中国石油大学 2020春在线考试（主观题）-《化工热力学》答案.docVIP

中国石油大学（北京）远程教育学院

期末考试

《化工热力学》

学习中心：_______姓名：________学号：_______

关于课程考试违规作弊的说明

1、提交文件中涉嫌抄袭内容（包括抄袭网上、书籍、报刊杂志及其他已有论文），带有明显外校标记，不符合学院要求或学生本人情况，或存在查明出处的内容或其他可疑字样者，判为抄袭，成绩为“0”。

2、两人或两人以上答题内容或用语有50%以上相同者判为雷同，成绩为“0”。

3、所提交试卷或材料没有对老师题目进行作答或提交内容与该课程要求完全不相干者，认定为“白卷”或“错卷”，成绩为“0”。

一、请学生运用所学的化工热力学知识，从以下给定的题目中选择至少选择2个题目进行论述：（总分100分）

在众多的状态方程中,写出三个常用的状态方程。根据本人的工作或者生活选择一个体系、选择其中一个状态方程、对其PVT关系的计算准确度进行分析，并提出改进的方向和意见。

凝析油的PVT状态分析

在油气田开采和油气输送过程中，要经常使用状态方程进行计算，但状态方程大都是半理论、半经验的关系式，都有一定的使用范围。常用的状态方程在计算纯气体和非极性分子热物性参数时，准确性普遍较好，但计算气体混合物，特别是计算含有CO2、H2S等酸性气体时，计算误差较大。常用的状态方程有SRK、RK、PR、PT、SHBWR和LHSS。

在进行气液相密度气液相粘度气液相焓以及气液相熵等流体热物性参数计算时需要对状态方程进行选择状态方程分为理想气体状态方程和实际流体包括气体和液体状态方程。自从1873年J.D.VanDerWaals对理想气体状态方程作了修改之后，于20世纪中叶陆续发表了很多状态方程半理论、半经验的关系式，基本上都在VanDerWaals方程的基础上修改而成的，每种关系式都是在引力项和温度项上作了不同程度的修改，都是针对特定的气体分子，因此都有一定的适用范围。为寻求常用的状态方程的适用范围，以下分析常用的状态方程的准确性。在油气田开采和油气集输中，状态方程主要用于以下几个方面：

（1）计算气液相的压缩因子。

（2）计算气液相的逸度。

（3）计算流体热物性参数（如气液相密度、气液相粘度、气液相焓以及气液相熵等）。

（4）相态平衡计算、包括泡点计算、露点计算以及闪蒸计算等。

（5）管道内以及井筒内水合物形成压力温度条件的预测

（6）气藏、凝析气藏储量计算。

方程简称

发表时间

临界压缩因子

改进的方向

适用范围

RK

1747年

0.333

在VandetWaalo基础上进行修

改，引入了温度对引力的修正

多用于计算干气的压缩因子，不适于计算非极性分子压缩因子

SRK

1961年

0.333

在RK状态方程基础上作了进一步改进，将偏心因子和二元交互系数引入到状态方程中

多用于计算干气的压缩因子，并适用

于计算非极性分子压缩因子

PR

1776年

0.3074

在SRK方程的基础上作了改进，将硬球分子模型的三次状态方程写成一般的形式；对引力项与分子密度的关系作了更深入的分析，给出了更好的结构；对纯物质蒸气压和液相密度及容积特性的计算有明显的改善

用于气液相平衡的计算，一般优于SRK,能用于CO2、H2S等较强极性组分体系的气液相平衡的计算，精度也较高。临界压缩因子最接近于理论值；广泛用于油气藏烃类体系相态的计算

SHBWR

1777年

0.3074

Shoave等人对BWR状态方程的

1个参数以及修正系数进行改进

对高压、低温油气系统有较高精度

PT

1982年

0.3074

在PR状态方程的基础上改进了引力项

能在较宽的压力、温度范围内适用于凝析气藏相态计算，计算精度较高，是目前计算凝析气藏相态计算最好的方法之一

LHSS

1988年

在0.264?0.292

范围内可调

在VDW的临界条件基础上使临界压缩因子可调；考虑了超临界现象的影响；对不同物质的偏心因子进行回归，增加偏心因子的连续性和准确性

能在较宽的压力、温度范围内计算凝析气藏相态，计算精度较高，是目前计算凝析气藏相态计算最好的方法之一

表1常用状态方程的改进情况及适用范围

以塔里木某凝析气井的集输多相流管路为例，分别采用前述状态方程进行多相管流的工艺计算,以说明各状态方程的准确性。凝析气井井流物的基本数据如下：

凝析油的相对密度为0.73,凝析气的相对密度为0.76,分离器的压力为16MPa,分离器的温度为1.14,生产气油比为2012.7m3/m3,C7+的相对密度为0.7776,地层压力为15.164MPa,地层温度为59.6°。

井流物的组成列于表2。

表2

井流物的组成

组分

名称

井流物组成(mol%)

组分

名称

井流物组成