,本文建立了液固和气液固析蜡预测模型,改进了气液固各相非理想性的热力学描述方法,结合特征化理论将上述模型分别应用于原油和凝析油体系,使之具备工业应用价值。主要工作如下:首先,本文针对烷烃体系建立了液固相平衡预测模型。采用新提出的IRSW溶液模型描述固相蜡晶的非理想性。该溶液模型同时考虑了过量焓和过量熵对过量吉布斯自由能的贡献。其中,焓的贡献采用修正的正规溶液模型描述;熵的贡献通过Wilson模型计算。液相的非理想性采用正规溶液模型和Flory free-volume方程共同描述。再者,本文从分子形态的微观角度引入蜡晶分子间的末端效应和多态固相的变化过程,使得模型物理意义更加完善,实现了析蜡点、析蜡量和析出蜡晶组成的准确预测。其次,针对高度非对称烷烃体系,改进了EOS-GE气液相平衡预测模型。其中,状态方程采用考虑体积平移参数的t-PR状态方程;GE
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 本课题领域的研究概况
1.2.1 γ-γ模型
1.2.2 φ-γ模型
1.3 本课题的主要研究内容
第2章 烷烃体系的液固相平衡模型研究
2.1 液固相平衡预测模型研究现状
2.2 液固相平衡模型
2.2.1 热力学平衡方程
2.2.2 纯物质的液固相逸度比
2.2.3 液相非理想性的描述
2.2.4 固相非理想性的描述
2.2.5 固相析出边界条件
2.3 液固相平衡闪蒸计算
2.3.1 液固相态判断
2.3.2 液固相平衡闪蒸模型
2.3.3 析蜡点的计算
2.3.4 析蜡量及固相组成的计算
2.4 液固相平衡模型验证
2.4.1 三元和四元体系的析蜡预测
2.4.2 复杂多元体系析蜡预测
2.5 本章小结
第3章 高度非对称烷烃体系的气液相平衡模型研究
3.1 气液相平衡预测模型研究现状
3.2 EOS-GE模型
3.2.1 状态方程
3.2.2 LCVM混合规则
3.2.3 UNIFAC模型的改进
3.2.4 气液相平衡常数的计算
3.3 气液相平衡闪蒸计算
3.3.1 气液相态判断
3.3.2 气液相平衡闪蒸模型
3.3.3 泡点的计算
3.4 EOS-GE模型验证
3.4.1 二元体系的泡点预测
3.4.2 多元体系的泡点预测
3.5 本章小结
第4章 烷烃体系气液固相平衡预测模型研究
4.1 压力对固相的影响
4.2 气液固相平衡模型
4.2.1 带压条件下的固相非理想性
4.2.2 热力学平衡方程
4.3 气液固相平衡闪蒸计算
4.3.1 多相闪蒸抽象模型
4.3.2 气液固相平衡闪蒸模型
4.3.3 非线性方程组的求解
4.3.4 析蜡点的计算
4.3.5 泡点的计算
4.4 气液固相平衡模型验证
4.4.1 二元体系的析蜡点和泡点预测
4.4.2 多元体系的析蜡点和泡点预测
4.5 本章小结
第5章 原油和凝析油体系的析蜡特性预测
5.1 实际体系析蜡预测模型研究现状
5.1.1 原油体系析蜡预测模型研究现状
5.1.2 凝析油体系析蜡预测模型研究现状
5.2 原油体系析蜡预测模型的建立
5.2.1 液相活度系数的计算
5.2.2 固相活度系数的计算
5.2.3 原油体系特征化方法
5.3 凝析油体系析蜡预测模型的建立
5.3.1 流体相逸度的计算
5.3.2 固相逸度的计算
5.3.3 凝析油体系特征化方法
5.4 模型的验证
5.4.1 原油体系析蜡特性的预测
5.4.2 凝析油体系析蜡特性的预测
5.5 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 本课题的研究结论
6.1.1 烷烃体系的液固相平衡模型研究
6.1.2 高度非对称烷烃体系的气液相平衡模型研究
6.1.3 烷烃体系气液固相平衡预测模型研究
6.1.4 原油和凝析油体系的析蜡特性预测
6.2 对今后研究工作的建议
参考文献
附录A 正构烷烃物性计算基本关系式
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集
本文编号：3779815
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 本课题领域的研究概况
1.2.1 γ-γ模型
1.2.2 φ-γ模型
1.3 本课题的主要研究内容
第2章 烷烃体系的液固相平衡模型研究
2.1 液固相平衡预测模型研究现状
2.2 液固相平衡模型
2.2.1 热力学平衡方程
2.2.2 纯物质的液固相逸度比
2.2.3 液相非理想性的描述
2.2.4 固相非理想性的描述
2.2.5 固相析出边界条件
2.3 液固相平衡闪蒸计算
2.3.1 液固相态判断
2.3.2 液固相平衡闪蒸模型
2.3.3 析蜡点的计算
2.3.4 析蜡量及固相组成的计算
2.4 液固相平衡模型验证
2.4.1 三元和四元体系的析蜡预测
2.4.2 复杂多元体系析蜡预测
2.5 本章小结
第3章 高度非对称烷烃体系的气液相平衡模型研究
3.1 气液相平衡预测模型研究现状
3.2 EOS-GE模型
3.2.1 状态方程
3.2.2 LCVM混合规则
3.2.3 UNIFAC模型的改进
3.2.4 气液相平衡常数的计算
3.3 气液相平衡闪蒸计算
3.3.1 气液相态判断
3.3.2 气液相平衡闪蒸模型
3.3.3 泡点的计算
3.4 EOS-GE模型验证
3.4.1 二元体系的泡点预测
3.4.2 多元体系的泡点预测
3.5 本章小结
第4章 烷烃体系气液固相平衡预测模型研究
4.1 压力对固相的影响
4.2 气液固相平衡模型
4.2.1 带压条件下的固相非理想性
4.2.2 热力学平衡方程
4.3 气液固相平衡闪蒸计算
4.3.1 多相闪蒸抽象模型
4.3.2 气液固相平衡闪蒸模型
4.3.3 非线性方程组的求解
4.3.4 析蜡点的计算
4.3.5 泡点的计算
4.4 气液固相平衡模型验证
4.4.1 二元体系的析蜡点和泡点预测
4.4.2 多元体系的析蜡点和泡点预测
4.5 本章小结
第5章 原油和凝析油体系的析蜡特性预测
5.1 实际体系析蜡预测模型研究现状
5.1.1 原油体系析蜡预测模型研究现状
5.1.2 凝析油体系析蜡预测模型研究现状
5.2 原油体系析蜡预测模型的建立
5.2.1 液相活度系数的计算
5.2.2 固相活度系数的计算
5.2.3 原油体系特征化方法
5.3 凝析油体系析蜡预测模型的建立
5.3.1 流体相逸度的计算
5.3.2 固相逸度的计算
5.3.3 凝析油体系特征化方法
5.4 模型的验证
5.4.1 原油体系析蜡特性的预测
5.4.2 凝析油体系析蜡特性的预测
5.5 本章小结
第6章 结论与建议
6.1 本课题的研究结论
6.1.1 烷烃体系的液固相平衡模型研究
6.1.2 高度非对称烷烃体系的气液相平衡模型研究
6.1.3 烷烃体系气液固相平衡预测模型研究
6.1.4 原油和凝析油体系的析蜡特性预测
6.2 对今后研究工作的建议
参考文献
附录A 正构烷烃物性计算基本关系式
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集
本文编号：3779815
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