Основные возможности

NERSim предназначен для расчета фазового равновесия пар-жидкость, процессов нагревания и охлаждения, процессов адиабатического сжатия и расширения в углеводородных системах. Программа позволяет производить расчет технологических схем, построенных путем комбинирования вышеописанных элементарных процессов. С её помощью можно решать широкий круг задач. Основные расчеты, которые можно выполнить представлены ниже.

РАСЧЕТ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ ПАР-ЖИДКОСТЬ

  •  расчет температуры насыщения пара;
  • расчет давления насыщения пара;
  • расчет температуры насыщения жидкости;
  • расчет давления насыщения жидкости;
  • определение доли отгона при заданных значениях температуры и давления;
  • определение температуры при заданных значениях давления и доли отгона;
  • определение давления при заданных значениях температуры и доли отгона;
  • определение температуры и доли отгона, обеспечивающих получение пара или жидкости требуемого состава при заданном давлении;
  • определение давления и доли отгона, обеспечивающих получение пара или жидкости требуемого состава при заданной температуре.

РАСЧЕТ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ И ИХ СМЕСЕЙ

  • расчёт энтальпии пара и жидкости;
  • расчёт изобарной теплоёмкости пара и жидкости;
  • расчёт изохорной теплоёмкости;
  • расчёт плотности пара и жидкости;
  • расчет вязкости пара и жидкости;
  • расчет теплопроводности пара и жидкости;
  • расчет поверхностного натяжения;
  • расчёт теплофизических свойств воды и водяного пара по международной системе уравнений для термодинамических свойств воды и водяного пара, предусмотренной для промышленных расчётов Формуляции IF97.

РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

  • сепаратора;
  • насоса;
  • компрессора;
  • клапана (дросселя);
  • теплообменника;
  • сумматора;
  • делителя.

ПОСТРОЕНИЕ ФАЗОВЫХ ДИАГРАММ

  • диаграммы фазового равновесия T-X-Y, P-X-Y, Y*-X для бинарных систем;
  • диаграмма фазового равновесия Р-Т;
  • кривые испарения.

Также NERSim имеет возможность выводить результаты расчета в Excel или собственный редактор отчета, сохранять разработанный Вами проект и обмениваться им с коллегами.

Вещества и компоненты

Программа позволяет работать с индивидуальными веществами, псевдокомпонентами и нефтяными разгонками.

В базе данных программы содержится порядка 1600 индивидуальных веществ. Здесь Вы сможете найти основные классы органических соединений (алканы, изоалканы, нафтены, ароматические углеводороды, спирты, органические кислоты, эфиры, кетоны, альдегиды и др.), а также некоторые неорганические.
В базе данных содержатся следующие свойства индивидуальных компонентов, используемые для расчетов:

  • температура кипения при 101,325 кПа;
  • критическая температура;
  • критическое давление;
  • критическая плотность;
  • критическая вязкость;
  • ацентрический фактор;
  • коэффициенты для расчета идеально-газовой энтальпии;
  • плотность при 20°С (для тех веществ, которые при 20°С являются жидкостями);
  • коэффициенты бинарного взаимодействия для более чем 600 углеводородов.

Программа 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.

В программе пользователю предоставляются большие возможности по работе с различными вариантами разгонок нефти и её фракций. Так программа в качестве исходных данных позволяет задавать следующие виды разгонок:

  • ИТК;
  • ASTM D86;
  • ASTM D1160;
  • ASTM D2887.

Кроме того имеется возможность задать кривую 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.

Методы расчета

Используемые в программе методы и методики условно 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.

РАСЧЕТ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ ПАР-ЖИДКОСТИ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Фазовое равновесие пар-жидкость

  • уравнение состояния Пенга-Робинсона;
  • уравнение состояния Соава-Редлиха-Квонга.

Энтальпия пара

  • уравнение состояния Пенга-Робинсона;
  • уравнение состояния Соава-Редлиха-Квонга.

Энтальпия жидкости

  • уравнение состояния Пенга-Робинсона;
  • уравнение состояния Соава-Редлиха-Квонга;

Изобарная теплоемкость пара

  • уравнение состояния Пенга-Робинсона;
  • уравнение состояния Соава-Редлиха-Квонга.

Изохорная теплоемкость

  • уравнение состояния Пенга-Робинсона;
  • уравнение состояния Соава-Редлиха-Квонга.

Изобарная теплоемкость жидкости

  • уравнение состояния Пенга-Робинсона;
  • уравнение состояния Соава-Редлиха-Квонга.

Плотность пара

  • уравнение состояния Пенга-Робинсона;
  • уравнение состояния Соава-Редлиха-Квонга.

Плотность жидкости

  • методика API;
  • метод Racketta;
  • метод COSTALD;
  • метод Yen-Woods;
  • метод Бенсона;
  • уравнение состояния Пенга-Робинсона;
  • уравнение состояния Соава-Редлиха-Квонга.

Теплопроводность жидкости

  • методика API 12А1.2, 12А2.3.

Теплопроводность пара

  • методика API 12В1.2, 12В2.1.

Вязкость пара

  • методика API;
  • метод Голубева;
  • метод Чепмен-Энски.

Вязкость жидкости

  • методика API;
  • метод Abbott;
  • метод Letsou-Stiel;
  • метод Критических параметров.

Поверхностное натяжение

  • метод соответственных состояний.

РАСЧЕТ СВОЙСТВ НЕФТЕЙ И НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ И ИХ СМЕСЕЙ

Молярная масса

  • Riazi-Daubert;
  • API;
  • Lee-Kesler;
  • Goossens;
  • Winn-Mobil;
  • Twu.

Температура кипения при 101,325 кПа

  • Riazi-Daubert;
  • API;
  • Soreide.

Критические параметры

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

Ацентрический фактор

  • Lee-Kesler;
  • Edmister;
  • Korsten.

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.

Особого внимания заслуживает разработанный интерфейс построения расчетной технологических схем. 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.