Низкотемпературная сепарация газа на Уренгойском месторождении
3.1 Расчет процесса дросселирования газа
В данном расчете определяем коэффициент Джоуля-Томсона который показывает, что при изменении давления происходит изменение температуры, а так же псевдокритические параметры (применяются для расчета псевдокритических свойств природного газа подобно тому, как критические температуры и давления используются с той же целью для индивидуальных компонентов) Рпк и Тпк и молярную теплоемкость смеси , для этого составим таблицу зависимости параметров от доли каждого компонента в составе газа.
Таблица 4 - Исходные данные для расчета
Компоненты |
yi |
Тк, К |
Рк, МПа |
, |
|
СН4 |
0,903 |
190,5 |
2,7 |
2,22 |
|
С2Н6 |
0,0487 |
206 |
4,9 |
1,792 |
|
С3Н8 |
0,022 |
369 |
4,3 |
1,56 |
|
С4Н10 |
0,0108 |
420 |
3,8 |
1,49 |
|
С5Н12 |
0,0155 |
470,2 |
3,4 |
1,45 |
Таблица 5 - Результаты расчетов
Тк · yi |
Рк · yi |
· yi |
|
172,0215 |
2,4381 |
2,00466 |
|
10,0322 |
0,23863 |
0,08727 |
|
8,118 |
0,0946 |
0,03432 |
|
4,536 |
0,04104 |
0,016092 |
|
Тк · yi |
Рк · yi |
· yi |
|
7,2881 |
0,0527 |
0,022475 |
где - критическая температура компонента;
- доля компонента в составе газа.
.
где - критическое давление компонента;
- доля компонента в составе газа.
.
где - теплоемкость компонента;
- доля компонента в составе газа.
По известным и определим приведенные параметры газа и при рабочих условиях:
где температура газа перед дросселированием;
- псевдокритический параметр.
.
где давление газа перед дросселированием;
- псевдокритический параметр.
По графику зависимости от приведенных параметров газа, находим изометрическую поправку к теплоёмкости от давления - :
;
По графику зависимости функции коэффициента Джоуля-Томсона от приведенного давления и температуры , находим обобщенную функцию коэффициента Джоуля-Томсона - .
Вычислим коэффициент Джоуля-Томсона (дроссель-эффект) для природного газа заданного состава:
где - молекулярная теплоемкость смеси;
- изотермическая поправка молярной теплоемкости смеси;
- псевдокритические параметры.
Так как коэффициент Джоуля-Томсона составляет 3,3, то при снижении давления на 0,1 МПа, температура газа понизится на 3,3 °С. То есть для того чтобы получить требуемую температуру в низкотемпературном сепараторе - минус 28 °С, необходим перепад давления в 4,5 МПа.