Bài tập công nghệ chế biến khí doc

0,0104
0,0104
0,0979
0,0979
0,1522
0,1522
0,1852
0,1852
0,1995
0,1995
0,2280
0,2280
0,2514
0,2514
0,2994
0,2994
0,3494
0,3494
0,3977
0,3977
0,4445
0,4445
0,4898
0,4898
14,19
14,19
24,37
24,37
34,63
34,63
44,74

44,74
44,24
44,24
55,30
55,30
55,27
55,27
65,58
65,58
75,88
75,88
86,19
86,19
96,53
96,53
106,86
106,86
4,60
4,60
4,88
4,88
4,25
4,25
3,65
3,65
3,80
3,80
3,39
3,39
3,37

3,37
3,01
3,01
2,74
2,74
2,49
2,49
2,29
2,29
2,10
2,10
666
666
707
707
617
617
528
528
551
551
491
491
489
489
437
437
397
397
361

361
332
332
305
305
191
191
305
305
370
370
408
408
425
425
460
460
470
470
507
507
540
540
569
569
595
595
618
618
343

343
550
550
666
666
734
734
765
765
829
829
845
845
913
913
972
972
1024
1024
1070
1070
1112
1112
0,29
0,29
0,29
0,29
0,28
0,28
0,28

0,28
0,27
0,27
0,27
0,27
0,27
0,27
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,26
0,25
0,25
0,25
0,25
16,043
16,043
30,070
30,070
44,097
44,097
58,124
58,124
58,124
58,124
72,151
72,151
72,151

72,151
86,178
86,178
100,205
100,205
114,232
114,232
128,259
128,259
142,286
142,286
C
C
1
1
C
C
2
2
C
C
3
3
izo
izo
-
-
C
C
4

4
n
n
-
-
C
C
4
4
izo
izo
-
-
C
C
5
5
n
n
-
-
C
C
5
5
n
n
-
-
C

C
6
6
n
n
-
-
C
C
7
7
n
n
-
-
C
C
8
8
n
n
-
-
C
C
9
9
n
n
-

-
C
C
10
10
MPa
MPa
psi
psi
K
K
0
0
R
R
Thõa s
Thõa s
è
è
acentric
acentric
ω
ω
EMR
EMR
¸
¸
p suÊt
p suÊt
t

t
í
í
i h
i h
¹
¹
n
n
Nhi
Nhi
Ö
Ö
t
t
®é
®é
t
t
í
í
i h
i h
¹
¹
n
n
z
z
c

c
Kh
Kh
è
è
i
i
l
l
−î
−î
ng
ng
ph
ph
©
©
n t
n t
ö
ö
CÊu
CÊu
t
t
ö
ö
C
C
¸

¸
c tÝnh chÊt v
c tÝnh chÊt v
Ë
Ë
t lý c
t lý c
ñ
ñ
a Hydrocacbon v
a Hydrocacbon v
µ
µ
N
N
2
2
, CO
, CO
2
2
, H
, H
2
2
S
S
B
B
à

à
i t
i t
ậ
ậ
p 1
p 1
ắ
ắ
Đ
Đ
ổ
ổ
i
i
đơ
đơ
n vị:
n vị:
P =
P =
300 psi = 2,068 MPa
300 psi = 2,068 MPa
T =
T =
140
140
O
O
F = 599,67

F = 599,67
O
O
R = 333,15 K
R = 333,15 K
ắ
ắ
Tra
Tra
b
b
ả
ả
ng
ng
:
:
T
T
c
c
= 370 K
= 370 K
P
P
c
c
= 4,254 MPa
= 4,254 MPa
ắ

ắ
Tính T
Tính T
r
r
v
v
à
à
P
P
r
r
:
:
49,0
254,4
068,2
90,0
370
15,333
===
===
c
r
c
r
P
P
P

T
T
T
X
X
á
á
c
c
đ
đ
ịnh kh
ịnh kh
ố
ố
i l
i l
ợ
ợ
ng ri
ng ri
ê
ê
ng c
ng c
ủ
ủ
a propan
a propan
ở

ở
á
á
p suất 300 psi v
p suất 300 psi v
à
à
140
140
O
O
F.
F.
B
B
µ
µ
i t
i t
Ë
Ë
p 1
p 1
¾
¾
Tra
Tra
gi
gi
¶

¶
n
n
®å
®å
Katz
Katz
z
z
= 0,70
= 0,70
¾
¾
TÝnh r:
TÝnh r:
3
/06,47
15,33300831,070,0
1,44068,2
mkg
T
=
××
×
=
zRT
PM
=
ρ
B

B
à
à
i t
i t
ậ
ậ
p 2
p 2
Khí t
Khí t
ự
ự
nhi
nhi
ê
ê
n có th
n có th
à
à
nh ph
nh ph
ầ
ầ
n nh
n nh


sau:

sau:
CH
CH
4
4
92,5 %
92,5 %
C
C
2
2
H
H
6
6
4,0 %
4,0 %
C
C
3
3
H
H
8
8
2,0 %
2,0 %
nC
nC
4

4
H
H
10
10
1,0 %
1,0 %
nC
nC
5
5
H
H
12
12
0,5 %
0,5 %
X
X
á
á
c
c
đ
đ
ịnh z v
ịnh z v
à
à

c
c
ủ
ủ
a h
a h
ỗ
ỗ
n h
n h
ợ
ợ
p khí
p khí
ở
ở
P= 14,5 MPa v
P= 14,5 MPa v
à
à
T= 57
T= 57
O
O
C
C
B
B
à

à
i t
i t
ậ
ậ
p 2
p 2
ắ
ắ
Đ
Đ
ổ
ổ
i
i
đơ
đơ
n vị:
n vị:
T
T
= 57
= 57
O
O
C = (57 + 273) K = 330 K
C = (57 + 273) K = 330 K
P
P
= 14,5 MPa

= 14,5 MPa
ắ
ắ
Tra
Tra
b
b
ả
ả
ng
ng
x
x
á
á
c
c
đ
đ
ịnh
ịnh
P
P
c
c
v
v
à
à
T

T
c
c
c
c
ủ
ủ
a từng cấu t
a từng cấu t
ử
ử
ắ
ắ
X
X
á
á
c
c
đ
đ
ịnh
ịnh
P
P
c
c


v

v
à
à
T
T
c
c


c
c
ủ
ủ
a h
a h
ỗ
ỗ
n h
n h
ợ
ợ
p
p
ắ
ắ
Tính
Tính
P
P
r

r


v
v
à
à
T
T
r
r


c
c
ủ
ủ
a h
a h
ỗ
ỗ
n h
n h
ợ
ợ
p
p
ắ
ắ
Từ

Từ
gi
gi
ả
ả
n
n
đồ
đồ
Katz
Katz
x
x
á
á
c
c
đ
đ
ịnh
ịnh
z
z
ắ
ắ
Tính
Tính
r
r
B

B
à
à
i t
i t
ậ
ậ
p 2
p 2
17,87
17,87
4,590
4,590
202,85
202,85


0,36
0,36
72,15
72,15
0,0169
0,0169
3,37
3,37
2,35
2,35
470
470
0,005

0,005
nC
nC
5
5
H
H
12
12
0,58
0,58
58,12
58,12
0,038
0,038
3,8
3,8
4,25
4,25
425
425
0,010
0,010
C
C
4
4
H
H
10

10
0,88
0,88
44,10
44,10
0,085
0,085
4,25
4,25
7,38
7,38
369
369
0,020
0,020
C
C
3
3
H
H
8
8
1,20
1,20
30,07
30,07
0,1952
0,1952
4,88

4,88
12,12
12,12
305
305
0,040
0,040
C
C
2
2
H
H
6
6
14,84
14,84
16,04
16,04
4,255
4,255
4,6
4,6
176,67
176,67
191
191
0,925
0,925
CH

CH
4
4
MW
MW


MW
MW
P
P
c
c


P
P
c
c
, MPa
, MPa
T
T
c
c


T
T
c

c
, K
, K
x
x
i
i
Cấu t
Cấu t
ử
ử
Tra
Tra
b
b
ả
ả
ng
ng
x
x
á
á
c
c
đ
đ
ịnh T
ịnh T
c

c
, P
, P
c
c
v
v
à
à
MW c
MW c
ủ
ủ
a h
a h
ỗ
ỗ
n h
n h
ợ
ợ
p
p
X
X
á
á
c
c
đ

đ
ịnh T
ịnh T
c
c


, P
, P
c
c


v
v
à
à
MW
MW


c
c
ủ
ủ
a h
a h
ỗ
ỗ
n h

n h
ợ
ợ
p
p
¾
¾
TÝnh
TÝnh
T
T
r
r
’
’
v
v
µ
µ
P
P
r
r
’
’
¾
¾
Tõ
Tõ
gi

gi
¶
¶
n
n
®å
®å
Katz
Katz
:
:
¾
¾
TÝnh
TÝnh
ρ
ρ
B
B
µ
µ
i t
i t
Ë
Ë
p 2
p 2
'
'=
c

r
T
T
T
63,1
85,202
330
==
'
'=
c
r
P
P
P
16,3
59,4
5,14
==
3
/84,113
33000831,083,0
8,175,14
mkg=
××
×
=
zRT
PM
=

ρ
z = 0,83
Khí tự nhiên có thành phần các
cấu tử cho trong bảng.
Xác định z và

của hỗn hợp khí
ở 600
O
R và 2000 psi
0,05
0,05
C
C
2
2
H
H
6
6
0,60
0,60
CH
CH
4
4
0,05
0,05
N
N

2
2
0,20
0,20
H
H
2
2
S
S
0,10
0,10
CO
CO
2
2
x
x
i
i
Cấu t
Cấu t
ử
ử
B
B
à
à
i t
i t

ậ
ậ
p 3
p 3
B
B
à
à
i t
i t
ậ
ậ
p 3
p 3
ắ
ắ
Tra
Tra
b
b
ả
ả
ng
ng
x
x
á
á
c
c

đ
đ
ịnh
ịnh
T
T
c
c
, P
, P
c
c
v
v
à
à
M
M
c
c
ủ
ủ
a từng cấu t
a từng cấu t
ử
ử
ắ
ắ
Tính
Tính

T
T
c
c


, P
, P
c
c


v
v
à
à
M
M


c
c
ủ
ủ
a h
a h
ỗ
ỗ
n h
n h

ợ
ợ
p
p
ắ
ắ
Từ
Từ
đồ
đồ
thị hi
thị hi
ệ
ệ
u ch
u ch
ỉ
ỉ
nh
nh
v
v
ớ
ớ
i khí chua x
i khí chua x
á
á
c
c

đ
đ
ịnh
ịnh


ắ
ắ
Tính
Tính
T
T
c
c


v
v
à
à
P
P
c
c


ắ
ắ
Tính
Tính

T
T
r
r


v
v
à
à
P
P
r
r


ắ
ắ
Từ gi
Từ gi
ả
ả
n
n
đồ
đồ
Katz x
Katz x
á
á

c
c
đ
đ
ịnh
ịnh
z
z
ắ
ắ
Tính
Tính


Tính T
c
, P
c
và M của hỗn hợp
1,50430,0735,3706,527,5549,60,05C
2
H
6
9,62416,04399,8666,4205,8343,00,60CH
4
1,40128,0224,7493,111,4227,20,05N
2
6,81634,08260,01300,0134,4672,10,20H
2
S

4,40144,01107,11071,054,8547,60,10CO
2
MMP
c
, psiP
c
, psiT
c
,
O
RT
c
,
O
Rx
i
Cấu
tử
B
B
à
à
i t
i t
ậ
ậ
p 3
p 3
Tra bảng xác định T
c

, P
c
và M của từng cấu tử
433,9
826,9 23,746
5,7 MPa
241,1 K
B
B
µ
µ
i T
i T
Ë
Ë
p 3
p 3
¾
¾
Theo
Theo
®å
®å
thÞ hi
thÞ hi
Ö
Ö
u ch
u ch
Ø

Ø
nh
nh
:
:
T
T
c
c
”
”
= T
= T
c
c
’
’
-
-
ε
ε
¾
¾
TÝnh
TÝnh
T
T
r
r
”

”
v
v
µ
µ
P
P
r
r
”
”
:
:
()
BBT
TP
P
c
cc
c
1'
"'
"
−+
×
=
ε
"
"
=

c
r
T
T
T
"
"
=
c
r
P
P
P
48,1
1,404
600
==
63,2
7,761
2000
==
psia7,761
8,298,02,09,433
1,4049,826
=
××+
×
=
= 433,9 - 29,8 = 404,1
O

R
ε = 29,8
B
B
µ
µ
i T
i T
Ë
Ë
p 3
p 3
¾
¾
Tõ
Tõ
gi
gi
¶
¶
n
n
®å
®å
Katz
Katz
z
z
= 0,78
= 0,78

¾
¾
TÝnh
TÝnh
zRT
PM
=
ρ
3
/45,9
60073,1078,0
746,232000
ftlb
=
×
×
×
=
3
/37,151 mkg=
B
B


i T
i T
ậ
ậ
p 4
p 4

X
X
á
á
c
c
đ
đ
ịnh l
ịnh l
ợ
ợ
ng DEG c
ng DEG c
ầ
ầ
n thiết
n thiết
để
để
sấy 50 000 m
sấy 50 000 m
3
3
/h h
/h h
ỗ
ỗ
n h
n h

ợ
ợ
p
p
khí (t
khí (t
ỷ
ỷ
tr
tr
ọ
ọ
ng = 0,90).
ng = 0,90).
Nhi
Nhi
ệ
ệ
t
t
độ
độ
tiếp x
tiếp x
ú
ú
c 25
c 25
O
O

C. Khí b
C. Khí b
ã
ã
o ho
o ho
à
à
h
h
ơ
ơ
i n
i n
ớ
ớ
c.
c.
á
á
p suất 50 kG/cm
p suất 50 kG/cm
2
2
.
.
Khí c
Khí c
ầ
ầ

n sấy t
n sấy t
ớ
ớ
i nhi
i nhi
ệ
ệ
t
t
độ
độ
đ
đ
i
i
ể
ể
m s
m s
ơ
ơ
ng
ng
-
-
3
3
O
O

C.
C.
N
N
ồ
ồ
ng
ng
độ
độ
c
c
ủ
ủ
a dung dịch DEG t
a dung dịch DEG t
ớ
ớ
i v
i v
à
à
o th
o th
á
á
p hấp thụ có
p hấp thụ có
n
n

ồ
ồ
ng
ng
độ
độ
cao h
cao h
ơ
ơ
n 3% so v
n 3% so v
ớ
ớ
i n
i n
ồ
ồ
ng
ng
độ
độ
dung dịch DEG b
dung dịch DEG b
ã
ã
o
o
ho
ho

à
à
h
h
ơ
ơ
i n
i n
ớ
ớ
c.
c.
B
B
à
à
i t
i t
ậ
ậ
p 4
p 4
ắ Đổi đơn vị: P = 50 kG/cm
2
= 50 ì 0,1/1,02 = 4,9 MPa
= 50 ì 14,5/1,02 = 710 psi
ắ Xác định lợng ẩm cần tách ra từ hỗn hợp khí
ắ Xác định nồng độ dung dịch DEG
ắ Tính:
# Khối lợng dung dịch DEG đã tái sinh tới vào tháp

# Lu lợng DEG tuần hoàn
# Lu lợng thể tích DEG cho 1 kg nớc cần tách ra
B
B
à
à
i t
i t
ậ
ậ
p 4
p 4
ắ Xác định lợng ẩm cần tách ra từ hỗn hợp khí:
Từ đồ thị hàm ẩm
:
T = 25
O
C P = 4,9 MPa W
1
= 0,598 x 10
-3
kg/m
3
T = -3
O
C P = 4,9 MPa W
2
= 0,121 x 10
-3
kg/m

3
W = (W
1
-W
2
) x 50 000 m
3
/h = 23,85 kg/h
ắ Xác định nồng độ dung dịch DEG
Từ đồ thị
phụ thuộc nhiệt độ điểm sơng và nhiệt độ tiếp xúc
với dung dịch DEG:
T = 25
O
C và T điểm sơng = -3
O
C phải sử dụng dung
dịch DEG 96%
B
B
µ
µ
i t
i t
Ë
Ë
p 4
p 4
¾ Khèi l−îng dung dÞch DEG t−íi vµo th¸p:
G khèi l−îng DEG 96% t−íi vµo

G+W khèi l−îng DEG 93%
G x 96% = (G + W) x 93%
¾ Khèi l−îng riªng DEG tinh khiÕt 1118 kg/m
3
Khèi l−îng riªng DEG 96%:
0,96 x 1118 + 0,04 x 1000 = 1113 kg/m
3
hkg
W
G /739
03,0
93,085,23
93,096,0
93,0
=
×
=
−
×
=
B
B
à
à
i t
i t
ậ
ậ
p 4
p 4

ắ Lu lợng thể tích dung dịch DEG tuần hoàn:
739 (kg/h) : 1113 (kg/m
3
) = 0,675 m
3
/h
ắ Lu lợng thể tích dung dịch DEG tính cho 1 kg nớc cần
tách ra:
0,675 (m
3
/h) : 23,85 (kg/h) = 0,027 m
3
/kg H
2
O
Trong thiết bị sấy công nghiệp, lu lợng thể tích DEG tuần
hoàn chọn trong khoảng:
0,03 ữ 0,05 m
3
/kg H
2
O cần tách ra
B
B


i T
i T
ậ
ậ

p 4b
p 4b
H
H
ỗ
ỗ
n h
n h
ợ
ợ
p khí (t
p khí (t
ỷ
ỷ
tr
tr
ọ
ọ
ng = 0,90)
ng = 0,90)
đợ
đợ
c
c
đ
đ
a v
a v
à
à

o th
o th
á
á
p hấp thụ
p hấp thụ
T = 30
T = 30
O
O
C. P = 750 psi. Khí b
C. P = 750 psi. Khí b
ã
ã
o ho
o ho
à
à
h
h
ơ
ơ
i n
i n
ớ
ớ
c.
c.
Khí c
Khí c

ầ
ầ
n sấy t
n sấy t
ớ
ớ
i nhi
i nhi
ệ
ệ
t
t
độ
độ
đ
đ
i
i
ể
ể
m s
m s
ơ
ơ
ng
ng
-
-
20
20

O
O
C.
C.
DEG t
DEG t
ớ
ớ
i v
i v
à
à
o th
o th
á
á
p hấp thụ có n
p hấp thụ có n
ồ
ồ
ng
ng
độ
độ
cao h
cao h
ơ
ơ
n 2,5% so v
n 2,5% so v

ớ
ớ
i dung dịch
i dung dịch
DEG b
DEG b
ã
ã
o ho
o ho
à
à
h
h
ơ
ơ
i n
i n
ớ
ớ
c.
c.
ắ
ắ
Tính kh
Tính kh
ố
ố
i l
i l

ợ
ợ
ng ri
ng ri
ê
ê
ng c
ng c
ủ
ủ
a khí nguy
a khí nguy
ê
ê
n li
n li
ệ
ệ
u
u
ắ
ắ
X
X
á
á
c
c
đ
đ

ịnh l
ịnh l
ợ
ợ
ng DEG c
ng DEG c
ầ
ầ
n thiết
n thiết
để
để
sấy 100 000 m
sấy 100 000 m
3
3
/h
/h
ắ
ắ
Tính s
Tính s
ố
ố
đĩ
đĩ
a lý thuyết c
a lý thuyết c
ủ
ủ

a th
a th
á
á
p t
p t
á
á
i sinh (P = 120 kPa)
i sinh (P = 120 kPa)
biết h
biết h
ệ
ệ
s
s
ố
ố
t
t
á
á
i sinh E
i sinh E
s
s
= 0,8
= 0,8
Tr
Tr

ì
ì
nh t
nh t
ự
ự
tính to
tính to
á
á
n
n
ắ Đổi đơn vị: P = 750 psi = 5,17 MPa
ắ Tính khối lợng riêng của hỗn hợp khí từ giản đồ III.7
ắ Xác định lợng ẩm cần tách ra từ hỗn hợp khí
ắ Xác định nồng độ dung dịch DEG
ắ Tính:
# Khối lợng dung dịch DEG đã tái sinh tới vào tháp
# Lu lợng DEG tuần hoàn
# Lu lợng thể tích DEG cho 1 kg nớc cần tách ra
# Số đĩa lý thuyết
TÝnh khèi l−îng riªng cña hçn hîp khÝ
Tõ
Tõ
gi
gi
¶
¶
n
n

®å
®å
III.7
III.7
cã
cã
P
P
c
c
’
’
= 4,5 MPa
= 4,5 MPa
T
T
c
c
’
’
= 252 K
= 252 K
z = 0,75
z = 0,75
γ
γ
= 0,9
= 0,9
⇒
⇒

M = 26,073
M = 26,073
P
P
r
r
’
’
= 1,149
= 1,149
T
T
r
r
’
’
= 1,202
= 1,202
3
78768
303008310750
17507326
mkg
zRT
MP
/,
,,
,,
=
××

×
==
ρ
X¸c ®Þnh l−îng Èm cÇn t¸ch
Tõ
Tõ
®å
®å
thÞ h
thÞ h
µ
µ
m
m
È
È
m
m
:
:
T = 30
T = 30
O
O
C
C
P = 5,17 MPa
P = 5,17 MPa
W
W

1
1
= 792,37 kg/10
= 792,37 kg/10
6
6
m
m
3
3
T =
T =
-
-
20
20
O
O
C
C
P =
P =
5
5
,
,
1
1
7
7

MPa
MPa
W
W
2
2
= 31,49 kg/10
= 31,49 kg/10
6
6
m
m
3
3
W = (W
W = (W
1
1
-
-
W
W
2
2
) x 100 000 m
) x 100 000 m
3
3
/h = 76,085 kg/h
/h = 76,085 kg/h

X¸c ®Þnh nång ®é dung dÞch DEG
Tõ
Tõ
®å
®å
thÞ
thÞ
phô thu
phô thu
é
é
c nhi
c nhi
Ö
Ö
t
t
®é
®é
®
®
i
i
Ó
Ó
m s
m s
−¬
−¬
ng v

ng v
µ
µ
nhi
nhi
Ö
Ö
t
t
®é
®é
tiÕp x
tiÕp x
ó
ó
c v
c v
í
í
i dung dÞch DEG
i dung dÞch DEG
:
:
T = 30
T = 30
O
O
C v
C v
µ

µ
T
T
®
®
i
i
Ó
Ó
m s
m s
−¬
−¬
ng =
ng =
-
-
20
20
O
O
C
C
DEG 99,3%
DEG 99,3%
Khèi l−îng dung dÞch DEG t−íi vµo th¸p
G khèi l−îng DEG 99,3% t−íi vµo
G+W khèi l−îng DEG 96,8%
G x 99,3% = (G + W) x 96,8%
hkg

W
G /
,
,,
,,
,
2946
0250
968008576
96809930
9680
=
×
=
−
×
=
L−u l−îng dung dÞch DEG t−íi vµo th¸p
¾ Khèi l−îng riªng DEG 99,3%:
0,993 x 1118 + 0,007 x 1000 = 1114 kg/m
3
¾ L−u l−îng thÓ tÝch dung dÞch DEG tuÇn hoµn:
2946 (kg/h) : 1114 (kg/m
3
) = 2,64 m
3
/h
¾ L−u l−îng thÓ tÝch dung dÞch DEG / 1 kg n−íc cÇn t¸ch ra:
2,64(m
3

/h) : 76,085 (kg/h) = 0,035 m
3
/kg H
2
O
(0,03 ÷ 0,05 m
3
/kg H
2
O cÇn t¸ch ra)
Tính số đĩa lý thuyết cho tháp tái sinh
ắ
ắ
H
H
ằ
ằ
ng s
ng s
ố
ố
c
c
â
â
n b
n b
ằ
ằ
ng DEG

ng DEG
-
-
H
H
2
2
O
O
ở
ở
160
160
O
O
C v
C v
à
à
120 kPa
120 kPa
K = 3,69
K = 3,69
ắ
ắ
S
S
ố
ố
mol DEG t

mol DEG t
ớ
ớ
i v
i v
à
à
o th
o th
á
á
p
p
L = 2946 kg/h : 106,12kg/kmol = 27,76 kmol/h
L = 2946 kg/h : 106,12kg/kmol = 27,76 kmol/h
ắ
ắ
Th
Th
ô
ô
ng s
ng s
ố
ố
nh
nh
ả
ả
hấp thụ

hấp thụ
S = K.W / L = 3,69x76,05 / 27,76 = 10
S = K.W / L = 3,69x76,05 / 27,76 = 10
ắ
ắ
Biết h
Biết h
ệ
ệ
s
s
ố
ố
t
t
á
á
i sinh E
i sinh E
s
s
= 0,8
= 0,8
Kremcer
n = 0,68
n = 0,68