CÁC TÍNH CHẤT hóa lý của NHỮNG HYDROCACBON RIÊNG BIỆT và các hỗn hợp của CHÚNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (325.99 KB, 8 trang )
CHƯƠNG II : CÁC TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA NHỮNG HYDROCACBON
RIÊNG BIỆT VÀ CÁC HỖN HỢP CỦA CHÚNG
Trong tính toán nhiệt động các quá trình chế biến khí những tính chất nhiệt lý sau
đây được dùng nhiều hơn: áp suất, nhiệt độ, thể tích riêng, khối lượng riêng, entanpy,
entropy, nhiệt dung, độ nhớt …
1. Hệ số nén
Đối với khí lý tưởng : PV = nRT
Đối với khí thực : PV = ZnRT
Z : là hệ số nén (sai biệt giữa khí thực và khí lý tưởng)
Xác định Z :
- Hình I.13 xác định Z ở áp suất 1 at (Sách CBK BK)
- Hình I.14 xác định Z ở áp suất giả qui đổi (P
pr
) thấp
- Hình I.15 xác định Z ở áp suất giả qui đổi (P
pr
) trung bình (hoặc theo giản đồ
Katz III.1)
- Hình I.15 xác định Z ở áp suất giả qui đổi P
pr
= 7 – 15
Các chú ý khi tính toán
- Chú ý đổi đơn vị
- Tra bảng xác định P
pc
và T
pc
của từng cấu tử
- Xác định P
pc
và T
pc
của hỗn hợp
- Tính P
pr
và T
pr
của hỗn hợp (cấu tử)
Từ giản đồ xác katz (I.15 hoặc III.1) định z
- Tính khối lượng riêng (chú ý khối lượng riêng của hỗn hợp thì dùng M
hỗn hợp
)
Trong đó:
T
pr
= T/T
pc
: nhiệt độ giả qui đổi
P
pr
= P/P
pc
: áp suất giả qui đổi
VD : P
pr
= 3.5 Z = 0.9 (hình I.15)
T
pr
= 1.85
Đối với hệ có chứa CO
2
, H
2
S có hàm lượng cao ta dùng hệ số hiệu chỉnh (ε)
Cách tiến hành (tìm Z? biết y
CO2
, y
H2S
)
• Bước 1: xác định T
pc
, P
pc
• Bước 2: xác định hệ số hiệu chỉnh (ε)
Dùng đồ thị III.2
Trục tung CO
2
⇒ ε (đường cong ε)
Trục hoành H
2
S
Dùng công thức: ε = 120(A
0.9
– A
1.6
) + 15(B
0.5
– B
4
)
Trong đó : A = y
CO2
+ y
H2S
B = y
H2S
(% mol H
2
S trong hỗn hợp khí)
• Bước 3: xác định nhiệt độ giả tới hạn hiệu chỉnh, áp suất giả tới hạn hiệu chỉnh
T’
pc
, P’
pc
T’
pc
= T
pc
– ε (
0
R)
P’
pc
= (psi)
Hoặc:
T’
pc
= T
pc
– 0.556ε (
0
K)
P’
pc
= (MPa)
• Bước 4: xác định nhiệt độ giả qui đổi hiệu chỉnh, áp suất giả qui đổi hiệu chỉnh
T
pr
, P
pr
T
pr
=
P
pr
=
Từ đó dùng đồ thị III.1 xác định hệ số Z
- VD1: xác định hệ số Z của hỗn hợp khí ở 13,94 MPa (2021 psia) và 331
0
K
(595
0
R)
Thành phần Y
i
(%mol) T
c
(
0
R) P
c
(psia) T
c
(
0
K) P
c
(MPa)
N
2
CO
2
H
2
S
C
1
C
2
C
3
i-C
4
n-C
4
0.0046
0.0030
0.1438
0.8414
0.0059
0.0008
0.0003
0.0002
227
548
672
343
550
666
734
765
493
1071
1300
666
707
617
528
551
126
304
373
191
305
370
408
425
3.40
7.38
8.96
4.60
4.88
4.25
3.65
3.80
∑ 1000
Giải
Đơn vị
1 bar = 14,5 psi = 0,987 atm
1 atm = 14,7 psi
1 psi = 6,895 Kpa
0
C = 0,556(
0
F – 32)
0
R =
0
F + 460
0
K =
0
C + 273
0
F = 1,8
0
C + 32
Bước 1:
P
pc
= = 758 (psia)
T
pc
= (
0
R)
Bước 2: xác định hệ số hiệu chỉnh ε
Dùng công thức : ε = 120(A
0.9
– A
1.6
) + 15(B
0.5
– B
4.0
)
A = y
CO2
+ y
H2S
= 0.1468
Với B = y
H2S
= 0.1438
⇒ ε = 21
Dùng đồ thị : y
CO2
= 0.003 = 0.3%
Y
H2S
= 0.1438 = 14.38%
Từ đồ thị III.2 ε = 21
Bước 3:
Nhiệt độ giả tới hạn hiệu chỉnh:
T
pc
= T
pc
– ε = 392 – 21 = 371
0
R
Áp suất giả tới hạn hiệu chỉnh:
P
pc
= = = 713 (psia)
Bước 4:
Nhiệt độ, áp suất giả qui đổi hiệu chỉnh
T
pr
= = = 1.6
P
pr
= = =2.8
T
pr
= 1.6
P
pr
= 2.8 ⇒ từ đồ thị I.15 ⇒ Z = 0.83
2. Khối lượng riêng ρ
- Ta có : PV = ZnRT
PV = Z ⇒ = = ρ
- Chú ý đơn vị của R
P V T R
Kpa m
3 0
K 8.314
Mpa m
3 0
K 0.008314
Bar m
3 0
K 0.08314
Psia ft
3 0
R 10.73
1 bar = 10
5
Pa
1 ft
3
= 28,3 . 10
-3
m
3
Bảng 1: Tính chất của các hydrocacbon
Hình III.1 (giản đồ Katz)
Hình III.2
Bài tập 1:
1. Xác định hệ số nén và khối lượng riêng của Butan tại 300psi và 140
o
F
2. Xác định hệ số nén và khối lượng riêng của hỗn hợp khí sau tại P = 14,5 Mpa và T
= 57
o
C
Tên khí Thành phần (%)
C1
C2
C3
n-C4
n-C5
92,5
4
2
1
0.5
3. Xác định hệ số nén và khối lượng riêng của hỗn hợp khí sau tại P = 14,5 Mpa và T
= 57
o
C
Tên khí Thành phần (%)
C1
C2
C3
H2S
CO2
60
5
5
20
10
