五个立方型状态方程应用于多元混合物高压P—V—T关系预测结果的比较

本文系统地比较了五个立方型状态方程:Soave-Redlich-Kwong(SRK)、Peng-Robinson(PR)、Patel-Teja(PT)、Schmidt-Wenzel(SW)和Yu-Lu(YL)方程应用于预测多元烃类等非极性混合物高压P-V-T关系的结果,经对28组7至10元非极性混合物实测P-V-T数据点的考核,发现对露点压力的预测,SW方程的平均误差最小(2.68％),YL方程的平均误差最大(4.33％);对露点体积的预测,PR方程和YL方程的计算结果稍差,平均误差分别为4.88％和3.83％,而其它三个方程的平均误差均在2.50％左右。经对混合物于等温恒组成膨胀过程中反凝析液体量217个实测点的考核,结果表明在不作任何状态方程参数调节的情况下,三参数状态方程对所考核的体系并不能给出全部较优化的结果,SW方程和YL方程的计算结果与两参数PR方程类似,虽PT方程的误差最小,但仍嫌大,特别是在露点压力附近。因此,对实际过程中反凝析液体量的计算(如凝析气液体),直接应用状态方程而不作任何参数调节很难得到满意的结果。     

立方型转子链状态方程及其应用(三)

三、应用 4.极性混合物 (2)高压系统 状态方程法已成功地应用于高压非极性系统,但对高压极性系统汽-液平衡的研究尚很少报导。表9中列出CCOR方程对12组高压二元系统(含有强极性组分)共28组     

立方型状态方程用于液体过量体积的计算

用 SRK、PR 和 YU-LU 三个立方型状态方程对常压下的液体混合过量体积进行了关联计算,涉及的体系包括非极性、弱极性、水及羧酸等强极性混合物。对于对称的非极性、弱极性、极性流体混合物获得了良好的结果,但这种计算方法不适用于含水或羧酸的体系。     

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     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

CO_2-C_2H_6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CO_2-C_2H_6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CO_2纯物质、CO_2-C_2H_6共沸物和n-C_5H_(12)-CO_2-C_2H_6三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CO_2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CO_2-C_2H_6共沸体系汽液平衡特性;对于n-C_5H_(12)-CO_2-C_2H_6三元体系,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CO_2-C_2H_6共沸体系和n-C_5H_(12)-CO_2-C_2H_6三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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

多元混合物相包线算法改进研究

计算烃类混合物相包线的方法可归纳为两类:单变量迭代法和多变量迭代法。由于前者计算稳定性、精确性及收敛效果要优于后者,因此目前应用较为广泛。本文主要采用单变量迭代法计算相包线,针对先前的计算模型提出了改进方法,即通过调整当前迭代计算值的初值,就能实现在不影响计算精确度的前提下,收敛速度明显提高。结合Soave-Redlich-Kwrong状态方程(简称SRK状态方程)和Hysys模拟软件,本文给出算例进一步论证通过改进模型后该算法的优越性。     

乙醇-苯混合物变压精馏的稳态模拟及优化

本文采用UNIFAC模型计算乙醇-苯混合物的汽液平衡数据,应用SRK状态方程计算汽、液相的焓值,对乙醇-苯混合物变压精馏(PSD-Pressure Swing Distillation)流程进行了稳态模拟和优化,得到了各物料流的温度、压强、流量和组成以及精馏塔理论板上的温度分布、液相流量分布和组成分布以及冷凝器和再沸器的热负荷。     

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。     

正丁醇-水混合物双塔精馏流程的稳态模拟及优化

本文采用UNIFAC模型计算正丁醇-水混合物的汽液平衡数据,应用SRK状态方程计算气、液相的焓值,对正丁醇-水混合物双塔精馏流程进行了稳态模拟和优化,得到了各物料流的温度、压强、流量和组成以及精馏塔理论板上的温度分布、汽(液)相流量分布和组成分布及再沸器的热负荷,该计算对正丁醇-水系统双塔精馏工艺的设计和操作具有实际意义。     

实用温度函数型PR方程及其在低碳醇混合物中的应用——(Ⅰ)纯物质饱和蒸汽压

本文在对立方型状态方程的详细分析基础上,采用一种实用的与温度有关的a函数表达式,修正了Peng-Robinson状态方程式.用其计算包括非极性,极性和量子流体的52种性质广泛的纯物质,特别是低碳醇混合物中各组分的饱和蒸汽压,获得了令人满意的结果.与多种常见的状态方程式相比较,尤其是对极性流体,本文有明显改进.