Расчет газовой фазы груза

Массу паров в грузовом танке определяют так же, как и массу жидкой фазы груза: произведением плотности на объем. Необходимо помнить: плотность и объем должны быть определены для одного и того же значения температуры. Для подсчета плотности паров используют основное уравнение газов:

pV=nRT

или

р V = m • R • T

Mr

где р — абсолютное давление, Па; V — объем, л; n — число молей; m — масса, кг; Mr — молярная масса, кг/моль; R — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/К); Т— температура, градусы Кельвина.

Многие сюрвейерские организации для подсчета газовой фазы используют расчетное значение плотности газа:

ρ = 288,15 x 1,01325 + pм(бары) x Mr ,

273,15 + t°С 1,01325 23,6451'

где рM — манометрическое давление.

Эта формула верна для идеальных газов. Для реальных газов формула примет иной вид:

ρ = 288,15 x 1,01325 + рM (бары) x Mr x l ,

273,15 +t° С 1,01325 23,6451 Z

где Z- фактор сжатия, который при нормальных условиях хранения и перевозки газов близок к 1. Фактор сжатия является функцией от Рr и Тr, где

Рr = Абсолютное давление паров ,

Абсолютное критическое давление

Тr = Абсолютная температура паров ,

Абсолютная критическая температура

В различных справочных пособиях значения фактора сжатия приводятся в графической форме в зависимости от температуры и давления.

Перевод процентных соотношений смесей в весовые или объёмные соотношения, и наоборот

Очень часто грузоотправитель предоставляет только процентное или молярное соотношение компонентов в смеси газов (пропан, бутан, этан и т. д.). Для того чтобы точно рассчитать давление и температуру смеси, необходимо знать их весовое или объемное соотношение. Для упрощения таких вычислений имеются специальные таблицы, содержа­щие переводные коэффициенты (табл. 33, табл. 34).

Таблица 33. Переводные коэффициенты

Компонент	Молекулярный вес	Объем жидкости, мл при 15,6°С (60 F) и р = 760 мм	Относительная плотность при 60/60 F
1	2	3	4
Methane	16,04	0,00226	0,30
Ethane	30,07	0,003566	0,3562
Ethylene	28,05	0,0032	0,37
Propane	44,10	0,003675	0,5070
Propylene	42,08	0,003413	0,5210
Propadiene	40,06	0,00282	0,600
Methylacetylene	40,06	0,00273	0,621
n-Butane	58,12	0,004205	0,5840
i-Butane	58,12	0,004362	0,5629
1-Butene	56,11	0,003944	0,6011
trans-2-Butene	56,11	0,003887	0,6100
cis-2-Butene	56,11	0,003780	0,6272
1,2-Butadiene	54,09	0,00347	0,658
1,3-Butadiene	54,09	0,003643	0,6272
Ethylacetylene	54,09	0,00328	0,696
n-Pentane	72,15	0,004830	0,6311
i-Pentane	72,15	0,004879	0,6247
neo-Pentane	72,15	0,005108	0,5967
1-Pentene	70,13	0,004589	0,457
trans-2-Pentene	70,13	0,004537	0,6530
ds-2-Pentene	70,13	0,004482	0,6611
2-methyl-l-Butene	70,13	0,004519	0,6557
3-methyl-l-Butene	70,13	0,004684	0,6325
2-methyl-2-Butene	70,13	0,00447	0,663
Cyclopentane	70,13	0,003948	0,7505
Isoprene	68,12	0,004195	0,6861

Таблица 34. К пересчету объема газа (жидкости) на вес, и наоборот

Известная величина	Действие	Номер колонки из таблицы (33)	Искомая величина
Объем газа	Умножить на k	2	Вес
Объем газа	Умножить на k	3	Объем жидкости
Вес	Разделить на k	2	Объем газа
Вес	Разделить на k	4	Объем жидкости
Объем жидкости	Разделить на k	3	Объем газа
Объем жидкости	Умножить на k	4	Вес

Пример: Грузоотправитель предоставил данные о процентном молярном соотношении газовой смеси, состоя­щей из метана, пропана и этана. Необходимо определить весовое соотношение (%) газов в смеси.

Компонент	Процентный состав, моли	Вид операции	k из колонки 2	Молярный состав
Метан	33,3	Умножить	16,04	534,1
Этан	33,3	Умножить	30,07	1 001,3
Пропан	33,4	Умножить	44,09	1 472,6
Всего:	100,0	Всего:		3 008,0

Коэффициент пересчета можно определить из соотношения

Коэффициент = 10 000 = 0,03324.

3008,00

Умножив коэффициент пересчета на молярный состав каждого компонента, получим весовое соотношение каж­дого компонента в смеси:

Компонент	Молярный состав		Коэффициент		Весовое соотношение (%)
Метан	534,1	X	0,03324	=	17,8
Этан	1.001,3	X	0,03324	=	33,3
Пропан	1.472,6	X	0,03324	=	48,9
Всего: 100,0