Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Поэтому кривая P=f(t), являющаяся кривой равновесия между жидкостью и ее насыщенным паром, в критической
точке обрывается. Давление и температура, отвечающие критической точке, называются критическим давлением (Ркр) и критической температурой (Гкр). Объем вещества, находящегося при Ткр и Ркр, называется критическим объемом (VKp). Принято называть приведенным давлением (тс) отношение
53
и приведенной температурой (т) отношение ^
* = ~~ . (И, 12)
* кр 4
В выражениях (II, 11) и (II, 12):
р и T- фактические значения абсолютных давления и температуры, при которых находятся вещества; Лф и Укр—абсолютные значения критических давления и температуры.
Если .различные вещества имеют одинаковые значения it и т, то говорят, что эти вещества находятся в соответственных состояниях и в этих условиях, как показывает опыт, некоторые снойства различных веществ оказываются приблизительно идентичными.
Критические параметры нефтяных фракций и отдельных углеводородов можно определить, например, по формулам:
*кр- 82 + 0,97а-0,00049а\°С (II, 13)
Ркр = А^-,ата s (11,14)
M
W
где а = (1,8^4-132)4!;
^ср—сРеДняя молекулярная температура кипения (или приблизительно—50%-ная точка разгонки по
Энглеру)г
А = 5,53 -f 0,855 ^70 ~ *10;
Г 60
^70 и ^n-температуры 70 и 10% отгонов по кривым разгонок; Т^кр—^кр Чг^^З—критическая температура, °К. •
В случае алхановых углеводородов можно принять a—5-і-5,3; для цикланоз —Л = 6; для ароматических Л=6,22-ь7. Критические температуры углеводородов с большой точностью можно подсчитать по формулам А. М. Мамедова [14, 15]: а) для нормальных алканов
T M_9
' = 1,79001
T0 175,87716 + 1,172051. АГ
(И, 15)
б) для ароматических углеводородов (гомологов бензола)
Тк? = ( 2,0996 - 0,00095 -J-j , (II, 16)
L
где T0-нормальная температура кипения (т. е. при 760-іш
рт. ст.), °К; М—молекулярный вес;
cf—удельный вес при 15/150C (т. е.ч d\l). Данные о критических параметрах некоторых веществ приведены в табл. VI (см. приложение).
64
8. ОСНОВНЫЕ ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ
L
Идеальный газ. Понятие об идеальном газе введено как представление о предельном гипотетическом состоянии всех тел при достаточно низких давлениях и достаточно высоких температурах. Под идеальным газом понимается такой газ, который характеризуется отсутствием межмолекулярных сил и ис-чезающе малым объемом молекул по сравнению с объемом, занимаемым газом.
Состояние идеального газа характеризуется уравнением Клапейрона—Менделеева, которое можно представить в виде:
pV=NRT=—-RT. (11,17)
Численное значение газовой постоянной в зависимости от принятых единиц измерения:
r = 0,08206 ( _^™_Л в 62,4 / М'-ММ рт- ст-
\Молъ. град. J \ Моль. град.
62400 (gg-"«-pt.CT.\ =8481_кГм--
\ моль, град J- град.
1,987(
ккал
\ Моль. град.
А
Как следствие из уравнения (11,17) можем написать:
T1 P
(И, 18)
2
T2 = Ti-^'^ (П.19)
J2 Pl
где V1 и ті~-объем"и удельный вес газа при рг и г,;
V2 и т->—объем и удельный вес того же газа при /?2 и T2-
Если*первое состояние газа принять при нормальных условиях, т.*е. 7"0 = 273° К и /7о = 760 мм рт. ст., то^
T0 р
T = To і (II. 21)
T Po
Так как при нормальных условиях 1 Моль идеального газа занимает объем 22,4 лг3, то
^ = 22,4^==22,44—, м? (II, 22)
4 ' M
22,4
где Ко—удельный вес при нормальных условиях.
і
f t Ч Ї ¦ Ґ
55
Смеси газов, близких по своим свойствам к идеальным, характеризуются аддитивностью парциальных давлений и парциальных объемов.
Парциальным давлением рх компонента газовой смеси называется то давление, которое оказывал бы газ, входящий в газовую смесь, если бы из нее были удалены остальные газы нри условии сохранения первоначальных объема и температуры системы.
Парциальным объемом называется объем, который имел бы газ, входящий в газовую смесь, если бы из нее были удалены остальные газы при условии сохранения первоначальных давления и температуры.
Аддитивность парциальных давлений выражается законом Дальтона
р~Px+ Pz+- • - - +flu (П, 24)
где р—общее давление смеси.
Аддитивность парциальйых объемов выражается законом Амага:
V=V1+ V2+ . . . . + Vn, (II, 25)
где !/—общий объем смеси.
Написав для каждого компонента смеси уравнение Клапейрона—Менделеева в следующем виде
и подставив эти значения р\ в уравнение (II, 24),? получим уравнение состояния смеси идеальных газов:
p = (nt + nt+. . . . + ?)-^ = ^, (Н, 27)
где N^=LN1.
Разделив выражение (II, 26) на (II, 27), получим
pi nt у\, (11,28)
P L
р N
откуда
рі-руі, (H1 29)
т. е. парциальное давление компонента смеси идеальных газов равно общему давлению, умноженному на его мольную концентрацию.
Написав для каждого компонента смеси уравнение Клапейрона—Менделеева в следующем виде
Vi=sNl*L : . (11)30)
и лодставив эти значения Vi в уравнение {II, 25), получим
V = (A'i + *а + . .\ ,(U,3i>
Разделив выражения (H1 ЗО) на (II, 31), находим
V N
или
«і = Уі, (И, 32>
т. е. для любого компонента, входліцего в идеальную газовую смесь объемная и мольная концентрации равны между собой. Если написать уравнение (II, 26) для любых двух компонентов, входящих в газовую смесь и разделить полученные уравнения друг на друга, можно получить
