ПРИМЕРЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ, МОЛЯРНОЙ МАССЫ И ГРАДУИРОВОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

ПРИМЕРЫ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ,

МОЛЯРНОЙ МАССЫ И ГРАДУИРОВОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА

Г.1 Вычисление температуры кипения фракций ПНГ

Г.1.1 Если известен индивидуальный компонентный состав фракции ПНГ, значение ее средневзвешенной температуры кипения вычисляют по формуле

(Г.1)

где t_фр - значение средневзвешенной температуры кипения углеводородной фракции ПНГ, °C;

x_i - молярная доля i-го компонента фракции ПНГ, %;

t_i - температура кипения i-го компонента фракции ПНГ, °C.

Пример - По известному индивидуальному компонентному составу фракции 45 °C - 60 °C требуется вычислить ее средневзвешенную температуру кипения. Необходимые для вычисления данные и промежуточные результаты вычислений приведены в таблице Г.1.

Таблица Г.1

Исходные данные и промежуточные результаты для вычисления

средневзвешенной температуры кипения фракции 45 °C - 60 °C

Для определения средневзвешенной температуры кипения фракции 45 °C - 60 °C в соответствии с формулой (Г.1) необходимо сумму значений графы "x_i·t_i" таблицы Г.1 разделить на сумму значений графы "Молярная доля х_i, %" таблицы Г.1:

t_{45 - 60} = 9,317/0,1771 = 52,61 °C. (Г.2)

Г.1.2 Если индивидуальный компонентный состав фракции ПНГ не известен, температуру кипения фракции можно определять интерполяцией по зависимости времени выхода н-алканов от их температуры кипения по средневзвешенному значению времени выхода фракции. Средневзвешенное значение времени выхода фракции устанавливают по хроматограмме, предварительно размеченной на фракции, и оно представляет собой точку на оси времени выхода, в которой суммарная площадь пиков компонентов, входящих во фракцию, делится пополам.

Г.1.3 Если невозможно или нецелесообразно определять диапазоны температур кипения фракций ПНГ одним из приведенных выше способов, допускается определять средние температуры кипения следующим образом.

Г.1.3.1 За значение температуры кипения фракции, ранжированной по числу атомов углерода, принимают среднеарифметическое значение температур кипения н-алкана данной фракции и н-алкана предыдущей фракции.

Пример - Для фракции C₈ за температуру кипения принимают среднеарифметическое значение температуры кипения входящего в данную фракцию н-октана (125,62 °C) и температуры кипения входящего в предыдущую фракцию н-гептана (98,38 °C). Среднеарифметическое значение температуры кипения фракции C₈ составляет 112,00 °C.

Г.1.3.2 За значение температуры кипения фракции, ранжированной по температурам кипения, принимают среднеарифметическое значение температур начала и конца кипения компонентов фракции.

Пример - Для температурной фракции 100 °C - 110 °C за значение температуры кипения фракции принимают среднеарифметическое значение температур начала и конца кипения: 105 °C.

Г.2 Вычисления молярной массы фракций ПНГ

Г.2.1 Если известен индивидуальный компонентный состав фракции ПНГ, средневзвешенное значение молярной массы данной фракции M_фр, г/моль, вычисляют по формуле

(Г.3)

где x_i - молярная доля соответствующего компонента данной фракции ПНГ, %;

M_i - молярная масса компонента данной фракции ПНГ, г/моль.

Пример - По известному индивидуальному компонентному составу фракции 45 °C - 60 °C требуется рассчитать ее молярную массу. Необходимые для расчета данные и промежуточные результаты расчета приведены в таблице Г.2.

Таблица Г.2

Исходные данные и промежуточные результаты расчета

молярной массы фракции 45 °C - 60 °C

Для определения молярной массы фракции 45 °C - 60 °C в соответствии с формулой (Г.3) необходимо сумму значений графы "x_i·M_i" таблицы Г.2 разделить на сумму значений графы "Молярная доля x_i, %" таблицы Г.2:

M_{45 - 60} = 14,04095/0,1771 = 79,30501 г/моль. (Г.4)

Г.2.2 Если индивидуальный компонентный состав фракции ПНГ не известен, допускается определять молярную массу углеводородной фракции ПНГ по зависимости молярной массы от температуры кипения, построенной по данным для н-алканов. Температуру кипения углеводородных фракций ПНГ определяют по Г.1. Зависимость молярной массы нормальных алканов от их температуры кипения можно выразить следующей приближенной формулой

M = 58,73266 + 0,3450299·t_b + 0,0007725375·t_b². (Г.5)

Пример - По средней температуре кипения фракции 45 °C - 60 °C (52,5 °C) требуется рассчитать ее молярную массу. Для определения приближенной молярной массы фракции 45 °C - 60 °C необходимо в формуле (Г.3) привести среднюю температуру кипения фракции 52,5 °C:

M_{45 - 60} = 58,73266 + 0,3450299·52,5 +

+ 0,0007725375·(52,5)² = 78,97604 г/моль. (Г.6)

Г.2.3 Допускается также определять молярную массу углеводородных фракций ПНГ на основе имеющихся стандартизированных методик, справочной литературы, результатов экспериментальных исследований, расчетных методов (корреляций), аналитических и эмпирических зависимостей, диаграмм и т.п.

Г.3 Пример определения градуировочных коэффициентов фракций ПНГ

Значения градуировочных коэффициентов углеводородных фракций ПНГ устанавливают методом интерполяции по зависимости градуировочных коэффициентов н-алканов от их температуры кипения для значения средней температуры кипения фракции, полученной по Г.1. Пример зависимости градуировочных коэффициентов н-алканов от их температуры кипения, для используемой конфигурации хроматографической измерительной системы, приведен на рисунке Г.1.

Рисунок Г.1 - График зависимости относительных (по пентану)

градуировочных коэффициентов для н-алканов C₅ - C₁₀

градуировочной смеси от их температуры кипения

Г.4 Пример определения условно-постоянных значений градуировочных коэффициентов и значений молярной массы суммарных компонентов

Если для одного и того же потока ПНГ проводятся как регулярные измерения с применением обратной продувки и определением доли суммарного компонента C_n+, так и периодические измерения полного индивидуального или компонентно-фракционного состава до углеводородов C₁₀, допускается рассчитывать градуировочный коэффициент и молярную массу суммарного компонента C_n+ по результатам измерений полного индивидуального или компонентно-фракционного состава и использовать их в качестве условно-постоянных значений при обработке результатов регулярных измерений с применением обратной продувки.

Г.4.1 Значения градуировочного коэффициента суммарного компонента C_n+ находят методом интерполяции по зависимости градуировочных коэффициентов н-алканов от их температуры кипения (аналогичной приведенной на рисунке Г.1, но построенной для применяемой фактически конфигурации хроматографической измерительной системы) для значения средней температуры кипения суммарного компонента C_n+.

Среднюю температуру кипения суммарного компонента C_n+ находят по Г.1.

Если по результатам периодических измерений получен полный индивидуальный состав ПНГ до углеводородов C₁₀, для расчета средней температуры кипения суммарного компонента C_n+ используют формулу (Г.1), в которую подставляют молярные доли и температуры кипения индивидуальных углеводородов, входящих в состав данного суммарного компонента C_n+.

Если по результатам периодических измерений получен полный компонентно-фракционный состав ПНГ до углеводородов C₁₀, для расчета средней температуры кипения суммарного компонента C_n+ также используют формулу (Г.1), в которую подставляют измеренные молярные доли фракций ПНГ и ранее найденные по Г.1 температуры кипения фракций ПНГ, входящих в состав данного суммарного компонента.

Г.4.2 Значения молярной массы суммарного компонента C_n+ находят по Г.2.

Если по результатам периодических измерений получен полный индивидуальный состав ПНГ до углеводородов C₁₀, для расчета молярной массы суммарного компонента C_n+ используют формулу (Г.3), в которую подставляют значения молярной доли и молярной массы индивидуальных углеводородов, входящих в состав данного суммарного компонента.

Если по результатам периодических измерений получен полный компонентно-фракционный состав ПНГ до углеводородов C₁₀, для расчета молярной массы суммарного компонента C_n+ также используют формулу (Г.3), в которую подставляют значения молярной доли и ранее найденные по Г.2 значения молярной массы фракций ПНГ, входящих в состав данного суммарного компонента.

Приложение Д

(справочное)

ПРИМЕР ЗАВИСИМОСТИ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ АЛКАНОВ

ОТ ВРЕМЕНИ ИХ ВЫХОДА НА ХРОМАТОГРАММЕ

Рисунок Д.1 - График зависимости температуры кипения

углеводородов C₂ - C₁₀ градуировочной смеси

от времени их выхода на хроматограмме

Таблица Д.1

Значения времени выхода, температуры кипения и молярной

массы углеводородов C₂ - C₁₀ градуировочной смеси

Приложение Е

(справочное)

• ТИПОВАЯ ХРОМАТОГРАММА УГЛЕВОДОРОДОВ C1 - C5, АЗОТА, ДИОКСИДА УГЛЕРОДА, МЕТАНОЛА И СЕРОВОДОРОДА В ПОПУТНОМ НЕФТЯНОМ ГАЗЕ
• ТИПОВЫЕ ХРОМАТОГРАММЫ УГЛЕВОДОРОДОВ C4 - C9 И C3 - C10 В ПОПУТНОМ НЕФТЯНОМ ГАЗЕ