Тізбектей айдау туралы жалпы түсінік

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Тізбектей айдау туралы жалпы түсінік
Тізбектей айдау кезіндегі қоспалардың түзілуі
Циклдердің санын табу

Пайдаланылған әдебиеттер

1. Тізбектей айдау туралы жалпы түсінік

Мұнай өнімдерін тізбектей айдау дегеніміз бір мұнай құбыры арқылы әртүрлі мұнайларды, немесе әртүрлі мұнай өнімдерін белгілі бір тәртіппен айдауды айтады. Тізбектей айдау нәтижесінде құбырдың өткізу қабілетін толығымен пайдаланады, ал тасымалдың басқа түрлері мұнай өнімдерін тасудан босатылады. Бірақ мұнай өнімдерінің түйісу аумақтарында қоспа пайда болады.

Тізбектей айдауды есептеу нәтижесінде төмендегі есептер шешіледі:

Сорап стансаларының санын анықтау;
Мұнай өнімдерінің түйісу аумақтарында пайда болатын қоспаның көлемін табу;
Мұнай өнімдері партиясының көлемін табу;
Тізбектей айдау циклдерінің санын анықтау;
Магистралдан кететін құбырлардың диаметрін анықтау, т. б.

Тізбекті айдау да мұнай өнімінің нақты көлемін жинау үшін. Әдетте негізгі станцияның резервуарларының сыйымдылығы екі немесе үш тәулік айдаудың көлеміне тең болып келеді. Тізбектей айдау кезінде негізгі станцияның резервуар көлемі циклдың санына байланысты есептелінеді.

Қазіргі магистралды құбырдың айдау станцияларында ортадан тепкіш сорап қолданады, көбінесе тізбектей қосылады. Кез-келген агрегатты сақталған қорға ауыстырғанда сорап байланыстары жұмысты қамтамасыз ету керек.

Құбыр арқылы А мұнай өнімінен кейін Б мұнай өнімі айдала бастасын. Əдетте қоспаны ондағы өнімдердің концентрациясымен сипаттайды. Біз қарастырылған жағдайдағы қоспаның сипаттамасы ретінде соңғы (ығыстырушы) Б мұнай өнімінің концентрациясын алайық. Сонда С Б= С , С А=1- С , яғни Б мұнай өнімінің концентрациясын С деп алдық. Қоспаның көлемі арасында келе жатқан қоспа бөлігінің көлеміне тең. Практикада С 1=0 жəне С 2=1 деп алу қоспаның көлемін тым көп қылып жібереді, сондықтан қоспа С 2=0, 99 до С 1=0, 01 аралықтарда келе жатады деп есептеледі. Бұндай өнімнің (бұл аралықтағы бөтен өнім - Б) негізгі өніммен (А) салыстырғанда өте аз болатындығынан (салыстыруға тұрмайды) . Сол сияқты С =0, 99 жəне С =1 аралықтарындағы қоспадағы бөтен өнім де (бұл аралықтағы бөтен өнім - А) негізгі өнімнен (Б) көп аз, яғни оларды ескермесе де болады.

Б А+ Б А

100%

С Б =С

С А=1- С

0%

Қоспа концентрациясы

2. Тізбектей айдау кезіндегі қоспалардың түзілуі

Тізбектей айдау кезіндегі қоспа түзілу процессін сипаттайтын теңдеуді алғаш рет В. С. Яблонский жəне В. А. Юфин құрастырған жəне сол теңдеуді шешкен. Құбырөткізгіш арқылы t =0 уақыт сəтінде А мұнай өнімінен кейін Б мұнай өнімі айдала бастасын (14-сурет) . Сонда қоспаның құбыр бойымен жəне уақытқа тəуелді таралуын анықтайтын төмендегідей заңдылығы алынған:

C ( x , t ) = 1 (1 − erf

x ) ,

Құбырөткізгіш арқылы t =0 уақыт сəтінде А мұнай өнімінен кейін Б мұнай өнімі айдала бастасын (14-сурет) . Сонда қоспаның құбыр бойымен жəне уақытқа тəуелді таралуын анықтайтын төмендегідей заңдылығы алынған:

2 D et

C ( x , t ) = 1 (1 − erf

x ) ,

мұндағы х - ағынмен бірге қозғалып отыратын қоспа ортасынан берілген қоспа нүктесіне дейінгі ара қашықтық ( С (0, t ) =0, 5 ), De - диффузияның əсерлі (эффективті) коэффицинті. Ламинарлы ағын кезінде De коэффициенті турбулентті ағынға қарағанда əлдеқайда көп (шамамен 106 есе), сол себепті

2 D et

ламинарлы ағын кезінде түзілетін қоспа көлемі де турбулентті ағынға қарағанда көп болады (шамамен 103 есе) . De коэффициентінің бірталай өрнектері бар (Тейлор формуласы, Асатурян формуласы, Нечваль - Яблонский формуласы, т. т. ) . Əдетте айтылған коэффициентті есептеуге Съенитцер формуласын жиі қолданады:

D = 1, 32 ×107 × w D ( λ ) 3, 6 × ( L ) 0, 141.

e 4 D

z

2 2

erf ( z ) = ∫ e − η dη

π

- ықтималдық интегралы деп аталатын кестеленген функция ( erf (∞) = 1 ) . (96) -

D et

теңдеу бойынша болып отырады:

x = x 0 × 2

( x 0 = const )

қималарда концентрация тұрақты

C ( x 0 × 2

, t ) = 1 (1− erf

2

D et

) = 1 (1− erf

2

x 0 × 2 D et

2 D et

x 0 ) = const .

Яғни уақыттың өтуімен

қоспа зонасының ұзындығы шамасына прапорционал түрде өсіп

D et

отырады екен. Соңғы пунктке келген қоспа үшін

C = 1 (1 − erf z ) ,

z = x .

Ал ығысатын А - мұнай өнімінің концентрациясы:

2 D e L/w

C = 1 (1+ erf

A 2

z ) .

Концентрациялары С 1 жəне С 2 ( С 1< С 2) болатын қималардың арасында келе жатқан қоспа бөлігінің көлемін мына формуламен табылады:

Vсм = Vтр × ( PeА

−0, 5

−0, 5

Б

) × ( z 1 − z 2 ) ,

мұндағы

z 1 = arcerf (1 − 2 C 1 ) жəне

z 2 = arcerf (1 − 2 C 2 ) .

w L

z = arcerf ( u )

w L

функциясы

u = erf (z)

функциясына кері функция.

Pe A =

De A

, Pe B =

De B

шамаларын Пекле

саны деп атайды. Ол санды Съенитцер формуласының көмегімен есептесек, қоспа көлемі мынандай болады:

Vñì

= 300V × ( λ 1, 8

+ λ 1, 8

) × ( D )

L

0, 43

òð 1

× ( z 1 − z 2 ) .

Мұндағы λ1, λ2 - əрбір өнім үшін жеке-жеке есептелген гидравликалық кедергі коэффициеттері. Көптеген оқулық есептеулерінде С 1=0, 01 жəне

С 2=0, 99 деп қабылданған. Бұл жағдайда

1 − 2 C 1 = 0, 98, 1 − 2 C 2 = −0, 98,

z 1 = arcerf 0, 98 = 1, 645,

z 2 = −1, 645,

z 1 − z 2 = 3, 29,

300 × 3, 29 = 987 ≈ 1000,

жəне (104) - формула төмендегі түрге ауысады:

V ≈ 1000V

× ( λ 1, 8 + λ 1, 8 ) × ( D ) 0, 43 .

ñì òð 1 2 L

Концентрациялары С 3 жəне С 4 болатын қималардың арасында келе жатқан қоспа бөлігінің жəне сол бөліктегі əрбір өнімнің көлемдері төмендегі формула арқылы табылады:

Vсм ( C 3, C 4 ) = V0 × ( z 3 − z 4 ) .

V ( C , C ) = V0 × [Ψ( z ) − Ψ( z

) ],

A 3 4 2 3 4

V Б ( C 3, C 4

) = V0 × [Φ( z

2 4

) − Φ( z 3 ) ] .

Мұндағы

z 3 = arcerf (1− 2 C 3 ) и

z 4 = arcerf (1− 2 C 4 ) ;

Φ( z ) =

1 e − z − z (1 − erf z) ,

Ψ( z ) = 2 z + Φ( z ) =

1 e − z + z (1 + erf z) .

Φ жəне Ψ -олар да

кестеленген функциялар. Олардың бірі екіншісі арқылы былай анықталады:

π

π

Ψ(− z ) = Φ( z ), Φ(− z ) = Ψ( z ) .

Айта кететін бір жай,

u = erf (z) жəне

z = arcerf ( u )

функциялары тақ функциялар,

яғни

erf (-z) = − erf (z)

жəне

arcerf (- u ) = − arcerf ( u ) .

V = 300V × ( λ 1, 8

0 òð 1

+ λ 1, 8

) × ( D )

L

0, 43

- қоспаның сипаттық көлемі, ол қоспаның толық көлемімен өрнек арқылы байланыста:

V0 =

Vñì

z 1 − z 2

Яғни концентрацияларды өлшей отырып, құбырөткізгіштің ішіндегі қоспа мөлшері мен оның əрбір бөліктерінің құрамын білуге болады екен. 14- кестеде ықтималдық функцияларының мəндері берілген.

Мысал үшін мынандай есеп шығарайық. V 0=600 м3 болсын жəне концентрациялары С 3=5%=0, 05, С 4=27%=0, 27 болатын қималардың арасында келе жатқан қоспа бөлігінің жəне сол бөліктегі əрбір А жəне Б өнімнің

көлемдерін табу керек. Кестеден табамыз:

Vñì ( C 3, C 4 ) = V0 × ( z 3 − z 4 ) =600·(1, 1631-0, 4333) ≈ 437, 880 м ;

erf(z)

Ф(z)

Ψ( z )

0, 05

1, 1631

erf(z):

0, 9

Ф(z):

0, 02955

Ψ(z):

2, 35575

0, 27

0, 4333

erf(z):

0, 46

Ф(z):

0, 23362

Ψ(z):

1, 10022

V ( C , C ) = V0 ×[Ψ( z ) − Ψ( z

) ] =300·(2, 35575-1, 10022) ≈ 376, 659 м3;

A 3 4 2 3 4

V ( C , C ) = V0 ×[Φ( z ) − Φ( z ) ] =300·(0, 23362-0, 02955) ≈ 61, 221 м3.

Á 3 4 2 4 3

376, 659+61, 221=437, 880 - көлемдер балансы орындалып тұр.

Ықтималдық функцияларының мəндері

erf(z)

Ф(z)

Ψ( z )

C

z

erf(z)

Ф(z)

Ψ( z )

0, 01

1, 645

erf(z):

0, 98

Ф(z):

0, 00479

Ψ(z):

3, 29479

0, 26

0, 4549

erf(z):

0, 48

Ф(z):

0, 22217

Ψ(z):

1, 13197

0, 02

1, 4522

erf(z):

0, 96

Ф(z):

0, 01039

Ψ(z):

2, 91479

0, 27

0, 4333

erf(z):

0, 46

Ф(z):

0, 23362

Ψ(z):

1, 10022

0, 03

1, 3299

erf(z):

0, 94

Ф(z):

0, 01643

Ψ(z):

2, 67623

0, 28

0, 4121

erf(z):

0, 44

Ф(z):

0, 24528

Ψ(z):

1, 06948

0, 04

1, 2379

erf(z):

0, 92

Ф(z):

0, 02284

Ψ(z):

2, 49864

0, 29

0, 3913

erf(z):

0, 42

Ф(z):

0, 25714

Ψ(z):

1, 03974

0, 05

1, 1631

erf(z):

0, 90

Ф(z):

0, 02955

Ψ(z):

2, 35575

0, 30

0, 3708

erf(z):

0, 40

Ф(z):

0, 26923

Ψ(z):

1, 01083

0, 06

1, 0994

erf(z):

0, 88

Ф(z):

0, 03654

Ψ(z):

2, 23534

0, 31

0, 3506

erf(z):

0, 38

Ф(z):

0, 28155

Ψ(z):

0, 98275

0, 07

1, 0435

erf(z):

0, 86

Ф(z):

0, 04379

Ψ(z):

2, 13079

0, 32

0, 3307

erf(z):

0, 36

Ф(z):

0, 29409

Ψ(z):

0, 95549

0, 08

0, 9935

erf(z):

0, 84

Ф(z):

0, 05129

Ψ(z):

2, 03829

0, 33

0, 3111

erf(z):

0, 34

Ф(z):

0, 30683

Ψ(z):

0, 92903

0, 09

0, 9481

erf(z):

0, 82

Ф(z):

0, 059

Ψ(z):

1, 9552

0, 34

0, 2917

erf(z):

0, 32

Ф(z):

0, 31983

Ψ(z):

0, 90323

0, 10

0, 9062

erf(z):

0, 80

Ф(z):

0, 06695

Ψ(z):

1, 87935

0, 35

0, 2725

erf(z):

0, 30

Ф(z):

0, 33307

Ψ(z):

0, 87807

0, 11

0, 8673

erf(z):

0, 78

Ф(z):

0, 07512

Ψ(z):

1, 80972

0, 36

0, 2535

erf(z):

0, 28

Ф(z):

0, 34656

Ψ(z):

0, 85356

0, 12

0, 8308

erf(z):

0, 76

Ф(z):

0, 08351

Ψ(z):

1, 74511

0, 37

0, 2347

erf(z):

0, 26

Ф(z):

0, 36029

Ψ(z):

0, 82969

0, 13

0, 7965

erf(z):

0, 74

Ф(z):

0, 09208

Ψ(z):

1, 68508

0, 38

0, 216

erf(z):

0, 24

Ф(z):

0, 37431

Ψ(z):

0, 80631

0, 14

0, 7639

erf(z):

0, 72

Ф(z):

0, 10088

Ψ(z):

1, 62868

0, 39

0, 1975

erf(z):

0, 22

Ф(z):

0, 38855

Ψ(z):

0, 78355

0, 15

0, 7329

erf(z):

0, 70

Ф(z):

0, 10987

Ψ(z):

1, 57567

0, 40

0, 1791

erf(z):

0, 20

Ф(z):

0, 40309

Ψ(z):

0, 76129

0, 16

0, 7032

erf(z):

0, 68

Ф(z):

0, 11907

Ψ(z):

1, 52547

0, 41

0, 1609

erf(z):

0, 18

Ф(z):

0, 41783

Ψ(z):

0, 73963

0, 17

0, 6747

erf(z):

0, 66

Ф(z):

0, 12847

Ψ(z):

1, 47787

0, 42

0, 1428

erf(z):

0, 16

Ф(z):

0, 43286

Ψ(z):

0, 71846

0, 18

0, 6473

erf(z):

0, 64

Ф(z):

0, 13806

Ψ(z):

1, 43266

0, 43

0, 1247

erf(z):

0, 14

Ф(z):

0, 44824

Ψ(z):

0, 69764

0, 19

0, 6208

erf(z):

0, 62

Ф(z):

0, 14786

Ψ(z):

1, 38946

0, 44

0, 1068

erf(z):

0, 12

Ф(z):

0, 46381

Ψ(z):

0, 67741

0, 20

0, 5951

erf(z):

0, 60

Ф(z):

0, 15789

Ψ(z):

1, 34809

0, 45

0, 0889

erf(z):

0, 10

Ф(z):

0, 47974

Ψ(z):

0, 65754

0, 21

0, 5702

erf(z):

0, 58

Ф(z):

0, 16809

Ψ(z):

1, 30849

0, 46

0, 071

erf(z):

0, 08

Ф(z):

0, 49603

Ψ(z):

0, 63803

0, 22

0, 546

erf(z):

0, 56

Ф(z):

0, 1785

Ψ(z):

1, 2705

0, 47

0, 0532

erf(z):

0, 06

Ф(z):

0, 51259

Ψ(z):

0, 61899

0, 23

0, 5224

erf(z):

0, 54

Ф(z):

0, 18912

Ψ(z):

1, 23392

0, 48

0, 0355

erf(z):

0, 04

Ф(z):

0, 5294

Ψ(z):

0, 6004

0, 24

0, 4994

erf(z):

0, 52

Ф(z):

0, 19993

Ψ(z):

1, 19873

0, 49

0, 0177

erf(z):

0, 02

Ф(z):

0, 54667

Ψ(z):

0, 58207

0, 25

0, 4769

erf(z):

0, 50

Ф(z):

0, 21095

Ψ(z):

1, 16475

0, 50

z: 0

erf(z):

0, 00

Ф(z):

0, 56419

Ψ(z):

0, 56419

Егер С >50%=0, 5, онда ықтималдық функцияларының мəндері былай табылады. Мысалы С =68%=0, 68 болсын.

Сонда z = arcerf (1 − 2 C ) = arcerf (1 − 2 × 0, 68) = arcerf (−0, 36) =- arcerf (0, 36) =-0, 3307.

Яғни ізделінетін шама кестеде əрқашан бар болады (тек таңбасы ғана теріс) . 0, 68+0, 32=1 екеніне назар аударайық.

Ф (-0, 3307) = Ψ (0, 3307) = 0, 95549 и Ψ (-0, 3307) = Ф (0, 3307) = 0, 29409.

erf(z)

Ф(z)

Ψ( z )

0, 32

0, 3307

erf(z):

0, 36

Ф(z):

0, 29409

Ψ(z):

0, 95549

Көптеген кітаптар мен оқулықтарда кесте орынына сəйкес графиктер (номограммалар) қолданылады.

Тізбектей айдаудың келесі есебі - мұнай өнімдерінің түйісу аумақтарында пайда болатын қоспаның көлемін табу. Осы мақсатта əрбір өнімді жеке-жеке айдау кезіндегі гидравликалық кедергі коэффициенттері есептеледі:

λ 1 = λ ν 1 Qр 1

, λ 2 = λ ( ν 2, Qр 2 ) ,

λ 3 = λ ( ν 3, Qр 3

) , …Сонда 1 жəне 2 мұнай өнімдерінің

(, n min )

n min

n min

түйісу аумақтарында пайда болатын қоспаның көлемі Съенитцер формуласы

бойынша мынаған тең болады: V

≈ 1000V × ( λ 1, 8 + λ 1, 8 ) × ( D ) 0, 43. Бұл жерде құбыр

см12

тр 1 2 L

көлемі V тр= πD 2 L /4. Басқа да мұнай өнімдерінің түйісу аумақтарында пайда болатын қоспаның көлемі осыған ұқсас есептеледі.

3. Циклдердің санын табу

Циклдер саны Ц төмендегі жорамалдан табылады. Бір жылдағы бүкіл i - мұнай өнімін бірден бірақ айдап тастауға болады. Бұл жағдайда Ц i = 1. Есесіне осы өнім айдалып жатқанда басқалары оны тосып, бас айдау стансасының резервуарларына жиналып жатады, яғни резервуарлардың недəуір көлемі керек болады. Ал i -мұнай өнімінің мүмкін болатын ең көп айдау циклінің саны материалдар балансының шартынан табылады:

Ц = Vгодi ,

i min

бұл жерде Vi min - пайда болатын қоспаны таратуды қамтамасыз ететін i -өнімнің ең аз көлемі. Циклдегі i -өнімнің ең аз партиясының көлемі бас айдау стансасындағы резервуар паркінің сиымдылығымен жəне соңғы пункттегі қоспаны таратудың таңдалған əдісімен анықталады. Оқу есептерін шешкенде қайта сұрыптау болмайды (бір өнім көлемінің азаюы мен екішісінің көбеюі), сол сияқты араластыратын өнімдердің көлемдері алдын-ала белгілі. i жəне j өнімдердің түйісу аумақтарында түзілетін қоспаның тең жартысын қабылдауға

шамасы келетін таза i - мұнай өнімінің ең аз көлемі V ij

min

мынаған тең:

i min

V

= 0, 0858 × смij ,

п

мұндағы θ ji - бөтен өнімнің рұқсат етілген концентрациясы ( j - өнімнің i -

өнімдегі) . Циклдегі i -өнімнің ең аз партиясының көлемі осы өніммен болатын барлық түйісу аумақтарындағы түзілетін қоспаның тең жартысын қабылдауға шамасы келетін i - мұнай өнімдерінің ең аз көлемдерінің қосындысымен анықталады. Мысалы, партияда i - өнім 4 жерде j - өніммен жəне 2- жерде

k - өніммен түйіссе, онда V

= 4 V ij

2V ik

. Бұл əдістің əлсіз жері - бас айдау

i min

i min

i min

стансасындағы таза мұнай өнімдерін сақтайтын сиымдылығы тым көп болатын резервуар паркін жасау (1 м3 шамасында) .

i жəне j өнімдердің түйісу аумақтарында түзілетін қоспаның барлығын тұтас қабылдауға шамасы келетін таза i - мұнай өнімінің ең аз көлемі Vi min мынаған тең:

i min