PR方程与SRK方程在计算水露点中的比较与应用.pdf

第43卷第10期
当代化
Vo1.43. No10
2014年10月
Contemporary Chemical Industry
October. 2014
PR方程与SRK方程
在计算水露点中的比较与应用
李庆杰,杨圃,张辰源,吴明浩,张添龙,孙建波
(新疆油田油气储运公司,新疆克拉玛依834002
摘
要:水露点是天然气管道输送安全的一个重要指标。介绍了PR方程与SRK方程,利用两个方程的不
同混合法则及相平衡计算,通过编写程序,计算出在相同条件下,不同方程之间计算出的水露点的差异,得出
利用PR方程计算出的水露点较SRK方程计算的结果偏低。
关键词:PR方程;SRK方程;水露点
中图分类号:TQ018
文獻标识码:A
文章编号:1671-0460(2014)10-2186-02
Comparison and Application of PR and SRK Equations in
Calculation of the Water Dew Point
L Qing-fie, YANG Pu, ZHANG Chen-yuan, WU Ming-hao, ZANG 7ian-long, SUN Jian-bo
Petro China Xinjiang Oilfield Company Oil &Gas Storage& Transportation Branch, Xinjiang Karamay 834002, China)
Abstract: The water dew point is an important indicator for the natural gas pipeline safety. In this article, PR and RK
equations were described. Using mixing rules and phase equilibrium calculation of the two equations, the difference of
the water dew points calculated by the two equations under the same conditions was calculated. The results show that,
the water dew point calculated by the PR equation is lower than that calculated by the SRK equation
ey words: PR equation; SRK equation, Water dew point
含水率是天然气管道输送的一项重要的参数。1.1PR方程2?
水露点的形成由温度、压力、组分等直接决定,
RT
GB50251规定,在管输天然气最高运行压力下水露
ーb2+2bレーb2
点的温度较周围最低环境温度低5℃。水露点的析
出将对管道运行造成巨大的危害,当管道运行温度
a=>>x, 3
低于相应的水露点时,容易降低管道的输送效率,
加速对管道腐蚀的速度;如果形成固体水合物,将
b=>x,b
导致管道或其他设备的堵塞。例如2014年2月24
日,新疆某油田一条56.6km的天然气管线因析水
0.457235RTa
造成冰堵,历时三天通过放空及注醇等方法进行抢
修,管线逐步恢复正常。所以通过科学计算可有效
0.077796RT
预防和减少水露点所带来的危害。
b
1理论部分
(ーK,)、,BaB
天然气含水量与水露点换算涉及复杂的计算
K。=1.41263-0.0246IT+1.40764×1072
过程,包括状态方程、气体混合规则、气液相平衡
2.55299×10-773
等理论计算,过程十分繁杂。目前适用于天然气的
B1=1+[0.37464+1.542260-0.26992
状态方程比较多,计算方法不同,为此需要比较常
用方程的计算结果,便于实际应用的选取。
收稿日期:2014-03-16
作者筒介:李庆杰(1984-),男,江苏连云港人,工程师,研究生学历,2011年毕业于辽宁石油化エ大学油气储运专业,研究方向:从事原油
与天然气运行工作。E-mail:liqingjie01@aliyun.com。
第43卷第10期
李庆杰,等:PR方程与SRK方程在计算水露点中的比较与应用
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0.08664RT
式中:P一系统压力,Pa;
一摩尔体积m/mol;
a=∑∑(aa1)"x,x/(-kn
T一绝对温度,K
R一气体常数J(mdl?K)
a、b、a、b、り、、B一与混合物所含组分的种类及状态有关的
常量
ay一-组分、j的交义系数;
x、x进料组分、j摩尔分数
N一混合物所含组分的种类数;
m=(z-以-b--リ-2-B
T7-组分i的临界温度,K;
P一绍分方j的临界乐力,Pa
xn2∑b
(1+
K一二元交互作用系数
)n(1+)
て0一组分的偏心因子;
T一组分的对比温度;
其中符号意义同PR方程
Tで一临界温度,P为崎界压力,T=TT
Z一为偏心因子。
2计算应用
其中:k=k。+ん1(1+T2)(0.7ーmy
2.1计算结果比较
ko=0.378893+1.489715o1-0.17131848a
选取新疆油田金龙一级站天然气样品,具体组
k1是物质的特征参数其数据可见文献2
成见表1。在计算过程中,环境温度为20℃,压力
逸度方程计算
范围0.5~2.0MPa
通过PR方程和SRK方程,所计算出的结果见
Z-lリ)-lh(Z
B
)n2+(+V2)A
Z-(1+V2)A
n9の。=2(Z-1)-hn(Z-A)
一--HPR方程
+22ィ-aa)m
Z+(1+V2)A
(1+V2)A
ap
B
RT
(RT)2
RT
0).40.60.8」1.21.4J.6J.82
式中:Z-压缩因子
压ノ/Mュ
1.2SRK方程ド?
图1PR方程与SRK方程计算结果比较
Fig.1 The calculation results of PR and SRK equations
RT
a(7)
(2)
Vーb/(W+b)
通过表1可以明显看出,PR方程计算出结果较
a. ai
SRK方程计算水露点温度偏低;在1.0MPa下,其
ax(T)=[I+m(1-Tn2)2
实际测量水露点为-2.1℃,较方程所计算数值偏
高。显然,PR方程和SRK方程均能满足计算要求
m=0.4867+1.574の.-0.176o
但为了提高管道运行安全系数,建议采用PR方程
0.42747R2r2
作为计算方法更为安全合理。
表1金龙一级站天然气组分
Table 1 The gas composition of Jinlong station
名称
C