基于不同状态方程预测气体水合物相平衡条件

气相逸度的计算结果会直接影响气体水合物相平衡条件的预测精度。基于Chen-Guo模型,选取RK、SRK、PR以及PT四种状态方程计算逸度,分别对甲烷、乙烷以及二氧化碳三种不同气体水合物在不同温度范围内的相平衡条件进行计算。结果表明：纯水条件下,RK方程最适合预测甲烷水合物相平衡条件,而PR方程更适合预测乙烷及二氧化碳水合物相平衡条件;对于冰中,SRK方程适合预测甲烷水合物的相平衡条件,PR方程适合预测乙烷水合物的,而RK方程更适合二氧化碳水合物的;对于甲烷水合物,低于218.2 K的预测是导致模型预测精度偏低的原因;对于乙烷水合物,需要提高低于230.2 K的预测精度;对二氧化碳水合物而言,提高对低于270.7 K的预测可以进一步提高模型预测精度。     

基于不同状态方程预测气体水合物相平衡条件

气相逸度的计算结果会直接影响气体水合物相平衡条件的预测精度。基于Chen-Guo模型,选取RK、SRK、PR以及PT四种状态方程计算逸度,分别对甲烷、乙烷以及二氧化碳三种不同气体水合物在不同温度范围内的相平衡条件进行计算。结果表明:纯水条件下,RK方程最适合预测甲烷水合物相平衡条件,而PR方程更适合预测乙烷及二氧化碳水合物相平衡条件;对于冰中,SRK方程适合预测甲烷水合物的相平衡条件,PR方程适合预测乙烷水合物的,而RK方程更适合二氧化碳水合物的;对于甲烷水合物,低于218.2 K的预测是导致模型预测精度偏低的原因;对于乙烷水合物,需要提高低于230.2 K的预测精度;对二氧化碳水合物而言,提高对低于270.7K的预测可以进一步提高模型预测精度。     

LNG接收站蒸发计算状态方程选择

LNG物性参数是LNG接收站模型建立、工艺流程模拟计算及研究必不可少的基础数据。以国外实验数据为基础,采用Aspen HYSYS软件分析评价PR、SRK、LKP、BWRS状态方程对气液相组成、焓、密度等物性参数的预测结果,比选汽液相平衡和热力学参数的计算状态方程,建立了LNG接收站储罐蒸发模型,并比较了四种状态方程的准确度。结果表明：PR方程在汽液相平衡计算方面计算精度最高,相对误差为4.70%;LKP方程计算热力学参数最准确,预测误差为2.59%。综合考虑相平衡参数和热力学参数计算精度,PR方程精度最高,预测误差为3.77%。此外,PR方程对LNG储罐蒸发和储罐压力的模拟计算值与现场数据吻合度最好,因此LNG接收站蒸发计算推荐选用PR方程。研究结果对物性参数和LNG接收站蒸发计算状态方程的选择具有借鉴意义。     

状态方程计算高含硫天然气压缩因子评价研究

压缩因子在天然气开发与输运过程中是很重要的物性参数,其它一些参数的变化与压缩因子密切相关。但是对于高含硫天然气由于H2S的存在,使得临界参数产生较大偏差。目前应用较多的计算压缩因子的方法多是针对常规天然气的,故利用这些方法来计算高含硫天然气的压缩因子会产生较大误差。对于硫化氢摩尔含量小于12%的高含硫天然气体系,用RK、SRK、PR、BWRS状态方程计算在1.05≤Tr≤2,0≤Pr≤13范围内的压缩因子,并与标准压缩因子图进行了对比分析,得出这四个状态方程的适用范围。     

基于多种状态方程模型的冷凝法油气回收对比

冷凝法回收油气过程的模拟计算采用何种状态方程尚无定论,建立油气混合物相平衡模型和组分热物理参数模型,进行油气回收过程模拟的对比。相平衡模型主要由状态方程、物质的量平衡方程、热力学平衡条件方程和模型迭代步骤组成,状态方程包括SRK方程、PR方程、TJS方程和理想气体方程。模拟结果表明:状态方程选用SRK、PR和TJS方程,经实验数据验证,满足精度要求;将油气视为理想气体时,计算结果与实际气体状态方程的模拟结果相差较大,冷凝温度越高,偏差越大,油气混合物在冷凝过程中不能视为理想气体;SRK、PR、TJS和Aspen Plus的模拟结果比较一致,相平衡计算应优先选用SRK或TJS方程。     

基于多种状态方程模型的冷凝法油气回收对比

冷凝法回收油气过程的模拟计算采用何种状态方程尚无定论,建立油气混合物相平衡模型和组分热物理参数模型,进行油气回收过程模拟的对比。相平衡模型主要由状态方程、物质的量平衡方程、热力学平衡条件方程和模型迭代步骤组成,状态方程包括SRK方程、PR方程、TJS方程和理想气体方程。模拟结果表明：状态方程选用SRK、PR和TJS方程,经实验数据验证,满足精度要求;将油气视为理想气体时,计算结果与实际气体状态方程的模拟结果相差较大,冷凝温度越高,偏差越大,油气混合物在冷凝过程中不能视为理想气体;SRK、PR、TJS和Aspen Plus的模拟结果比较一致,相平衡计算应优先选用SRK或TJS方程。     

Patel-Teja三参数状态方程及应用

文章介绍了三参数立方型状态方程Patel-Teja,讨论了其用法和存在问题,详细介绍了Valderrama对PT方程参数计算方法的改进。分别用vd W、RK、SRK、PR、PT和改进的PT方程计算了几种物质的PVT性质,比较了它们的效果。结果表明:低压下,原始的PT方程效果和PR方程相当;中、高压下PT方程效果很差;改进的PT方程适合中高压,预测效果最好,同时适合于非极性和极性物质,且计算比原始的PT方程更简单。     

用SRK方程与PR方程求算双组分混合气体热力学性质

流体热力学性质的计算是化工热力学中的一类重要计算,立方型方程经常用于这类计算中。SRK方程与PR方程是在RK方程基础上发展而来的,具有比RK方程更好的计算精度。但现有教材中没有给出PR方程和SRK方程的剩余焓、剩余熵的计算公式,缺失了流体热力学性质计算的系统性。本文通过立方型状态方程的一般形式推导出PR方程和SRK方程的剩余焓、剩余熵的计算公式,利用Excel电子表格计算双组分混合气体的热力学性质。计算过程简捷明了,利于学生更好地理解混合物热力学性质的计算过程。     

状态方程法计算热力学剩余性质的比较

文章介绍了化工热力学剩余性质和状态方程的概念,以Mathcad软件设计了三种状态方程RK、SRK、PR方程计算剩余性质的过程。结果发现采用Mathcad软件计算可以简化计算流程,快速得到结果,令初学者产生学习的信心。     

基于SRK方程混合规则修正的烃类混合物相平衡计算研究

为改进SRK方程对烃类混合物相平衡计算的准确性,采用修正方程中系数计算的混合规则,在分析众多混合规则的基础上,采用SR混合规则来计算SRK方程中的系数,基于-型相平衡模型,应用Newton-Raphson迭代算法计算求解,并将计算结果与现场实测数据进行对比分析,结果表明,采用SR混合规则后的SRK状态方程对烃类混合物的相平衡预测精度高,验证了方法的有效性,并且通过计算发现该方法不适合混合物中H2S等酸性气体的相平衡数据计算。     

PR方程与SRK方程在计算水露点中的比较与应用

水露点是天然气管道输送安全的一个重要指标。介绍了PR方程与SRK方程,利用两个方程的不同混合法则及相平衡计算,通过编写程序,计算出在相同条件下,不同方程之间计算出的水露点的差异,得出利用PR方程计算出的水露点较SRK方程计算的结果偏低。     

THE EFFECT OF VARIOUS TYPES OF EQUATIONS OF STATE ON DRIVING FORCE CALCULATION AND GAS CONSUMPTION PREDICTION IN SIMPLE AND DOUBLE HYDRATE FORMATION WITH OR WITHOUT THE PRESENCE OF KINETIC INHIBITORS IN BATCH SYSTEMS

This article compares the effects of using various types of equations of state (Peng-Robinson, PR; Soave-Redlich-Kwong, SRK; Esmaeilzadeh-Roshanfekr, ER; Patel-Teja, PT; and Valderrama-Patel-Teja, VPT) on the calculated driving force and rate of gas consumption based on the Kashchiev model in simple and double-gas hydrate formation for methane, ethane, and their mixtures with 1130 experimental published data points with or without the presence of kinetic inhibitors at various pressures and temperatures. For the prediction of gas consumption rate in double-gas hydrate formation, the rate equation based on the Kashchiev model for simple gas hydrate formation was developed using the calculation of gas mole fraction in hydrate phase and then prediction of gas hydrate formation rate for each component in gaseous mixture. The total average absolute deviation was found to be 8.72%, 10.34%, 8.84%, 11.04%, and 14.16% for the PR, ER, SRK, VPT, and PT equations of state for calculating gas consumption in simple and double hydrate formation, respectively.     

富硫化氢酸性天然气相态行为的实验测定和模型预测

本文采用无汞抗硫ＰＶＴ装置，测定了三组富硫化氢酸性天然气混合物的Ｐ－Ｔ相包线数据，并比较了三个立方型状态方程：Ｓｏａｖｅ－Ｒｅｄｌｉｃｈ－Ｋｗｏｎｇ，Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ和Ｐａｔｅｌ－Ｔｅｊａ应用于酸性天然气泡／露点压力及ＰＶＴ数据的预测结果。对泡点压力的预测ＳＲＫ方程误差最小（１．１３％），而对露点压力的预测则ＰＴ方程误差最小（４．７７％）。应用多参数ＭＯＵ／ＧＲＩ方程预测富硫化氢酸性天然气压缩因子数据取得满意的结果，平均误差为０．６３５％。     

CO2-C2H6共沸物分离的立方型状态方程选取

汽液平衡热力学模型的准确选取对CO₂-C₂H₆共沸物分离流程的设计和操作分析至关重要。在汽液平衡实验数据的基础上,依据逸度平衡原则,评估vdW、RK、SRK和PR立方型状态方程结合vdW、Margles和CVD混合规则预测CO₂纯物质、CO₂-C₂H₆共沸物和n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系汽液平衡的可靠性,采用平均绝对误差的方法进行状态方程的选取。结果表明：SRK状态方程计算CO₂纯物质汽液平衡性质的精度最高;PR状态方程结合Margles混合规则可以准确计算CO₂-C₂H₆共沸体系汽液平衡特性;对于n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系,SRK状态方程结合Margles混合规则计算精度明显优于vdW、RK和PR状态方程。通过试差迭代法优化CO₂-C₂H₆共沸体系和n-C₅H₁₂-CO₂-C₂H₆三元体系的二元交互作用参数,状态方程的计算精度得到明显提高。