LNG装置中碳烃类混合制冷剂的选择
责任编辑:icynet    浏览:1038次    时间: 2017-03-09 09:11:54      

摘要:混合制冷剂是由两种或两种以上纯制冷剂组成的混合物。由于纯制冷剂在品种和性质上的局限性,采用混合物做制冷剂为调制制冷剂的性质和扩大制冷剂的选择方面提供了更大的自由度。混合物按其定压下相变时的热力学特征有非共沸混合物与共沸混合物之分。用T-x相图反映这两..

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混合制冷剂是由两种或两种以上纯制冷剂组成的混合物。由于纯制冷剂在品种和性质上的局限性,采用混合物做制冷剂为调制制冷剂的性质和扩大制冷剂的选择方面提供了更大的自由度。

混合物按其定压下相变时的热力学特征有非共沸混合物与共沸混合物之分。用T-x相图反映这两类混合物之不同,如图1所示。

非共沸混合物的T-x相图具有图中(a)所示的特征。它在定压下沸腾时,露点线与泡点线呈鱼形曲线。混合物在定压下相变(蒸发或凝结)时,伴随有一定的温度变化,变化量为混合成分x所对应的露点与泡点温度之差,称它为相变温度滑移。另外,在相变过程中,气相与液相的成分不相同,而且各自都是变化的,直到相变完成。

共沸混合物的T-x相图具有图中(b)所示的特征。泡点线与露点线存在一个相切点。该点称共沸点。在共沸点处,定压相变过程中温度滑移为零(定温),且气相与液相的成分相同(即两组分物质共沸)。所以,共沸混合物具有与纯物质相同的热力特征,可以象纯制冷剂一样使用。

另外,还有一些混合物,尽管不具备共沸特征,但泡点线与露点线很靠近,故定压力相变时的温度滑变不大,可视作近似等温。将这类混合物叫做近共沸混合物。

 

1 混合物的T-x
a)非共沸混合物 ;(b)共沸混合物;1---露点线;2---泡点线

一共沸混合制冷剂:

   已发现具有共沸特征的混合物不到50种。其中满足作为制冷剂性质要求的仅十种。在所列共沸制冷剂中,已有显著商业应用的只有三种:R500R502R503
采用共沸混合制冷剂的好处是:它几乎具有纯制冷剂的所有特征,可以象纯质一样使用方便。共沸混合制冷剂中标准沸点比构成它的组分物质的标准沸点都低,因而蒸发压力比其组分的蒸发压力高,可以扩大应用温度范围和提高单位容积制冷量。

至于混合物其它性质方面的调制,取决于其组分物质的性质。关于这一点,无论对共沸还是非共沸混合物都是一致的。例如,稳定性好的组分对混合物性质的贡献是改善稳定性;不可燃组分对混合物性质的贡献是抑制可燃性;;重分子组分对混合物性质的贡献是降低排气温度;溶油性好的组分对混合物的性质贡献是改善溶油性;诸此等等。

二非共沸混合制冷剂

非共沸混合制冷剂是继共沸混合制冷剂之后而发展起来的,它为寻求性质满意的工质开辟了更宽广的选择范围。

非共沸混合制冷剂最初是研究出于节能目的。利用它定压下相变不等温的特性,与实际有限大热源的变温特点相适应,可以减小冷凝器和蒸发器的传热不可逆损失(循环原理见图2),所以在热泵中应用取得较好的节能效果。为进一步适应各种需要和目的,例如,提高单位容积制冷量、调制容量、拓宽工作温度范围、以及具有环境可接受性等等,又研究和正在研究不少非共沸混合制冷剂。


2 非共沸混合制冷剂的制冷循环图

非共沸混合制冷剂在使用上的一个麻烦是:系统泄漏会引起混合物成分的变化。而近供沸混合物制冷剂似能兼有共沸与非共沸二者之长:选择范围大,使用大致与纯制冷剂一样方便,系统泄漏对混合物成分的影响不会太厉害。目前对非共沸和近共沸混合物还在研究中。

目前,LNG装置一般采用碳烃混合冷剂,主要包括氮气、甲烷、乙烯、丙烷或异戊烷等。

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乙烯技术指标,液态,槽车储罐操作环境:常温,1.2~1.5MPa

乙烯技术指标

序号

检验项目

质量指标

检验结果

检验方式

1

氢ml/m^3

≤5

1

GB/T 3393-2009

2

甲醇ml/m^3

≤5.0

<1

GB/T 12701-1990

3

微量氧含量ml/m^3

≤1

1.0

GB/T 3396-2002

4

硫含量mg/m^3

≤1

<0.5

GB/T 11141-1989

5

水的含量mg/m^3

≤1

<1

GB/T 3727-2003

6

甲烷和乙烷含量ml/m^3

≤500

251.5

GB/T 3391-2002

7

碳三和碳三以上组分

含量ml/m^3

≤10

<1

GB/T 3391-2002

8

乙炔含量ml/m^3

≤5

<1

GB/T 3391-2002

9

乙烯含量%(v/v)

≥99.95

99.97

GB/T 3391-2002

10

一氧化碳ml/m^3

≤1

<1

GB/T 3394-2009

11

二氧化碳ml/m^3

≤5

1

GB/T 3394-2009

产品名称

Name of product

R1270

PropyleneR1270

产品来源

Source

车间

Workshop

批号

Batch number

XL20161114

数量

Quantity

日期

Report date

20161114

检验项目

Item

指标值

Parameter values

检验结果

Results

丙烯%

Propylene,% vol.

99.6min

99.65

C3C3以上组

Methane.ethanepropane,% vol.

0.4 max

0.34

乙烯

Ethylene,ppm  vol.

100 max

1

丁烯

Butenes,ppm  vol.

100 max

1

乙炔

Acetylene,ppm  vol.

5 max

1

甲基乙炔

Methylacetylene,ppm  vol.

5 max

1

丙二烯

Propadiene,ppm  vol.

10 max

1

一氧化碳

Carbon  monoxide,ppm vol.

5 max

0.1

二氧化碳

Carbon dioxide,ppm  vol.

5 max

0.3

Hydrogen,ppm  vol.

20 max

1

Oxygen,ppm vol.

5 max

1

水分

Water,ppm  wt.

5 max

10

硫分

Total  sulfur,ppm wt.

3 max

1

甲醇

Methanol,ppm vol.

8 max

1

结论

Conclusion

合格




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