2.4.2.1 Константа фазового равновесия дт
Константа фазового равновесия определяется через фугитивность.
Средняя температура кипения ДТ:
t= (tHK +tKK)/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.
MДТ = 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:
Ткр=742, tср=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
Компонент |
М, кг/кмоль |
Масса, кг |
Массовая доля |
КР |
H2 |
2 |
7118,01 |
0,025 |
50 |
СН4 |
16 |
16875,96 |
0,059 |
55 |
С2Н6 |
30 |
8187,94 |
0,029 |
10 |
С3Н8 |
44 |
4116,93 |
0,014 |
3 |
С4Н10 |
58 |
3137,43 |
0,011 |
1 |
H2S |
34 |
2486,98 |
0,009 |
2 |
Бензин |
107 |
2340,69 |
0,008 |
0,0062 |
ДТ |
218 |
239938,7 |
0,844 |
0,0031 |
Итого |
|
284202,67 |
1,0000 |
|
|
|
|
|
|
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 |
2 |
16 |
30 |
44 |
58 |
34 |
107 |
208 |
- |
XFi |
0,025 |
0,059 |
0,029 |
0,014 |
0,011 |
0,009 |
0,008 |
0,844 |
1 |
Кi |
50 |
55 |
10 |
3 |
1 |
2 |
0,0062 |
0,0031 |
- |
t ср. |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
104 |
265 |
- |
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 |
1 |
fi |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
5,25 |
2,77 |
- |
Pi |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,0014 |
0,0008 |
- |
ρ1515 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,729 |
0,856 |
- |
Ткр |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
565 |
742 |
- |
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. |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
565 |
742 |
- |
fж.р. |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
6,41 |
3,95 |
- |
Крi |
50 |
55 |
10 |
3 |
1 |
2 |
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:
eM = e · My / (My · e + Mx · (1-e)), (2.56)
eM =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.