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 sauđây được dùng nhiều hơn: áp suất, nhiệt độ, thể tích riêng, khối lượng riêng, entanpy,entropy, nhiệt dung, độ nhớt …1. Hệ số nénĐối với khí lý tưởng : PV = nRTĐối với khí thực : PV = ZnRTZ : 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 (Ppr) thấp- Hình I.15...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG II : CÁC TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA NHỮNG HYDROCACBON RIÊNG BIỆT VÀ CÁC HỖN HỢP CỦA CHÚNG 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 sauđây 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 (Ppr) thấp - Hình I.15 xác định Z ở áp suất giả qui đổi (Ppr) trung bình (hoặc theo giản đồ Katz III.1) - Hình I.15 xác định Z ở áp suất giả qui đổi Ppr = 7 – 15 Các chú ý khi tính toán - Chú ý đổi đơn vị - Tra bảng xác định Ppc và Tpc của từng cấu tử - Xác định Ppc và Tpc của hỗn hợp - Tính Ppr và Tpr 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 Mhỗn hợp) Trong đó: Tpr = T/Tpc : nhiệt độ giả qui đổi Ppr = P/Ppc : áp suất giả qui đổi VD : Ppr = 3.5 Z = 0.9 (hình I.15) Tpr = 1.85 Đối với hệ có chứa CO2, H2S có hàm lượng cao ta dùng hệ số hiệu chỉnh (ε) Cách tiến hành (tìm Z? biết yCO2, yH2S) • Bước 1: xác định Tpc, Ppc • Bước 2: xác định hệ số hiệu chỉnh (ε) Dùng đồ thị III.2 Trục tung CO2 ⇒ ε (đường cong ε) Trục hoành H2S Dùng công thức: ε = 120(A0.9 – A1.6) + 15(B0.5 – B4) Trong đó : A = yCO2 + yH2S B = yH2S (% mol H2S 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 = Tpc – ε (0R) P’pc = (psi) Hoặc: T’pc = Tpc – 0.556ε (0K) P’pc = (MPa)• Bước 4: xác định nhiệt độ giả qui đổi hiệu chỉnh, áp suất giả qui đổi hiệu chỉnh Tpr, Ppr Tpr = Ppr = 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 3310K (5950R)Thành phần Yi (%mol) Tc (0R) Pc (psia) Tc (0K) Pc (MPa) N2 0.0046 227 493 126 3.40 CO2 0.0030 548 1071 304 7.38 H2S 0.1438 672 1300 373 8.96 C1 0.8414 343 666 191 4.60 C2 0.0059 550 707 305 4.88 C3 0.0008 666 617 370 4.25 i-C4 0.0003 734 528 408 3.65 n-C4 0.0002 765 551 425 3.80 ∑ 1000 GiảiĐơn vị 1 bar = 14,5 psi = 0,987 atm 1 atm = 14,7 psi 1 psi = 6,895 Kpa 0 C = 0,556(0F – 32) 0 R = 0F + 460 0 K = 0C + 273 0 F = 1,80C + 32Bước 1: Ppc = = 758 (psia) Tpc = (0R)Bước 2: xác định hệ số hiệu chỉnh ε Dùng công thức : ε = 120(A0.9 – A1.6) + 15(B0.5 – B4.0) A = yCO2 + yH2S = 0.1468 Với B = yH2S = 0.1438 ⇒ ε = 21 Dùng đồ thị : yCO2 = 0.003 = 0.3% YH2S = 0.1438 = 14.38% Từ đồ thị III.2 ε = 21Bước 3: Nhiệt độ giả tới hạn hiệu chỉnh: Tpc = Tpc – ε = 392 – 21 = 3710R Áp suất giả tới hạn hiệu chỉnh: Ppc = = = 713 (psia) Bước 4: Nhiệt độ, áp suất giả qui đổi hiệu chỉnh Tpr = = = 1.6 Ppr = = =2.8 Tpr = 1.6 Ppr = 2.8 ⇒ từ đồ thị I.15 ⇒ Z = 0.832. Khối lượng riêng ρ - Ta có : PV = ZnRT PV = Z ⇒ = = ρ - Chú ý đơn vị của R P V T R 3 0 Kpa m K 8.314 Mpa m3 0 K 0.008314 Bar m3 0 K 0.08314 Psia ft3 0 R 10.73 1 bar = 105 Pa 1 ft3 = 28,3 . 10-3 m3Bảng 1: Tính chất của các hydrocacbonHình 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 140oF 2. Xác định hệ số nén và khối lượng riêng của hỗn hợp khí sau tại P = 14,5 Mpa và T = 57oCTên khí Thành phầ ...