Строго размера предохранительных клапанов для сверхкритических флюидов

Ранее опубликованные методами может быть сложно применять, и может привести к неправильной размера клапанов. Вот ступенчатой, подробный метод, который более точно определяет-отверстия области.

Сверхкритических флюидов выставки характеристики характерны как для жидкостей и паров. Транспортные свойства, такие как вязкость и скорость диффузии, которых ближе к типичной пары, в то время как платежеспособный сила напоминает типичный жидкостей. Кроме того, свойства могут быть сильными функциями давления и температуры, что позволяет растворителя силы легко манипулировать. Это привело к необходимости использования сверхкритических флюидов в производственных процессах, таких как извлечение кофеина из кофе с углекислым газом, а остаток масла сверхкритической экстракции (ROSE) процесса либо с бутаном или пентана (1). Однако эти же отклонения от идеального газа, как и несжимаемой жидкости поведение настоящее особые проблемы для облегчения калибровки клапанов.

Вот жесткой процедуры, позволяющей вычислить скорость и размер помощи предохранительный клапан для сверхкритических флюидов. Помощи ставка моделируется течением времени заблокирован в сосуд с использованием малых приращений температуры. Предохранительный клапан размера на основе моделирования потока массы через изэнтропической отверстия до предела душили потока. Н-бутана огня случае будет показана процедура использования Lee - Кеслер свойства (2). Метод подходит для других случаев теплового ввода, а также другие методы определения собственности.

Многие проблемы рельефа значительно упрощенной, предполагая несжимаемой жидкости и идеального газа поведения. Жидкости при сверхкритических условиях может быть довольно сжимаемых, и его физические свойства могут заметно отклоняются от поведения идеального газа. Помощи вентиляции сверхкритических флюидов изучали ранее, в результате чего руководящих принципов для расчета помощи скорости (3, 4) и области предохранительного клапана отверстие (5, 6, 7). Однако, если не будут проявлять при чтении этих руководящих принципов, он или она может размер перепускного клапана на основе идеального газа упрощений или просто для максимальной массой помощи курса. Читатель может непреднамеренно использовать пары или жидкость-калибровки уравнений (для идеального или сжимаемого газа), например. Кроме того, Ref. 4 подсказывает читателю, как найти максимальную скорость помощи, в отличие от максимальной площади отверстия. Максимальная площадь необходимые отверстия не может произойти в помощи максимальная скорость массы или максимальной объемной помощи курса (рис. 1).

Здесь шаг за шагом процедуры строго размер предохранительный клапан для сверхкритических флюидов. Представляя этот метод, мы начнем с обсуждения жидкости условий, ведущих к сверхкритических помощи. Затем метод будет представлена в упрощенном виде, а затем подробно шаг за шагом, например, руководство пользователя через процесс, подчеркивая при этом могут возникнуть проблемы с ненормальным случаях. Затем мы рассмотрим основание для этой процедуры: необходимые для сброса курса вывод и предохранительных клапанов отверстия - области вывода. Кроме того, упоминается о нескольких альтернативных процедур для определения размера отверстия и потенциал для сверхкритических помощи превратиться в двухфазной помощи.

Рассмотрим заблокирован в сосуд, полный жидкости с судна для сброса давления больше критического давления жидкости. Если тепло добавил огнем или иными средствами, кипячение не может. Первоначально тепла приводит к расширению жидкость и сосуд для достижения условий рельефа. Предохранительный клапан может быть рассчитана на это условие с уравнениями доступна на Ref. 5. Если тепла продолжается, температура массы и увеличения давления пара. Жидкость может начать мигать в сливной трубе и предохранительного устройства. После того как давление паров превышает клапан обратного давления, более-сложных методов калибровки должны учитывать две фазы помощи. Обратитесь к API 520 Часть I (5) за указаниями на две фазы определения размера предохранительных клапанов. Наконец, если больше тепла, добавил, жидкость может пройти через критическую температуру и последующей помощи становится сверхкритических. Такая помощь - клапан размеров находится здесь.

Же общая картина событий может произойти в сосуд неполным жидкости, кроме того, что в паровом пространстве удаляется на начальном этапе. Паровом пространстве может раствориться в жидкости, как растворимость увеличивается, или может пройти через оборудованы устройством для сброса давления. При увеличении давления из-за увеличения давления паров жидкости и сжатия парового пространства с помощью расширения жидкости.

Резюме метода

Двухфазных потоков помощи

Интересные 2 фазы явления могут возникнуть в течение сверхкритических помощи. При увеличении давления уменьшается изэнтропически, рельеф путь может пройти в двухфазной области жидкости. При расчете массовый поток, выбранный метод собственности должны быть созданы указать, если жидкость попала в двухфазной области. Если это так, перегретого пара имеет разгерметизация в насыщенных паров, и может в конечном итоге осадок насыщенная жидкость. Насыщенной жидкости может вспышки, когда разгерметизация вперед, позволяя пар, чтобы вернуться в перегретом состоянии. Это может произойти насыщенных паров энтропии и энтальпии правило, снижение по мере приближения к критической точке. Это можно увидеть в многочисленных диаграмм давления, энтропии и таблиц. Чтобы использовать эту процедуру, физические свойства двух различных этапов должны быть объединены в одно значение, как это требуется для вычислений. Один из способов для этого является однородной равновесной модели (ЭМ), который предполагает равновесия двух фаз, не скольжением, и лежит в основе метода омега Leung. Обсуждение HEM находится в работе. 7. Метод Leung включается в седьмой ред. по API 520, часть I (5) в качестве потенциального две фазы размера схемы. Тем не менее, читатель получает предупреждение, что две фазы помощи - клапан размера все еще развивается и текущий рекомендуемой практики могут быть заменены другими.

ЛИТЕРАТУРА

1. Перри, RH, и Дон Грин В., ред., "Perry Справочнике инженеров-химиков," седьмое издание, McGraw-Hill, Нью-Йорк, с. 22-14 до 22-19 (1997).

2. Ли, Б. И. и М. Г. Кеслер, "обобщенные термодинамические корреляции на основе трех параметров соответствующих государств," Айше J., 21 (3), с. 510-527 (май 1975).

3. "Руководство для давления Освобождение и разгерметизации системы," Рекомендуемая практика API 521, 4 изд., Американского института нефти. Вашингтон, постоянный ток (март 1997).

4. Фрэнсис, JO, и мы Шакелтон, "Расчет Освобождение требования в критической области", в сб. - Переработка кафедра, 64, Американский институт нефти, Вашингтон, округ Колумбия, с. 179-182 (1985).

5. "Калибровка" Выбор и установка давления Освобождение устройств в НПЗ, часть I - калибровка и выбор ", седьмое издание, API 520, рекомендуемая практика. Американский институт нефти. Вашингтон, постоянный ток (январь 2000).

5. Leung, JC, М. Эпштейн, "Обобщенная модель критического потока для неидеальных газов". Айше J., 34 (9). с. 1568-1572 (сентябрь 1988).

7. Leung, JC, "Легко Размер предохранительных устройств и трубопроводов для двухфазных потоков", Chem. Eng. "Прогресс". 92 (12), с. 28-50 (декабрь 1996).

"." API книг Технические характеристики - нефтеперерабатывающая, "API кафедра переработки, главы 1 (1997), 4 (1987). 5 (1994), 6 (1984), 7 (1992), Американского института нефти, Вашингтон, DC

Мосс, DR, "Корпусные Руководство по проектированию: Иллюстрированный процедуры для решения каждой Основные сосудов высокого давления Дизайн Проблема," на стр. 224, Издательский залива, Хьюстон, Техас (1989).

Ю ". фланцевый стали предохранительные клапаны," 4-й под ред. стандарту API 526, Американский институт нефти, Вашингтон, DC (июнь 1995).

11. Смит, JM, и HC Ван Несс, "Введение в химической термодинамике инженерия," 4 изд., С. 220-225, McGraw-Hill, Нью-Йорк (1987).

RYAN Оудеркерк, Fluor Корпорация

RYAN Оудеркерк представляет собой процесс, инженер энергии