Форумы Проектант
Размещение
рекламы



   @proektant.
ПОИСК ПО ФОРУМАМ
перед созданием новых тем используйте поиск,
возможно ответ на Ваш вопрос уже есть на форумах

Расширенный поиск
 
ТочкаВсего пользователей - 19590
ТочкаВсего тем - 27331
ТочкаВсего сообщений - 255636
Страниц: [1]   Вниз
ВЕРСИЯ ДЛЯ ПЕЧАТИ

Фазовые состояния этана при изменении давления в составе ПНГ

Количество просмотров - 494
(ссылка на эту тему)
ВМВ
Участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #1 : 13 Августа 2019 года, 17:34
(ссылка на это сообщение)

Добрый день!
Возникла проблема с определением фазового состояния этана, входящего в состав попутного нефтяного газа после компримирования.

Поступила задача использовать один из продуктов переработки ПНГ - сжиженный отбензиненный газ (СОГ) в качестве моторного топлива, аналогично КПГ. Но в отличие от природного газа у нас огромное количество этана, в связи с этим возникает вопрос не будет ли содержащийся этан переходить в жидкое состояние в баллонах автомобиля под давлением 200 атмосфер.

Кратко основные параметры проекта:
1. Давление газа на входе 17 бар, температура газа в зависимости от сезона +25-32оС
2. Далее происходит компримирование до 250 атмосфер и газ отправляется в блок хранения
3. После этого из данного блока происходит заправка автомобилей до давления в топливном баллоне 200 атм.
4. После того как автомобиль заправлен температура газа в баллонах может опуститься до -40оС (в случае простоя)

Состав газа
         
1   Род газа   -   Сухой очищенный газ (СОГ)
2   Состав газа на входе АГНКС,  % моль      моль   масс
    Н2                                        0,0046       0,0005
    Не                                        0,0149       0,0031
    О2                                        0,0181       0,0300
    N2                                        1,8258       2,6533
    CO2                                       3,6633     8,3634
    CH4                                       80,7524    67,2061
    C2H6                               13,5335    21,1110
    C3H8                               0,0301       0,0687
    C4H10 - i                               0,0237       0,0713
    C4H10 - n                               0,0489       0,1474
    C5H12 - i                               0,0206       0,0771
    C5H12 - n                               0,0273       0,1022
    ∑C6+                                0,0371       0,1659
    
 По информации одного из производителей компрессоров 25% содержащегося этана по массе будет сконденсировано во время сжатия и уйдет в дренажную емкость, однако, его все равно останется довольно много. Не будет ли он находится в жидком состоянии в баках автомобиля из-за высокого давления из-за относительно низких температур?

Если кто-то сможет хотя бы подтолкнуть на мысль как разобраться с этой проблемой буду признателен.           

Foxson
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #2 : 13 Августа 2019 года, 18:39
(ссылка на это сообщение)

Определяете парциальное давление (гугль в помощь) нужного вещества и по таблицам (диаграммам) этого вещества на всём интересующем диапазоне температур смотрите его агрегатное состояние.

Монтажник (Челябинск, Россия)
Dinosaur
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #3 : 13 Августа 2019 года, 21:02
(ссылка на это сообщение)

Это традиционная задача для технологов, связанных с углеводородами. И алгоритм решения немного сложнее, чем описал камрад Foxson. Задача решается методом итерационных приближений на основе законов Рауля-Дальтона в процессе однократной конденсации. Если задача научиться решать такие кейсы - гуглите "расчет однократного испарения". Для таких высоких давлений нужно учитывать сжимаемость компонентов - при расчетах учитывать активность ( тоже гуглите). Для инженерных расчетов проще использовать специализированные программы типа HYSYS, PRO II. Интерфейс хайсиса осилить сможете для данного применения. Считают ли хайсисы и прочие такие давления? Не знаю, может форумчане подскажут.

P.S. Технологам интересно будет - есть подобие хайсиса для сотового телефона. DWSIM называется. Дубовенько, но уже что-то. Авось дальше полноценным будет

UPD - немного теории. После сжатия и охлаждения газовая фаза будет  находиться в равновесном состоянии с жидкостью. Это значит, что при любом увеличении давления или снижении температуры будет образовываться конденсат. С другой стороны, средуцированный до 200 ати газ уже ге будет равновесным и для решения задачи при минус 40 см. первый абзац.

? (Уфа, Россия)
ВМВ
Участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #4 : 14 Августа 2019 года, 10:13
(ссылка на это сообщение)

Попробую, спасибо!
Foxson
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #5 : 14 Августа 2019 года, 10:38
(ссылка на это сообщение)

И алгоритм решения немного сложнее, чем описал камрад Foxson.
Да, погорячился. Состав указан наверняка не финальный, а исходный. Тогда много сложнее. Возможно придётся учитывать и растворимость газовой фазы при таких не малых давлениях и термодинамическое охлаждение газовой фазы при понижении давления с 250 до 200

Монтажник (Челябинск, Россия)
Dinosaur
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #6 : 14 Августа 2019 года, 17:48
(ссылка на это сообщение)

Попробуйте найти в сети методичку Кондрашовой Н.В. по расчету сепараторов гидроочистки дизтоплив. Там был алгоритм решения этой задачи именно с учетом коэффициентов активности компонентов. А может и готовый курсач найдете

? (Уфа, Россия)
Shvet
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #7 : 15 Августа 2019 года, 12:40
(ссылка на это сообщение)

Если кто-то сможет хотя бы подтолкнуть на мысль как разобраться с этой проблемой буду признателен.

Решению таких задач учат 5 лет в институте и 5 лет тренируют в проектировании. Эта задача требует инженерного образования и опыта. Из-за некомпетентности сейчас Вы не можете задать вопрос и понятно описать проблему.

Рекомендую начать (!) с Reid&Prausnitz ru / en . Расчёт в модели Рeng-Robinson (без модификаций) даёт следующий результат.
https://d.radikal.ru/d30/1908/49/6260872fb72e.jpg
Фазовые состояния этана при изменении давления в составе ПНГ

Я упростил состав до основных компонентов.

Инженер (Полоцк, Беларусь)
Dinosaur
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #8 : 15 Августа 2019 года, 18:51
(ссылка на это сообщение)

Shvet, теперь охладите этот газ до минус 40 градусов. ТС переживает, что будет выпадать конденсат при охлаждении баллона зимой

? (Уфа, Россия)
Foxson
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #9 : 15 Августа 2019 года, 19:37
(ссылка на это сообщение)

Там ещё интересней: при -40 град заполнение ёмкости на 200 ат из ёмкости 250 ат как бы подогрев не лишний. 

Монтажник (Челябинск, Россия)
Dinosaur
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #10 : 15 Августа 2019 года, 21:09
(ссылка на это сообщение)

Я так понял, предполагается технология такая:
- газ на выходе АГНКС приведенного состава компримируем до 250, хз сколько ступеней сжатия
- охлаждаем нагнетание до 30 и сепарируем газ/жидкость
- полученный газ 250-30 собираем в расходном аккумуляторе, состав получится как в сообщении Shvet
- перепускаем газ из аккумулятора в автобаллон с давлением 200
- нужно проверить выпадение конденсата при минус 40
Думаю понижением температуры при редуцировании до 200 можно пренебречь

? (Уфа, Россия)
Ixion
*
Участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #11 : 16 Августа 2019 года, 00:02
(ссылка на это сообщение)

Расчет данного состава в PetroSIM показывает, что в газообразном состоянии газ данного состава при давлении 25 МПа изб. будет только при температуре не ниже +9,89 С. При температуре ниже 9,89 С -- полностью жидкость, при температуре выше 9,89 С -- полностью газ. Температурный диапазон двухфазного состояния, когда одновременно присутствуют и газ и жидкость, при данном давлении отсутствует. При снижении давления ниже 7,64 МПа возникает разность между температурами начала конденсации и конца конденсации. Результаты расчета:
-- при давлении 25 МПа -- конденсация при +9,89 С;
-- при давлении 20 МПа -- конденсация при -7,09 С;
-- при давлении 15 МПа -- конденсация при -27,83 С;
-- при давлении 11,94 МПа -- конденсация при -40 С;
-- при давлении 10 МПа -- конденсация при -47,53 С.
Температура конденсации понижается при снижении давления вплоть до 7,64 МПа, при этом давлении конденсация происходит при -56,5 С. При более низком давлении конденсация уже начинает происходить в температурном диапазоне, например, при давлении 5 МПа конденсация начинается при -43,08 С (точка росы), а заканчивается при -69,4 С.
Уравнение состояния использовалось Пенг-Робинсон (модификация PetroSIM). Хотя для надкритических газов нужно что-то более специализированное юзать.
Гугл говорит, что критическая температура этана -- 32,18 С. Т.е. при температуре выше критической, каково бы не было давление, этан будет находиться в газообразном состоянии. Держите температуру выше 32 С и гарантированно не будет конденсата.
01.JPG
 
* 01.JPG
(52.52 Кб, 426x487)  [скачать]  [загрузок: 7]
02.JPG
 
* 02.JPG
(50.48 Кб, 629x258)  [скачать]  [загрузок: 11]
Foxson
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #12 : 16 Августа 2019 года, 11:45
(ссылка на это сообщение)

Думаю понижением температуры при редуцировании до 200 можно пренебречь
Можно, только если продолжительность этого процесса не актуальна.

Монтажник (Челябинск, Россия)
Shvet
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #13 : 16 Августа 2019 года, 13:36
(ссылка на это сообщение)

Shvet, теперь охладите этот газ до минус 40 градусов. ТС переживает, что будет выпадать конденсат при охлаждении баллона зимой

всё в парах, модель классический Peng-Robinson
https://c.radikal.ru/c16/1908/24/dffd61d38f02.jpg
Фазовые состояния этана при изменении давления в составе ПНГ

Инженер (Полоцк, Беларусь)
ВМВ
Участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #14 : Вчера в 18:15
(ссылка на это сообщение)

Всем огромное спасибо за ответы!
Понятно одно, что этан будет жидким при такой температуре и давлении. Этан нам точно нужно отделять. Теперь будем думать целесообразна ли реализация данного проекта. Пока все решения соизмеримы со стоимостью основного технологического оборудования АГНКС.
Dinosaur
****
Активный участник форумов


Сейчас отсутствует Сейчас отсутствует
 
Сообщение #15 : Вчера в 19:40
(ссылка на это сообщение)

Откуда вы взяли, что будет жидким? Последний пост Shvet как раз обратное говорит. То что вам посчитали на другом форуме - там похоже сжимали и охлаждали состав из первого вашего поста

? (Уфа, Россия)
Yandex
Для отключения данного рекламного блока вам необходимо зарегистрироваться или войти с учетной записью.
Если же вы забыли свой пароль на форуме, то воспользуйтесь данной ссылкой для восстановления пароля.
Страниц: [1]   Вверх
ВЕРСИЯ ДЛЯ ПЕЧАТИ



Сейчас Вы - Гость на форумах «Проектант». Гости не могут писать сообщения и создавать новые темы.
Преодолейте несложную формальность - зарегистрируйтесь! И у Вас появится много больше возможностей на форумах «Проектант».


Здравствуйте, Гость
Сейчас Вы присутствуете на форумах в статусе Гостя.
Для начала общения надо зарегистрироваться или пройти авторизацию:
Вам не пришло письмо с кодом активации?
 
 
  (забыли пароль?)  
   

если Вы не зарегистрированы, то
пройдите регистрацию
Создать тему
Последние сообщения на Технологическом форуме
автор: Dinosaur
Вчера в 19:40

Вчера в 13:03

Вчера в 11:59

Вчера в 08:42

автор: Андрей 37
20 Августа 2019 года, 13:44

автор: Знахарь
17 Августа 2019 года, 07:17

автор: Знахарь
17 Августа 2019 года, 07:12

автор: Знахарь
17 Августа 2019 года, 07:11

автор: Dinosaur
17 Августа 2019 года, 06:46

автор: Legio Mortis
16 Августа 2019 года, 01:31

автор: FuntR
06 Августа 2019 года, 11:16

автор: Foxson
05 Августа 2019 года, 16:07

автор: Знахарь
03 Августа 2019 года, 08:06

автор: Знахарь
03 Августа 2019 года, 07:36

автор: Знахарь
03 Августа 2019 года, 07:19

Последние 10 cообщений чата:
12 Августа 2019 года, 13:45
С прошедшим днем строителя всех)
10 Августа 2019 года, 15:16
С праздником! С Днем Строителя!
Здоровья, успехов и всего самого наилучшего!
10 Августа 2019 года, 07:37
с ДНЕМ СТРОИТЕЛЯ всех!
03 Августа 2019 года, 07:02
Доброе утро! Оказывается по субботам вся спят, кроме меня))
24 Июля 2019 года, 14:22
O_O
27 Июня 2019 года, 11:02
Добро пожаловать на наш Telegram-канал https://www.proektant.org/index.php?topic=46930.0
24 Июня 2019 года, 10:29
Понял. Втягиваюсь по-тихоньку...
21 Июня 2019 года, 15:55
Добрый день.
Добро пожаловать на наш Telegram-канал https://www.proektant.org/index.php?topic=46930.0
21 Июня 2019 года, 15:54
babauka_009, такая возможность доступна только кураторам. Считаем, что нет необходимости в такой функции для всех
21 Июня 2019 года, 11:17
Всем доброго утра!
Подскажите, как "закрыть" тему?

Сейчас на форуме:
Сейчас на форумах: гостей - 533, пользователей - 14
Имена присутствующих пользователей:
Sliper 89, Никнейм, Electrik 1998, АлексФабиански, Алекcей, Проектант 63, KontraKote, Posetitel, РоманC, Дмитрий Т., Антониони, Natalia 08, ИК, Таврида
Контактные данные | Рекламно-информационные услуги | Баннерная реклама | Партнёрская программа | Подробная статистика
Настройка форумов © «Проектант» | Конфиденциальность данных
Powered by SMF 1.1.23 | SMF © 2017, Simple Machines