Типовая задача

Фазовое состояние углеводородных систем

Теория к разделу

Фазовое состояние описывается законом Дальтона-Рауля. Согласно закону Дальтона (формула 6.1):

(6.1)

,

где P_i – парциальное давление компонента, входящего в газовую смесь;

N_yi – мольная доля газового i-го компонента в газовой фазе;

Р – общее давление системы.

Согласно закону Рауля (формулы 6.2 – 6.3):

(6.2)

(6.3)

,

где P_i – парциальное давление i-го компонента над жидкостью;

N_xi – мольная доля i-го компонента в жидкой фазе;

Р_{нас.пар.i} – давление насыщенного пара i-го компонента;

Q_i – упругость паров i-го компонента;

Q – упругость паров над жидкостью.

Приравняв правые части уравнений 6.1 и 6.2 или 6.1 и 6.3, получим закон Дальтона-Рауля (формулы 6.4 – 6.6):

(6.4)

или

(6.5)

(6.6)

Расчет состояния равновесной газовой фазы

Типовая задача

Дан состав жидкой фазы (N_xi, доли). Для заданной температуры (t,°С) рассчитать равновесный состав газовой фазы (N_yi).

Дано:

t = 25°C

Найти: N_yi.

Решение:

1) Давления насыщеных паров (упругости паров) углеводородов (Q_i) при различных температурах определяем по таблице 6.1, используя метод линейной интерполяции:

Q_С3Н8 = 9,48 атм,

Q_i-С4Н10 = 3,925 атм,

Q_n-С4Н10 = 2,432 атм,

Q_i-С5Н12 = 0, 899 атм,

Q_n-С5Н12 = 0,672 атм.

Q_С6Н14 = 0,197 атм.

2) Рассчитываем общее давление в системе по формуле (6.7):

(6.7)

P = 0,09 • 9,48 + 0,07 • 3,925 + 0,15 • 2,432 + 0,17 • 0, 899 +

+ 0,07 • 0,672 + 0,45 • 0,197= 1,7813 атм.

3) Для расчета состава равновесной газовой фазы необходимо определить концентрацию каждого компонента в газовой фазе (формула 6.6):

N_С3Н8 = 0,09 • 9,48 / 1,7813= 0,4790,

N_i-С4Н10 = 0,07 • 3,925 / 1,7813 = 0,1542,

N_n-С4Н10 = 0,15 • 2,432 / 1,7813 = 0,2048,

N_i-С5Н12 = 0,17 • 0,899 / 1,7813 = 0,0858,

N_n-С5Н120 = 0,07 • 0,672 / 1,7813 = 0,0264,

N_С6Н14 = 0,45 • 0,197 / 1,7813 = 0,0498.

åN_yi = 0,4790 + 0,1542 + 0,2048 + 0,0858 + 0,0264 + 0,0498 = 1,0000

Таблица 6.1

Давление насыщенного пара легких углеводородов (Q), атм