Nhiãût âäü chåïp chaïy l mäüt âải lỉåüng âàûc trỉng cho hm lỉåüng cạc sn pháøm chỉïa trong phán âoản, v cng do âọ nãúu trong phán âoản chỉïa nhiãưu sn pháøm nhẻ, dãù bay håi, khi chụng âỉåüc chỉïa trong cạc bãø chỉïa thng chỉïa, trong pha håi ca chụng cọ mäüt lỉåüng hydrocacbon lải nàịm giỉỵa giåïi haỷn nọứ thỗ chúng seợ rỏỳt nguy hióựm, dãù xy ra hiãûn tỉåüng näø khi cọ tia lỉía. Do âọ, nhiãût âäü chåïp chạy cọ liãn quan âãún tênh cháút an ton våïi näø khi bo qun. Nhiãût âäü chåïp chạy âỉåüc xạc âënh trong nhỉỵng dủng củ tiãu chøn, åí âọ phán âoản dáưu m âỉåüc âäút nọng våïi mäüt täúc âäü quy âënh, báúy giåì håi hydrocacbon s thoạt ra tảo thnh våïi khäng khê xung quanh mäüt häùn håüp maì âãún mäüt giåïi hản no âọ, nãúu âỉa mäüt ngn lỉía nh âãún gáưn chụng s phủt chạy räưi tàõt dỉåïi dảng mäüt ạnh chåïp. Nhiãût âäü ca phán âoản ỉïng våïi thåìi âiãøm âọ gi l nhiãût âäü chåïp chạy. Cọ hai loải nhiãût âäü chåïp chạy : Nhiãût âäü chåïp chạy cäúc kên v Nhiãût âäü chåïp chạy cäúc håí. Nhiãût âäü chåïp chạy cäúc kên l nhiãût âäü khi xạc âënh trong dủng củ âỉåüc âáûy kên s cao hån våïi trỉåìng håüp xạc âënh nhiãût âäü chåïp chạy cäúc håí nãúu cọ cng mäüt nhiãût âäü âäút nọng cháút lng nhỉ nhau. Do âọ, nhiãût âäü chåïp chạy cäúc kên s tháúp hån v sỉû chãnh lãûch giỉỵa hai nhiãût âäü naìy caìng låïn, nãúu nhiãût âäü chåïp chạy nọi chung ca phán âoản cng cao.
Phán âoản cng nhẻ nhiãût âäü chåïp chạy cng tháúp. Phán âoản xàng cọ nhiãût âäü
chåïp chạy -40oC phán âoản kerosen cọ nhiãût âäü chåïp chạy 28-60oC, phán âoản dáưu
nhåìn cọ nhiãût âäü chåïp chạy 120-325oC.
Nhỉ váûy, nhiãût âäü chåïp chạy ca kerosen v mäüt säú sn pháøm cọ nhiãût âäü säi trung bỗnh (nhổ gasoil nheỷ) nũm trong khoaớng thay õọứi cuớa nhióỷt õọỹ baớo quaớn bỗnh thỉåìng trong cạc bưng chỉïa ngoi tråìi. Cho nãn, r rng chụng ráút dãù xy ra hiãûn tæåüng näø nháút nãúu vä cọ phạt sinh ngưn lỉía gáưn. Âäúi våïi cạc phán âoản nhẻ hån, nhổ xng, ồớ nhióỷt õọỹ baớo quaớn bỗnh thổồỡng laỷi ờt nguy hióứm õọỳi vồùi nọứ, vỗ nhióỷt õọỹ chåïp chạy ca chụng ráút tháúp có nghộa ồớ nhióỷt õọỹ baớo quaớn bỗnh thổồỡng hydrocacbon ca nọ trong pha håi ráút cao nãn â vỉåüt quạ xa giåïi hản näø m hiãûn tỉåüng näø chè xy
Giáo Trỗnh Hóa Hc Dáưu M
Thaỷc syợ:Trổồng Hổợu Trỗ Trang 81
ra khi näưng âäü hydrocacbon nàịm trong giåïi hản näø m thäi. Ngỉåüc lải, âäúi våïi phán âoản quạ nàûng nhỉ phán âoản dáưu nhåìn nhiãût âäü chåïp chạy lải ráút cao cọ nghéa åí nhiãût âäü ráút cao cạc håi hydrocacbon bay ra måïi â näưng âäü nàịm trong giồùi haỷn nọứ. Vỗ vỏỷy, ồớ nhióỷt õọỹ baớo quaớn bỗnh thổồỡng hồi hydrocacbon cuớa chụng bay ra ráút êt, näưng âäü ca chụng trong pha håi cn nàịm tháúp quạ so våïi giåïi hản näø, nãn chụng khäng cọ nguy hióựm gỗ khi baớo quaớn bỗnh thổồỡng.
Nọửng õọỹ hydrocacbon trong khäng khê cọ thãø gáy näø åí mäüt säú håüp cháút v phán âoản cọ thãø tháúy trong bng 9 dỉåïi âáy:
Bng 9: Giåïi hản näø ca mäüt säú hydrocacbon v phán âoản dáưu m
Hydrocacbon v phán âoản
dáưu m Giåïi haûn näø, % thãø têch hydrocacbon trong khäng khê
Giåïi hản dỉåïi Giåïi hản dỉåïi Mãtan Ãtan Propan i-butan n-butan pentan hexan Octan Nonan Decan Khê thiãn nhiãn
Ether petro Xàng Kerosen 5,3 3,12 2,37 1,8 1,6 1,4 1,25 0,84 0,74 0,67 4,8 1,4 1,3 1,16 13,9 15,0 9,5 8,4 8,5 8,0 6,9 3,2 2,9 2,6 13,5 5,9 6,0 6,0
Nhiãût âäü chåïp chạy ca mäüt häùn håüp nhiãưu phán âoản, nhiãưu thnh pháưn cng khäng mang tênh cháút cäüng tênh tuưn tênh do âọ khäng thãø xút phạt tỉì nhiãût âäü chåïp chạy ca tỉìng thnh pháưn trong phán âoản m tênh ra nhiãût âäü chåïp chạy ca häùn håüp bũng caùch tờnh trung bỗnh theo haỡm lổồỹng ca chụng âỉåüc- Täút nháút l xạc âënh nhiãût âäü chåïp chạy ca häùn håüp trong cạc dủng củ xạc âënh nhiãût âäü chåïp chạy.
6.Nhiãût âäü âäng âàûc.
Nhiãût âäü âäng âàûc l nhiãût âäü m khi âọ cạc phán âoản dáưu m trong âiãưu kiãûn thỉí nghiãûm qui âënh máút hàón tênh linh õọỹng vaỡ vỗ vỏỷy nhióỷt õọỹ õọng õỷc laỡ âải lỉåüng dng âãø âàûc trỉng cho tênh linh âäüng ca cạc phán âoản dáưu m åí nhiãût âäü tháúp.
Giáo Trỗnh Hóa Hoỹc Dỏửu Moớ
Hiãûn tỉåüng máút tênh linh âäüng ny có thóứ vỗ haỷ nhióỷt õọỹ thỏỳp, õọỹ nhồùt cuớa phán âoản dáưu m gim theo vaỡ õỷc laỷi dổồùi daỷng các chỏỳt thuỡ hỗnh, âäưng thåìi cn cọ thãø do tảo ra nhiãưu tinh thãø parafin ràõn, cạc tinh thóứ naỡy hỗnh thaỡnh dổồùi daỷng lổồùi (khung tinh thãø) v nhỉỵng pháưn cn lải ca phán âoản khäng kãút tinh chui vo trong cạc khung tinh thãø âoï, nãn laỡm caớ hóỷ thọỳng bở õọng õỷc laỷi. Hỗnh daỷng cạc tinh thãø tạch ra phủ thüc vo thnh pháưn họa hc ca hydrocacbon, cn täúc âäü phạt triãøn cạc tinh thãø phủ thüc vo âäü nhåït ca mäi trỉåìng, vo hm lỉåüng v âäü ha tan ca parafin åí nhiãût âäü âọ, cng nhe täúc âäü lm lảnh ca nọ. Mäüt säú cháút nhỉ nhỉûa lải dãù bë háúp phủ trãn bãư màût tinh thãø parafin nãn ngàn cạch khọng cho các tinh thóứ naỡy phát trióứn, vỗ vỏỷy phán âoản dáưu m âỉåüc lm sảch cạc cháút ny, nhiãût âäü âäng âàûc lải lãn cao. Nhæ váûy, nhiãût âäü âäng âàûc phủ thüc vo thnh pháưn họa hc ca phán âoản, v ch úu nháút l phủ thüc vo hm lỉåüng parafin ràõn åí trong âọ. Thê dủ, trong cạc phán âoản dáưu nhåìn mäúi quan hãû giỉỵa nhiãût âäü âäng âàûc v hm lỉåüng parafin ràõn âỉåüc thãø hiãûn qua cäng thæïc sau:
tââ= (k1+k2)%gC (3-16)
Trong âọ: tââ: l nhiãût âäü âäng âàûc ca phán âoản dáưu nhåìn oC.
C: hm lỉåüng parafin ràõn trong dáưu nhåìn, % trng lỉåüng.
k1, k2 :hàịng säú âàûc trỉng cho tỉìng loải dáưu nhåìn.
Nhiãût âäü âäng âàûc ca mäüt häùn håüp nhiãưu phán âoản cng khäng mang tênh cäüng tênh. Nọi chung, âiãøm âäng âàûc ca häùn håüp thỉåìng cao hån nhiãưu so våïi giạ trë thu õổồỹc bũng cách tờnh theo trung bỗnh thóứ tờch. Tuy nhiãn, nãúu häùn håüp hai phán âoản, m mäüt trong säú âọ lải chỉïa cạc cháút nhỉûa-asphalten, hồûc mäüt trong säú âọ lải cọ õỷc tờnh naphtenic maỷnh, thỗ nhiãût âäü âäng âàûc ca häùn håüp trong thỉûc tã úlaûi tháúp hån so våïi khi tờnh theo trung bỗnh thóứ tờch.
7.Cạc tênh cháút nhiãût 7.1.Nhiãût dung.
Âọ l nhiãût lỉåüng cn thiãút âãø cung cáúp cho mäüt âån vë troüng læåüng tàng lãn 1oC. Nhiãût dung âo bàòng kcal/kgoC.
Nhiãût dung cuía phán âoản dáưu m, phủ thüc vo t trng v nhiãût âäü. Tyí troüng cuía phán âoản cng låïn, nhiãût dung cng bẹ. Quan hãû ny thãø hiãûn qua hãû thỉïc Kereg dỉåïi âáy âỉåüc sỉí dủng âãø tênh nhiãût dung ca phán âoản dáưu m.
) t , , ( d C , , 00081 0 403 0 1 6 15 6 15 1= + (3-17).
Trong âoï: C1-nhiãût dung ca phán âoản dáưu m åí toC, kcal/kgoC. d15,6
15,6-t trng ca phán âoản dáưu m
t: nhiãût âäü oC.
Giáo Trỗnh Hóa Hoỹc Dỏửu Moớ
Chênh xaïc hån, nhiãût dung cáưn phi âỉåüc tênh âãún nh hỉåíng ca thnh pháưn họa hc ca phán âoản, tỉïc nh hỉåíng ca hãû säú âàûc trỉng K. Vỗ vỏỷy cọng thổùc dổồùi âáy âỉåüc xem l cäng thỉïc chênh xạc hån c khi dng âãø tênh nhiãût dung ca phán âoản dáưu m:
C1= 0,7072-0,318d15,6
15,6 + t(0,00147-0,0005d15,6
15,6) (0,067K + 0,35) (3-18).
Trong âọ: K-hãû säú âàûc trỉng ca phán âoản.
Nhiãût dung riãng ca phán âoản dáưu m åí pha håi phủ thüc ráút nhiãưu vo ạp sút. ÅÍ ạp sút 1atm, nhiãût dung ca khê v håi hydrocacbon cọ thãø tênh nhỉ sau:
) , K , )( t ( d , C , , 41 0 146 0 702 18 6450 0 4 156156 − + − = (3-19).
Trong âoï: d15,615,6-t trng ca phán âoản dáưu m pha lng
t: nhiãût âäü oC.
K-hãû säú âàûc trỉng ca phán âoản.
7.2.Nhiãût hoïa håi.
Nhiãût họa håi l nhiãût âäü cung cáúp cho 1 âån vë troüng læåüng biãún thnh håi åí mäüt nhiãût âäü v ạp sút no âọ. Âäúi våïi cạc hydrocacbon riãng l, sỉû biãún âäøi ny âỉåüc thỉûc hiãûn åí nhiãût âäü v ạp sút khäng âäøi, nhỉng âäúi våïi mäüt phán âoản dáưu m gäưm nhiãưu hydrocacbon khạc nhau, sỉû họa håi cọ thãø thỉûc hiãûn bàịng hai cạch: hồûc åí ạp sút khäng âäøi nhỉng nhiãût âäü thay âäøi âáy l trỉåìng håüp thỉåìng xy ra nháút, hồûc åí nhiãût âäü khäng âäøi nhỉng ạp sút thay âäøi. Nhiãût họa håi âỉåüc âo bàịng kcal/kg hay kcal/mol.
Nhiãût họa håi ca cạc phán âoản dáưu m cọ thãø tênh theo cäng thæïc Truton nhæ sau: M T . k l = Trong âoï : l :nhiãût hoïa håi, kcal/kg.
T :nhiãût õọỹ sọi trung bỗnh phỏn tổớ cuớa phỏn õoaỷn dỏửu m, oK.
M: trng lỉåüng phán tỉí.
K: hãû säú, åí ạp sút thỉåìng k=20+22. Cọ thãø tênh chênh xạc k theo nhióỷt õọỹ sọi trung bỗnh phỏn tổớ cuớa phỏn âoản nhỉ sau:
K= 8,75 +4,571lgT.
Nọi chung nhiãût họa håi åí ạp sút thỉåìng ca cạc phán âoản sn pháøm tràõng cọ thãø xem gáưn âụng nhỉ sau:
Phán âoaûn xàng: 70-75 kcal/kg Phán âoaûn kerosen: 60-65 kcal/kg Phán âoaûn gasoil: 45-55 kcal/kg.
Giáo Trỗnh Hóa Hoỹc Dỏửu Moớ
7.3.Haìm nhiãût (Entalpi).
Hm nhiãût ca mäüt hydrocacbon riãng l hồûc ca mäüt phán âoản dáưu m l âải lỉåüng nhiãût chỉïa trong ton bäü hydrocacbon hồûc phán âoản dáưu m cọ åí mäüt trảng thại nhiãût âäü âäüng â xạc âënh.
Thäng thỉåìng, trảng thại tiãu chøn láúy åí 0oC, cho nãn hm nhiãût åí trảng thại
nhiãût âäü t no âọ, l täøng nhiãût lỉåüng cọ trong phán âoản, âỉåüc nháûn vo âãø lm nọng
1kg phán âoản âọ tỉì 0oC lãn 1oC. Hm nhiãût âỉåüc tênh bàịng kcal/kg.
Hm nhiãût ca mäüt phán âoản dáưu m åí mäüt nhiãût âäü t no âọ váùn cn åí trảng thại lng âỉåüc tênh gáưn âụng theo cäng thỉïc:
) t , t , ( d H , , g 156 2 6 15 1 = 1 0403 +0000405 (3-20).
Trong âọ: H1g:hm nhiãût phán âoản lng åí nhiãût âäü toC, kcal/kg. d15,6
15,6-t trng ca phán âoản dáưu m pha loíng
t: nhiãût âäü oC.
Hm nhiãût ca mäüt phá âoản dáưu m åí trảng thại håi cọ thãø âỉåüctênh theo cäng thỉïc gáưn âụng sau:
Hhåi= (50,2 +0,109t + 0,00014t2)(4-d15,6
15,6-73,8). (3-21).
Trong âọ: Hhåi :hm nhiãût phán âoản lng åí trảng thại håi, kcal/kg.
d15,6
15,6-t trng ca phán âoản dáưu m pha lng
t: nhiãût âäü oC.
Nhỉ â nọi trãn, hm nhiãût ca mäüt phán âoản dáưu m â chuøn sang trảng thại håi åí nhiãût âäü toC l täøng lỉåüng nhiãût bao gäưm nhiãût cáưn thiãút âãø lm nọng phán âoản âọ lãn nhiãût âäü säi, cäüng våïi nhiãût họa håi åí nhiãût âäü âọ, v cäüng våïi nhiãût lm nọng håi hydrocacbon ca phán âoản âãún nhiãût âäü t.
Âäúi våïi cạc khê l tỉåíng, ạp sút khäng nh hỉåíng âãún hm nhiãût, nhỉng håi hydrocacbon åí ạp sút cao, cọ chëu nh hỉåíng ca ạp sút, v nọi chung hm nhiãût thỉåìng bë gim tháúp.
Âäúi våïi mäüt häùn håüp gäưm nhiãưu phán âoản hay nhiãưu cáúu tỉí, hm nhiãût phán tỉí ca nọ bàịng täøng hm nhiãût phán tỉí ca cạc thnh pháưn nhán cho näüng âäü pháøn tỉí ca chụng. Quy tàõc ny cng âụng åí trảng thại gáưn âiãøm tåïi hản.
7.4.Nhiãût chạy.
Nhiãût chaïy l lỉåüng nhiãût âỉåüc gii phọng khi âäút chạy mäüt âån vë thãø têch hay troỹng lổồỹng nhión lióỷu. Vỗ trong saớn phỏứm cháy có tảo ra håi nỉåïc, cho nãn, nãúu cáưn
bàịng nhiãût âäü âỉåüc xạc âënh cho nhiãn liãûu åí 15oC v cạc sn pháøm chạy åí thãø khê,
cng åí nhiãût âäü âọ âỉåüc cäüng thãm cho lỉåüng nhiãût do håi nỉåïc ngỉng tủ trong khọi åí
nhiãût âäü 15oC, s âỉåüc mäüt âải lỉåüng nhiãût chạy cọ trë säú cao, âỉåüc gi l nhiãût chạy
cao cuía nhiãn liãûu. Nãúu khäng kãø lỉåüng nhiãût do håi nỉåïc ngỉng tủ trong sn pháøm
Giáo Trỗnh Hóa Hoỹc Dỏửu Moớ
Thaỷc syợ:Trổồng Hổợu Trỗ Trang 85
chạy, s âỉåüc mäüt âải lỉåüng nhiãût chạy cọ trë säú tháúp, âỉåüc gi l nhiãût chạy tháúp ca nhiãn liãûu. Trong tênh toạn cäng nghãû, chè sỉí dủng âëa lỉåüng nhiãût chạy tháúp m thäi.
Nhiãût ngỉng tủ håi nỉåïc åí 15oC l 588kcal/kg nỉåïc hồûc 473kcal/m3 åí 0oC tỉïc 477 lcal/m3 åí 15oC. Cán bàịng nhiãût âỉåüc choün åí 15oC (60oF) thêch håüp hån khi choün åí 0oC, vỗ 15oC tỉång ỉïng vồùi nhióỷt õọỹ bỗnh thổồỡng.
Âäúi våïi nhiãn liãûu khê, bao gäưm nhiãưu cáúu tỉí ch úu l hydrocacbon parafinic, nhiãût chạy ca nọ cọ thãø âỉåüc tênh qua trng lổồỹng phỏn tổớ trung bỗnh M cuớa chuùng theo cäng thỉïc gáưn âụng sau:
Qcao= 0,5M + 1,57 th/m3 khê åí 0oC. Qtháúp= 0,47M + 1,03 th/m3 khê åí 0oC.
7.5. Âäü dáøn nhiãût.
Âäü dáøn nhiãût λ âàûc trỉng cho lỉåüng nhiãût chùn qua mäi trỉåìng dng thãø têch cho mäüt âåün vë thåìi gian qua mäüt âån vë bãư màû thàóng gọc so våïi phỉång truưn v våïi mäüt gradien nhiãût âäü giỉỵa bãư màût vo v ra laì 1oC/m. âån vë âo laì kcal/m2.hoC/m tæïc kcal/mhoC.
Âäúi våïi cạc khê hydrocacbon, khê cng nàûng âäü dáøn nhiãût caìng tháúp.
Âäúi våïi cạc phán âoản lng cọ trng lỉåüng phán tỉí cng låïn, âäü dáøn nhiãût cng
cao. Thê dủ, åí 50oC âäü dáøn nhiãût cuía xàng l 0,095, nhiãn liãûu phn lỉûc l 0,0968
kcal/m2.h.oC. Khi tng nhióỷt õọỹ thỗ õọỹ dáøn nhiãût ca cạc phán âoản lng âãưu gim
xuäúng, theo quy luáût sau:
λ1= λ20[1-α(t-20)] (3-22)
Trong âoï: λ1: âäü dáøn nhiãût åí nhiãût âäü toC. λ20: âäü dáøn nhiãût åí nhiãût âäü 20oC.
α:hãû säú, cọ giạ trë tỉì 0,00078 âãún 0,00120.
Khi aïp suáút tàng, âäü dáøn nhiãût ca cạc phán âoản dáưu m cng tàng lãn, nhỉng nọi chung âãưu khäng dạng kãø so våïi khê v håi. Thê dủ, phán âoản dáưu nhåìn, âäü dáøn nhiãût åí 680 atm tàng lãn khäng quạ 20% so våïi âäü dáøn nhiãût åí ạp sút thỉåìng.
8.Âäü ha tan ca nỉåïc trong cạc phán âoản dáưu m.
Màûc d âäü ha tan ca nỉåïc trong cạc phán âoản dáưu m ráút êt nhỉng trong mäüt säú trỉåìng håüp lải l mäüt váún âãư cáưn phi quan tám, thê dủ trong trỉåìng håüp nhiãn liãûu phn lỉûc, khê họa lng, dáưu nhåìn âãø cạch âiãûn. Khi trong nhiãn liãûu phn lỉûc cọ mäüt lỉåüng nh nỉåïc ha tan lục âäüng cå lm viãûc åí cạc âäü cao låïn, nhiãût âäü hả tháúp, lỉåüng nỉåïc ny s tạch ra v lục báúy giåì s xút hiãûn cạc tinh thãø nỉåïc âạ åí cạc van gim ạp. Trong dáưu nhåìn, nãúu cọ màût nỉåïc d êt, cng lm gim tênh cạch âiãûn ca nọ. Nọi chung âäü bo ha ca nỉåïc trong cạc phán âoản dáưu m tàng lãn theo nhiãût âäü v ráút êt phủ thüc vo trng lỉåüng phán tỉí ca phán âoản.