Wong—Sandler新型混凝规则应用于MKS状态方程

为了将Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｋｕｍａｒ－Ｓｔａｒｌｉｎｇ立方型状态方程用于近临界及多种类流体混合物的计算，采用作者提出的将Ｗｏｎｇ－Ｓａｎｄｌｅｒ型混合规则推广到普遍化立方型状态方程的方法，建立了改进的ＭＫＳ／２模型，经各类体系的计算考核，ＭＫＳ／２模型对于各类体系的近临界相态行为及非对称体系平衡计算的改进是显著的。     

普遍化立方型状态方程中Wong-Sandler型混合规则的建立

<正>自70年代末期Huron和Vidal将过量Gibbs自由能模型引入状态方程的混合规则以来,状态方程新混合规则的研究引起了人们的高度重视并取得了重要成就,已成功地将状态方程推广到多种复杂体系的计算,其中近年来由Wong和Sandler等发展的Wong-San-dler（WS）混合规则模型受到了广泛的关注。他们工作的意义在于可以使用由低压汽液平衡数据得到的活度系数模型参数及二元交互作用参数直接推算高压汽液平衡。 但该模型的导出仅限于两参数的立方型状态方程,这样对于广泛应用WS型混合规则势必产生局限性,因此将此类型的混合规则推广到普遍化的立方型状态方程是十分必要的。本文报道了以五参数的Modified Kumar-Starling（MKS）立方型状态方程为工作方程,建立了将WS型混合规则推广到多参数立方型状态方程的途径。     

MH状态方程使用DDLC混合规则计算混合物临界轨迹

<正>一、引 言状态方程能否精确地描述流体混合物热力学性质,建立合适的混合规则是一个重要因素.近十年来,许多研究者把局部组成概念引入立方型状态方程,建立了与密度有关的局部组成(DDLC)混合规则,将两类重要的热力学模型——状态方程和活度系数方程联系起来,大大地改善了状态方程应用于高密度区时的柔软性,改进了状态方程描述极性一非极性、含超临界组分等高度非对称体系的精确度.作者将局部组成概念引入多参数的MH状态方程,椎导了MH方程的DDLC混合规则,用于计算高压汽液平衡和二元混合物临界轨迹.本文将介绍后者的计算情况.     

基于PR状态方程的二元体系临界性质计算中不同混合规则对比

基于PR状态方程,结合四种不同混合规则,利用Heidemann和Khalil的临界性质计算方法,关联了二十一种不同二元体系的临界温度并预测了其临界压力,其中包括非极性、极性和缔合三类体系.对临界温度的关联结果表明,四种混合规则对所有体系均适用.对临界压力的预测结果表明,四种混合规则中van der及Waals-1 Panagiotopoulos-Reid混合规则对非极性-极性(四偶极)体系的估算精度高,而van der Waals-2和Sadus van der Waals-2混合规则更适用于非极性-非极性体系及极性-极性(四偶极)体系.对于缔合体系,随着组分缔合能力的增强,四种混合规则的预测误差均增大,除含1-丁醇及苯组分的体系外有待于寻找更合适的状态方程及混合规则.     

立方型状态方程的混合规则在相平衡计算中的研究

对立方型状态方程中所使用的混合规则及其在相平衡计算中的应用状况做了综述分析。将混合规则按二次型、LC型、DDLC型和UNIWAALS型分别进行了介绍和讨论。总结了各种类型混合规则的优缺点和适用范围,并提出了混合规则今后的发展方向。     

近临界流体状态方程的改进

最近,Kedge and Trebble提出了一个含有近临界项的非三次状态方程,方程主要用于甲烷。本文主要评价了Carnahan Starling(CS)排斥项对非三次状态方程的影响。CS项改进了临界等温线以及PVT数据,近临界区状态方程参数与等温线的异常关系也减少,新的校正项使气液共存线顶端变平滑。与SBWR方程中的指数项相比是用不同的方法得到了类似的结果。     

立方扰动硬链状态方程GE混合规则及其应用

扩展了立方扰动硬链(CSPHC)状态方程在天然气工业中通常遇到物质的纯组分参数, 并建立了纯组分参数的普遍化关联式; 将过量Gibbs自由能混合规则引入CSPHC状态方程, 以应用于高度非对称体系与极性体系相平衡性质计算。结合MPHC活度系数模型及Wilson 活度系数模型, 对13组二元体系的汽液平衡性质获得较满意的结果。     

LCVM型混合规则扩展用于多参数状态方程以关联混合物汽液相平衡

基于两参数状态方程提出的LCVM混合规则是将以无穷压力为参考态的HV混合规则与以零压力为参考态的MHV1混合规则线性结合而得的,尽管没有理论基础,但对于计算非极性、极性体系给出了较好的结果.因而研究借鉴获得LCVM混合规则的思路将LCVM混合规则扩展到多参数状态方程中,即将HVOS混合规则与MHV1混合规则进行线性结合,并通过引入两个对比参数λ0,λ∞给出了适合多常数状态方程的新LCVM型混合规则.在新的LCVM型混合规则中,参数δ决定了MHV1和HVOS混合规则的相对贡献,该参数可由模型在高压和低压下拟合二元混合物的泡露点得到,通过拟合得到的值约为0.21;混合规则中的活度系数模型可以利用由低压区关联出的GE模型.采用该新混合规则模型,在较宽的温度与压力范围内,结合Harmens-Knapp(HK)方程对包括非极性体系、极性体系等在内的20种二元混合物进行了相平衡计算.计算的结果与实验数据吻合得很好.该模型与采用VDW混合规则模型的相平衡计算结果比较表明,该模型的关联精度有了很大的提高,可以在较大的温度与压力范围内关联多种体系的汽液相平衡数据.但是在混合规则中,参数b,c是依赖于经验获得,因此还有待于进一步的研究.     

立方扰动硬链状态方程G^E混合规则及其应用

扩展了立方扰动硬链（CSPHC）状态方程在天然气工业中通常遇到物质的纯化分参数。并建立了纯组分参数的普遍化关联式;将过量Gibbs自由能混合规则引入CSPHC状态方程,以应用于高度非对称体系与极性体系相平衡性质计算。结合MPHC活度系数模型及Wilson活度系数模型,对13组二元体系的汽液平衡性质获得较满意的结果。     

基于Patel-Teja状态方程的统一粘度模型(Ⅱ)应用于油气藏流体粘度的预测

基于(I)报根据pVT和Tμp图形的相似性和Patel-Teja状态方程建立的预测纯流体气、液相粘度的统一模型,通过引入常规的状态方程参数的混合规则,将其应用于二元轻烃混合物共计1894个数据点及模拟天然气高压粘度的预测,平均相对误差分别为13.78%和16.75%;应用于油藏原油和天然气高压粘度的预测,结果优于现有的有关油气藏流体粘度模型.     

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。     

方型状态方程在高压相平衡中的研究及应用

对近年来状态方程的研究及其在高压相平衡计算中的应用状况作了综述分析。以ＰＲＳＶ方程为基础，通过实际计算考察和评价不同混合规则在复杂体高压汽液平衡、超临界流体／固体体系相平衡计算中的性能     

由状态方程计算混合物的临界性质

混合物的临界性质(T_c,P_c和V_c)在高压相态及分离过程计算中具有重要意义.由于实验测定的困难,文献与手册中有关混合物临界性质的数据(与混合物组成有关)极少,如何通过计算确定这些性质成为热力学界所关心的问题之一.混合物的临界性质一般可通过以下三种方法进行估算:(1)通过相包线计算间接确定;(2)由经验或半经验关联式计算;(3)基于严格的临界状态的热力学准则应用状态方程直接计算.第一种方法过于繁琐;而第二种方法普适性较差,且缺乏与汽液平衡计算的热力学一致性;第三种直接计算法可消除上述缺点,因而近年来受到较大重视.Heidemann和Khalil(1980)以及Peng和Robinson(1977)所提出的直接计算法已成功地应用于烃类非极性混合物临界性质的预测.本文的目的主要是将直接法扩充应用至极性混合物临界性质的计算,并改进前人对临界比容的预测.在前阶段工作(徐东海和郭天民,1989)基础上,本文作了较大扩充与修改.按Heidemann和Khalil由Helmholtz自由能导出的下列临界状态判别准则Q△n=0,△n~T△n=1(1)及偏导数矩阵Q中的元素q_(ij)与三次式中三阶偏导数的表达式结合状态方程(可导出逸度f_i表达式)联解方程式(l)和(2)便可求得组成指定的混合物的临界性质.为将直接法扩展应用至极性混合物,作者选用了Leet等(1986)提     

关于立方型状态方程的若干评述和讨论

对在状态方程,尤其是立方型状态方程,研究与开发过程中的几个重要问题,从若干层面进行了评述和讨论。评价了统计力学在开发状态方程中的作用,并指出了其局限性。通过综述温度函数的发展状况,给出了温度函数仍然是纯经验性等看法。对混合规则的发展状况以及各种不同类型的混合规则进行了评述和比较。     

应用PSRK状态方程预测高压汽液平衡

为预测高压汽液平衡,将过量吉布斯自由能混合规则和UNIFAC活度系数模型与SRK状态方程相结合,建立基团贡献状态方程PSRK。利用该状态方程对5个体系在不同压力和温度下的汽液平衡数据进行了关联实验测定的汽相压力和汽相组成与计算结果相比所得的相对平均偏差分别为2．16％和1．01％。结果表明,PSRK状态方程可以成功地预测高压下汽液平衡,其精度高于MHV1和MHV2模型。     

立方型状态方程含过量自由焓模型的新混合规则

提出了在参考压力下将过量自由焓(g~E)模型引入状态方程的修正Huron-Vidal混合规则,由g~E模型确定状态方程中混合物的参数,以SRK方程和Wilson模型为例,取大气压为参考压力,计算了16个体系50组汽液平衡,结果表明本文建议的混合规则可直接使用现有文献报道的常压g~E模型参数由立方型状态方程预测常压汽液平衡,并对直接外推预测高压汽液平衡作了尝试.     

流体汽液相平衡混合规则研究进展

混合工质汽液相平衡学术内涵丰富且应用广泛，而混合规则是决定混合物性描述准确与否的关键因素。综述了具有代表性的混合规则，包括原始的二次型、非二次型、密度型、状态方程-超额自由能型等混合规则，评价了其在流体汽液相平衡的描述能力，辅以数学推导介绍了其发展的动机及存在的优劣，以期对将来混合规则发展提供思路。     

CO2混合工质的气液相平衡的混合规则对比与预测研究

CO₂混合工质兼顾高效和环境友好的特点,在新一代热功转化循环中受到广泛关注。混合工质气液相平衡性质是循环分析与计算的基础。为了提高CO₂混合工质气液相平衡数据的计算精度,采用PR状态方程结合三种混合规则（vdW、MHV1、WS）,对7种CO₂+HFCs/HFOs及4种CO₂+HCs混合工质的气液相平衡性质进行了计算。结果表明,对CO₂+HCs混合工质,vdW混合规则可达较好的结果;对CO₂+HFCs/HFOs混合工质,在亚临界区三者计算精度相近,但在超临界区,WS混合规则对计算精度提升明显。最后,提出了一种差值模型预测CO₂混合工质气液相平衡性质,预测的AARD(p)值为2.03%,AAD(y)值为0.0120,预测精度较高。     

马丁-侯（M-H）状态方程研究应用进展

概括了马丁-侯状态方程的进展,介绍了马丁-侯状态方程的特点。分析了马丁-侯状态方程存在的问题,提出了解决的方法。对马丁-侯状态方程的应用进行了阐述,指出了其仍然具有很大的研究价值。     

超额吉布斯自由能-状态方程模型的研究进展

超额吉布斯自由能-状态方程模型是继传统的状态方程法和活度系数法之后计算和预测相平衡的一个新思路。本文根据参考态的不同,将超额吉布斯自由能-状态方程模型进行了分类,并且重点对其中经典模型的优缺点进行了分析和总结。包括:①HV混合规则是第一个被提出的GE-EoS模型,它需要重新回归模型参数;②WS混合规则引入第二维里系数,具有很强的理论依据;③MHV1和MHV2混合规则,可以直接使用活度系数模型现有的参数;④LCVM型混合规则消除了状态方程和活度系数模型的组合项差异,对非对称体系相平衡的表现非常好。文章指出,GE-EoS模型的改进可以从改进状态方程、改进活度系数模型和扩充活度系数参数表3个方面着手。为了适应现在应用的需要,针对非对称体系的GE-EoS模型的开发将是重要的发展方向。