slide bài giảng tính chất của khí thiên nhiên và khí đồng hành




1

 !""
#
2
#$%&'
!()*


Nhieọt lửụùng toồng
Nhieọt lửụùng thửùc
Th tớch nhiờn liu tng ng Xỏc
nh kớch thc ng dn, van.
thht ớ
3


Khớ thieõn nhieõn ( metan) nheù hụn khoõng khớ. (0.540-0.650)

Propan vaứ butan (LPG) naởng hụn khoõng khớ

!ú s rũ r khớ?
4
#$+$, /"0
12,
Trong đó ρ – khối lượng riêng

"#$$%&'(  ")

 *)+,  -.ệ ị
(/0'   &ệ ị ổ
12

34(/0'"#$$
*5'6789 '"
#$$/  
!**không:&;
*.<= '7"
0'  > '6"/&?
/4 
ρ
=W
5
#$+$, /"0
! 4'04@"#$$
")
*!& &A")
*!  )
*BCD)E
! 4'04@"#$$
")
*!& &A")
*!  )
*BCD)E
34 5678/9::;<=>?)
+
@
1
2

3
24,4-28,8
48,2-53,2
72,6-87,8
6
FD'''()của khí thiên nhiên trong không khí là 5-15%
t.t.
2G'H=?"
Khí ở áp suất cao được giãn nở trong bình áp suất thấp, không sinh
công, không có trao đổi nhiệt, thì nhiệt độ khí sẽ giảm xuống.
7
IB 7"'(?
E
)

7-(4 0'4?-(4J

KL7'((/')6 6 )

7 ('()M

,N>OIE

Thöøa soá khoâng khíMP)MM


     5G )    '( (ă ỉ ệ ơ ế đđđổi,  ượ không     " ầ ự
'( ă
8
$ !""

 !""A(B"C

Thông số của hệ

Thành phần hóa học:
phần mol: xi = ni /
phần thể tích : vi = vi /
phần khối lượng: x’i = gi /
∑
i
v
∑
i
g
∑
i
n
9
"D"E(%F(GGC

H,D2BIJB K0K0"K
.&J.

LMH,&JK-N!AM(!O).&2P
2BKMD-(2.

QR-N!AJ&'S
10
Phương trình khí lý tưởng: PV = n RT


Benedict – Webb – Rubin (BWR):
T5ρU<:
"
5VW
"
V
"
?

@ρ

U<5V@ρ
+
Uαρ
X
Uρ
+
?

<#Uγρ
+
@0
Yγρ

Benedict – Webb – Rubin (BWR):
T5ρU<:
"
5VW
"
V

"
?

@ρ

U<5V@ρ
+
Uαρ
X
Uρ
+
?

<#Uγρ
+
@0
Yγρ
G!:/5C(Starling K.E và Khan - 11 thông số):
Tρ5U<:
"
5VW
"
V
"
?

UZ
[
?


V;
"
?
\
@ρ

U<5VV!?@ρ
+
Uα<U!?@ρ
X
Uρ
+
?

<#Uγρ

@0
Y
γρ
<]@
)R^C
11
Ứng dụng phương trình BWR (*):

Tính thể tích riêng, entanpi, entropi và độ bay hơi của mỗi cấu tử trong giới hạn nhiệt độ rộng từ -162 – 260
o
C,
P = 0.01 – 56 Mpa.

Sử dụng trong công nghệ chế biến hydrocacbon:


Tách nito và heli từ khí thiên nhiên,

Chế biến khí thiên nhiên ở nhiệt độ thấp -157 – 143
o
C,

Quá trình phân ly HC nhẹ, hấp phụ ở nhiệt độ thấp -73 -312
o
C,

Tính toán chu trình lạnh với tác nhân lạnh hỗn hợp
12

Redlich – Kewong (RK):
T5?<Y@V?_
#?
ν<νU@`

Redlich – Kewong (RK):
T5?<Y@V?_
#?
ν<νU@`
a!A5QC

"!b B3R3KcNd^<37K19H@,G$

GM5QJ!eMD2  K.&JK2 fK0
0"g3h3


7K9

K1

K3

$
13
z: hệ số nén – là hàm số của các thông số của các phương trình
nói trên
)R^J-N!AiGC
jTk5
lT=
m
?5
14
KH,cn
$

15
o
3$#$oM""2pBKjK
16
$#$o
$#$#$"2A-(Y2B
3$$7"2AY
•
q3ZK33rCcác đường cân bằng
•
3: điểm ba pha

•
r3C pha rắn có thể thăng hoa thành khí
•
3ZC đường cân bằng giữa pha rắn và lỏng (đường bão hòa
rắn – lỏng hoặc cân bằng rắn – lỏng).
•
3CLqK
 .
•
 - Điểm tới hạn với nhiệt độ tới hạn (Tc) và áp suất tới hạn
(Pc).
•
q3ZK33rCcác đường cân bằng
•
3: điểm ba pha
•
r3C pha rắn có thể thăng hoa thành khí
•
3ZC đường cân bằng giữa pha rắn và lỏng (đường bão hòa
rắn – lỏng hoặc cân bằng rắn – lỏng).
•
3CLqK
 .
•
 - Điểm tới hạn với nhiệt độ tới hạn (Tc) và áp suất tới hạn
(Pc).
17
$#$$o2(N
 !"#$%$&
=B '2(C

'()*$(+,
'()**(+-
./$0123
42+5678$'9:9;
9:
Lq""dY[s
LqM)-Y#[[s$
LqW:Z;CF(AJt
=B '2(C
'()*$(+,
'()**(+-
./$0123
42+5678$'9:9;
9:
Lq""dY[s
LqM)-Y#[[s$
LqW:Z;CF(AJt
18
$#$+$B2$
<=>?$:@A$$?$%*$+($
B.7(C8DE;F?$G6%7HA
*$I($JSG!,"$
KDE;F+6"L?$$$M@N'?$*$O'($
19
$#$\$uS
1
J

?




5
Q


1
J

?



5
Q

F
1
J

?



5
Q

I
1
J


?



5
Q

R
1
J

?



5
Q

0
%
m
o
l

H
2
S
1
0

%
m
o
l

H
2
S
3
0
%
m
o
l

H
2
S
5
0
%
m
o
l

H
2
S
5
0

%
m
o
l

N
2
3
0
%
m
o
l

N
2
1
0
%
m
o
l

N
2
0
%
m
o
l

N
2
P=>?$'Q



9:,

A$$
?$RCAA
@9

@1

@3

7
P
T
P
T
P
T
 !"": nước, CO
2
, H
2
S và
N

2
.
1v có áp suất hơi bão hòa thấp và không trộn
lẫn trong hydrocarbon lỏng ⇒ RS
&!"
uS9

K3

71

C
U Thêm lượng CO
2
và H
2
S: pha chất lỏng dày đặc
sẽ được hình thành ở áp suất thấp
+ Etan, propan và butan: tương tự.
+ N
2
: giảm khả năng trộn lẫn.
20
$$og!A"GG
ST)1$$)UFO)@RC
oG<#@C giếng dầu đen: chế độ dưới bão hòa. Tại điểm điểm bong
bóng: hỗn hợp dầu và khí bão hòa.
oG<@Cgiếng dầu nhẹ: bên trái điểm C.
Tỷ lệ khí : dầu > bể dầu đen (1).
Dầu có màu sáng hơn.

oG<+@Cgiữa C và M : bể khí- condensat: giảm P⇒ tạo chất lỏng, vận
tốc khí có thể bị thay đổi .Tại điểm sương: thành phần khí trong giếng
khí có thể thay đổi.
oG<\@Ckhí thực: trên điểm cridentherm: chất lỏng không thể tạo
thành ở bất cứ áp suất nào.
21
$$og!A"GG
V'$$W(<FO)@+RC
Lq:"
22
$$og!A"GG
X*YZ[R%(F(6)\RC
]^)\$
w>: điều kiện T và P tại đầu vào ống và ra khỏi ống.
w>xqM)-: có chất lỏng hình thành
"&*".!y
nC
+ Loại phần nặng trong khí
+ Thay đổi điều kiện đầu vào và ra khỏi ống: IJ →
MN (sử dụng ống dẫn áp suất cao)
23
$$og!A"GG
_'`
ab_'`
B
C
A
.
.
.

P
T
Lỏng
Hơi
Đường áp suất hơi
24
$+$3n cn
w$L,zC
- Là đại lượng đặc trưng cho sự phân bố các cấu tử giữa các pha trong điều kiện cân
bằng
Q

T

?H


- Là hàm số phức tạp của áp suất, nhiệt độ và thành phần của các pha cân bằng trong
hệ.
qJ&'SCKi = Pi/P (Định luật Raoult – Dalton)
Dn cnC
+ Bằng phương pháp giải qch
+ Bằng phương pháp đồ thị
25