Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [ 49 ] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

парафиновыми углеводородами. На рис. IV.13 и IV.14 приведены критические кривые (геометрическое место или траектории критических точек) бинарных смесей метана с парафиновыми и другими углеводородами и азотом, а также бинарной смеси азот - этан. Как следует из рис. IV.13, характер траектории критических точек для различных углеводородов одинаковый. Левая точка со знаком СН4 соответствует критическим параметрам чистого метана. Каждая кривая справа оканчивается точкой соответствующей критическим параметрам второго более тяжелого углеводорода. Между ними находятся критические точки смесей с различным содержанием метана

-150 -100

О 100 200

Температура t, "С

Рис. IV.13. Критические кривые бинарных смесей метана с парафиновыми углеводородами и азотом. 1 - критическая кривая смеси азот - этан (по Г. С. Степановой).

и второго компонента. Во всех случаях критическое давление в системе вначале по мере увеличения в смеси количества более тянелого углеводорода возрастает и, достигнув максимума, уменьшается. При этом с увеличением молекулярной массы тяжелого компонента критическое давление при одной и той же температуре также возрастает и по существу характер кривой (или точнее сказать ее расположение) определяется критическими параметрами второго компонента. (Несколько иной характер имеют критические кривые ароматических углеводородов (рис. IV. 14) - они пересекаются с другими кривыми.) Это означает, что по молекулярной массе второй тяжелой части системы можно определить кривую критических точек, соответствующую данной смеси. Но при этом следует учитывать, что изопарафи-новые и нафтеновые углеводороды при одинаковой молекулярной массе с их нормальными аналогами имеют критические параметры,

отличные от критического давления и температуры нормальных парафиновых углеводородов. Поэтому критические кривые изопарафинов приходится рассматривать как бы принадлежащими углеводородам нормального строения, но с другой фиктивной (или эквивалентной) молекулярной массой. Например, из рис. IV.14 следует,что кривая смеси метана с изобутаном (молекулярная масса 58,12) расположена на месте огибающей критических точек смеси метана с фиктивным

Температура , °С

Рис. IV.14. Критические кривые бинарных систем (по Г. С. Степановой). 1 - метан - этилен; S - метан - этан; 3 - метан - пропан; i - метан - изобутан; л - метан - н-бутан; б - метан - циклобутан; 7 - метан - пентан; S - метан - гексан; 9 - метан - циклопентан; 10 - метан - изогептан; 11 - метан - циклогексан; 12 - метан - бензол; 13 - метан - нонан; и - метан - толуол; IS - метан - декан;

16 - метан - легкая нефть.

парафиновым углеводородом, молекулярная масса которого должна бы быть равной приблизительно 48. Эта величина и принимается за эквивалентную молекулярную массу изобутана. Г. С. Степановой построены диаграммы, позволяющие быстро установить фиктивные молекулярные массы наиболее часто встречающихся в составах конденсатов изопарафиновых, парафиновых и ароматических углеводородов . Очевидно, что эквивалентная масса парафиновых углеводородов равна их действительной молекулярной массе.

Степанова Г. С. Метод определения давления схождения констант фазового равновесия многокомпонентных углеводородных смесей. Труды Азербайджанского индустр. ин-та, вып. 16, Баку, Азнефтеиздат, 1957.

Бели смесь многокомпонентная, то по методу Г. С. Степановой сначала определяется средняя эквивалентная молекулярная масса сложного компонента С. + высшие, которую можно найти по формуле:

Л4экв=2?гМзнвг, (IV. 6)

где gi - массовые концентрации углеводородов, входящих в состав

второго компонента; экв ( - их эквивалентные молекулярные массы.

По значениям эквивалентной молекулярной массы Мэкв на рис. IV. 13 наносится критическая кривая исследуемой смеси (положение ее определяется простой интерполяцией). На этой кривой и будет лежать критическая точка углеводородной смеси. Конкретное ее положение зависит от критической температуры Гр смеси.

+ АТ, (IV.7)

где Т„ - псевдокритическая температура,

Пк = 2лЛр.. (IV.8)

АТ - поправка на разность между истинной критической и псевдокритической температурами, устанавливаемая по экспериментальным данным; Ni - мольные концентрации входящих в смесь компонентов; i - критические температуры компонентов. Необходимость учета поправки Д Т возникает в связи с отклонением величины псевдокритической температуры углеводородов от истинной критической температуры. С увеличением молекулярной массы углеводорода, составляющего смесь с метаном, отклонение истинной критической температуры от псевдокритической возрастает. На рис. IV.15 приведена зависимость разности между критической и псевдокритической температуры от мольного содержания метана в смеси, построенная по данным, опубликованным в литературе об истинных значениях Гр различных смесей. При определении критической температуры в качестве характеристики состава второго сложного компонента следует пользоваться средней (кажущейся) молекулярной массой М, которая рассчитывается по известной мольной концентрации входящих в смесь компонентов

M = NiMi + N2M2 + . . . -fiV„M„ = SiV,M,, (IV.9)

где Ml - относительные молекулярные массы соответствующих компонентов.

В итоге критическая температура многокомпонентных углеводородных смесей по методике Г. С. Степановой определяется в следующей последовательности:

1) вычисляется псевдокритическая температура смеси по формуле (IV.8);