Термодинаміка в рівняннях стану HYSYS Редліха-Квонга-Соаве (SRK) та Пен-Робінсона (PR) -

Редліх-Квонг-Соаве (SRK) та Пен-Робінсон (PR) Варіант рівняння Ван-дер-Ваальса для легких неполярних вуглеводнів Обидві моделі є вдосконаленням рівняння стану Редліха-Квонга Покращений прогноз рівноваги парів рідини (VLE) ) Використовується для легких неполярних вуглеводнів (C1-C4) Використовується для важких вуглеводнів (C5 і +) Використовується для CO2, CO та H2S (до 25 мол.%) У легких вуглеводнях Використовується для N2 та H2 у легких вуглеводнях До 5000 psia Температура критичної точки до кріогенних температур У критичній області PR найкращий PR: T> -456 ºF (271 ºC) і P -225 ºF (143 ºC) і P 0.49 присутній HYSYS використовує наступну виправлену форму: A = B = ap ------------- (RT) 2 bp ------ RT 0.379642 + (1.48503 (0.164423 1.016666ω i) ω i) ω i ap -------- ----- (RT) 2 bp ------ RT Сторінка 3

Пен-Робінсон (PR) H ------------------- = Z 1 RT H ID 1 da ---------------- --- 2 1,5 a T brt dt V + (2 0,5 + 1) b ln ------------------------------- ---- V + (2 0,5 1) b S ------------------ = ln (ZB) RS ID P ln ----- PA ---- --------------- T 2 1,5 brt à - da V + (2 0,5 + 1) b ln ------------------ ----------------- dt V + (2 0,5 1) bbiaia ci 0,077796 RT ci ---------- P ci a ci α i (0,457235 RT ci ) 2 ----------------- P ci a = NN i = 1 j = 1 R = константа ідеального газу xixj (aiaj) 0,5 (1 k ij) mi 0,5 α 1 + mii (1 T ri) 2 0,37646 + 1,54226ω i 0,26992ω i H = Ентальпія S = Ентропія Сторінка 4

Редліх-Квонг-Соаве (SRK) та Пен-Робінсон (PR) H 1 ------------------- Z 1 --------- a T da b = ----- ln 1 + - RT brt dt VH ID S ------------------ = ln (Z b) RT S ID P ln --- - P + A - TB ā -da ----- ln dt 1 B + - Z bi 0,08664 RT ci ---------- P ci aia ci a ci α i (0,42748 RT ci) 2 - --------------- P ci a = N i = 1 N j = 1 xixj (aiaj) 0,5 (1 k ij) mi α i 0,5 1 + mi (1 T ri) 2 0,48 + 1,574ω i 0,176ω i R = константа ідеального газу H = Ентальпія S = Ентропія Сторінка 5

Бенедикт-Вебб-Рубін (BWR) Загальна кореляція з використанням констант (8-11) чистих сполук для кращого прогнозування рівноваги парової фази, побудованої для прогнозування властивостей сумішей вуглеводнів (C4 та -) з N2, H2 та H2S. Температура нижче 200 F Тиск нижче 2000 psia Відмінно підходить для прогнозування ПЗВ для скрапленого природного газу (LNG), синтетичного природного газу (SNG) та скраплених нафтових газів (LPG), що використовується для кріогенного розділення природного газу H2 та N2.

Kabani-Banner Lee Kesler Plöcker PRSV Sour PR Модифікація SRK для вдосконалення розрахунку рівноваги пара-рідина-рідина у водно-вуглеводневих системах. Добре представляє неполярні суміші. Plöcker та ін. Застосуйте рівняння Лі Кеслера до сумішей, отриманих із рівняння BWR. Пен-Робінзон Стриек-Віра Використовується для лікування помірковано неідеальних систем. Застосовується для водно-спиртових систем та деяких спиртово-вуглеводневих систем. Використовувати як основу розрахунку PR Ми додаємо модель Wilson API-Sour, щоб краще оцінити швидкість випаровування пари. Модель Вільсона представляє іонізацію H2S, CO2 і NH3 у водній фазі. Петлі гідроочищення застосовуються в процесах, що містять кислу воду, в неочищених колонах або в різних процесах, що включають кислі гази у присутності води. Сторінка 8

Кислий СРК Зудкевич Джоффі Див. Кислий PR Модифікація рівняння Редліха-Квонга (РК). Це дозволяє краще передбачити баланс рідини та пари вуглеводневих систем, що містять H2. Сторінка 9

Розробка хімічного процесу Моделі активності Неідеальні суміші створюють великі проблеми під час моделювання. Потім необхідно передбачити неідеальні коефіцієнти активності рідкої фази та коефіцієнти коефіцієнта корисної дії парової фази. Це більш емпіричний підхід, ніж рівняння станів. Для ідеальних рішень коефіцієнти становитимуть 1. Цей випадок не трапляється, тому ми повинні отримати значення для цих коефіцієнтів. Співвідношення засновані на надлишку вільної енергії Гіббса, що представляє неідеальність рішення. Поєднання цієї методики з рівнянням Гіббса-Дугерна дає можливість отримувати значення коефіцієнтів активності. Старі моделі, такі як Margules та van Laar, представляють надлишок менш добре, і тому вони більш обмежені у своєму застосуванні. Нові моделі, такі як Wilson, NRTL (випадкові дві рідини) та UNIQUAC, є більш твердими. З іншого боку, для отримання результату їм потрібні більше комп’ютерних ресурсів, але вони дають хороші результати у випадку неідеальних сумішей, таких як спирт-вуглеводні в розбавленій області. Сторінка 10

Розробка хімічного процесу Моделі активності У HYSYS двійкові коефіцієнти походять із колекції DECHEMA, серії хімічних даних. Перераховано 16 000 двійкових коефіцієнтів. Ці коефіцієнти використовуються, якщо вони відомі. В іншому випадку оцінювали коефіцієнти, використовуючи UNIFAC (універсальний коефіцієнт функціональної активності) лише для невідомих. Маргулес Ван Лаар Перше рівняння з використанням надлишку вільної енергії Гіббса. Немає теоретичної основи для моделі. Перше рівняння з використанням надлишкової вільної енергії Гіббса на теоретичній основі. Дуже швидкий розрахунок, але погані результати з галогенованими вуглеводнями та спиртами. Зверніть увагу на оцінку багатокомпонентних систем. Він має тенденцію прогнозувати дві рідкі фази, навіть якщо вони не існують. Сторінка 11

Проектування хімічного процесу моделей активності Вільсона Запропонована Грантом М. Вілсоном в 1964 р. Перша модель активності, що використовує місцевий склад, щоб отримати вираз надлишку вільної енергії Гіббса. Термодинамічно послідовний підхід до прогнозування багатокомпонентних сумішей. Представляє неідеальні системи, крім електролітів. NRTL випадкові дві рідини Запропонована Реноном та Проусніцом у 1968 р. Розширення Вільсона Використовує статистичну механіку та теорію рідинних клітин для структури рідини. VLE, LLE та VLLE Може застосовуватися для розведених систем та для спиртово-вуглеводневих систем. Сторінка 12

Проектування хімічного процесу Моделі діяльності UNIQUAC Henry Universal Quasi Chemical Запропонована Абрамсом та Праусніцом у 1975 р. Використовує статистичну механіку квазіхімічної теорії Гуггенхайма для представлення структури рідини VLE, LLE та VLLE. Використовується для сумішей, що містять Вода, спирти, нітрили, аміни, складні ефіри, кетони, альдегіди, галогеновані вуглеводні та вуглеводні Закон Генрі Застосовується при моделюванні активності та не конденсується CH4, C2H6, C2H4 (етилен), C2H2 (ацетилен), H2, He, Ar, N2, O2, NO, H2S, CO2, CO Сторінка 13

Розробка хімічного процесу Блок-схема вибору PR або SRK GS T