Файл: Суханов, В. П. Переработка нефти учебник.pdf

Построить кривую равновесия и кривые изобар можно при помощи законов Рауля и Дальтона. Преобразуя формулу объединенного закона Рауля — Дальтона

[см. равенство (3)], получаем:

где Т в и Т„ — абсолютные температуры кипения высококнпящего и низкокипяшего компонентов, К; я — показатель степени, зависящий от природы компонентов и численно равный 10—12.

Равновесные точки бинарной смеси определяют по формуле (10) следующим образом: сначала находят коэффициент обогащения (для приближенных расче­ тов используют формулу А. М. Трегубова, принимая /1=11), затем, задавшись зна­ чениями л-]1 по формуле (10), находят величину г/р. По найденным величинам X i1 и у Р в прямоугольной системе координат строят кривую равновесия.

Упругость насыщенного пара жидкости

Упругостью насыщенного пара жидкости называют давление,

развиваемое ее парами при данной температуре в условиях равно­ весия с жидкостью. Упругость паров возрастает с повышением тем­ пературы и уменьшением молекулярной теплоты испарения жидкости.

Кривые давления паров углеводородов, входящих в состав свет­ лых нефтепродуктов, в зависимости от температуры показаны на рис. 18.

36

Давление паров углеводородов и нефтяных фракций в лабора­ торных условиях можно определять, пользуясь эмпирическими фор­ мулами или графическими методами. Наиболее распространен график Кокса (рис. 19).

состояние. Однако для каждого газа существует такая температура, выше которой он никаким повышением давления не может быть пе­ реведен в жидкость. Это так называемая критическая температу­ ра Ткр. Давление паров, отвечающее критической температуре, на­ зывают критическим давлением Рщ,. Удельный объем газа при кри­ тических температуре и давлении называют критическим объемом. В критической точке исчезает прерывность между газообразным и жидким состояниями. Это, а также то, .что в области высоких дав­ лений упругость нефтяных паров не подчиняется законам Рауля и Дальтона, вызывает необходимость уточнять объемы паров при помощи фугитивности_и критических параметров (см. рис. 15).

Критические параметры для нефтяных фракций определяют по

где Ткр — абсолютная критическая температура нефтяной фракции, К; 7кр= ^кр+273; tKp— критическая температура нефтяной фрак-

37

Температура,

Рис. 19. График Кокса

ции, °С; tcp — средняя температура кипения нефтяной фракции, °С; Р кр — критическое давление нефтяной фракции, кгс/см2; М — моле­ кулярный вес нефтяной фракции; К — постоянный коэффициент, равный для парафиновых углеводородов 5—5,3, нафтеновых 6 и аро­ матических 6,5—7.

и сделать некоторые преобразования, то получим приведенное урав­ нение Ван-дер-Ваальса, характеризующее состояние реальных газов:

> г + ^ - ) .( 3 1 / г- 1 ) = 8 Г г.

при разгонке нефтепродуктов на стандартном аппарате, а также на одном из кубов кубовой батареи). Если рассматривать кубовую ба­ тарею в целом, то в ней происходит многократное испарение; после^ довательно, по мере перехода жидкости из одного куба в другой ис­

39

паряются и отводятся отдельные все более высококипящие компо­ ненты. В настоящее время постепенное испарение в практике нефте­ перерабатывающей промышленности практически не применяют.

При однократном испарении продукт нагревается в трубчатой печи до определенной температуры, обеспечивающей получение нужного отгона, причем в течение всего времени нагрева пары не от­ деляются от жидкости — состав системы не меняется. По достиже­ нии нужной температуры образовавшиеся в системе жидкая и паро­ вая фазы разделяются. Это разделение происходит в колонне или испарителе (эвапораторе), куда поступает продукт после его нагре­

точкой Ао. Начнем нагревать жидкость. Графически это изобразится прямой А 0А и параллельной оси ординат. Жидкость при достижении температуры б начнет ки­ петь (это вытекает из самого способа построения изобар). С учетом равновесности жидкости и паров состав образовавшихся паров определится проводимой горизон­ талью A i B i до пересечения ее с кривой состава паровой фазы в точке

Действительно, если температура насыщенных паров равна t\, то состав их определяется точкой В и абсцисса которой равна г/i (делается допущение, что коли­ чество выделяемых паров ничтожно мало и что состав жидкости до и после заки­ пания остается неизменным и равным х0).

Рассмотрим теперь другой случай. Допустим, что та же смесь состава хо на­ грелась до более высокой температуры t. При этом пары, которые начали образо­ вываться уже при температуре U, не отделяются от жидкости, из-за чего состав всей системы, включающий и пары и жидкость, остается постоянным и равным х 0. Допустим далее, что, достигнув температуры t в точке С, мы отделили пары от жидкости. Каков же будет состав этих паров и жидкости? Для решения этого во­ проса достаточно через точку С провести горизонталь А В , соответствующую тем­ пературе t. Точки пересечения А и В этой горизонтали с кривыми изобар пока­ жут соответственно состав жидкости х и‘паров у.

. 40