毕业论文（设计）管输含蜡原油的化学组成与变化规

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1、管输含蜡原油的化学畑组成与变化规律摘要：本文主要对含蜡原汕化学畑进行计算研究。一方面，本文根据燃料化学反砬畑的常用计算方法，得出了油m含蜡胶油的比化学反应煳，并通过对比前人得出的燃料油的比化学反应烟值，证明木文中的计算结果切实可用：另一方面，本文从化学扩散佣的一般计算方法出发，基于管输过程蜡分子的扩散沉积机理，推导得出原汕扩散畑的计算式，并对筲输过程中汕流扩散畑的变化情况进行了研宄，旨在为以后进-步研究原油生产系统的畑分析提供理论坫础。关键词：管道输送：含蜡原汕；化学畑：反砬畑；扩散畑0前言物质的化学烟是指物质与环境由于存在化学不平衡

2、（包括组分和浓度不平衡）而具有的最大理论做功能力，也就是物质与环境达到化学平衡的过程屮所做出的最大可用功。其中，系统与环境仅巾于组分不平衡所具有的化学烟称为系统的反应烟；而浓度的不平衡，只有通过扩散过程才能达到与环境的完全热力学平衡，通常将系统与环境出于成分（或浓度）所具有的化学畑称为系统的扩散畑。那么，热力学系统的化学畑则可看作反应畑和扩散畑两部分之和。在能ft转换系统中，化学煳是煳分析和性能优化的一个重要的特性参数［1］。在原油生产系统的烟分析中经常遇到原油烟的计算问题。但由于原汕组成极其复杂，而且各个油m产出原油的组成特点各有不

3、同，至今尚无一种适当的计算方法。原油化学畑的计算是一个很有应用价值的研究课题，也是对石油生产过程进行畑分析所必须解决的问题，需要石油能源工作者积极地探索，进一步研究解决。目前己有很多屮外学者对各种燃料的化学反应畑做了研究。1984年信泽寅男提出了按燃料种类选择畑通用计算式［2］,依据燃料中的碳、氢、氧、硫、氮的质量分率，分别给出液体燃料与固体燃料的通用计算式。1982年J.H.Shich与L.T.Fan在吉布斯自由能方程的基础上，提出了包含10种元素（除C、H、0、N、S外，还含F、Cl、Br、I）的燃料烟的通用计算式（简称S-F计算

4、式），适用于气体、液体、固体各种燃料11999年闫水保等人导出了一个固体和液体燃料化学畑的计算式，并发现燃料屮各元素成份对烟的作用机制是有差异的。碳元素和硫元素主要是通过发热量来影响畑值；而氢元素、氧元素和氮元素除去发热量，还通过熵变化来影响佣值W。2012年SongG提出一种干液固体燃料的化学畑通用计算式，并通过统计结果证明干液固体燃料的化学畑，无机物及灰分的化学烟可忽略不计［5］。2014年Kaushik提供了常规热电厂中煤、重燃油、天然气等燃料的化学煳计算方法，并提出燃料的化学组成对其化学畑的影响很大。例如重燃汕的化学畑随H-

5、C比的增大而增大。而天然气中轻质含量减少，重质含量增加，会使燃基金项H:国家ft然科学基金项H（No.51534004）；东北石油大学研宂生创新科研项H资助（YJSCX2015-009NEPU）料的化学畑增加［6］。对于燃料的扩散畑的研究则较少，1988年朱明善在《能量系统的畑分析》一书中首次较为详细的介绍了一般热力学系统化学扩散烟表达式的推导过程m，本文中含蜡原油的扩散畑正是在此表达式的基础上，结合管输过程屮含蜡原汕的特点推导得来的。本文为了研宂原油化学畑的计算，对国内外的有关化学烟的计算方法进行了调研，并针对原油的特点，对油田原油

6、反应烟的进行了计算，并对原油扩散畑的计算方程与变化规律进行了研究。1化学反应烟的计算1.1反应畑的常用计算式原则上，燃料的化学反应畑与其他化合物(或混合物)的反应畑没有什么区别。只要知道它的组成和生成自由焓，可按相应的方程进行计算，然而实际使用的燃料通常都是含有许多组元的复杂物质，它们的成分很难精密地测定，特別是固体燃料往往由不稳定的分子集合体组成，因此提出了多种不同的计算化学烟的近似式。对于一般液体和固体燃料，包括煤与石油，常采用近似计算估算方法。燃料畑的各种半经验计算式与近似计算式都可以用于工程畑分析。对于常用的液体、气体燃料，巾

7、近似计算式的结果与其它计算式的结果偏差一般不超过4%,可以满足工程畑分析的要求。下面介绍几种常用的反应畑的近似算法：1)当燃料的发热值己知时，就可以使用朗特(Rant)公式：液体燃料：Exchl=0.975g/y固体燃料：Exc/ks=Ql^rW其中，G；,，分别为相应燃料的高位发热值和低位发热值。r为环境温度下水的汽化潜热，W为燃料所含水分的质量分数。2)当燃料的元素组成己知时，可以使用信泽寅男的提出关系式：液体燃料：E,,=弘f1.0038+0.1365+0.0308+0.0104-Iw(C)w(C)w(O)固体燃料：w、=afl

8、.0064+0.1519+0.06162^122+0.0429'Iw(C)w(C)w(C)J其中vv(C),iv(H),vv(O),vv(N),>v(S)分别为燃料中碳、氢、氧、氮、硫的质fi分数。3)Szargut-S