Расчет процессов гликолевой осушки
С.А. Сиротин Моделирование процессов осушки газа
|
Содержание ДЭГа в растворе, % вес. |
Температура контакта, К |
Температура точки росы газа, К |
Содержание воды в газе при Р=5.89 МПа, % мольн. |
||
|
|
[2] |
[3] |
Расчет, PRSV* |
Расчет, PR |
99.5000 |
283.1500 |
237.6500 |
0.0011 |
0.0008 |
0.0008 |
|
299.1500 |
248.1500 |
0.0027 |
0.0020 |
0.0020 |
|
310.1500 |
255.1500 |
0.0045 |
0.0034 |
0.0034 |
98.0000 |
283.1500 |
252.1500 |
0.0036 |
0.0031 |
0.0031 |
|
299.1500 |
263.6500 |
0.0082 |
0.0073 |
0.0075 |
|
310.1500 |
272.1500 |
0.0150 |
0.0129 |
0.0131 |
95.0000 |
283.1500 |
259.1500 |
0.0061 |
0.0069 |
0.0070 |
|
299.1500 |
273.1500 |
0.0160 |
0.0165 |
0.0170 |
|
310.1500 |
281.1500 |
0.0267 |
0.0291 |
0.0300 |
90.0000 |
283.1500 |
265.6500 |
0.0096 |
0.0118 |
0.0120 |
|
299.1500 |
280.1500 |
0.0250 |
0.0284 |
0.0290 |
|
310.1500 |
291.1500 |
0.0407 |
0.0501 |
0.0520 |
* - уравнение состояния Пенга - Робинсона в модификации Стрижека и Веры (PRSV) [4].
Рис. 1. Сравнение экспериментальных (ось Х) и расчетных (ось Y) данных по влагосодержанию метана над растворами диэтиленгликоля (молярные %).
Для системы вода - ТЭГ - метан коэффициент парного взаимодействия в паре вода - ТЭГ не требует температурной коррекции и равен для уравнения состояния PR 0.29. При этом значении коэффициента наблюдается вполне удовлетворительное описание влагосодержания метана над растворами ТЭГ. В среднем погрешность расчета влагосодержания составляет 6-7%. Это может быть проиллюстрировано рисунком 2.
Рис. 2. Сравнение экспериментальных [1] (ось Х) и расчетных (ось Y) данных по влагосодержанию метана над растворами триэтиленгликоля (молярные %).
Для оценки объемов газа, выделяющегося при снижении давления абсорбента, значительную роль играет правильный расчет растворимости метана в водных растворах гликолей.
Ниже в таблице и на рисунке 3 сравниваются экспериментальные и расчетные данные по растворимости метана в ДЭГ. Для этой смеси также используется метод температурной коррекции коэффициентов парного взаимодействия.
Растворимость метана в ДЭГ, мольные доли, расчет - GIBBS
Температура, К |
Давление, МПа |
эксперимент |
Расчет |
|
По [1] |
PR |
PRSV |
||
298.1500 |
3.0000 |
0.0097 |
0.0106 |
0.0107 |
298.1500 |
5.0000 |
0.0169 |
0.0168 |
0.0169 |
298.1500 |
8.0000 |
0.0254 |
0.0246 |
0.0247 |
313.1500 |
3.0000 |
0.0092 |
0.0094 |
0.0096 |
313.1500 |
5.0000 |
0.0150 |
0.0148 |
0.0153 |
313.1500 |
8.0000 |
0.0237 |
0.0218 |
0.0226 |
Рис. 3. Растворимость метана в ДЭГ, мольные доли.
Cопоставление экспериментальных [1] данных (ось Х) и расчета по GIBBS (ось Y)
Экспериментальные данные [1] для системы ТЭГ- метан также с приемлемой точностью описываются при использовании скорректированных парных коэффициентов. На рисунке 4 сравниваются экспериментальные и расчетные данные по растворимости метана в ТЭГ. Для этой смеси также используется метод температурной коррекции коэффициентов парного взаимодействия.
Как и в случае с системой метан – ДЭГ экспериментальные данные цитируются по справочнику [1]. Средняя погрешность расчета растворимости метана в ДЭГ и ТЭГ не превышает 6-7%.
Рис. 4. Растворимость метана в ТЭГ, мольные доли.
Cопоставление экспериментальных [1] данных (ось Х) и расчета по GIBBS (PR, ось Y)
Все вышесказанное касается только настройки парных коэффициентов NG-Water-Methanol-Glycols, которая имеется в программе начиная с версии 3.8.2.1.
1. Технология переработки природного газ и конденсата: Справочник: в 2 ч. - М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2002. – ч. 1.
2. Manning W.P., Wood H.S. Guidelines for glycol dehydrator design // Hydrocarbon Processing. – 1993. - v. 72, N 2. - p. 87-90.
3. Passut Charles A., Danner Ronald P. Correkation of ideal Gas Enthalhy, Heat Capacity, and Entropy // Ind. Eng. Chem. Process Des. Develop. – 1972. - v. 11, N 4. - p. 543-546.
4. R. Stryjek, J.H. Vera. РRSV: An Imрroved Рeng-Robinson Equation of State for Рure Comрounds and Mixtures. Canadian Journ. of Chem. Eng., Vol. 64, 1986, р. 323.