隨著海洋油氣資源的開(kāi)發(fā),尤其是海底含蠟原油的不斷開(kāi)采,受海底低溫環(huán)境的影響,海底混輸管道的流動(dòng)安全保障正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)——蠟沉積問(wèn)題。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)管輸石油的析蠟特性正是防止和控制管道蠟沉積問(wèn)題的根本所在。為此,本文建立了液固和氣液固析蠟預(yù)測(cè)模型,改進(jìn)了氣液固各相非理想性的熱力學(xué)描述方法,結(jié)合特征化理論將上述模型分別應(yīng)用于原油和凝析油體系,使之具備工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。主要工作如下:首先,本文針對(duì)烷烴體系建立了液固相平衡預(yù)測(cè)模型。采用新提出的IRSW溶液模型描述固相蠟晶的非理想性。該溶液模型同時(shí)考慮了過(guò)量焓和過(guò)量熵對(duì)過(guò)量吉布斯自由能的貢獻(xiàn)。其中,焓的貢獻(xiàn)采用修正的正規(guī)溶液模型描述;熵的貢獻(xiàn)通過(guò)Wilson模型計(jì)算。液相的非理想性采用正規(guī)溶液模型和Flory free-volume方程共同描述。再者,本文從分子形態(tài)的微觀角度引入蠟晶分子間的末端效應(yīng)和多態(tài)固相的變化過(guò)程,使得模型物理意義更加完善,實(shí)現(xiàn)了析蠟點(diǎn)、析蠟量和析出蠟晶組成的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。其次,針對(duì)高度非對(duì)稱(chēng)烷烴體系,改進(jìn)了EOS-G^E氣液相平衡預(yù)測(cè)模型。其中,狀態(tài)方程采用考慮體積平移參數(shù)的t-PR狀態(tài)方程;G^E

【文章頁(yè)數(shù)】：127 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 本課題領(lǐng)域的研究概況
        1.2.1 γ-γ模型
        1.2.2 φ-γ模型
    1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 烷烴體系的液固相平衡模型研究
    2.1 液固相平衡預(yù)測(cè)模型研究現(xiàn)狀
    2.2 液固相平衡模型
        2.2.1 熱力學(xué)平衡方程
        2.2.2 純物質(zhì)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 固相析出邊界條件
    2.3 液固相平衡閃蒸計(jì)算
        2.3.1 液固相態(tài)判斷
        2.3.2 液固相平衡閃蒸模型
        2.3.3 析蠟點(diǎn)的計(jì)算
        2.3.4 析蠟量及固相組成的計(jì)算
    2.4 液固相平衡模型驗(yàn)證
        2.4.1 三元和四元體系的析蠟預(yù)測(cè)
        2.4.2 復(fù)雜多元體系析蠟預(yù)測(cè)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 高度非對(duì)稱(chēng)烷烴體系的氣液相平衡模型研究
    3.1 氣液相平衡預(yù)測(cè)模型研究現(xiàn)狀
    3.2 EOS-G^E模型
        3.2.1 狀態(tài)方程
        3.2.2 LCVM混合規(guī)則
        3.2.3 UNIFAC模型的改進(jìn)
        3.2.4 氣液相平衡常數(shù)的計(jì)算
    3.3 氣液相平衡閃蒸計(jì)算
        3.3.1 氣液相態(tài)判斷
        3.3.2 氣液相平衡閃蒸模型
        3.3.3 泡點(diǎn)的計(jì)算
    3.4 EOS-G^E模型驗(yàn)證
        3.4.1 二元體系的泡點(diǎn)預(yù)測(cè)
        3.4.2 多元體系的泡點(diǎn)預(yù)測(cè)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 烷烴體系氣液固相平衡預(yù)測(cè)模型研究
    4.1 壓力對(duì)固相的影響
    4.2 氣液固相平衡模型
        4.2.1 帶壓條件下的固相非理想性
        4.2.2 熱力學(xué)平衡方程
    4.3 氣液固相平衡閃蒸計(jì)算
        4.3.1 多相閃蒸抽象模型
        4.3.2 氣液固相平衡閃蒸模型
        4.3.3 非線(xiàn)性方程組的求解
        4.3.4 析蠟點(diǎn)的計(jì)算
        4.3.5 泡點(diǎn)的計(jì)算
    4.4 氣液固相平衡模型驗(yàn)證
        4.4.1 二元體系的析蠟點(diǎn)和泡點(diǎn)預(yù)測(cè)
        4.4.2 多元體系的析蠟點(diǎn)和泡點(diǎn)預(yù)測(cè)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 原油和凝析油體系的析蠟特性預(yù)測(cè)
    5.1 實(shí)際體系析蠟預(yù)測(cè)模型研究現(xiàn)狀
        5.1.1 原油體系析蠟預(yù)測(cè)模型研究現(xiàn)狀
        5.1.2 凝析油體系析蠟預(yù)測(cè)模型研究現(xiàn)狀
    5.2 原油體系析蠟預(yù)測(cè)模型的建立
        5.2.1 液相活度系數(shù)的計(jì)算
        5.2.2 固相活度系數(shù)的計(jì)算
        5.2.3 原油體系特征化方法
    5.3 凝析油體系析蠟預(yù)測(cè)模型的建立
        5.3.1 流體相逸度的計(jì)算
        5.3.2 固相逸度的計(jì)算
        5.3.3 凝析油體系特征化方法
    5.4 模型的驗(yàn)證
        5.4.1 原油體系析蠟特性的預(yù)測(cè)
        5.4.2 凝析油體系析蠟特性的預(yù)測(cè)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 本課題的研究結(jié)論
        6.1.1 烷烴體系的液固相平衡模型研究
        6.1.2 高度非對(duì)稱(chēng)烷烴體系的氣液相平衡模型研究
        6.1.3 烷烴體系氣液固相平衡預(yù)測(cè)模型研究
        6.1.4 原油和凝析油體系的析蠟特性預(yù)測(cè)
    6.2 對(duì)今后研究工作的建議
參考文獻(xiàn)
附錄A 正構(gòu)烷烴物性計(jì)算基本關(guān)系式
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3779815