Задание 6.1.2.
Дан состав жидкой фазы (Nxi, доли). Для заданной температуры (t,°С) рассчитать равновесный состав газовой фазы (Nyi), пользуясь данными из таблицы 6.1.
Исходные данные представлены в таблице 6.2.
Таблица 6.2
В |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
C3H8 |
0,06 |
0,09 |
0,09 |
0,03 |
0,06 |
0,07 |
0,05 |
0,04 |
0,02 |
0,03 |
i-C4H10 |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,06 |
n-C4H10 |
0,16 |
0,11 |
0,14 |
0,17 |
0,11 |
0,17 |
0,16 |
0,18 |
0,14 |
0,15 |
i-C5H12 |
0,18 |
0,17 |
0,18 |
0,19 |
0,17 |
0,15 |
0,14 |
0,13 |
0,17 |
0,17 |
n-C5H12 |
0,2 |
0,22 |
0,22 |
0,22 |
0,22 |
0,17 |
0,2 |
0,26 |
0,26 |
0,21 |
C6H14 |
0,36 |
0,37 |
0,33 |
0,34 |
0,38 |
0,39 |
0,39 |
0,32 |
0,33 |
0,38 |
t |
23 |
21 |
24 |
26 |
28 |
31 |
17 |
16 |
15 |
13 |
Решение:
1) Давления насыщеных паров (упругости паров) углеводородов (Qi) при различных температурах определяем по таблице 6.1, используя метод линейной интерполяции:
QС3Н8 = 9,708 атм;
Qi-С4Н10 = 4,025 атм;
Qn-С4Н10 = 2,498 атм;
Qi-С5Н12 = 0, 932атм;
Qn-С5Н12 = 0,696 атм;
QС6Н14 = 0,206 атм.
2) Рассчитываем общее давление в системе по формуле :
,
P = 0,03 • 9,708 + 0,05 • 4,025 + 0,17 • 2,498 + 0,19 • 0, 932 +
+ 0,22 • 0,696 + 0,34 • 0,206= 1,3173 атм.
3) Для расчета состава равновесной газовой фазы необходимо определить концентрацию каждого компонента в газовой фазе:
,
NС3Н8 = 0,03 • 9,708 / 1,3173= 0,2210;
Ni-С4Н10 = 0,05 • 4,025 / 1,3173= 0,1528;
Nn-С4Н10 = 0,17 • 2,498 / 1,3173= 0,3224;
Ni-С5Н12 = 0,19 • 0, 932 /1,3173= 0,1344;
Nn-С5Н120 0,22 • 0,696 /1,3173= 0,1162;
NС6Н14 = 0,34 • 0,206/ 1,3173= 0,0532;
Nyi = 0,2210+0,1528+0,3224+0,1344+0,1162+0,0532= 1,0000.
Таблица 6.1
Давление насыщенного пара легких углеводородов (Q), атм
Температура, °С |
Углеводороды |
||||||
этан |
пропан |
изобутан |
n-бутан |
изопентан |
n-пентан |
гексан |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
0,0 |
24,35 |
4,87 |
1,756 |
1,043 |
0,350 |
0,215 |
0,061 |
1,1 |
25,05 |
5,00 |
1,896 |
1,085 |
0,371 |
0,259 |
0,064 |
2,2 |
25,68 |
5,14 |
1,981 |
1,127 |
0,392 |
0,273 |
0,069 |
3,3 |
26,40 |
5,27 |
1,072 |
1,169 |
0,413 |
0,287 |
0,073 |
4,4 |
27,08 |
5,41 |
2,163 |
1,218 |
0,434 |
0,301 |
0,077 |
5,6 |
|
5,57 |
2,253 |
1,267 |
0,455 |
0,315 |
0,081 |
6,7 |
|
5,71 |
2,315 |
1,323 |
0,476 |
0,320 |
0,085 |
7,8 |
|
5,91 |
2,435 |
1,379 |
0,497 |
0,343 |
0,090 |
8,9 |
|
6,09 |
2,527 |
1,435 |
0,518 |
0,357 |
0,095 |
10,0 |
|
6,20 |
2,618 |
1,497 |
0,539 |
0,378 |
0,100 |
11,1 |
|
6,49 |
2,724 |
1,562 |
0,569 |
0,399 |
0,105 |
12,2 |
|
6,71 |
2,800 |
1,621 |
0,581 |
0,420 |
0,111 |
13,3 |
|
6,93 |
2,810 |
1,686 |
0,602 |
0,441 |
0,116 |
14,4 |
|
7,15 |
2,980 |
1,756 |
0,623 |
0,462 |
0,122 |
15,6 |
|
7,39 |
3,072 |
1,826 |
0,644 |
0,483 |
0,128 |
16,7 |
|
7,62 |
3,166 |
1,897 |
0,672 |
0,504 |
0,135 |
17,8 |
|
7,97 |
3,254 |
1,966 |
0,700 |
0,525 |
0,142 |
18,9 |
|
8,11 |
3,316 |
2,035 |
0,728 |
0,546 |
0,150 |
20,0 |
|
8,35 |
3,443 |
2,105 |
0,756 |
0,567 |
0,158 |
21,1 |
|
8,60 |
3,549 |
2,176 |
0,784 |
0,588 |
0,166 |
22,2 |
|
8,85 |
3,614 |
2,246 |
0,812 |
0,609 |
0,174 |
23,3 |
|
9,10 |
3,758 |
2,317 |
0,847 |
0,630 |
0,183 |
24,4 |
|
9,35 |
3,868 |
2,394 |
0,882 |
0,658 |
0,193 |
25,6 |
|
9,61 |
3,982 |
2,470 |
0,917 |
0,686 |
0,202 |
26,7 |
|
9,88 |
4,10 |
2,547 |
0,959 |
0,714 |
0,213 |
27,8 |
|
10,15 |
4,22 |
2,621 |
1,001 |
0,742 |
0,225 |
28,9 |
|
10,43 |
4,34 |
2,708 |
1,036 |
0,770 |
0,236 |
30,0 |
|
10,72 |
4,47 |
2,792 |
1,085 |
0,805 |
0,247 |
31,1 |
|
11,01 |
4,61 |
2,883 |
1,134 |
0,840 |
0,259 |
32,2 |
Критическая температура |
11,39 |
4,74 |
2,974 |
1,183 |
0,875 |
0,271 |
33,3 |
11,69 |
4,88 |
3,066 |
1,232 |
0,910 |
0,284 |
|
34,4 |
|
11,91 |
5,02 |
3,163 |
1,281 |
0,945 |
0,296 |
35,6 |
|
12,23 |
5,16 |
3,268 |
1,330 |
1,987 |
0,309 |
36,7 |
|
12,54 |
5,31 |
3,380 |
1,378 |
1,029 |
0,323 |
37,8 |
|
12,86 |
5,45 |
3,492 |
1,427 |
1,071 |
0,338 |
38,9 |
|
13,18 |
5,61 |
3,604 |
1,477 |
1,113 |
0,353 |
40,0 |
|
13,51 |
5,76 |
3,727 |
1,526 |
1,154 |
0,370 |
41,1 |
|
13,84 |
5,92 |
3,849 |
1,582 |
1,204 |
0,386 |
42,2 |
|
14,20 |
6,08 |
3,984 |
1,638 |
1,252 |
0,404 |
43,3 |
|
14,53 |
6,25 |
4,12 |
1,702 |
1,302 |
0,422 |
44,4 |
|
14,89 |
6,42 |
4,27 |
1,761 |
1,351 |
0,410 |
45,6 |
|
15,24 |
6,59 |
4,42 |
1,826 |
1,400 |
0,459 |
46,7 |
|
15,61 |
6,77 |
4,58 |
1,896 |
1,456 |
0,479 |
47,8 |
|
15,97 |
6,95 |
4,74 |
1,966 |
1,512 |
0,499 |
48,9 |
|
16,35 |
7,13 |
4,91 |
2,043 |
1,568 |
0,520 |