Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

Построение PT-фазовых диаграмм и расчет критических точек для многокомпонентных систем с использованием флэш-вычислений

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-1-46-54

Аннотация

Цели. Построение PT-фазовых диаграмм и расчет критических точек для многокомпонентных систем с использованием флэш-вычислений.

Методы. Для построения фазовых диаграмм многокомпонентных систем использовали флэш-вычисления на основе уравнения состояния и правила смешения. В общем случае методология использует уравнение состояния Соаве–Редлиха–Квонга и правило смешения Ван дер Ваальса; уравнение состояния Пенга–Робинсона и правило смешения ВонгаСэндлера, а также неслучайная двужидкостная модель активных коэффициентов. Результаты. Метод был применен к следующим смесям: этан (1)–бутан (2) (четыре разных состава); этан (1)–пропан (2) (четыре разных состава); бутан (1)–диоксид углерода (2) (три разных состава); C2C3C4C5C6 (один состав); изобутан–метанол–метил-трет-бутиловый эфир–1-бутен (один состав); и пропилен–вода–изопропиловый спирт–диизопропиловый эфир (ДИПЭ) (один состав).

Выводы. Согласно нашим результатам, метод флэш-вычислений, базирующийся на уравнении состояния и правилах смешения, используемый для построения фазовых диаграмм, на основе которых проводится оценка критических точек для многокомпонентных смесей, хорошо согласуется с экспериментальными данными, имеющимися в литературе. Для смесей, содержащих CO2 , лучшие результаты получены с использованием уравнения состояния Пенга–Робинсона и правила смешения Вонга–Сэндлера.

Об авторе

Л. А. Торо
Национальный университет Колумбии; Автономный университет Манизалеса
Россия
Торо Луис Альберто, доктор философии, доцент, Национальный университет Колумбии (штаб-квартира Манизалес, Манизалес-Кальдас); Автономный университет Манизалеса.


Список литературы

1. Michelsen M.L. Calculation of Phase Envelopes and Critical Points for Multicomponent Mixtures. Fluid Phase Equilib. 1980;4(1-2):1-10. https://doi.org/10.1016/0378-3812(80)80001-X

2. Stradi A.B., Brennecke F.J., Khon P.J., Stadtherr A.M. Reliable Computation of Mixture Critical Points. AIChE J. 2001;47(1):212-221. https://doi.org/10.1002/aic.690470121

3. Heidemann R.A., Khalil A.M. The Calculation of Critical Points. AIChE J. 1980;26(5):769-779. https://doi.org/10.1002/aic.690260510

4. Henderson N. Freitas L. Platt M.G. Prediction of Critical Points: a new methodology using global optimization. A. I. Ch. E. Journal. 2004;50(6):1300-1314. https://doi.org/10.1002/aic.10119

5. Freitas L., Platt G., Hénderson N. Novel approach for the calculation of critical points in binary mixtures using global optimization. Fluid Phase Equilib. 2004;225:29-37. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2004.06.063

6. Justo-García D.N., García-Sanchez F. Cálculo de Puntos Críticos de sistemas multicomponentes utilizando optimización golbal. XX Congreso Nacional de Termodinámica. Apizaco, Tlaxcala, 5–9 de Septiembre de 2005. P. 342-366 (in Spanish).

7. Sánchez-Mares F., Bonilla-Petriciolet A. Cálculo de Puntos Críticos empleando una estrategia de optimización global estocástica. Afinidad. 2005;63(525):396-403 (in Spanish).

8. Goffe W.L, Ferrier G.D., Rogers J. Global Optimization of statistical functions with simulated annealing. J. Econometrics. 1994;60(1-2):65-99. https://doi.org/10.1016/0304-4076(94)90038-8

9. Corana A., Marchesi M., Martini C., Ridella S. Minimizing multimodal functions of continuous variables with simulated annealing algorithm. ACM Trans. Math. Software. 1987;13(3):262-280. http://dx.doi.org/10.1145/29380.29864

10. Tabrizi F.F., Nasrifar Kh. Application of predictive equations of state in calculating natural gas phase envelopes and critical points. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2010;2(1):21-28. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2009.12.005

11. Cardona C.A., Sánchez C.A., Gutiérrez L.F. Destilación Reactiva: Análisis y Diseño Básico. Manizales, Colombia: Universidad Nacional de Colombia; 2007 (in Spanish).

12. Reid R.C., Prausnitz J.M., Poling B.E. The Properties of Gases and Liquids. 4th Edition. New York: McGraw-Hill; 1987. 741 p.

13. Justo-García D.N., García-Sánchez F., Díaz-Ramírez N.L., Romero-Martínez A. Calculation of critical points for multicomponent mixtures containing hydrocarbon and nonhydrocarbon components with the PC-SAFT equation of state. Phase Fluid Equilib. 2008;265:192-194. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2007.12.006

14. Jun Cai, Ying Hu, Prausnitz J.M. Simplified critical-point criteria for some multicomponent systems. Chem. Eng. Sci. 2010;65(8):2443-2453. https://doi.org/10.1016/j.ces.2009.11.024

15. Akasaka R. Calculation of the critical point for mixtures using mixture models based on Helmholtz energy equations of state. Fluid Phase Equilib. 2008;263(1):102-108. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2007.10.007

16. Alfradique M.F., Castier M. Critical points of hydrocarbon mixtures with the Peng-Robinson, SAFT, and PC-SAFT equations of state. Fluid Phase Equilib. 2007;257(1):78-101. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2007.05.012

17. Horstman S., Fisher K., Gahmeling J. Experimental determination of critical points of pure components and binary mixtures using a flow apparatus. Chem. Eng. Technol. 1999;22(10):839-842. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-4125(199910)22:10<839::AID-CEAT839>3.0.CO;2-L

18. Chien-Bin Soo, Thévenau P., Coqulet C., Ramjugernath D., Richon D. Determination of critical points of pure and multicomponent mixtures using a “dynamic-synthetic” apparatus. J. of Supercritical Fluids. 2010;55(2):545-553. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2010.10.022

19. Holland Ch.D. Fundamentos de destilación de mezclas multicomponentes. Limusa, Noriega Editores; 1992. 200 p. (in Spanish).

20. Seader J.D, Henley E.J. Separation Process Principles. 2nd Edition. John Wiley and Sons, Inc; 2006. 800 p.

21. Smith J.M., Van Ness H.C., Abbott M.M. Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química. McGraw-Hill; 2007. 836 p. (in Spanish).

22. Peng D., Robinson D.D. A New Two-Constant Equation of State. Ind. Eng. Chem. Fund. 1976;15(1):59-64. https://doi.org/10.1021/i160057a011

23. Tester J.W., Modell M. Thermodynamics and Its Applications, 3rd Edition. Prentice Hall. 1996; 960 p.


Дополнительные файлы

1. Ethane (1)–n-butane (2) mixtures. Phase envelope using SRK EoS and VdW MR. a) z = [0.5605 0.4395]; b) z = [0.4402 0.5598]; c) z = [0.1496 0.8504]; d) z = [0.2990 0.7010].
Тема
Тип Research Instrument
Посмотреть (394KB)    
Метаданные ▾
2. This is to certify that the paper titled Drawing PT-phase envelopes and calculating critical pointsfor multicomponent systems using flash calculations commissioned to Enago by Luis Alberto Toro has been edited for English language and spelling by Enago, an editing brand of Crimson Interactive Inc.
Тема CERTIFICATE OF EDITING
Тип Прочее
Посмотреть (392KB)    
Метаданные ▾
Для целого ряда систем построены фазовые диаграммы и рассчитаны критические точки с использованием флэш-вычислений. Для расчетов использованы уравнение состояния Соаве−Редлиха−Квонга (SRK) и правило смешения Ван дер Ваальса (VdW); уравнение состояния Пенга−Робинсона (PR) и правило смешения Вонга−Сэндлера (WS), а также неслучайная двужидкостная модель активных коэффициентов (NRTL).

Рецензия

Для цитирования:


Торо Л.А. Построение PT-фазовых диаграмм и расчет критических точек для многокомпонентных систем с использованием флэш-вычислений. Тонкие химические технологии. 2020;15(1):46-54. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-1-46-54

For citation:


Toro L.A. Drawing PT-phase envelopes and calculating critical points for multicomponent systems using flash calculations. Fine Chemical Technologies. 2020;15(1):46-54. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2020-15-1-46-54

Просмотров: 949


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)