液化石油气工艺Word格式.docx
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8.42
故液化石油气各组分的重量百分含量为:
丙烷%=(11.03/51.28)×
100%=21.51%
丙烯%=(8.00/51.28)×
100%=15.60%
异丁烷%=(23.83/51.28)×
100%=46.47%
丁烯-1%=(8.42/51.28)×
100%=16.42%
3.2.2液化石油气密度
查《煤气设计手册》表1-1-1,液化石油气各组分蒸汽及空气在标准状态下的重度为:
γ丙烷=2.0102kg/Nm3,γ丙烯=1.9136kg/Nm3,γ异丁烷=2.6912kg/Nm3,
γ丁烯-1=2.5968kg/Nm3,γ空气=1.2931kg/Nm3
由以上数据可以计算得标准状态下气相液化石油气的重度为:
γ=2.0102×
0.25+1.9136×
0.19+2.6912×
0.41+2.5968×
0.15
=2.3590kg/Nm3
气相对密度
S气态液化气=2.3590/1.2931=1.82
表3.1液化石油气液相与气相密度
液相
气相
组分
摩尔组分(﹪)
重量百分含量(﹪)
体积百分含量(﹪)
重度(kg/Nm3)
相对密度
丙烷
25
21.51
2.0102
1.55
丙烯
19
15.60
41
1.9136
1.48
异丁烷
46.48
2.6912
2.08
15
16.42
2.5968
2.01
混合组分
2.3590
1.82
3.2.3液化石油气热值和混气比
查《煤气设计手册》表1-3-1可得,液化石油气各组分的高低热值如下表:
表3.2液化石油气各组分的高低热值(kcal/Nm3)
高热值
24172
22358
31957
30038
低热值
22256
20925
29513
28092
计算高热值为:
Qh=∑(Qhi×
Vi)
=24172×
0.25+22358×
0.19+31957×
0.41+30038×
=27899.09(kcal/Nm3)
=116807.91(kJ/Nm3)
低热值为:
Qe=∑(Qei×
=22256×
0.25+20925×
0.19+29513×
0.41+28092×
=25853.88(kcal/Nm3)
=108245.02(kJ/Nm3)
已知混合气的热值为:
50200kJ/Nm3,设混气比为X
代入Q和Qe,计算得:
X=1.16
3.2.4华白数
3.2.5露点
1气化器露点温度的计算
设外界环境温度为0℃,查《煤气设计手册》得:
表3.3液相单组份饱和蒸汽压
名称
Xqi(﹪)
Pyi(kg/cm2)
4.66
5.75
1.53
1.27
混合气饱和蒸汽压
P=∑XyiPyi=0.3MPa
Pym=0.3+.0.5=0.8MPa
假设露点温度为45℃,查《煤气设计手册》表1-1-16并求得如下:
表3.4气化器露点试算(45℃)
Xqi(%)
Ki=Pyi/Pym
Xyi/100=Xqi/Ki
∑(Xyi/100)
15.52
1.90
13.16
102.06
18.17
2.23
8.52
5.90
0.72
56.94
5.22
0.64
23.44
再设温度为50℃
表3.5气化器露点试算(50℃)
17.44
2.13
11.74
89.92
20.28
2.49
7.63
6.69
0.82
50
5.94
0.73
20.55
由表中数据得,
45℃时∑(Xyi/100)为102.06
50℃时∑(Xyi/100)为89.92
当∑(Xyi/100)为100时所对应的温度即为露点温度。
用内插法得,气化器的露点温度为46℃
3.3设备工艺计算及选型
3.3.1液化气储罐
《城镇燃气设计规范》规定,储罐在储存液化气时,其充装系数应为0.9,即最大充装率为0.9。
《压力容器安全技术监察规程》规定,我国液化石油气储罐的设计压力为1.8MPa,设计温度为-19℃~50℃。
在50℃下,液态丙烷与异丁烷的重度查《煤气设计手册》表1-1-5得
γ丙烷=0.4513kg/L,γ丙烯=0.5044kg/L,γ异丁烷=0.5181kg/L,γ丁烯-1=0.5422kg/L
50℃下,液态液化石油气各组分的体积百分含量:
丙烯:
=(11.03/0.4513):
(8/0.5044):
(23.83/0.5181):
(8.42/0.5422)=24.44:
15.86:
45.99:
15.53
即:
丙烷%=(24.44/101.82)×
100%=24.00%
丙烯%=(15.86/101.82)×
100%=15.58%
异丁烷%=(45.99/101.28)×
100%=45.17%
丁烯-1%=(15.53/101.28)×
100%=15.25%
由上可得液化石油气液相的平均重度为:
γy=0.4513×
0.2400+0.5044×
0.1558+0.5181×
0.4517+0.5422×
0.1525
=0.5306(kg/L)=503.6(kg/m3)
则总容量:
式中:
Q——液化石油气的日消耗量,即84000kg
H——储存周期,取H=7天
——月高峰系数,取1.1
——液化石油气平均重度,kg/m3
——最高工作温度下储罐允许充装率,取0.9
综上所述,选取2个1000m3的球罐
3.3.2液化气泵
泵的工作压差为0.5MPa,回流安全阀的压力设定为0.7MPa
设泵的平均工作温度为20℃,在此温度下各组分的重度由《煤气设计手册》表1-1-5得:
γ丙烷=0.5011kg/L,γ丙烯=0.5329kg/L,γ异丁烷=0.5573kg/L,γ丁烯-1=0.5970kg/L
则在20℃下液态液化石油气各组分的体积百分含量为:
=(11.03/0.5011):
(8/0.5329):
(23.83/0.5573):
(8.42/0.2970)=22.01:
15.01:
42.76:
14.10即:
丙烷%=(22.01/93.88)×
100%=23.44%
丙烯%=(15.01/93.88)×
100%=15.99%
异丁烷%=(42.76/93.88)×
100%=45.55%
丁烯-1%=(14.10/93.88)×
100%=15.02%
由上可得液化石油气的平均重度为:
γy=0.5011×
0.2344+0.5573×
0.4555+0.5329×
0.1599+0.5970×
0.1502
=0.5462(kg/L)=546.2(kg/m3)
最大供气量:
Q——管道气年平均日用气量,kg
Km——月高峰系数,取1.1
Ka——日高峰系数,1.05
Kn——小时高峰系数,取2.8
加压泵的流量:
Qm——每小时最大供气量,kg/h
——泵的效率系数,取1.5
综上根据流量和压差选泵,采用国产YQB35-5型泵两台,一用一备(流量35m3/h,转速780r/min,使用温度-40℃~40℃,压差0.5MPa)
3.3.3液化气压缩机
根据《城市燃气设计规范》,压缩机的排气量按下式计算:
y——在计算温度下液化石油气气相中丙烷的体积百分组成
Q——液态液化石油气的卸车强度,m3/h
T——计算温度,采用冬季通风室外温度,K
a,b,c——条件系数
表3.6气液平衡下气相摩尔组成(0℃)
液相摩尔组成Xyi
液相单组份饱和蒸汽压
相平衡常数Ki
气相摩尔组成Xqi
1.52
38.00
0.50
20.50
1.87
35.53
0.41
6.15
∑Xyi=100
∑PyiXyi=3.075
∑XQi=100.18
表3.7液化石油气压缩机卸车条件系数
容积(m3)
a
b
c
卸车强度QL(m3/h)
t<0
t≥0
61.9
11880
1.19
10.17
QL≤50+t
QL≥20+t
综上,选取HG60-2型液化气体槽车,载重50t
火车槽车选取HG60-2型,容积为61.9m3,最大充装量为50t,并确定卸车强度QL=30m3/h,列出液化气压缩机的选型参数如下表:
表3.8液化气压缩机选型参数
槽车容积
QL
Y
T
C
61.9m3
30m3/h
38%
273K
=86.78(m3/h)=1.44(m3/min)
选取国产ZW-2.0/10-16型压缩机,(公称容积流量:
2.0m3/min,排气压力:
1.0-1.6MPa,转速:
752r/min)
3.3.4气化器
3.3.4.1气化器出口流量
气化器工作温度为50℃
查《煤气设计手册》表1-1-6
50℃下LPG气态组分的重度为:
γ丙烷=40.00kg/m3,γ丙烯=44.48kg/m3,γ异丁烷=17.22kg/m3,γ丁烯-1=14.30kg/m3
50℃下气态液化石油气各组分的体积百分含量:
=(11.03/40.00):
(23.83/17.22):
(8/44.48):
(8.42/14.30)
=0.2758:
0.1799:
1.3839:
0.5888
丙烷%=(0.2758/2.4284)×
100%=11.35%
丙烯%=(0.1799/2.4284)×
100%=7.41%
异丁烷%=(1.3839/2.4284)×
100%=56.99%
丁烯-1%=(0.5888/2.4284)×
100%=24