Для химически чистых веществ теплота парообразования (испарения) представляет собой энергию, необходимую для испарения единицы массы вещества при постоянном давлении и температуре.
Так как нефтяные фракции являются смесями углеводородов, то они выкипают в некотором интервале температур и в этом случае тепло затрачивается не только на испарение, но и на повышение температуры смеси. Точное определение теплоты испарения при таких условиях весьма затруднительно.
Данные для химически чистых индивидуальных углеводородов и водорода:
Расчет теплоты испарения
Теплоту испарения нефтепродуктов (l) можно рассчитать по формуле Трутона (кДж/кг):
Для большинства углеводородов и их смесей при атмосферном давлении К=83,7 - 92,1. Более точное значение постоянной К находят по формуле В. А. Кистяковского:
При помощи уравнений Трутона и Кистяковского можно построить график зависимости теплоты испарения нефтяных фракций от их средней молекулярной температуры кипения, молекулярной массы и характеризующего фактора.
Теплоты испарения нефтяных дистиллятов при атмосферном давлении в первом приближении могут быть оценены следующими величинами:
- для бензина - 290-300 кДж/кг;
- для керосина - 250-270 кДж/кг;
- для дизельного топлива - 230-250 кДж/кг;
- для газойля - 190-230 кДж/кг.
Также для определения теплоты парообразования могут быть использованы следующие соотношения:
- в [кДж/кг]:
- в [ккал/кг]:
Теплота испарения алканов
Влияние температуры и давления на теплоту парообразования
Температура и давление заметно влияют на величину теплоты испарения - с повышением температуры и давления теплота испарения уменьшается. В критической точке, в которой нет различия между жидкостью и паром, она равна нулю. Теплоту испарения при каком-то давлении и соответствующей ему температуре кипения можно определить по уравнению Уотсона и Нельсона, зная ее значение при нормальных условиях, т. е. температуре кипения при атмосферном давлении:
В практических расчетах для определения коэффициента φ пользуются графиком:
Теплоту испарения при температурах и давлениях, удаленных от критических, можно вычислять по формуле Трутона, в которой значение К определяется по графику в зависимости от некоторой величины f - функции Гильдебрандта:
Для расчетов теплоты испарения как функции ацентрического фактора и энтропии Питцер предложил зависимость:
Значения энтропии для интервала Tпр от 0,56 до 1,0.
Теплота испарения может быть определена также по разности энтальпий нефтепродукта в паровой и жидкой фазах при одинаковых температурах и давлении:
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.
