Файл: Рачевский, Б. С. Транспорт и хранение углеводородных сжиженных газов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 59
Скачиваний: 0
Основные физико-химические свойства компонентов, входящих в состав сжиженных газов |
Таблица S |
||||||||
|
|||||||||
Характеристика |
Метан |
Этан |
Этилен |
Пропи- |
к-Бутан |
Изобу |
н-Бути- Инобути |
|
|
|
nponai1 лен |
н-Пентан |
|||||||
|
|
|
|
|
|
тан |
лен |
лен |
|
Химическая формула . |
. . . |
СН4 |
С2Н6 С2Н4 С8Н„ |
СЛТя |
|||||||||
Молекулярный вес ............... |
16,04 |
30,07 |
28,05 |
44,10 |
42,08 |
||||||||
Состав, |
%: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Н . . . |
|
|
|
|
|
25,03 |
20,12 |
14,38 |
18,30 |
14,38 |
|||
С ................ |
|
|
|
|
74,57 |
79,88 |
85,62 |
81.70 |
85,62 |
||||
Относительная плотность газа |
0,554 |
1,048 |
0,975 |
1,562 |
1,481 |
||||||||
Плотность |
газовой |
фазы |
при |
|
|
|
|
|
|||||
С и |
760 |
мм вод. |
ст., |
Ог |
|
|
|
|
|
||||
кг/м3 ................ |
|
|
|
^ |
0,77 |
1.356 |
1,261 |
2,019 |
1,915 |
||||
Плотность |
жидкой |
фазы |
рж |
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
при |
tK |
и |
760 |
мм рт. |
ст., |
|
|
|
|
|
|||
кг/м3 . . . |
|
|
|
при |
416 |
546 |
566 |
585 |
609 |
||||
Температура |
кипения |
|
|
|
|
|
|||||||
760 мм рт. ст. (к, °С |
|
|
-161,0 |
-88,5 |
-103.7 |
-42.1 |
—47.0 |
||||||
.Температура отвердевания, °С |
-182,5 |
-172,1 —169.4 -189,0 —185,2 |
|||||||||||
Критическая температура, |
°С |
-82,1 |
32,3 |
9,7 |
96,8 |
92,3 |
|||||||
Абсолютное |
критическое |
да- |
|
|
|
|
|
||||||
вление, к г с /с м 2 ................... |
45,8 |
48,2 |
50,9 |
42,1 |
45,0 |
||||||||
Теплоемкость при |
постоянном |
|
|
|
|
|
|||||||
давлении ср, ккал/(кг-°С) |
0,5172 |
0.3934 |
0,3486 |
0,3701 |
0,3406 |
||||||||
Теплоемкость при 0 |
°С и |
по |
|
|
|
|
|
||||||
стоянном |
|
объеме |
|
Су |
|
|
|
|
|
||||
ккал/(кг • °С) . . |
|
фазы |
0,3934 |
0,3274 |
0,2777 |
0,3250 |
0,2923 |
||||||
1еплоемкость |
жидкой |
|
|
|
|
|
|||||||
при |
760 мм |
вод. |
|
ст., |
|
|
|
|
|
||||
ккал/(кг-°С) . . |
|
|
|
0,824 |
0,716 |
0.575 |
0,531 |
— |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
58,12 |
г-С4П40 |
га-С,П8 г-С4Н8 п-С5[|12 |
||
58,12 |
56,10 |
56,10 |
72.15' |
|
17,35 |
17,35 |
14,38 |
14,38 |
10,70 |
82,65 |
82,65 |
85,62 |
85.62 |
83,30 |
2,091 |
2,064 |
1,937 |
1,937 |
2,488 |
2,703 |
2,668 |
2,500 |
2 5оо |
3,220 |
600 |
594 |
64(5 |
646 |
037 |
—0 6 |
—10,2 |
|
—6.0 |
+30,2 |
-135,0 |
-145,0 |
— 130,(1 |
-146,0 |
— 135,5 |
152,0 |
133,7 |
144,0 |
143,0 |
197,2 |
34,5 |
38,2 |
34,о |
|
31,4 |
0,3802 |
0,38<К) |
0,38( ю |
о 3800 |
(1,38115 |
0,3460 |
0,3478 |
( \ 3490 |
|
0,3529 |
|
|
|
|
|
0,533 |
0,538 |
- |
|
о,04о |
*
Низшая теплота |
сгорания |
га- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
зовой фазы, ккал/кг . . . |
И 930 |
11 264 |
И 188 |
10 972 |
10 895 |
10 845 |
10 845 |
10 778 |
10 778 |
10 800 |
||||||
Низшая теплота |
сгорания |
га- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
зовой фазы при стандартных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
условиях, ккал/м3 |
................ |
|
8550 |
15 226 |
14 107 |
21 795 |
20 545 |
28 338 |
28 388 |
27 111 |
27 111 |
34 900 |
||||
Низшая |
теплота |
сгорания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
жидкой фазы, |
Гкал/м3 . . |
5,219 |
5,369 |
— |
5,894 |
6,010 |
6,699 |
6,699 |
6,826 |
6,826 |
7,176 |
|||||
Скрытая |
теплота |
испарения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
при 760 мм рт. ст.: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ккал/кг |
............................... |
|
|
|
122 |
116 |
115 |
102 |
105 |
93 |
91 |
98 |
95 |
80 |
||
ккал/л . ........................... |
— |
54,8 |
52,8 |
52,4 |
57,4 |
54.7 |
51,2 |
60,8 |
57,0 |
|
||||||
Объем паров с 1 |
кг |
сжижен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ного |
газа |
при |
стандартных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
условиях, |
м3 |
....................... |
|
|
|
0,745 |
0,800 |
0,510 |
0,520 |
0,386 |
0,386 |
0,400 |
0,400 |
0.312 |
||
Объем паров с 1 л сжиженно- |
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
||||||
го газа |
при |
стандартных |
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
условиях, |
м3 |
....................... |
|
|
0,310 |
0,340 |
0,269 |
0,287 |
0,235 |
0,229 |
0,254 |
0,254 |
0,198 |
|||
Теоретически необходимое ко- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
личество воздуха для сго |
|
|
|
23,80 |
|
|
|
|
|
|
||||||
рания газа, м3/м3 |
................ |
|
9,53 |
16,66 |
14,28 |
22,42 |
30,94 |
30,94 |
28,56 |
28,56 |
30,08 |
|||||
То же, |
кислорода ................... |
сгорания, |
2,0 |
3,5 |
. 3,0 |
5,0 |
4.5 |
6,5 |
6,5 |
6.0 |
6,0 |
8,0 |
||||
Объем |
продуктов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
м3/м3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С02 |
....................................... |
|
|
|
|
1,0 |
2,0 |
2,0 |
3,0 |
3,0 |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
5,0 |
|
Н , 0 |
....................................... |
|
|
|
|
2,0 |
3,0 |
2,0 |
4,0 |
3,0 |
5,0 |
5,0 |
4,0 |
4,0 |
0,0 |
|
N |
, ........................................... |
7.52 |
13,16 |
11.38 |
18,80 |
16,92 |
24.44 |
24,44 |
20,(58 |
20,68 |
30.08 |
|||||
В с е г о ............................... |
|
|
|
10,52 |
18,16 |
15,38 |
25,80 |
22,92 |
33,44 |
33,44 |
28,68 |
28,68 |
41.08 |
|||
Жаропроизводительность, |
°С |
2065 |
.2115 |
2343 |
2155 |
2254 |
2130 |
2080 |
2210 |
2080 |
2140 |
|||||
Температура |
воспламенения, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
° С ............................................... |
|
|
|
|
|
|
640 |
508 |
475 |
510 |
475 |
475 |
490 |
445 |
400 |
475 |
Октановое число |
.................... |
|
|
110 |
125 |
100 |
120 |
115 |
93 |
99 |
105 |
87 |
64 |
|||
Вязкость |
газа |
динамическая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
при |
стандартных |
условиях |
1.020 |
|
|
|
|
|
|
0,700 |
|
|
||||
1] ■106. |
КГС'С/М*................... |
|
|
0,876 |
0,980 |
0,765 |
0,780 |
0,697 |
0,697 |
|
о,048 |
|||||
П родолжени г табл. Н
X арактеристик а |
Метан |
Этан |
Этилен Пропан |
Пропи |
н-Бутан |
Изобу |
и-Бути- Изобути |
н-Пентан |
|
лен |
тан |
лен |
лен |
||||||
Вязкость газа |
кинематическая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
при |
нормальных |
условиях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
V • 10е, |
м2/с ........................... |
14,24 |
6,35 |
7,50 |
3,70 |
4,08 |
2,45 |
2,50 |
|
|
1,80 |
||||||||
Вязкость |
жидкой |
фазы дина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
мическая |
при |
0 |
?С |
ц • 10е, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
кгс-с/м 2 ................................ |
6,8 |
6.6 |
|
13,8 |
|
21,5 |
19,2 |
|
|
29.0 |
|||||||||
Пределы воспламеняемости го |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
рючих газов в смеси с |
воз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
духом |
|
при |
|
нормальных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
условиях (нижний) верхний |
5,3 |
3,2 |
3,2 |
2,3 |
2,2 |
1,5 |
1,8 |
1,1 |
1,7 |
1.4 |
|||||||||
пределы |
воспламенения, |
% |
15,0 |
12,5 |
34.0 |
9,5 |
9,7 |
3,4 |
8,4 |
9Д) |
9,0 |
7,8 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
То же, с кислородом, |
% . . |
5.0 |
3.0 |
3,9 |
2,0 |
2,1 |
1,3 |
1,8 |
1,8 |
— |
— |
||||||||
60.0 |
80.0 |
50,5 |
55,0 |
53,0 |
4ТТ) |
48,0 |
58,0 |
||||||||||||
Максимальная |
скорость |
рас |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
пространения пламени в тру |
0,670 |
0,856 |
1,430 |
0,821 |
|
9,826 |
0,826 |
|
|
0,820 |
|||||||||
бе |
диаметром |
25,4. мм, |
м/с |
|
|
|
|||||||||||||
Коэффициент |
теплопроводно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
сти парообразных компонен |
0,0264 |
0,0155 |
0,0141 |
0,0127 |
|
0,0116 |
0,0115 |
|
|
0,0110 |
|||||||||
тов Хп, |
ккал/(м ■ч • РС) . . |
|
|
|
|||||||||||||||
Коэффициент |
теплопроводно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
сти |
жидких |
|
компонентов |
0,264 |
|
|
|
|
(>,114 |
0,110 |
|
|
0,117 |
||||||
Я,ж, |
ккал/(м • ч • °С) . . . . |
0,163 |
|
0,109 |
|
|
|
||||||||||||
Отношение объема газа к объе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
му жидкости при tK и 760 |
580 |
403 |
450 |
290 |
318 |
222 |
222 |
258 |
258 |
198 |
|||||||||
мм рт. |
ст................................... |
||||||||||||||||||
Увеличение объема 1 м3 жидкой фазы отдельных углеводородов, находящихся в закрытом сосуде, при повышении температуры характеризуется данными, приведенными в табл. 9.
Вязкость, или внутреннее трение, — это способность жидкостей (газов) оказывать сопротивление скольжению или сдвигу, возника ющее при перемещении двух смежных слоев жидкости (газа). Вяз кость обусловливается силами сцепления между отдельными мо лекулами вещества. Различают динамическую и кинематическую вязкость.
Рис. 3. Графики изменения плотности жидкой (а) и паро вой (б) фаз сжиженных газов в зависимости от температуры
Динамическая вязкость rj — это сила, которую испытывает единица поверхности одного из слоев жидкости или газа со стороны другого слоя, если изменение скорости между ними равно единице
(табл. 10).
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
|
Углеводороды |
|
|
Температура, |
°С |
|
|
|
|
Пропан |
Пропилен |
Изобутан |
к-Бутан |
- 4 0 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
—30 |
1,021 |
1,021 |
1,017 |
1,016 |
—20 |
1,043 |
1,044 |
1,036 |
1,033 |
- 1 0 |
1,067 |
1,070 |
1,048 |
1,049 |
0 |
1,094 |
1,098 |
1,075 |
1,067 |
+ 10 |
1,123 |
1,129 |
1,097 |
1,087 |
+ 2 0 |
1,156 |
1,164 |
1,121 |
1,108 |
+ 3 0 |
1,193 |
— |
1,147 |
. 1,131 |
+ 4 0 |
1,236 |
— |
1,175 |
1,155 |
+ 5 0 |
1,284 |
— |
— |
1,182 |
Упругость паров. Когда скорость испарения жидкости точно соответствует конденсации ее паров, принято считать такие пары насыщенными. Давление, оказываемое насыщенными парами на стенки сосуда, называется упругостью паров при данной температуре.
23
Таблица 10
Динамическая вязкость газов при давлении 1 кгс/см- в зависимости от температуры р ■107, кгс с/м2
|
Газы |
|
Температура , °с |
|
|
||
|
0 |
20 |
40 |
во |
80 |
100 |
|
|
- 20 |
||||||
Метай |
....................................... 9,741 |
10,40 |
11,02 |
11,83 |
12,34 |
12,95 |
13,57 |
Птан ........................................... |
— |
8,77 |
9,38 |
9,75 |
— |
— |
11,70 |
Пропан ....................................... |
7,14 |
7,65 |
8,16 |
8,71 |
9,23 |
9,76 |
10,20 |
Изобутан ................................... |
— |
6,73 |
7,55 |
— |
— |
— |
9,69 |
н-Бхтан ....................................... |
— |
6,73 |
7,55 |
— |
— |
— |
9,69 |
к-Понтан ................................... |
— |
6,32 |
7,14 |
— |
— |
— |
— |
Упругость насыщенных паров сжиженного газа — одна из важ нейших его характеристик, так как данные по упругости паров являются основой для расчета стационарных и передвижных резер вуаров и баллонов сжиженного газа, испарительной способности установок, а также состава газа в зависимости от климатических условий.
Упругость паров каждой жидкости возрастает с повышением температуры.
Упругость паров смеси при заданной температуре определяется следующим путем. Согласно закону Дальтона общее давление, создаваемое смесью газов или паров, является суммой парциальных давлений газов или паров, входящих в состав этой смеси.
По закону Рауля парциальное давление, создаваемое каждым из компонентов смеси, определяется упругостью паров каждого компонента при данной температуре и молярной долей каждого компонента в жидкой фазе. Так как жидкость и насыщенный пар, находящийся над ней, находятся в равновесии, сумма парциальных давлений в жидкости равна сумме парциальных давлений паров,
находящихся над ними. |
|
По закону Рауля |
(2.2) |
Pi = xiPl\ |
|
по закону Дальтона |
(2-3) |
Pi |
где pi — парциальное давление паров компонента; р[ — упругость паров чистого компонента при данной температуре; р — общее да вление в системе; г,- — молярная доля компонента в паровой фазе; si — молярная доля компонента в жидкой фазе.
Учитывая, что система равновесная,
х ц [ rip
ИЛИ |
|
l L = : l L = Ki, |
(2.4) |
Рx i
где А, — константа фазового равновесия (коэффициент распреде ления) определяемая по специальной номограмме.
24