Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау
35
мұндағы Р – газдар қоспасының жалпы қысымы; р –
қоспадағы і-ші компоненттің парционалды қысымы;
Осыдан
=
(2.32)
∑
=
∑ , мұндағы ∑
= 1
(2.33)
Яғни, газды қоспадағы компоненттің парциалды қысымы
оның молярлық үлесінің газ қоспасының жалпы қысымының
көбейтіндісіне тең.
Газды қоспадағы компоненттердің парционалды көлемінің
аддитивтілігі Амага заңымен өрнектеледі:
= ∑
(2.34)
мұндағы V – газды қоспаның жалпы көлемі; V
i
– қоспадағы
газдың і-ші компонентінің жалпы көлемі.
Теңдіктер ұқсастығынан газдағы компоненттің мольдік
көлемін осылай бағалауға болады:
=
і ·
(2.35)
Газдың
физика-химиялық
қасиеттері,
мысалы,
газ
қоспасының тығыздығы:
= ∑
(2.36)
N–і-ші компоненттің мольдік үлесі, ρ – і-ші компоненттің
тығыздығы.
Қоспаның молекулярлық массасы (2.37) бойынша
есептелінеді, егер құрамы мольдік немесе көлемдік өрнектермен
берілсе (2.37) бойынша, егер массалық пайызбен берілсе:
M
қоспа
= ∑
M N , M
қоспа
=
∑ /
(2.37)
Мұнай газының физика-химиялық құрамын бағалау үшін,
қоспа құрамының өрнектелу амалдарын білу қажет.
А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
36
і-ші компоненттің массалық үлесі, салмақтық құрамы–
үлестің 1 немесе 100 пайызға мөлшерленген көлемі. Ол
жүйедегі і-ші компоненттің массасын жүйедегі жалпы массаға
қатынасын сипаттайды:
Барлық үлестердің қосындысы бірге мөлшерленген көлемі
болып табылады.
=
/ ∑
, ∑
= 1
(2.38)
і-ші компоненттің молярлық үлесі, мольдік құрамы
1 немесе 100 пайызға мөлшерленген көлемі, і-ші компоненттің
мольдер санының жүйедегі жалпы мольдер санына қатынасын
сипаттайды:
=
∑
; ∑
= 1 ,
=
/
(2.39)
m
i
– i-ші компоненттің массасы, М
i
– і-ші компоненттің
молекулярлық салмағы.
(2.37-2.38) теңдіктердің байланысынан массалық және
мольдік құрамының қайта есептеулерінің өрнегін шығаруға
болады:
=
/ ∑
,
=
∑ /
(2.40)
і-ші компоненттің көлемдік үлесі 1-ге немесе 100 пайызға
мөлшерленген көлемі, жүйе көлемінде компоненттің алатын
үлесін сипатталады. (2.37–2.39) өрнектерінен көлемдік үлесінің
массалық және мольдік үлестерімен өзара байланысын
көрсетуге болады:
=
∑
=
∗
∑
=
×
∗
∑
∗
/
(2.41)
Идеалды жүйе ретіндегі газ үшін компоненттің көлемдік
үлесі компоненттің мольдік үлесіне тең деген арақатынасы
сақталады (постулат Авогадро заңының нәтижесі болып
табылады). Мұнай құрамын кез келген берілгендер негізінде
Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау
37
есептеуге болады: компоненттер массасынан, көлемдерден,
парциалды қысыммен басқа өлшемдерден.
Күй теңдеуі – зат күйінің өзгерістерін сипаттайтын
параметрлердің аналитикалық тәуелділігі. Осындай параметрлер
ретінде қысым, температура, көлем пайдаланылады. Газ күйі
Менделеев-Клапейрон теңдеуімен өрнектеледі:
=
(2.42)
мұндағы P – абсолюттік қысым, Па; V – көлем, м; Q – зат
мөлшері, моль; Т – абсолюттік температура, К; R – универсалды
газ тұрақтысы, Пам/(моль-град).
Газ күйі теңдеуі негізінде мұнай-газының көптеген
параметрлерін есептеуге болады: тығыздығын, мольдік көлемін,
молекула санын, парциалды қысыммен т.б. (2.41) – өрнегінен
бір мольге тең зат мөлшерін есептесек, онда оны келесі түрге
айналдыруға болады:
= ∑
(2.43)
Мольдер қосындысы бірге тең екенін ескергенде, өрнек
келесі түрге айналады =>P- V= R- T. Идеалды газының бір молі
массасы оның молекулярлық массасына тең екенін біле отырып,
онда сол және оң жағын молекулярлық және газ массасына
көбейткенде, сәйкесінше өрнекті аламыз:
PVM=mRT
(2.44)
Екі жағын VRT бөліп және ықшамдағанда, тығыздықты
есептейтін өрнекті аламыз:
PM/RT=m/V, m/V= MP/RT,p=MP/RT
(2.45)
Келесі мысалды қарастырайық.
СН
4
– метанның бір молі берілген.
Табу керек: н.ж және с.ж метан тығыздығы қанша болады?
А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
38
Шешуі: метанның молекулярлық массасы 16,04 г/моль
екені белгілі және метанның бір молі қ.ж 22,414 л көлемді
алады, ал с.ж 24,055л. Табамыз:
ρ
СН4
(н.ж.) =16,04/22,414=0,716 (г/ л)
ρ
СН4
(с.ж.) =16,04/24,055=0,655 (г/л)
(2.45)
өрнегінен,
газ
тығыздығы
қысым
өсуіне
байланысты артады, ал температура өсуіне байланысты
кемиді.
Газды компонент қоспасының тығыздығы газ қоспасының
орташа тығыздығын ескере отырып, оның молекулярлық
массасының мольдік көлемге қатынасы етіп есептелінеді.
Мысалы нормалды шарттарда газ тығыздығы:
ρ
қоспа
= M
қоспа
/22,414.
(2.46)
Егер газ тығыздығы 0,1013МПа тең атмосфералық
қысымда берілсе, онда оның қайта есептелуі басқа қысымдағы
және сол температурада идеалды газ үшін:
=
∗ /
атм
(2.47)
Басқа мысалды қарастырайық.
Метан тығыздығы қ.ж 0,716 кг/м
3
тең. Артық қысымдағы
метан тығыздығын анықтау керек, мысалы 500 кПа мен 0 С.
Шешуі. Бұл жағдайда жалпы қысым P=(500+101,325)=
=601,325кПа.
Метанның молекулярлық массасы =16,04 г/моль (кг/кмоль),
универсалды газ тұрақтысы (R)=8,314 Дж/(К моль), температура
(T)=273,15 K, метан тығыздығын табамыз:
ρ
=
PM
RT
= 601,325 ∗
16.04
8,314
∗ 273,15 = 4.25
кг
м
ρ
= ρ ∗
P
P
атм
= 0,716 ∗
601,325
101,325
= 4.25кг/м
Достарыңызбен бөлісу: |
