ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Двухфазные углеводородные системы из "Очистка и переработка природных газов" Цель большинства процессов переработки природных газов — извлечение определенных компонентов из газовых потоков. Любой процесс переработки осуществляется при постоянном контроле давления, температуры и соотношения между паровой и жидкой углеводородными фазами. При проектировании установок переработки газа или составлении спецификаций необходимо учитывать условия начала кипения и температуру конденсации продуктов, а такж поведение системы пар—жидкость в любой точке внутри фазовой оболочки. Расчеты обычно основываются на допущении равновесного состояния между фазами, т. е. такого состояния, при котором состав жидкости и пара, находящихся в контакте между собой, с течением времени не изменяется. В тех случаях, когда время контакта фаз недостаточно для установления равновесия, применяются различного рода коэффициенты, которые учитывают зависимость процесса от времени. Понятие равновесия не применимо для статических систем, так как скорости испарения и конденсации молекул в таких системах одинаковы и состав фаз практически не изменяется. [c.43] С помощью константы равновесия К можно легко определить относительные концентрации любого компонента в паровой и н идкой фазах. Применение этой константы позволяет значительно упростить расчеты и компилировать данные. [c.43] Уравнение (32) неприменимо при температурах системы более высоких, чем критическая температура всех компонентов, составляющих систему, а также для системы жидкая вода—углеводородный конденсат , так как вода и углеводороды практически нерастворимы друг в друге. Следует отметить, что при расчете равновесия углеводородной части системы можно не учитывать присутствия в ней воды. Ошибка при этом невелика. [c.43] Летучесть фугитивность). Физический смысл понятия летучести (фуги-тивности) объяснить трудно. Это функция свободной энергии, которая, в свою очередь, является производной термодинамических понятий. Благодаря летучести f метод парциального давления может быть использован для расчетов при повышенных давлениях. [c.44] При давлениях свыше 35 кгс/см результаты расчетов, основанных на использовании метода парциальных давлений, расходятся с экспериментальными данными. Так как летучесть выражается в единицах давления, то для расчетов ее удобно представить в виде исправленного давления . Это вполне допустимо, так как летучесть математически связана с коэффициентом сжимаемости 2. [c.44] Для определения условий равновесия применяют различные модификации приведенных выше уравнений. Один из способов определения константы К — определение ее с помощью рис. 29. [c.45] Уравнение (36) было использовано для расчета графиков Келлога или Полико [19]. Эдмистер и Де Присте внесли поправки в эти графики с помощью уравнения (37) [20], [21]. Уравнение (38) является наиболее общим. Оно было использовано Чао и Сидером, а также другими исследователями для определения константы равновесия К. [c.47] Коэффициент летучести паров Ф - можно определить с помощью закона соответственных состояний и представить в виде графика, подобного графику рис. 29. Для определения величины приведенных параметров можно использовать любое уравнение состояния. Однако определение истинных значений р и Гп по методу ЭМР позволяет получить лучшие результаты, чем с помощью любого другого способа. То же самое можно сказать и о коэффициенте летучести жидкости V,. Чао и Сидер использовали коэффициент эксцентричности о для облегчения расчетов значений истинных псевдокритических параметров, В методе ЭМР можно поступить точно так же. [c.47] Коэффициент летучести зависит от состава, температуры и давления. Он аналогичен величине константы равновесия К, если допустить, что н идкость и газ являются идеальной системой. [c.47] График, представленный на рис. 80 может быть использован в широком интервале давлений при температурах от —162,2 до +37,8° С. Пользоваться этим графиком рекомендуется следующим образом. На сетке, расположенной в центре, определяем условия системы I, р). Точку пересечения давления и температуры соединяем прямой с температурой кипения компонента, представленной на линии, расположенной справа от сетки. Продолжаем эту прямую влево от сетки до пересечения с линией констант равновесия. В точке пересечения этих линий получаем величину константы равновесия компонента. [c.49] График Винна построен для давления сходимости 351,6 кгс/см . На рис. 31 представлена поправка на различные давления сходимости. Допустим, что давление сходимости равно 281,2 кгс/см , а давление в системе составляет 70,3 кгс/см . Из рис. 31 видим, что давление, которое нужно брать на сетке графика (см. рис. 30), равно 75 кгс/см . Это давление берется вместо давления системы для нахождения точки на сетке рис. 30. Незначительная поправка константы равновесия, вносимая с помощью графиков (см. рис. 30, 31) — пример влияния давления сходимости на величину К. [c.49] Большинство систем природного газа находится при давлении сходимости 210,9—351,6 кгс/см2. Для таких систем при давлении в пих, равном 70,3— 84,4 кгс/см2, влияние давления сходимости на величину константы равновесия номинально, особенно для расчетов процесса обычной сепарации. В табл. 4 представлены некоторые значения константы равновесия К для системы природный газ—нефть [26], которые необходимы для таких расчетов. Табл. 4 составлена на основании данных Винна, Катца, Гачмуса. Этими данными удобно пользоваться при обычных расчетах. Графики зависимости констант равновесия углеводородов от давления при температурах 26,7 и 37,8° С, построенные по данным этой таблицы, представлены на рис. 35. [c.49] Давление сходимости. Характеристика состава смеси путем приведения к одной общей константе равновесия — трудная задача. Более удобно для этих целей применять понятие давление сходимости . Пример значения константы равновесия для различных давлений сходимости приведен на рис. 36. Если температура системы равна критической, то давление сходимости р будет также равно критическому давлению р . Для бинарных систем, температура которых находится между критическими температурами компонентов, давление сходимости является функцией только температуры. Характер кривых зависимости давления сходимости от температуры определяется критическими кривыми для систем различного состава (см. рис. 12). Для многокомпонентных систем давление сходимости зависит как от температуры, так и от состава. [c.49] Первые работы в этой области были выполнены Хаденом [27]. С тех пор было предложено много модификаций, однако все они начинаются с попытки определения давления сходимости которое зависит в основном от состава жидкой фазы из сепаратора. [c.58] Для выполнения первичных расчетов рекомендуются следующие методы. [c.58] Случай, когда равно критическому давлению. При проектировании большинства процессов переработки природных газов выбор давления сходимости пе является самым главным, так как переработка газа производится при давлениях более низких, чем давление, при котором Я-кривые изменяют свой наклон. Это пе относится к процессам высокого давления. Если давление системы равно критическому давлению, то требуется двухступенчатый расчет, который по существу заменяет расчет на электронно-вычислительной машине. [c.59] Температура кипения в данном и других случаях может быть определена с помощью графика, представленного на рис. 39. [c.61] Первый из рассмотренных здесь методов является наиболее точным, однако могут успешно применяться все методы. [c.61] Вернуться к основной статье