bài tập ôn tập chế biến khí

NỘI DUNG ÔN BÀI TẬP
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Tính khối lượng riêng của khí
Tính hàm ẩm của khí
Tính lượng chất chất hấp thụ
Tính lượng chất ức chế tạo thành hydrate
Bài tập tính toán thành phần khí khô ra khỏi đỉnh tháp hấp thụ
Bài tập xác định khí gày, khí béo, khí khô, khi ẩm, khí ngọt, khí
chua.


ĐỔI ĐƠN VỊ


Khí thực và khí lý tưởng
Khí lý tưởng

Khí thực


Điều kiện tiêu chuẩn-Hệ met

Điều kiện thường-Hệ met

Điều kiện tiêu chuẩn-Hệ Anh

Mối quan hệ giữa khối lượng phân tử trung bình của khí và tỷ
trọng (tỷ trọng tương đối so với không khí)


Dạng bài tâp 1
1. Tính khối lượng riêng của khí
•

Sử dụng phương pháp giản đồ Katz
Các bước tiến hành:
a) Xác định nhiệt độ, áp suất tới hạn (T c , Pc)
b) Xác định nhiệt độ và áp suất giả tới hạn theo định luật Kay (P c’ ,
Tc’)
c) Xác định các đại lượng giả rút gọn (Pr’, Tr’ )
d) Xác đinh hệ số Z dựa vào giản đồ Katz
e) Tính tỷ trọng thực của khí
Áp dụng trong trường hợp khí tự nhiên có hàm lượng H2S và CO2
tương đối thấp


Công thức


Giản đồ



Ví dụ 1:

C¸c tÝnh chÊt vËt lý cña Hydrocacbon vµ N2,
CO®é
2, H2S¸p suÊt
Khèi l
NhiÖt
CÊu
tö

C1
C2
C3
izoC4
n-C4
izoC5
n-C5
n-C6
n-C7

îng
ph©n
tö

16,043
30,070
44,097
58,124
58,124

72,151
72,151
86,178
100,20
5
114,23
2
128,25

tíi h¹n

zc

0,29
0,29
0,28
0,28
0,27
0,27
0,27
0,26
0,26
0,26
0,25
0,25

tíi h¹n

R

K

psi

MPa

343
550
666
734
765
829
845
913
972
102
4
107
0

191
305
370
408
425
460
470
507
540
569

595
618

666
707
617
528
551
491
489
437
397
361
332
305

4,60
4,88
4,25
3,65
3,80
3,39
3,37
3,01
2,74
2,49
2,29
2,10

0

Thõa
sè
EMR
acentri
c
14,1
9
24,3
7
34,6
3
44,7
4
44,2
4
55,3
0
55,2

0,0104
0,0979
0,1522
0,1852
0,1995
0,2280
0,2514
0,2994
0,3494
0,3977

0,4445
0,4898


Bài tập 1
Xác định khối lợng riêng của propan ở áp suất
300 psi và 140OF.
Đổi đơn vị: P = 300 psi = 2,068 MPa
T = 140OF = 599,67OR =
333,15 K
Tra bảng:
Tc = 370 K
Pc = 4,254 MPa
T 333,15
Tính Tr và Pr: Tr T 370 0,90
c
P 2,068
Pr
0,49
Pc 4,254


Bµi tËp 2
• Tra gi¶n ®å Katz
z = 0,70
• TÝnh 


Bài tập 3
Khí tự nhiên có thành phần nh sau:

CH4

92,5 %

C2H6

4,0 %

C3H8

2,0 %

nC4H10 1,0 %
nC5H12 0,5 %
Xác định z và của hỗn hợp khí ở P= 14,5 MPa
và T= 57OC


Đổi đơn vị:
T = 57OC = (57 + 273) K =
330 K
P = 14,5 MPa
Tra bảng xác định Pc và Tc của từng cấu
tử
Xác định Pc và Tc của hỗn hợp
Tính Pr và Tr của hỗn hợp
Từ giản đồ Katz xác định z
Tính

Tra bảng xác định Tc , Pc và MW của
hỗn hợp
Xác định Tc, Pc và MWcủa hỗn
hợp

xi
0,92
CH4
5
0,04
C2H6
0
0,02
C3H8
0
0,01
C4H10
0
0,00
nC5H12
5


Cấu tử

Tc, K
191
305
369

Tc
176,
67
12,1
2
7,38

Pc,
MPa
4,6
4,88
4,25

425 4,25

3,8

470 2,35
202,
85

3,37

Pc
4,25
5
0,19
52
0,08
5

0,03
8
0,01
69
4,59
0

MW
16,0
4
30,0
7
44,1
0
58,1
2
72,1
5

MW
14,8
4
1,20
0,88
0,58
0,36
17,8
7

Bµi tËp 2
• TÝnh Tr’ vµ Pr’
• Tõ gi¶n ®å Katz:
• TÝnh 
z = 0,83

14 ,5 17 ,8

113,84 kg / m 3
0 ,83 0 ,00831 330


Dạng bài tâp 2
2. Tính hàm ẩm của khí
Bao gồm 3 phương pháp:
2.1. Sử dụng quan hệ giữa áp suất hơi riêng phần và thành
phần pha lỏng hơi
P.yw = Ph.xw
P: áp suất tuyệt đối của hệ
Ph: áp suất hơi của nước tại nhiệt độ của hệ
xw: Phần mol của nước trong pha lỏng
(Ứng dụng trong trường hợp áp suất của hệ thấp, tới 400kPa)
2.2. Sử dụng đường cong thực nghiệm (Hình IV.1a/b)
(Ứng dụng trong trường hợp nồng độ CO2 và H2S nhỏ và áp suất
thấp)


2. 3.Tính hàm ẩm của khí chua
2.3.1. Phương pháp 1:
Coi hỗn hợp khí bão hòa hơi nước, hàm ẩm của hỗn hợp

khí là tổng của hàm ẩm của khí ngọt, hàm ẩm của CO2 và
H2S.
W = y.Whc + y1.W1 + y2.W2
W là hàm ẩm của hh khí chua
Whc là hàm ẩm của khí ngọt, xác định theo giản đồ IV.1a,b
W1 là hàm ẩm của CO2, xác định từ giản đồ IV.2
W2 là hàm ẩm của H2S, xác định từ giản đồ IV.3
y= 1 - y1- y2 (y1; y2 là phần mol của CO2 và H2S)


2.3.2 Phương pháp 2
• Phương pháp thứ hai coi hỗn hợp khí là hỗn hợp của metan,
CO2, và H2S. Hàm ẩm được xác định theo biểu thức (IV.2),
trong đó hàm ẩm được xác định từ đồ thị IV.4 và IV.5. Biểu
thức (IV.2) áp dụng ở áp suất cao và hàm lượng H2S trên
20%.


2.4.Sử dụng phương trình trạng thái xác định hàm ẩm khí chua.
2.4.1. Phương pháp sử dụng phương trình trạng thái SRK.
a) Hàm ẩm tính theo đơn vị anh:
W = 350 x w
Trong đó:
- W được tính bằng lbm/MMscf
- w được tính bằng bbl/MMscf xác định từ đồ thị IV.6
b) Hàm ẩm tính theo đơn vị SI:
W = 5,543 x w
Trong đó:
- W được tính bằng kg/106 m3
- w được tính bằng bbl/MMscf, xác định từ đồ thị IV.6

Phương pháp này là phương pháp gần đúng nhanh nhất để xác định hàm ẩm của khí chua
nhờ giả thuyết chuyể đổi mol CO2 thành mol H2S theo tỷ lệ 75% đã đơn giản hóa phép
tính.
2.4.2. Phương pháp sử dụng phương trình trạng thái gần đúng. (tự xem)