Моисеев А.В._Расч. методы определения физ.-хим. св-в УВС, Н и НП. Расчетные методы определения физико химических свойств углеводородных систем, нефтей и нефтепродуктов
 Скачать 7.99 Mb.
|
|
Задачи для самостоятельного решения 601. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 57 = мол ср t о С и 7078 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 602. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 44 = мол ср t о С и 6570 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 603. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 79 = мол ср t о С и 7085 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 604. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 108 = мол ср t о С и 7380 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 605. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 135 = мол ср t о С и 7524 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 606. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 50 = мол ср t о С и 6663 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 607. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 83 = мол ср t о С и 7251 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 608. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 135 = мол ср t о С и 7616 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 609. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 164 = мол ср t о С и 7250 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 610. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 175 = мол ср t о С и 7905 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 611. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 109 = мол ср t о С и 7152 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 109 612. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 136 = мол ср t о С и 7390 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 613. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 57 = мол ср t о С и 6680 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 614. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 79 = мол ср t о С и 6951 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 615. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 74 = мол ср t о С и 7220 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 616. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 84 = мол ср t о С и 7232 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 617. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 133 = мол ср t о С и 7790 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 618. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 103 = мол ср t о С и 7350 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 619. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 123 = мол ср t о С и 7485 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 620. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 130 = мол ср t о С и 7540 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 621. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 109 = мол ср t о С и 7469 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 622. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 78 = мол ср t о С и 7203 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 623. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 105 = мол ср t о С и 7458 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 624. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 135 = мол ср t о С и 7727 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 110 625. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 74 = мол ср t о С и 7140 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 626. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 150 = мол ср t о С и 7750 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 627. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 160 = мол ср t о С и 7790 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 628. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 103 = мол ср t о С и 7393 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 629. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 83 = мол ср t о С и 7296 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 630. Определить теплоту испарения нефтяной фракции, имеющей 113 = мол ср t о С и 7291 , 0 20 4 = d при атмосферном давлении. Задачу ре- шить двумя способами. 631. Определить теплоту испарения н-пентана при 0,25 МПа. 632. Определить теплоту испарения н-гексана при 3,09 кгс/см 2 633. Определить теплоту испарения н-гептана при 20650 кгс/м 2 634. Определить теплоту испарения н-октана при 950 мм рт. ст. 635. Определить теплоту испарения н-нонана при 0,3 МПа. 636. Определить теплоту испарения н-декана при 2,5 кгс/см 2 637. Определить теплоту испарения бензола при 19850 кгс/м 2 638. Определить теплоту испарения толуола при 840 мм рт. ст. 639. Определить теплоту испарения циклопентана при 1,9 атм. 640. Определить теплоту испарения циклогексана при 0,31 МПа. 641. Определить теплоту испарения н-пентана при 1,65 кгс/см 2 642. Определить теплоту испарения н-гексана при 22200 кгс/м 2 643. Определить теплоту испарения н-гептана при 1000 мм рт. ст. 644. Определить теплоту испарения н-октана при 1,75 атм. 645. Определить теплоту испарения н-нонана при 0,63 МПа. 646. Определить теплоту испарения н-декана при 1,7 кгс/см 2 647. Определить теплоту испарения бензола при 18300 кгс/м 2 648. Определить теплоту испарения толуола при 980 мм рт. ст. 649. Определить теплоту испарения циклопентана при 2,4 атм. 650. Определить теплоту испарения циклогексана при 4,0 кгс/см 2 651. Определить теплоту испарения н-пентана при 23000 кгс/м 2 652. Определить теплоту испарения н-гексана при 865 мм рт. ст. 653. Определить теплоту испарения н-гептана при 2,2 атм. 654. Определить теплоту испарения н-октана при 0,7 МПа. 655. Определить теплоту испарения н-нонана при 5,5 кгс/см 2 111 656. Определить теплоту испарения н-декана при 19800 кгс/м 2 657. Определить теплоту испарения бензола при 1100 мм рт. ст. 658. Определить теплоту испарения толуола при 1,68 атм. 659. Определить теплоту испарения циклопентана при 0,8 МПа. 660. Определить теплоту испарения циклогексана при 2,9 кгс/см 2 112 11. Энтальпия Энтальпия относится к термодинамическим функциям, изменение ко- торых не зависит от направления протекания процесса, а определяется на- чальным и конечным состояниями системы. При термодинамических расчетах важны не абсолютные значения эн- тальпий, а их изменения (разности), поэтому начальная температура для рас- чета энтальпий может быть принята любой, но постоянной для всех компо- нентов системы. Энтальпия жидких нефтепродуктов при заданной температуре числен- но равна количеству теплоты, необходимому для нагрева единицы количест- ва продукта от исходной температуры до заданной температуры. Энтальпия газов или паров при заданной температуре равна количеству теплоты, необходимому для нагрева единицы количества продукта от исход- ной температуры до заданной температуры с учётом теплоты испарения при той же температуре и перегрева газов или паров. Энтальпия может вычисляться для разного количества вещества и со- ответственно иметь разную размерность – кДж/кг, кДж/кмоль, кДж/м 3 Известно несколько уравнений для расчета энтальпии жидких потоков (кДж/кг) при атмосферном давлении (энтальпия жидкости при 0 о С условно принимается равной 0): - уравнение Фортча и Уитмена ( )( ) 15 15 2 1 , 2 11 , 256 4317 , 0 001855 , 0 d T T I ж T - - + = . (11.1) - уравнение Крэга ( ) 25 , 334 762 , 0 0017 , 0 1 2 15 15 - + = T T d I ж T . (11.2) - уравнение Уэйра и Итона ( ) 57 , 785 51 , 531 9469 , 1 2864 , 2 00218 , 0 15 15 15 15 2 - + - + = d T d T I ж T .(11.3) Для определения энтальпии жидких нефтепродуктов при атмосферном давлении (ккал/кг) можно использовать формулу ( ) 00806 , 0 9952 , 0 1 000405 , 0 403 , 0 20 4 2 + + = d t t I ж t . (11.4) Для расчета энтальпии углеводородных газов и паров при атмосферном давлении (кДж/кг) предложено несколько уравнений (при температурах до 540 о С) : ( ) ( ) 2 15 15 15 15 15 15 00059 , 0 00234 , 0 134 , 0 5409 , 0 86 67 , 165 T d T d d I п T - + + - + - = , (11.5) ( )( ) 99 , 308 4 00059 , 0 134 , 0 58 , 129 15 15 2 - - + + = d T T I п Т . (11.6) 113 Для вычисления энтальпии газов и паров при атмосферном давлении (ккал/кг) можно использовать формулу ( )( ) 8 , 73 9952 , 0 992 , 3 00014 , 0 109 , 0 2 , 50 20 4 2 - - + + = d t t I п t . (11.7) С повышением давления энтальпия нефтяных паров уменьшается, так как уменьшается теплота испарения. Для определения поправки к энтальпии на давление рекомендуется пользоваться графиком, изображенным на рисун- ках 11.1 и 11.2 или формулой 3 4 , 4 пр пр T P T IM - = D . (11.8) Рисунок 11.1 – График зависимости энтальпии нефтяных паров от при- веденных температуры и давления в узком интервале изменения параметров 114 Рисунок 11.2 – График зависимости энтальпии нефтяных паров от при- веденных температуры и давления в широком интервале изменения парамет- ров Рисунок 11.3 – Зависимость энтальпии паров нефтепродуктов от тем- пературы при атмосферном давлении 115 Рисунок 11.4 – Зависимость энтальпии паров нефтепродуктов от тем- пературы при давлении 0,685 МПа Рисунок 11.5 – Зависимость энтальпии паров нефтепродуктов от тем- пературы при давлении 1,858 МПа 116 Рисунок 11.6 – Зависимость энтальпии паров нефтепродуктов от тем- пературы при давлении 3,43 МПа Рисунок 11.7 – Зависимость энтальпии паров нефтепродуктов от тем- пературы при давлении 8,88 МПа 117 Энтальпию смесей вычисляют по формуле n n см I x I x I x I + + + = 2 2 1 1 , (11.9) где i x - доля компонента в смеси, размерность которой зависит от раз- мерности энтальпии: если энтальпия выражена в кДж/кг, то доли должны быть массовыми; если в кДж/кмоль – то мольными; если в кДж/м 3 – то объ- емными. Пример 11.1. Определить энтальпию жидкой нефтяной фракции при 100 о С ( ) 8044 , 0 20 4 = d Решение. Перейдем к относительной плотности 15 15 d по уравнению (1.3): 809 , 0 8044 , 0 0035 , 0 8044 , 0 0035 , 0 20 4 20 4 15 15 = + = + = d d d По уравнению Фортча и Уитмена (11.1): ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 5 , 210 809 , 0 1 , 2 11 , 256 273 100 4317 , 0 273 100 001855 , 0 1 , 2 11 , 256 4317 , 0 001855 , 0 2 15 15 2 = - ´ ´ - + × + + × = - - + = d T T I ж T По уравнению Крэга (11.2): ( ) ( ) ( ) ( ) 4 , 207 25 , 334 273 100 762 , 0 273 100 0017 , 0 809 , 0 1 25 , 334 762 , 0 0017 , 0 1 2 2 15 15 = = - + × + + × = = - + = T T d I ж T По уравнению Уэйра и Итона (11.3): ( ) ( ) ( ) ( ) 1 , 213 57 , 785 809 , 0 51 , 531 273 100 809 , 0 9469 , 1 2864 , 2 273 100 00218 , 0 57 , 785 51 , 531 9469 , 1 2864 , 2 00218 , 0 2 15 15 15 15 2 = - × + + + × × - + + × = = - + - + = d T d T I ж T Пример 11.2. Определить энтальпию паров узкой нефтяной фракции, имеющей 7350 , 0 20 4 = d , при 100 о С и атмосферном давлении. Решение. Переедем к плотности 15 15 d по уравнению (11.3): 7400 , 0 7350 , 0 0035 , 0 7350 , 0 0035 , 0 20 4 20 4 15 15 = + = + = d d d По уравнению (11.5): 118 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 7 , 531 273 100 7400 , 0 00059 , 0 00234 , 0 273 100 7400 , 0 134 , 0 5409 , 0 7400 , 0 86 67 , 165 00059 , 0 00234 , 0 134 , 0 5409 , 0 86 67 , 165 2 2 15 15 15 15 15 15 = + × × - + + + × × - + + × - = - + + - + - = T d T d d I п T По уравнению (11.6): ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 544 99 , 308 7400 , 0 4 273 100 00059 , 0 273 100 134 , 0 58 , 129 99 , 308 4 00059 , 0 134 , 0 58 , 129 2 15 15 2 = - - ´ ´ + × + + × + = = - - + + = d T T I п Т Пример 11.3. Определить теплоемкость паров нефтяной фракции, имеющей 6930 , 0 20 4 = d ; 210 = кр t о С; 74 , 2 = кр P МПа, при 180 о С и 0,6 МПа. Решение. Перейдем к относительной плотности 15 15 d по уравнению (1.3): 6980 , 0 6930 , 0 0035 , 0 6930 , 0 0035 , 0 20 4 20 4 15 15 = + = + = d d d Энтальпию паров при атмосферном давлении найдем по уравнению (11.5): ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 9 , 703 273 180 6980 , 0 00059 , 0 00234 , 0 273 180 6980 , 0 134 , 0 5409 , 0 6980 , 0 86 67 , 165 00059 , 0 00234 , 0 134 , 0 5409 , 0 86 67 , 165 2 2 15 15 15 15 15 15 0 = + × × - + + + × × - + + × - = - + + - + - = T d T d d I п T Вычислим приведенные параметры: 94 , 0 273 210 273 180 = + + = = кр пр T T T , 22 , 0 74 , 2 6 , 0 = = = кр пр P P P Поправку к энтальпии на давление вычислим по уравнению (11.8): 168 , 1 94 , 0 22 , 0 4 , 4 4 , 4 3 3 - = × - = - = D пр пр T P T IM Молекулярную массу фракции вычислим по формуле Бриджимана (2.9): 88 6930 , 0 1 6930 , 0 39 1 39 20 4 20 4 = - × = - = d d M Таким образом, из уравнения (11.8): |