Константа фазового равновесия ДТ

Константа фазового равновесия определяется через фугитивность.

Средняя температура кипения ДТ:

t= (t_HK +t_KK)/2 = (180+350)/2 = 265 C

Молекулярная масса рассчитывается по формуле Воинова:

М = 60 + 0,3∙t + 0,001∙t², (2.55)

где t – средняя температура кипения фракция, °С.

M_ДТ = 60 + 0,3 * 265 + 0,001 *265² = 217 кг/кмоль.

Плотность фракции при 15 °С :

ρ¹⁵₁₅=1,03*217/(217+44,29)=0,856

Характеризующий фактор:

Т_кр=742, t_ср=265⁰C [21, график 1.12]

Критическое давление:

МПа

;

.

Для значений и находим коэффициент активности пара [21, с. 61]: .

Фугитивность паров:

МПа

Давление насыщенных паров бензина находим по формуле Ашворта:

,

,

Па = 0,0032МПа.

Приведённое давление:

.

Для значений МПа и находим коэффициент активности жидкости:

[21, с. 61].

МПа.

Константа фазового равновесия ДТ при 40 °С и 3,8 МПа:

Исходные данные для расчёта доли отгона на ЭВМ для холодного сепаратора высокого давления (Т = 40 °С; Р = 4 МПа) сводим в таблицу 2.11.

Таблица 2.11 – Исходные данные расчета доли отгона

Мы задаемся значением доли отгона е и рассчитываем мольные доли компонентов в жидкости до тех пор, пока сумма этих компонентов не будет равна 1 ± 0,001. Результаты расчета доли отгона приведены в таблице 2.12.

Таблица 2.12 – Результаты расчета доли отгона

Значения	H2	CH4	C2H6	C3H8	C4H10	H2S	Б	ДТ	Σ
Масса	7118,01	16875,96	8187,94	4116,93	3137,43	2486,98	2340,69	239938,7	284202,67
Мi									-
XFi	0,025	0,059	0,029	0,014	0,011	0,009	0,008	0,844
Кi							0,0062	0,0031	-
t ср.	-	-	-	-	-	-			-
X/M	0,013	0,004	0,001	0,000	0,000	0,000	0,000	0,004	0,022
Х’	0,567	0,167	0,044	0,014	0,009	0,012	0,003	0,184
fi	-	-	-	-	-	-	5,25	2,77	-
Pi	-	-	-	-	-	-	0,0014	0,0008	-
ρ1515	-	-	-	-	-	-	0,729	0,856	-
Ткр	-	-	-	-	-	-			-
Ркр	-	-	-	-	-	-	6,41	3,95	-
Тпр	-	-	-	-	-	-	0,55	0,42	-
Рж	-	-	-	-	-	-	0,0014	0,0008	-
Рп	-	-	-	-	-	-	5,25	2,77	-
	-	-	-	-	-	-	0,0014	0,0008	-
	-	-	-	-	-	-	0,729	0,856	-
fп.р.	-	-	-	-	-	-			-
fж.р.	-	-	-	-	-	-	6,41	3,95	-
Крi							0,0062	0,0031
x’	0,0140	0,0038	0,0053	0,0055	0,0086	0,0066	0,0171	0,9391	1,00000
y’	0,6991	0,2063	0,0531	0,0166	0,0086	0,0133	0,0001	0,0029	1,0000
e'(K-1)+1	40,5249	44,5580	8,2597	2,6133	1,0000	1,8066	0,1984	0,1959	99,1567
M*x'	0,0280	0,0600	0,1592	0,2429	0,4987	0,2258	1,8282	195,3368	198,3795
М*y'	1,3983	3,3014	1,5916	0,7286	0,4987	0,4517	0,0113	0,6055	8,5871
x	0,0001	0,0003	0,0008	0,0012	0,0025	0,0011	0,0092	0,9847	1,0000
y	0,1628	0,3845	0,1854	0,0848	0,0581	0,0526	0,0013	0,0705	1,0000

Рассчитанная мольная доля отгона равняется е = 0,80663.

Результаты расчёта доли отгона:

- входит в сепаратор 284 202,67кг/ч;

- температура 40 °С;

- давление Р = 4,0 МПа;

My = = 8,5871 кг/кмоль;

Mx = = 198,3795 кг/кмоль.

Рассчитаем массовую долю отгона по уравнению:

e_M = e · My / (My · e + Mx · (1-e)), (2.56)

e_M =0,80663· 8,5871 / (8,5871· 0,80663 + 198,3795·(1- 0,80663)) = 0,1529.

- пары из сепаратора: 43 454,59 кг/ч;

- жидкость из сепаратора: 240 748,08 кг/ч.

Основные размеры сепаратора

Количество газов, выводимых из сепаратора высокого давления G_г=43 454,59 кг/ч.

Средняя молекулярная масса паров рассчитана ранее и составляет
= 8,5871 кг/кмоль.

Нагрузка сепаратора по парам рассчитывается по формуле:

(2.57)

где - массовый расход паров в сепаратор, кг/ч;

- коэффициент сжимаемости, для смеси, значительно разбавленной водородом, равный 1.

Принимаем допустимую скорость движения газового потока = 0,2 м/с.

Площадь поперечного сечения:

м²

Диаметр сепаратора рассчитывается по формуле:

м. (2.58)

Принимается диаметр D = 2,4 м

Высота сепаратора рассчитывается по формуле:

H = H₁ + 2/3∙H₁, (2.59)

где Н₁ – высота цилиндрической части сепаратора, м.

Н₁ = 2∙D = 2*2,4= 4,8 м. (2.60)

H = 4,8 + (2/3)*4,8= 8,0 м.

Принимаем сепаратор со следующими характеристиками:

F = 4,51 м², D = 2,4 м, H = 8,0 м.

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА