Моделирование технологических процессов в NERSim

NERSim предназначен для расчета фазового равновесия пар-жидкость, процессов нагревания, охлаждения, адиабатического сжатия и расширения, разработке и расчёту технологических процессов, подготовке данных для подбора и расчёта технологического оборудования.

Фазовое равновесие пар-жидкость

Теплофизические свойства

плотность пара и жидкости
вязкость пара и жидкости
теплоёмкость пара и жидкости
теплопроводность пара и жидкости
поверхностное натяжение

Компоненты

Термодинамика

Элементы технологической схемы

поток
сепаратор
теплообменник
клапан
насос
компрессор
сумматор/делитель

Технологические процессы

установки подготовки нефти и газа
низко-температурная сепарация
установка закачки газа в пласт
установка водоподготовки
редукционно-охладительная установка пара
воздушная / азотная компрессорная
сепарация газо-продуктовых потоков вторичных процессов переработки нефти

Комримирование газа

Расчёт фазового равновесия многокомпонентной среды

Расчёт редуционно-охладительной установки пара в NERSim

РОУ

Расчёт установки подготовки нефти в NERSim

Установка подготовки нефти

Вещества и компоненты

Программа NERSim позволяет работать с индивидуальными веществами, псевдокомпонентами (нефтяными фракциями), нефтями и их смесями.

В базе данных программы содержится порядка 1500 индивидуальных веществ. Здесь Вы сможете найти основные классы органических соединений (алканы, алкены, нафтены, ароматические углеводороды, спирты, органические кислоты, эфиры, кетоны, альдегиды и др.), а также некоторые неорганические.

Свойства индивидуальных веществ в базе данных

температура кипения при 101,325 кПа
критическая температура и давление
критическая плотность
критическая вязкость
ацентрический фактор
коэффициенты для расчета идеально-газовой энтальпии
плотность при 20°С
коэффициенты бинарного взаимодействия

Перечень поддерживаемых разгонок

NERSim позволяет задавать для расчета нефтяные фракции (псевдокомпоенты). Для этого необходимо для неё указать среднею температуру кипения, а также молярную массу и/или относительную плотность при 15.6°С, после чего программа на основании ранее выбранных методов расчета свойств нефтяных фракции произведет расчет основных свойств необходимых для проведения расчета по уравнениям состояния Пенга-Робинсона и Соава-Редлиха-Квонга.

Пользователю предоставляются большие возможности по работе с различными вариантами разгонок нефти.

Реализована возможность ввода кривых плотности, молярной массы и содержание растворенных газов. Расчет свойств и разбивка разгонки на узкие фракции производится согласно установкам заданным в Диспетчере нефтей. Для удобства работы с разгонками предусмотрен модуль построения кривой с выводом результатов расчета в Excel. Также в программе есть модуль позволяющий производить смешения разгонок, полученных по различным методикам.

Окно выбора индивидуальных веществ в программе NERSim

Индивидуальные вещества

Окно ввода данных по псевдокомпонентам в программе NERSim

Псевдокомпоненты

Окно ввода данных по фракционному составу нефти и ее фракций в программе NERSim

Фракционный состав нефти

Окно выбора методов расчёта свойств нефтей и нефтяных фракций в программе NERSim

Методы расчёта свойств нефтей

Методы расчета

Используемые в программе методы и методики можно разделить на две большие группы. К первой группе относятся методы и методики расчета фазового равновесия пар-жидкость, теплофизических и физико-химических свойств индивидуальных веществ, нефтяных компонентов (псевдокомпонентов) и их смесей. Ко второй группе относятся методы и методики расчета свойств нефтяных компонентов и прогнозирования поведения фракционного состава, а также кривых плотности и молярной массы нефти и нефтяных фракций.

Расчёт фазового равновесия пар-жидкость и теплофизических свойств

Расчёт фазового равновесия

Энтальпия пара

Энтальпия жидкости

Изобарная теплоёмкость пара

Изохорная теплоёмоксть

Изобарная теплоёмкость жидкости

Плотность пара

Плотность жидкости

уравнение состояния Пенга-Робинсона
уравнение состояния Соава-Редлиха-Квонга
формуляция IF97
методика API
метод Racketta
метод COSTALD
метод Yen-Woods
метод Бенсона

Теплопроводность жидкости

Теплопроводность пара

Вязкость пара

Вязкость жидкости

Поверхностное натяжение

Расчёт свойств нефтей, нефтяных фракций и их смесей

Молярная масса

Критические параметры

Riazi-Daubert
API
Lee-Kesler
Riazi-Daubert Extended
Winn-Mobil
Twu
CAVETT
Tsonopoulos

Ацентрический фактор

Температура кипения

Прогнозированию поведения кривой разгонки нефти и её фракций:

прогнозирование методом Riazi
прогнозирование модифицированным методом Riazi (данная методика предложена авторами программы и была опробована на достаточно большом числе нефтей и их фракций, результаты, полученные по данной методике, сопоставимы с результатами фирменных алгоритмов SIMSCI и HYSYS, а в некоторых случаях даже превосходит их по точности)

Графический интерфейс

Графический интерфейс программы построен на основе технологии Ribbon благодаря чему пользоваться программой удобно и её освоение не составит особого труда у людей знакомых с операционной системой Windows и продуктами Microsoft Office 2007 и старше.

Для построения схемы необходимо выбрать один из доступных технологических или логических элементов и перенести его на холст (однократное нажатие в любом месте области построения схемы).

Для соединение элементов схемы между собой необходимо задать для каждого из элементов входящие и исходящие потоки (двойной клик по технологическому элементу). После чего программа сама соединит технологический элемент с входящими и исходящими потоками. Построение соединяющих линий происходит по специальному алгоритму, разработанному авторами программы, который позволяет избежать наложения линий и корректно отображает место пересечения. Кроме того в программе имеется возможность задать цвет для каждой линии, что значительно улучшает визуальной восприятие сложных схем.

Графический интерфейс программы имеет интеллектуальную систему подсказки пользователю. Те элементы или графы, которые необходимо заполнить для проведения расчетов подсвечиваются красным цветом. Элементы, которые пользователь уже задал подсвечиваются синим цветом, а элементы, которые заданы по умолчания — зеленым. Таким образом для того, чтобы запустить программу на расчет необходимо сделать все красные элементы синими. Выше сказанное относится к той части программы, где от пользователя требуется задания данных необходимых для выполнения расчета (задание состава потоков, давления на выкиде насоса, температуры на выходе из теплообменника и др.). Для области построения схемы применятеся несколько другая цветовая гамма:

синий — обозначает, что элемент добавлен на схему, но пользователь не задал необходимые данные для расчета;
зеленый — обозначает, что пользователь задал все необходимые данные для расчета данного элемента;
фиолетовый — программа «удачно» произвела расчет данного элемента;
красный — при расчете данного элемента произошла ошибка.

Для удобства оценки результатов расчета имеется возможность добавить на схему специальных Таблиц, в которых сводится необходимая информация о результатах расчетах потоков (расход, температура, давление, состав, теплофизические и прочие свойства) и технологических элементов.

Диаграммы

Программа позволяет строить диаграммы T-XY, P-XY, Y*-X для бинарных систем, как в массовых так и в мольных долях. В новой версии существенно улучшено описание ретроградной области. При работе с диаграммами пользователю предоставляется возможность сохранить результаты расчета в Excel, распечатать диаграмму или сохранить её как картинку.