Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ. Процес конденсації газу можна охарактеризувати як процес ізобарного охолодження (якщо знехтувати деякою втратою тиску при проходженні газу по трубопроводах і




Читайте также:
  1. Amp; 1. Загальні поняття про основи теорії горіння.
  2. I. Загальні положення
  3. Вимоги до виробів, загальні принципи і порядок конструювання.
  4. Відомості документального видатку товарів
  5. Відомості надходження товарів
  6. Відомості про вимірювальні прилади
  7. Відомості списання товарів
  8. Вступ. Загальні відомості про чисельні інтегрування.
  9. Естетизм художньої свідомості в архітектурі та живописі.
  10. Загальні вимоги

Процес конденсації газу можна охарактеризувати як процес ізобарного охолодження (якщо знехтувати деякою втратою тиску при проходженні газу по трубопроводах і апаратах технологічної схеми) до температур, при яких при даному тиску з'являється рідка фаза. Для індивідуальної речовини існує критична точка, якій відповідає критична температура і критичний тиск. При чому при температурі вище критичної речовина існує лише в однофазному стані і ніякими комбінаціями значень інших параметрів перевести її в двофазний стан не можна. Це значить, що процеси часткового; або повного зрідження однокомпонентного газу шляхом його компримування можна здійснити лише після попереднього охолодження газу до температури, нижчої критичної.

В багатокомпонентних газових сумішах та розчинах критичні області спостерігаються в широкому діапазоні параметрів в залежності від складу. Якщо розглядати стан багатокомпонентної системи в координатах Р — Т (мал. 13, 14), то і для суміші існують три різні точки: точка К — критична точка, в якій спостерігається тотожність обох фаз; точка М, яка відповідає максимальному тиску, при якому ще можливе існування двох фаз, і точка N, яка відповідає максимальній температурі, при якій ще можливе існування двох фаз. Ці максимальні значення тиску і температури, при яких ще можливе існування двох фаз багатокомпонентних сумішей, називаються відповідно критичним тиском і критичною температурою конденсації багатокомпонентної суміші.

Взаємне розташування точок М, N і К на діаграмі Р — Т залежить від складу суміші. Для вуглеводневих сумішей точка К, як видно з мал. 13 і 14, може лежати між точками М і N і лівіше точки М. Суцільною одинарною лінією на малюнках позначені лінії кипіння — криві точок кипіння (КТК); подвійною — суцільною та пунктирною — крива точок роси (КТР). На мал. 13, 14 видно, що в незаштрихованих ділянках (зонах) суміш поводить себе як індивідуальна речовина, з тією різницею, що в чистому компоненті фазові перетворення проходять при постійних тиску і температурі, а для суміші — в інтервалі температур bc (b1c1) (див. мал. 13, 14). Справді, при ізобарному підвищенні температури від точки а (а1) до точки b (b1) відповідно на мал. 13 і 14 — рідка фаза не змінює свого стану. Потім в точці b (b1) починається утворення парової фази. Між точками b і с (b1 і c1) співіснують дві фази — рідина і пара. При подальшому підвищенні температури в точці с (с1) вся суміш переходить в пароподібний стан. Аналогічно проходить обернений процес ізобарного охолодження від точки d (d1) до точки а (а1) поза областями АМК і КМА.



Інакше поводить себе багатокомпонентна система в заштрихованих ділянках. Дійсно, якщо проводити ізотермічне стиснення суміші в інтервалах температур, що відповідають температурі критичної точки К і критичній температурі конденсації (ТK і ТN), то система поводить себе відмінно від індивідуальної речовини.

В точці K (K1) система знаходиться в паровій фазі; в точці L (L1) починається часткова конденсація; в інтервалі між точками L і m (L1 і m1) існує двофазна система, в тому числі і в точці m, а потім система знову перетворюється в однофазну парову, незважаючи на підвищення тиску. Якщо цей процес проводити в зворотньому напрямку — від точки n (n1) до точки K (K1), то в точці m починається процес конденсації, який проходить при ізотермічному розширенні. Явище утворення рідини в процесі ізотермічного розширення газоподібної суміші називається ретроградною конденсацією.



Оскільки індивідуальні складові нафтових і природних газів (метан, етан та ін.) мають різні температури конденсації, то при їх охолодженні відбувається наступне. При зниженні температури газу настає момент, коли один з компонентів (при його парціальному тиску) починає конденсуватись. Природньо, що першим сконденсується компонент, температура конденсації якого при його парціальному тиску в даній вихідній суміші максимальна. Якщо допустити рівномірний розподіл компонентів у вихідній суміші, то спочатку випадуть у вигляді конденсату переважно компоненти з максимальним значенням нормальної температури конденсації. Вуглеводневі гази володіють однією важливою особливістю: вони розчиняються у вуглеводневих рідинах. Тому в рідку фазу переходять не лише ті компоненти, які повинні конденсуватись при даних значеннях температури і парціального тиску, але й інші, навіть ті, критична температура яких значно нижча температури суміші в даний момент. Наприклад, суміш, яка складається з 10 %мол. метану і 90 %мол. пропану в проточній системі може бути повністю сконденсована при охолодженні до 10 °С при Р=2.0 МПа. Таким чином, метан, критична температура якого -82 °С, в присутності пропану при 10 °С (температурі, значно вищій критичної) перетворюється в рідину.

 

 

 

Розчинення газу в рідині, так само як і конденсація газу, супроводжується виділенням тепла. Чисельне значення теплоти розчинення мало відрізняється від значень теплоти конденсації. В міру зниження температури збільшується кількість утвореної рідини і змінюється її склад: рідина збагачується легколеткими компонентами. Одночасно збагачується легколеткими компонентами і парова фаза (в міру конденсації важких складових). При подальшому охолодженні суміші цей процес буде продовжуватись до повної конденсації парової фази.



В процесі низькотемпературної конденсації (НТК) газу охолодження продовжують лише до заданого ступеня конденсації парової фази (вихідного газу), який визначається необхідною глибиною вилучення цільових компонентів з газу і досягається за допомогою цілком визначеної (в залежності від складу вихідного газу та тиску в системі) кінцевої температури процесу охолодження.

Одного і того ж ступеня конденсації вихідного газу можна досягнути різними комбінаціями значень температур і тисків. З підвищенням тиску в системі, тобто з підвищенням парціального тиску кожного компоненту, ступінь конденсації при постійній температурі збільшується і відбувається процес, аналогічний процесу ізобарного охолодження. Вибірковість процесу конденсації з підвищенням тиску знижується. Інтенсивність зміни ступеня конденсації непрямо пропорційний зміні тиску і температури. В області невеликих значень ступінь конденсації швидко змінюється зі зміною величини тиску. При подальшому збільшенні тиску інтенсивність конденсації зменшується. Те ж можна сказати і про вплив температури: ступінь конденсації компонентів збільшується з пониженням температури найбільш інтенсивно до певного значення (в залежності від складу вихідного газу), нижче якого швидкість конденсації сповільнюється. Ступінь конденсації вуглеводнів буде збільшуватись у випадку підвищення тиску процесу конденсації при постійній температурі, а також при пониженні температури процесу у випадку постійного тиску. Однак, процес конденсації в цих двох випадках буде протікати по різному. При підвищенні тиску і постійній температурі ступінь конденсації буде збільшуватись з погіршенням чіткості розділення вуглеводнів: в рідку фазу разом з важкими компонентами переходить значна кількість легких. При пониженні температури процесу конденсації і постійному тиску збільшення ступеня конденсації супроводжується більш чітким розділенням легких і важких вуглеводнів. При загальному збільшенні переходу в рідку фазу всіх компонентів селективність їх вилучення зберігається: важкі переходять в рідку фазу швидше.


Дата добавления: 2015-04-04; просмотров: 7; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты