Расчет норм расхода метанола на УКПГ-5В
Условия гидратоооравования в низкотемпературном сепараторе, определенные по составу представленном в та6аице 5, выражаются аналитической зависимостью Т = 7,9 –In(p) + 275,86. Соответственно, условия гидратодбразовання в промежуточном сепараторе Т = 7.9* In(p) + 276,36. и в первичном сепараторе
Т = 7,9 *In(p) +276,56.
где Т-тепшература- К.
у - давление,- Мра.
Температура образования гидратов постн поступащего во входной сепаратор газа приблизительно 296,5К (23 °С) при p=12 МПа. Поскольку в сепараторе С-1 температура составляет 26 °С, то гидратообразование в С-1 не происходит.
Расход метанола перед теппообменником Т-1 (точка 1) определяют по термобарическнм условиям в промежуточном сепараторе С-4 (точка 2). Необходимое снижение температуры образования гидратов в этом случае составляет
∆Т = Тг- Т=23-15=8 °С.
Определяют необходимую концентрацию Х2 насыщенного метанола для обеспечения необходимого снижения температы гидратообразовання. Расчет проводят па зависимостям (6), (8), подставхяя Х2 вместо Х.
После преобразования получают трансцендентное уравнение, которое решают относительно Х любым математическим способом (например, методом последовательных приближений)
Решение этого уравнения дает концентрацию метанола в водном растворе Х2 приблизительно15,6 % масс. Определяют влагосодержание W1 в первичном: С-1 и влагосодержание W2 во вторичном С-4 сепараторах.
|
|
|
Коэффициенты αсм и βсм определшот по формулам (17) и (18)
αсм = 0,7111 и βсм = 66,4534 - Коэффициент схииаемостн zсм=0,775 вычислается любым аналитическим либо графическим способом, универсальная газовая постоянная R = 8,3144 Дж/моль*К.Влагосодержание газа в первичном сепараторе, рассчитанное па формуле (15) W0 = 0,332 кг/1000 м3 - Молярную долю метанола определяют из соотношения (14):
15,6 = 3200 * х (18 + 14 * х), х = 0,09.
Предельные коэффициенты активности α1∞и α2∞ вычисляютпо соотношениям (12):
ln α2∞ = 2,2 -500/ 299 = 0,529. Коэффициенты активности воды рассчитывают по формуле (11):
где α1=1,0037
Активность воды определяют из выраженииa1=1,0037 * (1- 0,09) = 0,9134Проводя расчеты аналогичным способам для промежуточного сепаратора, вычисляют величину влагасадержлнняW2=0,167 кг/100м3.
Равмовесное содержание метанола в газе во входном сепараторе равно 0, т.к.
первая точка подачи метанола по ходу газа находятся перед теплооопкенником
Т – 1.
Равновесное содержание метанола в газе Qo при данной концентрации в водномрастворе и параметрах н С - 4 (Т =15°С, р =12 МПа) определяют согласно (22) - Давление насыщенных паров метанола вычнслюот по уравнению Антуана (24)
Эмпирический параметр β находим из соотношения(25)
|
|
|
Молярная доля метанола в газовой фазе урассчитывается из зависимости (23)
Предельные коофициенты активностирасчитывают при P=12 Мпа и Т=288К α1∞и α2∞ вычисляют по сообношениям (12).
Коофициенты активности расчитываю по формулам (11):
где 
=1,487;
где 
=1,487
Вычисляем по по формуле (22):
,
Содержание метанола в природном газе, равновесного с водяными растворами метанола концентрации 15,6 мас.%, определяют по (21):
,
Расчитывают количество растворенного в конденсате метанола при условияхв сепараторе С – 4 по формуле (29)
,
где А=12,2257;
В=3903,6;
,
По формуле (28)
r=k100*R(0)=1,4*0,025=0,035
Потери метанола с конденсатом опредехяют из выражения (26):
Расход метанола перед теплообменником Т-1 для предупреждения гидратоооразования в промежуточном сепараторе С-4 составит
С цепью определения требуемого расхода метанола для предупреждения гидратообразования в теплообменнике Т-2 (и далее в ннзкотемпературном сепараторе С-2) расчет выполняют последовательно для четырех значений температур в теплообменннке: 10, 5, 0 и минус 7°С. Это объясняется возможным расчетным максимумом расхода метанола для какого-либо из заданных промежуточных значений температур в теплообменнике. Каждый расчет проводят способом, аналогичным для промежуточного сепаратора С-4. Такшм образом, в данном случае необходимо определить термобарические условия, расчет по которым приводит к максимальному расходу метанола (т.е. необходимо в этом случае найти термобарические условия «защищаемой точки», тогда как в других случаях защищаемая точка определяется по наиболее низкой температуре на рассматриваемом технологическом участке).
|
|
|
Требуемый расход метанола для предупреждения гидратообразования при различных температурах в теплообменнке Т-2 с учетом поступления метанола из промежуточного сепаратора (концентрация ВМР в промежуточном сепараторе 15.6 % масс, те в теплообменинк вторай ступени с газовой фазой поступает 0,329кг/1000м3) составляет:
Как видно, максимальный расход метанола 0,274 кг/1000м3 перед теплообменником в данном случае достигается при температуре 5 °С, что обусловлено нелннейным характером расхода от температуры (из-за эффектом конденсации метанола из газа при его охлаждении.
Далее проводят контрольный расчет расхода метанола перед теплообменником Т-2 для термобарических условий и состава газа в инзкотемпературнои сепараторе С-2. Требуемый расход метанола перед тепзообменинком Т-2 для предупреисдения гидратообразования в сепараторе С-2 составит:
|
|
|
Помлученная величина расхода метанола ниже, чем требуемая для предупреждения гпдратообразонания в теплообменнике Т-2. Это означает, что подачи метанола перед дросселем не требуется (т.е. с некоторым избытком хватает метанола, подаваемого перед Т-2 - этот эффект обусловлен избыточной конденоацией метанола при дросселнровании газа).
Суммарный расход метанола, вводимого на УКПГ в поток газа (перед теплообменниками Т-1 и Т-2) составит:
Полученное значение расхода метанола является теоретическим. С учетом требуемого на практике надежного безгидратного режима работы установки расход метанола следует устанавливать на 15-25% больше по сравнению с теоретическим.
Норма расхода метанола (концентрации 95 % масс.) на одну технологическую линию УКПГ составит (при коэффициенте запаса К=12):
Месячную норму расхода метанола в целом по УКПГ рассчитывают по формуле (2)
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1048; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!