[Вmb]

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 +25-32 ^оС
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 -40 ^оС (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]

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

[Dinosaur]

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.

[Вmb]

Попробую, спасибо!

[Foxson]

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

[Dinosaur]

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

[Shvet]

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.

Этан в составе попутного нефтяного газа. Фазовое состояние этана после компримирования

Я упростил состав до основных компонентов.

[Dinosaur]

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

[Foxson]

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

[Dinosaur]

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

[Ixion]

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.

[Foxson]

Думаю понижением температуры при редуцировании до 200 можно пренебречь

Можно, только если продолжительность этого процесса не актуальна.

[Shvet]

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

Этан в составе попутного нефтяного газа. Фазовое состояние этана после компримирования

[Вmb]

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]

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

если Вы не зарегистрированы, то
пройдите регистрацию

[estimatestroy]

Резюме СМЕТЫ ЛЮБОЙ СЛОЖНОСТИ! РАСЧЕТ В ДЕНЬ ...

автор: estimatestroy

Вчера в 15:23

Резервуары сбора аварийного пролива нефтепро...

автор: Дамир-КИПиА

17 Апреля 2024 года, 08:36

ВАКАНСИЯ РАСЧЕТЧИК (инженер-расчетчик) г. Рж...

автор: Ильина Екатерина

16 Апреля 2024 года, 11:37

Стандарты, проектная документация, ТТ, заруб...

автор: УЦ РЕСУРС

14 Апреля 2024 года, 12:08

Міжнародная система забезпечення безпечності...

автор: DenKLJ

12 Апреля 2024 года, 12:07

Лаборатория испытаний на огнестойкость резин...

автор: Земский

11 Апреля 2024 года, 17:24

Помещение для хранения картофеля. Температур...

автор: Ламбада

10 Апреля 2024 года, 14:39

Продажа оцилиндрованных изделий, колья, брев...

автор: Западный Лес

08 Апреля 2024 года, 22:56

HAZOP. Практика проведения на территории Рос...

автор: УЦ РЕСУРС

07 Апреля 2024 года, 09:20

Предохранительные клапаны. Обсуждение вариан...

автор: УЦ РЕСУРС

06 Апреля 2024 года, 16:14

Задание СТРО для сейсмически активных районо...

автор: Ixion

06 Апреля 2024 года, 15:33

Вернисаж Паркет. Продажа паркетной химии, па...

автор: Елена Алексанровна

01 Апреля 2024 года, 15:23

Салон красоты (парикмахерская). Пример поясн...

автор: Geklas

01 Апреля 2024 года, 10:06

Технолог

автор: Наталья1698

29 Марта 2024 года, 16:29

ВАКАНСИЯ РАСЧЕТЧИК (инженер-расчетчик) г. Рж...

автор: Ильина Екатерина

28 Марта 2024 года, 11:01

[491]

Сейчас на форумах: гостей - 491, пользователей - 3 Имена присутствующих пользователей: Чистильщик, Мира, Beroes Group