книги / Переработка нефтяных и природных газов

зуются вместо критических при определении приведенных пара­ метров смесей углеводородов. Пеевдокритические параметры можно определять по правилу Кея [34]

N

Иногда возникает необходимость в определении истинных критических параметров смесей, которые в значительной степени

Р и с . I I . 8.

Номограмма для определения псевдокрнтической и критической температуры углеводо­ родных смесей с rff° < 0,6.

71

могут отличаться от псевдокритических. Д ля этого следует ис­ пользовать методы, приведенные в работах [31] и [35].

Критические (и псевдокритические) параметры углеводород­ ных смесей по методу [31 ] определяют по номограммам, приведен­ ным на рис. II.8—11.11. Для определения псевдокритической температуры Гпкр углеводородной смеси следует использовать среднемольную температуру кипения (СМТК), а для определения истинной критической температуры Т кт>— среднемассовую тем­ пературу кипения (СВТК).

Параметры смеси, необходимые для нахождения по указанным иомограм мам псевдокритических и критических параметров углеводородных смесей, рас считывают следующим образом.

Рис. 11.9.

Номограмма для определения псевдокритической и критической температуры углеводо­ родных смесей с j |° ^ 0, 0.

72

Рис. 11.10.

Номограмма для определения истинного критического давления углеводородных смесей.

73

Зная указанные выше величины, легко определить критиче­ ский или псевдокритический параметр. Например, чтобы опре­ делить псевдокритическую температуру углеводородной смеси

74

по уравнению (11.140) определяют ее среднюю плотность. Если 4°

тическую температуру кипения определяют аналогичным обра­ зом, только вместо среднемольной температуры кипения смеси по уравнению (11.137) необходимо найти среднемассовую темпе­ ратуру кипения и отложить ее значение на правой шкале графика.

Критическое и псевдокритическое давления смеси определяют по рис. 11.10 и 11. 11.

При определении критической температуры углеводородной смеси с примесями неуглеводородных компонентов из аналитиче­ ских методов наименьшее среднее отклонение дает метод, опи­ санный в работе [35]. Согласно этому методу, критическая тем­

пература смеси определяется по соотношению

TV™ = Е е,ткр. + ЕЩ - ч !Е

/t /

это условие не выполняется, то приведенный метод неприменим. Среднее отклонение значений критической температуры, по­ лучаемых по этому методу, составляет для бинарных углеводо­

родных систем 4 К; для многокомпонентных — 11 К.

Наиболее точный метод определения критического объема

где 0/ — поверхностная доля /-го компонента, вычисляется по уравнению (11.144); vi}- — параметр взаимодействия; v,-/ = 1.

75

Таблица 11.10. Значения коэффициентов уравнения (11.145)

Параметры взаимодействия v ti при j Ф i вычисляют из соот­ ношений

Значения коэффициентов уравнения (11.150) А , В, С, D, Е

неприменим. Для смесей ароматических соединений или содержа­ щих хотя бы один циклопарафин, коэффициенты А = В = С — ~ D = Е ~ 0.

Среднее расхождение между экспериментальными данными и значениями FKp, полученными по данному методу, 10,5%. Такое большое расхождение может объясняться неточностью экспери­ ментальных данных, так как экспериментально замерить крити­ ческий объем смеси довольно трудно.

ФАКТОР АЦЕНТРИЧНОСТИ

Для определения свойств веществ с использованием корреляции на основе теории соответственных состояний применяют фактор ацентричности. Поэтому необходимо рассмотреть способы опре­ деления значений фактора ацентричности. Питцер [35] предло­ жил для определения фактора ацентричности уравнение

76

Наиболее точно значение фактора ацентричности можно опре­

- 15,6875/ГВ1|л. „„-13,4721 1пТк1|п. пр + 0,43В777*вп. np) (11.154)

где Р^нп. пр — приведенное давление насыщенных паров вещества при нормаль­

ной температуре кипения; Ттт, Пр — приведенная температура кипения при нормальных условиях.

Р и с . 11.12.

Номограмма для определения фактора ацентричности нефтяных фракций.

77

Факторы ацентричности индивидуальных компонентов приве­ дены в табл. II.9 (см. с. 67).

Для смеси фактор ацентричности определяют по правилу ад­ дитивности

Для смесей углеводородов фактор ацентричности можно оп­ ределить по номограмме, приведенной на рис. 11.12 [35]. От точки, соответствующей значению псевдокритической температуры системы, проводят горизонталь до пересечения с линией средне­ мольной температуры кипения данной смеси. Из точки пересече­ ния проводят вертикаль до пересечения с линией, соответствую­ щей значению псевдокритического давления смеси. Из полученной точки пересечения проводят горизонталь до линии значений фак­ тора ацентричности и определяют его значение для данной смеси.

Для чистых углеводородов фактор ацентричности определяют по той же номограмме, но вместо псевдокритических параметров смесей берут значения критических параметров компонентов, а вместо среднемольной температуры кипения смеси — значения нормальной температуры кипения индивидуального углеводорода.

КОЭФФИЦИЕНТ с ж и м а е м о с т и , п л о т н о с т ь ,

МОЛЬНЫЙ ОБЪЕМ

Коэффициент сжимаемости, плотность и мольный объем связаны между собой следующей простой зависимостью

Поэтому, зная значения одной из величин, можно определить другие величины.

Коэффициент сжимаемости определяют наиболее распростра­ ненными и достаточно точными методами, основанными на трех­ параметрической теории соответственных состояний [35, 36].

В. С. Бурных и И. М. Арнольди [37] предложили упрощенный аналитический метод определения коэффициента сжимаемости при­

=1,2- 1,8.

Впрактике расчетов коэффициент сжимаемости углеводород­

ных газов удобно определять по графикам (рис. II. 13— II. 15), на которых коэффициент сжимаемости находится в зависимости от приведенных параметров [25].

78

Р ис . 11 .13 .

Коэффициенты сжимаемости для углеводородных систем при давлениях, близких к атмо сферному.

Для систем с приведенным давлением до Р пр = 7 следует поль­ зоваться графиком (см. рис. 11.15), помещенным в верхней части; для систем с Р пр = 7—15 — графиком, помещенным в нижней части.

На основании обработки одной из последних модификаций из­ вестного уравнения состояния БВР для углеводородов, сделан­ ного Старлингом, авторы работы [38] предложили следующее выражение для определения коэффициента сжимаемости

79

Рис. 11.14.

Коэффициенты сжимаемости для углеводородных систем при низких приведенных да влениях*

Величину z определяют по уравнениям (11.156) и (11.159) методом последовательного приближения.

Уравнение (11.159) можно применять в следующих областях: 1,0 < Тпр < 3,0; 0,2 < Лхр < 3,0; 0,7 < Т щ < 1,0; Р Щ1 < 1,0. Средняя абсолютная ошибка определения г по этому уравнению 0,5%.

Экспериментальные значения критических коэффициентов сжи­

Плотность жидких углеводородов от С4 до С10 при атмосфер­ ном давлении можно определить по номограммам, приведенным на рис. 11.16 и 11.17 [31]. Область применения метода для угле-

80