33. Основные полнятия о суг

Углеводородам относятся пропан - С₃Н₈, бутан - С₄Н₁₀ (изобутан и w-бутан), пропилен - С₃Н₆, бутилен - C₄H₈. Для удобства хранения и транспортировки эффективно сжижать метан, этан и этилен. Сжижение, хранение и транспортировку метана, этана и этилена осуществляют обычно под давлением, близким к атмосферному, но при отрицательных температурах (от -161 до - 90 ⁰С).

Разделение сжиженных газов на сжиженные углеводородные газы (СУГ) и сжиженный природный газ (СПГ - метан) чисто условно.

Алканы (C_nH_2n+2) - насыщенные углеводороды открытого строения.

Пропан и бутан в нормальных условиях находятся в газообразном состоянии. Пентан - летучая жидкость. Алканы являются достаточно сильными наркотиками, но их действие ослабляется слабым растворением в крови. Поэтому при обычных условиях они являются физиологически индифферентными. Они вызывают удушье только при очень сильных концентрациях из-за уменьшения содержания кислорода.Этилен, пропилен, бутилен - ненасыщенные углеводороды открытого строения - алкены ( C_nH_2n ).

+ жидкость при транспортировке и хранении и газ - при использовании и сжигании.

ИСТОЧНИКИ ПОЛУЧЕНИЯ СУГ

Основными источниками для производства СУГ являются:

попутные газы нефтяных месторождений; газы стабилизации нефти;

жирные природные газы газоконденсатных месторождений; газы нефтепереработки.

Попутные газы и газы стабилизации нефти получают при добыче нефти. Обычно в верхней части нефтяных залежей находится газовая шапка, газ которой частично растворен в нефти.

Газы от нефти отделяют в трапе-разделителе и затем на газоперерабатывающей установке методом абсорбции извлекают все легкосжимаемые газы.

Жирные газы газоконденсатных месторождений содержат и более тяжелые компоненты С₅ - С₈ , которые необходимо отделять от метана и этана на установках низкотемпературной сепарации, так как при повышении давления в магистральном газопроводе они выпадают в виде конденсата, что может привести к уменьшению эффективного диаметра трубопровода.

Нефтезаводские газы - являются одним из важных источников производства СУГ. Их доля составляет до 50% от всего производства СУГ. Количество сжиженных газов (в % масс.), полученных из 1 т нефти, зависит от технологической схемы нефтепереработки:

Каталитический крекинг нефти 8-12

Термический риформинг нефти 15-20

Крекинг в газовой фазе нефти 20-25

Двухфазный крекинг нефти 10-12

Термический крекинг газойля 9-10

Термический риформинг лигроина 25-26

Каталитический крекинг газойля 14-15

34 Состав сжиженных углеводородных газов

Во избежание повышенной упругости паров сжиженный газ не должен содержать значительных количеств этана, а для недопустимого снижения упругость паров - значительных количеств пентана.

Состав СУГ, используемых для коммунально-бытового газоснабжения, должен соответствовать нормам (ГОСТ 20488-75. СУГ для коммунально-бытового и промышленного потребления).

техническая зимняя; СПБТЛ - смесь пропана-бутана техническая летняя; БТ - бутан технический.

Свойства СУГ. Смеси газов

П лотность сжиженного газа зависит от температуры. Для технических расчетов плотность сжиженных газов определяется по формуле

Плотность смеси сжиженных газов определяется по формуле где _СМ - плотность смеси СУГ; х₁, х₂, ,х_n-концентрации компонентов сжиженного газа (в долях массовых); ₁, ₂, …, _n - плотности компонентов, входящих в состав сжиженного газа.

По общепринятым данным в практике плотность остатка углеводородов С₅ и выше, входящих в состав сжиженного газа, принимают 700 кг/м³.

Удельный объем сжиженных газов - величина, обратная плотности.

И зменение объема жидкой фазы сжиженного газа определяется по формуле где V_Ж2 - объем жидкости при температуре t₂;V_Ж1 - объем жидкости при температуре t₁;

 - коэффициент объемного расширения, который зависит от природы газа и пределов изменения температуры.

Вязкость сжиженного газа определяется величиной динамического коэффициента вязкости сжиженного газа.

Для приближенных расчетов вязкость смеси можно определить по формуле.

Упругость насыщенных паров сжиженных углеводородных газов проявляется, когда система жидкая фаза- газ находится в равновесии; при этом пары над жидкостью называются насыщенными, а давление, которое они оказывают на стенки сосуда, называются упругостью паров при данной температуре.

При расчете трубопроводов для сжиженных газов необходимо, чтобы давление по длине превышало упругость насыщенных паров во избежания газовых полостей в трубопроводе. Что может привести к резкому сокращению его пропускной способности. Необходимо так подбирать состав сжиженного газа, чтобы при низких температурах его упругость паров была достаточна для работы регуляторов, т.е. была не менее 0,15 МПа.

О бщее давление, создаваемое смесью газов или паров, согласно закону Дальтона, является суммой парциальных давлений газов или паров, входящих в состав этой смеси

где ,

- молярная доля компонента в паровой фазе. По закону Рауля парциальное давление определяется упругостью паров каждого компонента при данной температуре и молярной доле каждого компонента в жидкой фазе .

С учетом равновесия системы можно записать

или ,

где - константа фазового равновесия.

Скрытая теплота превращения характеризует количество выделенного или поглощенного тепла при фазовых переходах. При определенной температуре вещество может быть переведено из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газообразное (процессы кипения и испарения).

Испарением называется процесс парообразованием, происходящим на

свободной поверхности жидкости.

Кипением называется процесс интенсивного испарения не только с поверхности, но и со всего объема жидкости.

Т еплота испарения находится в функциональной зависимости от абсолютной температуры. Наиболее простой метод ее расчета основывается на правиле Трутона, согласно которому мольная энтропия испарения (теплота превращения) при атмосферном давлении одинакова для всех жидкостей:

П ри расчете мольной теплоты испарения для произвольной температуры может быть использована формула Ватсона:

где приведенная температура кипения.

Энтальпия (теплосодержание) насыщенной жидкой фазы - это количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг или 1 м³ жидкости от 0 К до заданной температуры при постоянном давлении. Теплосодержание насыщенной жидкости равняется сумме теплоты нагрева и скрытой теплоты плавления.

Теплосодержание насыщенного пара - это количество тепла, необходимого для повышения 1 кг или 1м³ насыщенного пара от 0 К до заданной температуры при заданном давлении. Оно является суммой теплосодержания насыщенной жидкости и скрытой теплоты парообразования.