Расчет аппаратуры блока сжижения природного газа.

Расчет процесса дросселирования сжиженного природного газа.

           Часть потока сжиженного природного газа после теплообменников проходит через дроссельный клапан, в котором сбрасывается давление потока и испаряется часть природного газа. Температура потока понижается при равенстве общего теплосодержания потока до и после клапана.

Определение конечной температуры сжиженного природного газа.

    Исходные данные:

    Температура на входе, t₁ = - 153,8°С
    Давление на входе, P₁ = 5,4 МПа
    Давление на выходе, P₂ = 0,4 МПа
    Массовый расход СПГ = 649317 кг/час

где - энтальпия жидкой фазы до дросселирования

 - энтальпия газовой фазы до дросселирования

 - энтальпия жидкой фазы после дросселирования

 - энтальпия газовой фазы после дросселирования

Зная, что

и что график изменения энтальпии – линейный, можем принять две расчетные точки температуры и по графику определить t₂.

    Энтальпию смеси будем определять в точках а и b определяем при P = 0,4МПа

    Энтальпия смеси учитывается исходя из энтальпию компонентов и их массовой концентрации в смеси.

    Энтальпию компонентов можно рассчитать по формуле:

где А, B, C, D – коэффициенты.

    Для начала найдем энтальпию  

 находим при T = -153,8+273,15 = 119,35 К

Результаты расчётов сведены в таблицу 5

Таблица 5

Эмпирические коэффициенты и расчет энтальпии при 119,35 К

	A	B	C	D	Hi, кДж/кг/К	y	y*Hi
N2					370,11	0,32	1,18
C1	154,1529	15,11963	0,051884	59,62359	255,56	84,00	214,68
C2	58,65376	23,63252	0,413924	56,15437	151,42	8,31	12,59
C3	33,65176	26,30922	0,538021	35,57631	108,36	4,68	5,07
изо-C4	27,32378	27,07729	0,58353	2,74336	74,47	1,22	0,91
н-C4	34,7248	26,07999	0,545495	39,22206	112,38	1,42	1,60
С5+	26,69296	26,83637	0,57405	11,60825	80,79	0,04	0,04
Итого							226,07

Примечание: теплоемкость азота была найдена из справочных данных.

Теперь возьмем две точки, вблизи предполагаемой температуры и также найдем их энтальпию.

T_A = 123,15 К , T_B = 103,15 К

Результаты расчётов сведены в таблицу 6 и 7

Таблица 6

Эмпирические коэффициенты и расчет энтальпии при 123,15 К

	A	B	C	D	Hi, кДж/кг/К	y	y*Hi
N2					374,11	0,32	1,19
C1	154,1529	15,11963	0,051884	59,62359	261,28	84,00	219,48
Продолжение таблицы 6
C2	58,65376	23,63252	0,413924	56,15437	154,44	8,31	12,84
C3	33,65176	26,30922	0,538021	35,57631	111,24	4,68	5,21
изо-C4	27,32378	27,07729	0,58353	2,74336	78,03	1,22	0,95
н-C4	34,7248	26,07999	0,545495	39,22206	115,18	1,42	1,63
С5+	26,69296	26,83637	0,57405	11,60825	84,07	0,04	0,04
Итого							241,35

 

Таблица 7

Эмпирические коэффициенты и расчет энтальпии при 119,35 К

	A	B	C	D	Hi, кДж/кг/К	y	y*Hi
N2					352,87	0,32	1,12
C1	154,1529	15,11963	0,051884	59,62359	232,96	84,00	195,69
C2	58,65376	23,63252	0,413924	56,15437	140,54	8,31	11,69
C3	33,65176	26,30922	0,538021	35,57631	97,78	4,68	4,58
изо-C4	27,32378	27,07729	0,58353	2,74336	60,29	1,22	0,74
н-C4	34,7248	26,07999	0,545495	39,22206	102,19	1,42	1,45
С5+	26,69296	26,83637	0,57405	11,60825	79,11	0,04	0,03
Итого							215,3

 

Строим линейной график зависимости энтальпии от температуры, где по оси х – температура в К, а по оси у = энтальпия в кДж/кг. Добавляем линию тренда и по графику вычисляем t_2, зная, что ∆Н₂ . Полученные данные представлены на рис. 1

 

Рисунок 1.

График зависимости энтальпии от температуры

 

t2 = 111,6 К =-161°С

Составим тепловой баланс и сведем его в таблицу 7

Таблица 7

Тепловой баланс дросселирования

	t, °С	m, кг/час	Q, МДж/час
Поступило:
СПГ	-153,8	649317	147329,92
Итого	-	649317	147329,92
Получено:
СПГ	-161,0	611486	138746,08
Газ	-161,0	37831	8583,8404
Итого	-	649317	147329,92

 

 

Список литературы.

 

1. Гриценко А.И. Физические методы переработки и использования газа. М: Недра, 1981. – 224 с.

2. Чуракаев А.М. Переработка нефтяных газов. М: Недра, 1983. – 280 с.

3. Мановян, А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: учеб. пособие для вузов. – М.: Химия, 1999. – 568 с.

4. Тараканов, Г.В. Глубокая переработка газовых конденсатов / Г.В. Тараканов, А.Ф. Нурахмедова, Н.В. Попадин; Под ред. Г.В. Тараканова. – Астрахань: «Факел», ООО «Астраханьгазпром», 2007. – 276 с.

5.https://neftegaz.ru/news/view/ 170037 - NOVATEK - zapatentoval - tehnologiyu -szhizheniya-gaza-Arkticheskiy-kaskad.-Odnako-holod

6. А.Ю. Аджиев, Н.П. Морева, Н.И. Долинская, Отечественные цеолиты для глубокой осушки газа при производстве природного газа // Нефтегазохимия – 2015 - №3 – с.34-38.

7. Малков М.П., Данилов И.Б. Справочник по физико-химическим основам криогеники – М:Энергоатомиздат, 1985 – 432с.

8. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. 2-е изд.– М.: Химия, 1984. – 568 с.

9. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов. – 10-е изд., доработанное. – М.: ООО ТИД «Альянс», 2004. – 753 с.

10. Агабеков, В.Е. Нефть и газ: технологии и продукты переработки – Минск: Беларус. Навука, 2011 – 459 с.

11. Додж Б.Ф. Химическая термодинамика в применении к химическим процессам и химической технологии – М: Иностранная литература, 1950, 753 с.

12. Жданова Н.В. Осушка природных газов. 2-е изд. - Москва: Недра, 1975. - 158 с.

13. Скосарь Ю.Г. Совершенствование технологии глубокой осушки природного газа. Диссертация – М. 2007 – 181 с.

14. Патент Р3Ф-2448905. // Осушитель и способ его приготовления. Исупова Л.А., Харина И.В., Данилевич В.В., Пармон В.Н. и др.

15. Ходорков И.Л. Сжиженный природный газ в России. М.: НПКФ “ЭКИП”,
2007г.

16. Танатаров М.А. Технологические расчеты установок переработки нефти. М.: Химия, 1987. – 352 с.

17. Шлейников, В. М. Термодинамические основы процессов сжижения газов М.: ВЗИПП, 1975. - 138 с.

18. Рабинович Г.Г., Рябых П.М., Хоряков П.А. и др. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. Справочник. / Под редакцией Е.Н. Судакова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1979. - 568 с.

Приложения

Приложение 1

Зависимость равновесной динамической влагоемкости свежих адсорбентов от относительной влажности газа Р/Р" для температуры контакта 25 °С:

1 - силикагель;

2 – цеолиты;

3 – оксид алюминия

⇐ Предыдущая12345678

Поделиться: