HFC混合物二元交互作用系数研究

目前国际上已商业化使用或提出的潜在的环保工质,大多数为氢氟烃(HFC)混合物,利用状态方程描述混合工质热力性质时,交互作用系数是重要参数之一。本文应用Peng-Robinson状态方程对多种HFC二元混合物的气液相平衡(vapor—liquid equilibrium,VLE)实验数据进行了回归,得到了相应混合物的交互作用系数。提出了交互作用系数新关联式,结果表明所得到的交互作用系数能很好的应用于描述HFC混合物气液相平衡性质,计算精度可以满足工程应用的需要。

HFC混合物二元交互作用系数的关联与推算

结合Peng-Robinson(PR)方程与已有的实验数据对氢氟烃混合物(HFCs)二元混合工质进行了气液平衡计算,关联得到相关体系的二元交互作用系数.在此基础上建立了二元混合物交互作用系数的推算模型,该模型能近似给出多种HFC任意二元混合的交互作用系数,由此交互作用系数计算的气液平衡压力误差一般在2%内,能满足工程需要.

高含硫气藏硫溶解度的关联和预测研究

硫沉积是高含硫气藏有别于普通气藏的重要特征。硫沉积不仅影响气井产能,而且会对整个气藏的开发带来很多危害,因此,正确计算和预测不同条件下硫的溶解度具有十分重要的意义。鉴于高含硫气藏中硫沉积实验研究的难度,针对硫的溶解与析出类似于超临界流体中溶质的溶解与萃取过程,利用超临界流体相平衡模型中的压缩气体模型,建立了关联和预测硫溶解度的热力学理论模型。在该模型中,通过拟合回归硫在纯二氧化碳、甲烷和硫化氢气体中溶解度的实验结果,得到了硫与这些气体组分的二元交互作用系数,最后通过实例计算,验证了模型的正确性和可靠性。

基于CPA状态方程预测烷烃-水体系相平衡

采用考虑了极性分子间氢键缔合作用的立方型附加缔合项(CPA)状态方程计算了烷烃-水体系的气液相平衡。通过调整CPA状态方程中的二元交互作用系数,拟合了n-C_7,n-C_(10),n-C_(16),n-C_(20),n-C_(24),n-C_(28),n-C_(32),n-C_(36)与水二元混合物的气液液三相平衡(VLLE)曲线,提出了适用于n-C_7以上烷烃的烃-水体系二元交互作用系数关联式;对于n-C_(36)以上的烷烃,二元交互作用系数建议取值为-0.038。以此为基础,预测了n-C_6,n-C_7,n-C_8,n-C_9,n-C_(10),nC_(12),n-C_(16),n-C_(20)与水二元混合物液相中的水的摩尔分率,预测值与实验值之间平均绝对偏差为0. 018 10。取得成果能够同时对烃-水体系的VLLE曲线和烃水互溶度进行准确的预测,为下一步研究多组分天然气-水、油-水混合物的相态特征奠定了基础。

氢氟烃/烷烃二元混合物的气液相平衡

整理了已公开发表的氢氟烃(HFC)/烷烃(HC)二元混合物气液相平衡实验数据,对实验数据进行了热力学一致性检验。采用PR方程加van der Waals混合规则描述该类混合物的气液相平衡性质,优化得到了11种混合物的二元交互作用系数,经比较表明采用优化结果能够高精度再现气液相平衡实验数据,比k_(ij)取0的计算结果有很大改善.

N_2在液态CO_2中的溶解度分析

采用Henry常数法及PR,SRK状态方程法计算了N_2在液态CO_2中的溶解度.将溶解度计算结果与实验数据进行比较后得出:PR状态方程的计算精度最高,计算结果与实验数据的平均相对误差绝对值均小于9%;Henry常数法计算结果误差最大,计算结果与实验数据的平均相对误差绝对值均大于26%;N_2的溶解度随温度降低或压力增大而逐渐增大.为进一步提高PR方程的计算精度,利用实验数据优化了N_2与CO_2之间的二元交互作用系数,并提出二元交互作用系数与温度、压力有关的关联式;将关联式运用于温度为220,240及250 K的N_2溶解度计算中,计算结果与实验数据的相对误差绝对值均小于2%,当温度为220 K时,溶解度计算结果与实验数据的相对误差绝对值均小于0.7%,证明了所得关联式的准确性.

基于道路施工的路基填料-沥青改性研究

为了对基于道路施工的路基填料-沥青进行改性,考察了SBS、HV、SK90和KL70沥青与路基填料的交互作用。结果表明,随着填料体积百分数增加,沥青-填料复数剪切模量C逐渐减小,剪切模量系数G、爱因斯坦系数k和复数粘度系数η逐渐增加;相同填料体积分数下,沥青-填料的复数剪切模量C、剪切模量系数G和复数粘度系数η从大至小的顺序为:SBS>HV>SK90>KL70,爱因斯坦系数k从大至小的顺序为:KL70>SBS>HV>SK90。随着填料体积分数的增加,交互作用系数呈现逐渐减小的特征,填料关键体积分数从大至小顺序为KL>SK>HV>SBS。影响沥青-填料交互作用最明显的是沥青中的羟基和填料中的CaCO3。

用LKP状态方程计算NH_3-H_2O-H_2-N_2-Ar-CH_4系统的热力学性质和高压相平衡

本文以LKP状态方程为基础,分别拟合得到H_2-NH_3、CH_4-NH_3、H_2-H_2O、N_2-H_2O、CH_4-H_2O、Ar-H_2O的二元交互作用系数,结合原有的二元交互作用系数,就可以把LKP状态方程推广到含NH_3、H_2O等强极性流体混合物的高压相平衡计算。从而,提出了含NH_3-H_2O-H_2-N_2-Ar-CH_4六元混合物的高压相平衡和热力学性质的计算方法。通过几个有关系统的核算,表明在-30～50℃,0.2～300大气压,液相氨浓在0.015～1.0的范围内,74个数据点平均相对误差1.17％,38个与RKA方程可比的数据点平均误差RKA1.95％、本文1.16％。此外,对BWR型状态方程的密度根求解方法也有所改进。